炼苗期基质相对含水量对黄瓜幼苗贮藏特性的影响

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（1中国农业大学农学与生物技术学院，设施蔬菜生长发育调控北京市重点实验室，北京 100193；2北京市农业技术推广站，北京 100101）

炼苗期基质相对含水量对黄瓜幼苗贮藏特性的影响

李娟起1杨 天1潘小兵1田永强1赵景文2陈青云1高丽红1*

（1中国农业大学农学与生物技术学院，设施蔬菜生长发育调控北京市重点实验室，北京 100193；2北京市农业技术推广站，北京 100101）

为了探究炼苗期基质含水量对黄瓜商品苗贮藏质量的影响，在炼苗期对黄瓜育苗基质进行不同含水量处理，测定了不同贮藏时间下黄瓜幼苗质量相关指标及定植后恢复生长指标，筛选了评价黄瓜幼苗贮藏质量的单一和复合指标。结果表明：随着贮藏时间的增加，所有基质含水量处理下黄瓜幼苗的叶片健全指数、淀粉含量及定植后心叶生长速度均下降。综合来看，贮藏0 d（直接移栽），基质相对含水量45%～55%处理下幼苗定植后生长恢复情况最好；贮藏2 d，炼苗期基质相对含水量30%～40%和45%～55%处理下黄瓜幼苗各项指标和定植后生长恢复能力均表现良好；贮藏4 d，幼苗质量明显劣变，但各处理间无显著差异；贮藏6 d，仅基质含水量75%～85%处理下黄瓜幼苗定植后能够恢复生长。通过相关性分析得出，贮藏期黄瓜幼苗叶片健全指数与定植后恢复生长能力的相关系数最高，可作为评价幼苗贮藏质量的单一指标；通过通径分析得出，复合指标“可溶性糖含量（mg·g-1，FW）+86.24比叶重（g·dm-2）-474.56地下部干质量（g）”能够很好地反映定植后幼苗恢复生长能力。

黄瓜幼苗；炼苗期；基质相对含水量；贮藏特性；关键指标；筛选

随着蔬菜生产的产业化发展，人们对种苗的需求越来越多。在育苗过程中，由于销售、天气和人力等因素的影响，达到移栽苗龄或商品化标准的幼苗不能及时移栽的现象时有发生，使得商品苗时常需要经过暂时贮藏才能定植或移栽（Heins & Wallance，1996）。贮藏时间的长短直接影响到幼苗的质量，最终影响定植后幼苗的生长恢复能力（葛晓光，1995）。在产业化育苗条件下，幼苗的质量不仅与成苗当时的幼苗质量有关，而且与贮运过程中幼苗质量的变化有关（陈殿奎，1990）。可见，贮运过程中幼苗质量的保持是至关重要的。

幼苗贮藏质量受多种因素的影响，包括贮藏湿度（朱海生 等，2004）、温度（Heins et al.，1992）、光照（Kubota & Kozai，1995；Kubota et al.，1997）、水分（康利平 等，2005）、贮藏期（李晓慧 等，2006）等。与这些贮藏期间的影响因素相比较而言，贮藏前的幼苗质量显得尤为重要。因为只有在贮藏前保证较高的幼苗质量，才有可能使贮藏后的幼苗质量处于较高水平。前人研究表明，对幼苗进行出圃前驯化可显著影响幼苗定植成活率和生长恢复能力（别蓓蓓，2008）。这说明幼苗出圃前驯化也可能影响到幼苗的贮藏质量以及定植后生长恢复能力。

调控基质含水量是幼苗出圃前驯化的有效措施之一。因此，本试验以育苗面积大、对水分敏感的黄瓜适龄穴盘苗为研究对象，控制出圃前5 d幼苗基质含水量，研究炼苗期基质含水量对黄瓜幼苗贮藏特性的影响，旨在找到短期贮藏和长期贮藏黄瓜幼苗最佳的基质含水量以及可简单而直观地评价黄瓜商品苗贮藏特性的关键指标，为黄瓜幼苗贮运提供一定的数据支持和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验于2013年10～12月在中国农业大学科学园日光温室和人工气候室中进行，供试黄瓜（Cucumis sativus L.）品种为中农16号。草炭、蛭石、珍珠岩以2 V∶1 V∶1 V混合。在日光温室将幼苗培养至二叶一心后转移至人工气候室进行5 d炼苗。炼苗期设定人工气候室温度为18 ℃/10℃（昼/夜），光照250 μmol·m-2·s-1，空气湿度75%左右。在炼苗期，对黄瓜幼苗基质进行不同相对含水量处理，共包括4个处理：30%～40%（T1）、45%～55%（T2）、60%～70%（T3）、75%～85%（T4）。每个处理72株苗，3次重复。处理期间，每天用称重法测定穴盘当天质量后按照设定的基质相对含水量算出每个穴盘应浇水量。炼苗5 d后，将黄瓜幼苗置于人工气候室（温度11 ℃、湿度70%、黑暗）中贮藏6 d，观察并统计贮藏期间子叶变黄及脱落情况。在贮藏的0、2、4、6 d，分别测定幼苗的形态指标（包括株高、茎粗、干质量、鲜质量、壮苗指数、根冠比、叶面积、比叶重、叶片健全指数）和生理代谢指标（包括子叶、第1片真叶的叶绿素含量、可溶性糖及淀粉含量），并将幼苗定植调查其生长恢复情况。

1.2 测定方法

用直尺测定幼苗株高（子叶基部到生长点的高度），用游标卡尺测定幼苗茎粗，用万分之一天平对幼苗地上部鲜质量和地下部鲜质量称量后，先在105 ℃下杀青15 min，然后在85 ℃下烘干12 h，再用万分之一天平分别测定地上部和地下部干质量。计算根冠比（植株地下部干质量/地上部干质量）和壮苗指数（茎粗/株高×全株干质量）。叶绿素采用95%乙醇提取（李合生，1998），可溶性糖含量采用蒽酮法测定（李合生，1998），淀粉的提取采用高氯酸法（Wang et al.，1993）。

1.3 叶片健全指数的分级标准

根据贮藏期黄瓜幼苗叶片的直观表现，依据表1标准对黄瓜叶片退变情况进行分级。

黄瓜幼苗叶片退变指数（LDI，leaf degradation index）为：LDI = ∑xa/（n∑x）=（x1a1+ x2a2+ x3a3+…+xnan） /（n∑x）

式中：x1、x2、x3、xn为各级伤害的幼苗株数，a1、a2、a3、an为各级伤害等级。

由叶片退变指数计算叶片健全指数（LII，leaf integrity index）：LII = 1-LDI

表1 黄瓜幼苗叶片退变级别

1.4 数据处理

数据分析采用SPSS18.0软件。采用Duncan方法在P＜0.05水平进行单因素显著性分析；采用Pearson相关性统计方法进行简单相关分析，获得简单相关系数并筛选反映定植后生长恢复能力的单一指标；在相关分析和回归分析的基础上，采用通径分析筛选反映定植后生长恢复能力的复合指标。

2 结果与分析

2.1 基质相对含水量对黄瓜幼苗贮运形态及生理指标的影响

图1 黄瓜幼苗贮藏期间叶片健全指数的变化情况

叶片健全指数反映了黄瓜幼苗在贮藏期间的发育状况，其值越高，表明幼苗发育状况越好。由图1可知，贮藏0 d，炼苗期基质相对含水量较低的T1、T2处理下黄瓜幼苗叶片健全指数显著高于基质相对含水量较高的T3、T4处理；贮藏2 d 或4 d，各处理间叶片健全指数差异不显著；贮藏6 d，T1处理下黄瓜叶片萎蔫现象严重，其叶片健全指数显著低于T3处理，而T2、T3、T4处理间的叶片健全指数没有显著差异。

可溶性糖是冷害条件下植物细胞内的保护物质。当植物处于低温条件下时，低温诱导了水解酶的活性，使淀粉的分解加速，从而增加了可溶性糖含量。黄瓜幼苗贮藏一般在低温条件下进行，因此，可溶性糖对维持贮藏条件下黄瓜幼苗细胞膜的正常功能有重要作用。由表2可知，随着贮藏时间的增加，各处理叶片中可溶性糖含量均呈现先增加后降低的趋势，T1和T3处理的峰值出现在贮藏4 d时，T2和T4处理的峰值出现在贮藏2 d时；随着贮藏时间的增加，T1处理的黄瓜幼苗可溶性糖含量在贮藏6 d时较贮藏2、4 d时显著下降，其他各处理的可溶性糖含量在贮藏期间没有显著变化；在同一贮藏时间，不同处理间可溶性糖含量也没有显著差异。

表2 黄瓜幼苗贮藏期间叶片的可溶性糖含量

由图2可知，黄瓜幼苗贮藏期间叶片淀粉含量随着贮藏时间的增加呈下降趋势。这可能是由于在黑暗条件下，叶片无法进行光合作用，不能合成有机物质，而贮藏期间的低温诱导水解酶加速催化淀粉的分解。在贮藏0～4 d，各处理间没有显著差异；贮藏6 d时，T3处理下叶片淀粉含量显著低于T1处理，比T1处理下降了59.5%。

贮藏的关键在于保证定植后幼苗有良好的生长恢复能力，而心叶相对生长速度是衡量植物恢复生长的重要指标。由图3可知，贮藏0 d，最低（T1）和最高（T4）基质含水量处理下的幼苗心叶相对生长速度显著低于其他处理；贮藏2 d，T4处理下幼苗恢复生长慢，显著低于其他3个处理；贮藏4 d，各处理间没有显著差异；贮藏6 d，较低基质含水量的T1、T2处理黄瓜幼苗由于水分亏缺，萎蔫甚至死亡现象严重，而T4处理的黄瓜幼苗生长情况良好，且其心叶相对生长速度显著高于T3处理。

图2 黄瓜幼苗贮藏期间叶片淀粉含量的变化情况

图3 黄瓜幼苗定植后心叶相对生长速度的变化情况

综合来看，贮藏0 d，炼苗期基质相对含水量45%～55%（T2）处理的各项指标和定植后生长恢复能力均表现良好；贮藏2 d，炼苗期基质相对含水量30%～40%（T1）和45%～55%（T2）处理的各项指标和定植后生长恢复能力均表现良好；贮藏4 d，各处理间无显著差异，但幼苗质量劣变；贮藏6 d，炼苗期基质相对含水量75%～85%（T4）处理的幼苗定植后生长恢复能力相对其他处理较强，但幼苗总体质量下降。

2.2 基于通径分析的黄瓜幼苗贮运质量的评价指标的筛选

2.2.1 贮藏期间各项指标与定植后幼苗恢复生长能力的相关分析 以定植后心叶生长速度（cm·d-1）为因变量Y，以贮运期间幼苗质量相关指标为自变量（X1～X21），通过Pearson相关分析得到贮藏期所测幼苗质量各相关指标与定植后幼苗恢复生长能力的简单相关系数。由表3可知，定植后幼苗恢复生长能力与叶片健全指数的相关系数最高，为0.835 （P＜0.001）。线性回归的结果为：Y=-0.721+1.009叶片健全指数（相关系数r=0.835，决定系数R2=0.698）。

表3 黄瓜贮藏期所测试指标（X）与定植后幼苗恢复生长能力（Y）的简单关系

2.2.2 黄瓜幼苗贮运中各质量相关指标逐步回归过程及指标寻优 为了进一步了解黄瓜幼苗贮运期间形态及生理指标在幼苗质量保持中的作用，进一步通过逐步回归分析和通径分析筛选可有效评价定植后幼苗恢复生长能力的复合指标。筛选结果如下。

① 复合指标1：叶片健全指数（X11）+0.014可溶性糖含量（X20）（表4），线性回归的结果为：Y=-0.792+0.938叶片健全指数+0.013可溶性糖含量（相关系数r=0.887，决定系数R2=0.786）。定义Y ′=（Y+0.792）/0.938，则Y ′=X11+0.014X20

表4 叶片健全指数（X11）、可溶性糖含量（X20）与定植后心叶生长速度（Y）的直接和间接通径系数

② 复合指标 2：叶片健全指数（X11）+ 0.062可溶性糖含量（X20）+3.889比叶重（X12）（表5），线性回归的结果为：Y=-0.713+0.323叶片健全指数+0.02可溶性糖含量+1.256比叶重（相关系数r=0.94，决定系数R2=0.883）。定义Y ′=（Y+0.713）/ 0.323，则Y ′= X11+0.062 X20+3.889X12

表5 叶片健全指数（X11）、可溶性糖含量（X20）、比叶重（X12）与定植后心叶生长速度（Y）的直接和间接通径系数

③ 复合指标 3：可溶性糖含量（X20）+ 72.125比叶重（X12）（表6），线性回归的结果为：Y=-0.61+0.024可溶性糖含量+1.731比叶重（相关系数r=0.929，决定系数R2=0.864）。定义Y′=（Y+0.61）/0.024，则Y ′=X20+72.125X12

表6 可溶性糖含量（X20）、比叶重（X12）与定植后心叶生长速度（Y）的直接和间接通径系数

④ 复合指标 4：可溶性糖含量（X20）+ 86.24比叶重（X12）-474.56地下部干质量（X4）（表7），线性回归的结果为：Y=-0.545+0.025可溶性糖含量+2.156比叶重-11.864地下部干质量（相关系数r=0.957，决定系数R2=0.916）。定义Y ′=（Y+0.545）/ 0.025，则Y ′=X20+86.24X12-474.56X4

从通径分析的结果可以得出（表4），可溶性糖含量与叶片健全指数复合后，可以将线性回归方程的决定系数提高到0.786，从而能有效地评价幼苗定植后恢复生长情况。若叶片健全指数、可溶性糖含量和比叶重三者复合（表5），会使评价体系更加可靠，线性回归方程的决定系数再次提高。此时，叶片健全指数对定植后幼苗恢复生长的直接作用不大，主要通过比叶重来作用于定植后心叶相对生长速度；可溶性糖含量对定植后幼苗恢复生长的直接作用较大；比叶重此时也是直接作用于定植后幼苗恢复生长。若仅用可溶性糖含量和比叶重复合后的指标也可以评价幼苗恢复生长的好坏（表6），此时，可溶性糖含量和比叶重都是直接作用于定植后心叶生长速度。将可溶性糖含量、比叶重和地下部干质量3个指标复合是评价幼苗恢复生长最可靠的一种方式（表7），因为此时线性回归方程的相关系数和决定系数都最大。此时，可溶性糖含量和比叶重都是直接作用于定植后幼苗心叶生长速度，而地下部干质量对定植后幼苗恢复生长情况的直接作用较小，且呈负值，主要是通过比叶重来间接作用于定植后幼苗的恢复生长。

表7 可溶性糖含量（X20）、比叶重（X12）、地下部干质量（X4）与定植后心叶生长速度（Y）的直接和间接通径系数

3 结论与讨论

与正常的生长环境条件相比，穴盘苗在贮藏中的温、光、湿度等条件发生了变化，使植株的“源—库”平衡遭到破坏，导致多种形态和生理代谢的改变，幼苗贮运后质量下降（朱海生 等，2004；宁伟 等，2006；程琳 等，2010）。黄翠平等（2007）在研究不同贮藏温度对黄瓜幼苗质量的影响中指出，随着贮藏时间的增加，黄瓜幼苗的心叶生长速度在逐渐下降。宁伟等（2006）模拟运贮条件下番茄幼苗质量的保持，发现随着运贮天数的增加，叶片健全指数逐渐下降，并且通过相关性分析得到叶片健全指数与心叶生长速度的关系很大。这与本试验的结果是一致的。姚远等（2010）研究了低温胁迫对木薯幼苗叶片转化酶及可溶性糖含量的影响，在低温胁迫条件下，植物体内可溶性糖含量均有一定程度的增加，而本试验中可溶性糖含量先增加后降低。

前人研究表明，对幼苗进行出圃前基质含水量调控可显著影响幼苗定植成活率和生长恢复能力（别蓓蓓，2008）。日本Sato和Yoshioka （2004）研究水分胁迫对低温贮藏甘蓝穴盘苗质量的影响时，证明在低温暗贮藏条件下水分胁迫会导致叶片中淀粉含量降低。这与本试验的研究结果一致。朱海生等（2004）研究了不同贮运湿度对番茄幼苗产后质量保持的影响，随着贮运时间的增加，番茄幼苗的心叶生长速度也在逐渐下降。尽管如此，目前国内的研究仍缺乏出圃前基质含水量调控对贮藏期间幼苗质量影响的系统报道。本试验结果表明，炼苗期调控基质含水量能够影响贮藏期黄瓜幼苗的质量及定植后的成活率和生长恢复能力。对于幼苗贮运质量评价体系方面，之前的研究较少，本试验对此进行初步研究，在今后的试验中会继续深入研究。

经过对贮藏期间黄瓜幼苗主要形态指标及生理指标的监测以及评价指标筛选，得出以下结论：

黄瓜幼苗贮藏时间不宜超过4 d，以0～2 d为宜；短期贮藏（0～2 d），建议炼苗期基质相对含水量控制在45%～55%范围内；若受外因所限需长期贮藏（3～6 d），炼苗期需将基质相对含水量提高到75%～85%范围内。

黄瓜幼苗通过炼苗期基质相对含水量的控制提高耐贮运性的简单而直观的评价指标是叶片健全指数，最可靠的评价方式是“可溶性糖含量+86.24比叶重-474.56地下部干质量”复合而成的指标，但后者需要破坏性取样且操作起来较为麻烦。

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Effect of Substrate Relative Water Content in Seedling Hardening Stage on Storage Characteristics of Cucumber Seedling

LI Juan-qi1，YANG Tian1，PAN Xiao-bing1，TIAN Yong-qiang1，ZHAO Jing-wen2，CHEN Qing-yun1，GAO Li-hong1*

（1College of Agronomy & Biotechnology，China Agricultural University，Beijing Key Laboratory of Growth and Development Regulation for Protected Vegetable Crops，Beijing 100193，China；2Beijing Agricultural Technology Extension Station，Beijing 100101，China）

To explore the effect of substrate moisture in seedling hardening stage on storage characteristics of commercial cucumber seedling，substrates of cucumber seedlings in hardening stage were treated with different water contents， their growth indicators related to quality during different storaging time，and the recovered growth indicators after transplanting were also measured. Single and composite indicators for evaluating storaging quality of cucumber seedlings were screened. The results show that with the increase of storaging time，the leaf integrity index，starch contents，and leaf growth rate of cucumber seedlings under all substrate moisture treatments were decreased. On the whole，storage for 0 day （direct transplanting），under treatment with substrate relative water content between 45% - 55 %，the seedlings grown had the best recovery after transplanting. Storage for 2 days，under treatments with substrate relative water content between 30% - 40% or 45% - 55 % in seedling hardening stage，the various indicators of cucumber seedlings and their recovery abilities after transplanting presented well. Storage for 4 days，seedling quality deterioration was obvious，but there were no significant differences between all treatments. Storage for 6 days，only under the treatment with substrate relative water content between 75% -85 %，the cucumber seedlings could resume growth after transplanting. By correlation analysis we concluded that the leaf integrity index of cucumber seedlings in storaging period had the highest correlation coefficient with their growth resume abilities after transplanting，which could be taken as the single indicator. Through path analysis，we believed that the composite index of‘soluble sugar content （mg· g-1，FW） +86.24 specific leaf weight（g·dm-2） - 474.56 underground root dry weight （g） ’ could well reflect the seedling growth recovery ability after transplanting .

Cucumber seedling；Seedling hardening stage；Substrate relative water content；Storage characteristics；Key index；Screen

李娟起，女，硕士研究生，专业方向：蔬菜学，E-mail：ljq881229@ 126.com

*通讯作者（Corresponding author）：高丽红，女，教授，博士生导师，专业方向：设施菜田退化土壤生物修复与水肥高效利用，E-mail：gaolh@cau.edu.cn

2014-03-05；接受日期：2014-05-29

公益性行业（农业）科研专项（201303014），现代农业产业技术体系北京市果类蔬菜创新团队项目，国家星火计划项目（2012GA600002）