不同营养液配方对蓝莓幼苗生长影响的研究

不同营养液配方对蓝莓幼苗生长影响的研究
牛松,李树和通信作者,董丽君,李晓新(天津农学院 园艺园林学院,天津 300384)

蓝莓,属杜鹃花科( Ericaceae ),越橘属(Vaccinium L.),是以灌木为主的多年生果树。我国蓝莓栽培起始于20 世纪80 年代的引种试验,至今已有30 多年的研究历史,早期研究初步解决了蓝莓的品种选择、苗木栽植和种苗繁育等问题。我国蓝莓主栽品种有高丛蓝莓、矮丛蓝莓和兔眼蓝莓。蓝莓为喜光树种,须生长在pH 值4.0~5.5、疏松、肥沃、排水保水性能良好,且富含有机质的土壤中。蓝莓的无土栽培至今已有一百多年的发展历史,营养液是无土栽培技术的关键,营养液中的有效成分直接影响了作物根系对养分的吸收及利用,因而也在一定程度上决定了作物的长
势情况和无土栽培的成功与否。很多专家学者根据作物种类、生育情况、生长习性、水质和气候条件以及矿质元素来源的不同,研制出了许多营养液配方,然而这些配方在使用过程中均存在一定程度的专一性。基于蓝莓对生长条件要求比较苛刻、管理比较困难等问题,因此发展蓝莓的无土栽培,研究适宜蓝莓幼苗生长的营养液配方具有十分重要的意义。
本研究采用盆栽试验法,以7 种不同组成的营养液做处理,以蒸馏水为对照,60 d 后测定蓝莓的株高、叶面积、可溶性糖含量等生理指标,并通过测定栽培蓝莓苗基质的物理及化学参数,来检测试验中的蓝莓是否始终生长在一种酸性的环境中,最后获得最适宜蓝莓无土栽培的营养液配方。
 
1 试验材料
以长势一致的公爵蓝莓组培无根苗为植物试材,栽培基质为:V草炭∶V蛭石=1∶3;栽培容器为相同规格的塑料箱。
供试营养液配方为Sideris 和Yaung(铵型)(mg/L):磷酸二氢钾,68.5;硫酸铵,132;硫酸钾,174;七水硫酸镁,246;二水硫酸钙,172。
日本园试配方(mg/L):四水合硝酸钙,945;硝酸钾,809;磷酸二氢铵,153;七水硫酸镁,493。
日本山崎草莓配方(mg/L):四水合硝酸钙,236;硝酸钾,303;磷酸二氢铵,57;七水硫酸镁,123。
法国国家农业研究所NFT 配方[4](mg/L):四水合硝酸钙,614;硝酸钾,283;硝酸铵,240;磷酸二氢钾,136;磷酸氢二钾,17;硫酸钾,22;七水硫酸镁,154;氯化钠,12。
组织培养应用配方(mg/L):四水合硝酸钙,556;硝酸铵,400;磷酸二氢钾,170;硫酸钾,990;七水硫酸镁,370。
自研配方1(mg/L):四水合硝酸钙,1 082.77;硝酸铵,311.11;磷酸二氢钾,110.69;硫酸铵,170.20;硫酸钾,237.26;七水硫酸镁,708.17;NaFe-EDTA,38.34;Na2Fe-EDTA,40.74。
自研配方2(mg/L):四水合硝酸钙,1 082.77;硝酸铵,278.54;磷酸氢二钾,141.61;硫酸铵,223.91;硫酸钾,166.46;七水硫酸镁,708.17;NaFe-EDTA,38.34;Na2Fe-EDTA,40.74。
以蒸馏水作对照。
 
2 试验方法
2.1 试验材料处理
由于组培蓝莓生根率低,所以试验开始前先促其生根。用自来水洗净蓝莓组培苗上带有的培养基,并蘸取少量的生根粉,密植在塑料箱中,在塑料箱上覆盖未完全密封的塑料薄膜,帮助其生根缓苗。缓苗期快要结束时,用分析天平准确称取各母液所需的化学药品用量,配制母液,放在阴凉遮光处保存。浇施前,按规定稀释到工作液要求的倍数,并测量理化参数。
2.2 试验方案及处理
试验采用随机区组设计,7 个处理,1 个对照,3 次重复。挑选缓苗后生长健壮的蓝莓幼苗240株,按7 cm×5 cm 株行距定植在24 个大小一致的塑料箱中,每箱定植10 株苗,分成8 组,每组按Ⅰ~Ⅷ进行编号,其中每组中的Ⅰ~Ⅶ号分别用7 种不同的营养液浇灌,即为7 个处理;每组的Ⅷ号用蒸馏水浇灌,即对照,具体处理见表1,其中自研配方1 与自研配方2 是通过植株化学分析法确定的蓝莓营养液配方。试验期间,按照周围环境的变化及栽植要求,不定期地浇施营养液及蒸馏水,每次各浇施500 mL。以60 d 为1 个周期,测量蓝莓幼苗的株高、叶面积、叶绿素含量、可溶性糖含量和蒸腾速率5 个指标。
不同营养液对蓝莓生长的影响试验设计

2.3 试验指标测定与分析方法
试验中用酸度计测定处理后基质的pH 值;用游标卡尺测量蓝莓幼苗的茎粗;用直尺和伸缩性小的线绳测量蓝莓幼苗的株高,计算生长速度;用叶面积仪测量蓝莓的叶面积;用SPAD 叶绿素含量测定仪测定叶绿素含量;用称重法测量并计算蒸腾速率;用蒽酮法进行比色,测定蓝莓叶片中可溶性糖含量。
试验中对基质的性质以及叶面积进行单因素分析,茎粗、株高、生长速度、叶绿素含量、可溶性糖含量及蒸腾速率进行方差分析。
 
3 结果与分析
3.1 基质的性质
基质的酸碱度与电导率等取决于各处理营养液的成分及配比,它直接影响作物的根系环境,进而决定作物的生长情况。试验中每7 d 测定一次并记录基质的性质,计算出平均值,并进行分析(表2)。
蓝莓幼苗生长基质的理化特性

由表2 看出,所有混合基质经不同的营养液处理一段时间后,均处在一种微酸性的状态,并且低于对照;对于电导率及溶质浓度,根据营养液中所含元素种类和浓度的不同,相互之间会产生一定的差异,这一结果说明,7 种营养液配方均能使栽培蓝莓的混合基质保持在稳定的微酸性环境中。
3.2 蓝莓幼苗形态指标的测定
从表3 看出,经过不同的营养液处理60 d 后,蓝莓幼苗的茎粗都受到不同的影响。处理Ⅵ的平均茎粗最大,为1.80 mm,处理Ⅷ的30 株蓝莓幼苗平均茎粗最小,为1.19 mm。在0.05 水平下,处理Ⅶ与处理Ⅵ相比无明显差异,且都优于其他处理。
表3 中数据显示,处理Ⅶ的株高增长最大,与初始高度相比,增长了8.60 cm,与处理Ⅶ相比,处理Ⅳ和处理Ⅴ的增长幅度未达到显著水平。而定植时最高的处理Ⅵ在经过营养液培养后,只增长了3.07 cm,与处理Ⅵ相比,处理Ⅰ和处理Ⅱ差异不显著。而处理Ⅲ和处理Ⅷ的增长幅度最小,还不足2.0 cm;处理Ⅶ蓝莓的生长速度最快,为0.15 cm/d,处理Ⅴ的生长速度次之,为0.12 cm/d,与处理Ⅶ相比,处理Ⅴ和处理Ⅳ,差异都未达到显著水平。
不同营养液配方对蓝莓幼苗生长的影响

注:不同小写字母表示P <0.05 显著水平,下同
在一定范围内,作物产量与叶面积指数呈正相关,而叶片面积是计算叶面积指数的重要因子。叶面积的大小直接影响作物的光合效率[6],也间接影响有机物的合成效率。试验测量和分析了每组蓝莓幼苗的平均叶面积,经营养液处理60 d 后,处理Ⅶ的幼苗叶面积最大,为7.27 cm2,与其他处理相比,差异显著;处理Ⅰ、处理Ⅳ、处理Ⅵ的叶面积无显著差异;而处理Ⅴ的叶面积与处理Ⅰ和处理Ⅵ相比差异显著,与处理Ⅳ相比则差异不显著;所有处理与对照组相比,差异显著。
自研配方1 与自研配方2 是根据“植物全营养法”先测定蓝莓2~3 年成苗植株叶片中N、P、K、Ca、Mg、S、Fe 的含量,挑选相应的化合物,根据比例算出化合物的用量,符合蓝莓植株生长所需营养,然后根据蓝莓生长所需条件,调节自研配方营养液的酸碱度,使之适宜蓝莓幼苗生长。试验结果可以看出,自研配方处理下的蓝莓幼苗相比其他处理下的蓝莓幼苗有明显的生长优势。
3.3 蓝莓幼苗生理指标的测定
叶绿素含量的高低不仅反映了叶片捕捉光能的能力,决定了光能在叶绿体中的分配,还反映了植物进行光合作用能力的强弱,决定了植物同化无机物的能力。表4 数据显示,处理Ⅵ的叶绿素相对含量最高,为40.567 SPAD;在0.05 水平上,处理Ⅳ、处理Ⅴ、处理Ⅶ和处理Ⅵ相比,无明显差异;处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ和处理Ⅷ相比处理Ⅵ在0.05 水平上差异显著。结果表明,不同营养液处理下的蓝莓幼苗叶绿素含量有不同,其中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ处理下的蓝莓幼苗叶绿素相对含量较高,同化无机物能力较强。
可溶性糖含量在叶片中与果实中显著相关。根据标准曲线上查得的葡萄糖量,参照标准曲线方程(y=0.007 516x),计算出可溶性糖含量,经方差分析后,结果如表4 所示。表4 表明,蓝莓
叶片中可溶性糖含量彼此间显示出差异:与对照组处理Ⅷ相比,7 种营养液处理后的幼苗叶片中的可溶性糖含量均有所提高,且在0.05 水平上,除处理Ⅰ以外,都达到显著水平。处理Ⅷ的可溶性
糖含量最低,而处理Ⅶ的可溶性糖含量最高;在0.05 水平上,处理Ⅲ与处理Ⅶ相比不显著,其他几个处理则显著低于处理Ⅶ。
蒸腾速率通常用于表示蒸腾作用的强弱,它是研究植物体水分代谢的一个重要指标。本试验采用称重法,测量了1 h 前后叶片质量的变化,通过计算得到蒸腾速率。计算结果显示(表4),在0.05 水平下,各营养液处理下的幼苗在蒸腾速率上有细微的差异,其中处理Ⅰ的蒸腾速率略大于其他几个处理,为2.425 mg/(cm2·h)
不同营养液配方对蓝莓幼苗生理特性的影响

造成蓝莓叶片生理指标差异的原因是多方面的,由数据分析可知,自研配方2 中的化合物和元素配比对蓝莓叶片的叶绿素含量、可溶性糖含量、蒸腾速率具有积极作用,明显优于其他配方。
 
4 讨论与结论
为研究树体长势,试验中测定了各营养液处理后蓝莓幼苗株高、茎粗和叶面积3 个形态指标,记录数据并进行了方差分析。结果表明,各配方的营养液对蓝莓的生长影响不同,但都能在一定程度上促进蓝莓生长。经营养液处理60 d 后,处理Ⅶ蓝莓幼苗不仅在株高上显著高于其他处理,而且在叶面积上也比其他处理大。株高愈高叶面积愈大说明树体的长势愈旺盛,同化无机物的能力愈强,因此更有利于树体内养分的合成与积累。就叶绿素而言,其含量的多少直接影响了作物光合能力的强弱。有研究报道显示,随着植株的生长,植物体叶片中叶绿素含量的增加,叶片的光合能力也有一定程度的增加。本研究中发现,用SPAD 叶绿素含量测定仪测定了各处理蓝莓幼苗的叶绿素相对含量,处理Ⅵ蓝莓幼苗叶绿素含量最高,说明这一组同化无机物的能力最强。可溶性糖在植物生长中起到了至关重要的作用,叶片可以作为植物体生长的源,将叶片中的可溶性糖转运至果实中,从而影响了果实的口味和风味。此外,可溶性糖含量的多少也决定了植物体的抗逆性强弱,试验中测量了各营养液处理后植物体叶片的含糖量,分析发现,Ⅶ处理下的蓝莓叶片中的可溶性糖含量最高。
营养液不仅具有统一性而且具有一定的专一性,不同的营养液适合于不同作物的生长。本试验结果表明,在7 种不同的营养液处理下,在测量的所有指标中,对各项数据综合分析后发现,处理Ⅶ即自研配方2 对蓝莓幼苗的株高、叶面积和可溶性糖含量方面均有显著促进作用,也即说明处理Ⅶ营养液中的元素组成及各元素所占的配比,较其他几种营养液更适宜蓝莓在苗期的生长。