育苗基质气水比和基质含水量对番茄幼苗生长的影响

宫彬彬，赵 峰，王 宁，吴晓蕾，李敬蕊，吕桂云，高洪波

（河北农业大学 园艺学院，河北 保定 071001）

近年来，蔬菜基质育苗成为我国蔬菜产业的重要环节，其中秧苗质量直接受基质气水比和基质含水量影响［1-2］。基质的物理性质评价主要是以基质的通气孔隙度、气水比和持水孔隙度为主要指标［3］。储藏水分的多少是由基质持水孔隙度大小决定，而适宜的基质含水量则主要受基质气水比的影响。因此，生产上根据基质通气状况进行灌溉，可显著提高了灌溉水分利用效率［4］，从而提高秧苗质量。

目前蔬菜育苗基质的研究主要是基质配比以及基质的养分含量居多［5-7］，而通过基质气水比来衡量基质的特性的相关研究较少。且郭永青［8］等认为，植株蒸腾蒸发量的100%进行灌溉，可提高番茄幼苗的株高茎粗、壮苗指数等指标；孙守如［9］等研究认为，番茄基质育苗采用75%的相对含水量作为灌溉下限，可以培养适龄壮苗。李霞等［10］研究结果表明，在基质含水量精确控制在76%时，最有利于番茄生长。王新右［11］等研究表明，蔬菜育苗基质的气水比在1:2 ～4 之间，可以满足蔬菜育苗的生长发育需求。现阶段在生产实践中，育苗的水分供应大多数只进行粗放管理，无法根据基质特性进行精确控制，常造成浇水过多沤根或浇水过少抑制生长等现象，严重影响幼苗期植株的生长和发育。

本研究以3 种具有显著差异气水比的基质进行育苗试验，在精确控制基质水分含量的基础上对番茄幼苗株高茎粗、地上部和地下部干鲜重、光合色素、壮苗指数的影响，旨在确定不同气水比的基质最适宜的水分管理参数，为番茄基质育苗不同特性基质的水分管理提供理论支撑和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

本试验于2018 年9—12 月在定兴县华龙蔬菜专业合作社的工厂化育苗基地进行。供试品种为‘合作903’番茄，采用72 孔穴盘进行育苗。

以3 种具有显著差异气水比的基质为材料（见 表1），以山东省商道育苗基质为对照（气水比 0.27（EC 为 810 μS/cm）。3 种基质EC 值均控制在（0.8 ±0.2）mS/cm，pH 控制在（6.0±0.2）。3 种基质水分含量准确控制在最大含水量的3 个梯度。具体处理如下表1。

表1 不同基质含水量处理Table 1 Water content treatment of different substrates

番茄种子经浸种催芽后，播种在有不同处理基质的穴盘中，待幼苗子叶完全展开后开始进行水分处理，每个穴盘用2 个5TM 土壤水分传感器（Decagon 公司，美国）动态监测基质的水分变化，控制每个处理的基质含水量。待幼苗长至四叶一心时，每处理选取30 株长势一致的幼苗进行取样，测定幼苗株高、茎粗、鲜重干重、叶绿素含量等指标，并计算壮苗指数。

1.2 测定项目方法

用直尺测量株高，用游标卡尺测量茎粗；地上部、地下部鲜重用万分之一电子天平测量（g），地上部、地下部干重置于烘箱80 ℃烘干到恒重，并称取重量。叶绿素相对含量采用叶绿素仪测定；叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素含量采用丙酮法［12］。壮苗指数采用（总叶绿素/株高）×全株干量［13］进行计算。

1.3 数据处理与统计

数据处理及作图利用EXCEL 完成，测定结果采用SPSS 软件Duncan 多重比较法进行统计。图表中小写字母不同者差异显著 (P＜0.05)。

2 结果与分析

2.1 基质不同气水比和基质含水量对番茄幼苗株高、茎粗的影响

由图1 可知，相同气水比下，随基质含水量增大，番茄的株高呈现上升趋势。在低气水比（0.17）下A3 处理的株高显著高于A1，较A1 处理增长了30%；在高气水比（0.36）下，C2、C3 处理差异不显著，但均显著高于C1 处理，较C1 分别提高了10%和13%。番茄幼苗在基质含水量相同的条件下，基质气水比增加，株高无显著差异变化，但A3 处理株高显著高于C3 处理，且较C3 处理增加了11.7%。表明较高的基质含水量在不同气水比的基质中均会促进秧苗伸长，且气水比越小，秧苗伸长越明显。

相同气水比下，随基质含水量增加，番茄幼苗茎粗显著增加，在低气水比和高气水比条件下效果最为显著，分别为A3 处理较A1 处理增长了64%、C3 处理较C1 处理增长了19%，在中气水比（0.27）下茎粗与对照无明显差异。其中C3 处理茎粗最粗，较对照增长25%，显著高于对照处理。表明基质含水量对于秧苗茎粗的影响会随着基质本身气水比的变化产生差异，基质气水比越大，茎粗越大。

图1 基质不同气水比和基质含水量对番茄幼苗株高茎粗的影响Fig 1. Effect of different air-water ratios and water content of substrate on plant height and stem diameter of tomato seedlings

2.2 基质不同气水比和基质含水量对番茄幼苗全株干鲜重的影响

由图2 可知，在基质含水量相同的条件下，增加基质气水比，幼苗全株鲜重表现上升趋势，但基质含水量在70%～80%时，随着气水比的增大，全株鲜重却降低。在相同气水比条件下，增加基质含水量，各处理间效果不同，表现为在气水比为0.17的基质中，随着基质含水量的升高，番茄全株鲜重表现逐渐增长趋势；在气水比为0.36，基质含水量增加下，番茄全株鲜重呈现先减后增，其中C3 处理（气水比为0.36）的全株鲜重显著高于对照和其他处理。与对照相比，C1、C3 处理分别提高了26.7% 和46.8%。表明基质含水量对秧苗全株鲜重的影响会随着基质气水比的变化产生不同的效果，其中当基质气水比达到0.36 时，较多的基质含水量可以促进秧苗鲜重的增加，而当基质气水比较小时，影响秧苗鲜重增加的主要因素是基质气水比。

由图3 可知，在气水比为0.17 的基质中，随着基质含水量的升高，番茄全株干重呈现先增后减趋势；在气水比为0.27、0.36 的基质中，随着基质含水量的升高，番茄全株干重呈现先减后增趋势。

图2 基质不同气水比和基质含水量对番茄幼苗 全株鲜重的影响Fig.2 Effect of different air-water ratios and water content of substrate on fresh weight of tomato seedlings

图3 基质不同气水比和基质含水量对番茄幼苗 全株干重的影响Fig.3 Effect of different air-water ratios and water content of substrate on dry weight of tomato seedlings

在基质含水量相同时，随着气水比的增加，幼苗全株干重呈上升趋势，而在基质含水量70%～80%条件下呈先减后增趋势。其中C3 处理（气水比为0.36）的全株干重显著高于对照和其他处理，C3 处理较对照提高了1.3 倍。表明随着基质气水比的变化，基质含水量对秧苗全株干重的影响效果规律是不同的，气水比越大的基质，含水量对于干重的影响越大。

2.3 基质不同气水比和基质含水量对番茄幼苗光合色素含量的影响

由表2 可知，低气水比（0.17）下，随基质水分含量增加，叶绿素a、b、总叶绿素、类胡萝卜素含量变化表现为先下降后上升的规律，其中A3处理的总叶绿素显著高于A1，较A1 处理提高了35%。而在中气水比（0.27）、高气水比（0.36）处理下，随着基质含水量的增加，光合色素含量表现为先上升后下降的趋势，主要表现为B2、C2 处理的总叶绿素显著高于B1、C1，分别增长了25.3%、32.3%。相同基质含水量条件，随着基质气水比的增加，光和色素含量呈先上升后下降的规律，其中B2处理（基质含水量为70%～80%）的光合色素较对照处理显著，提高了46%。表明基质含水量对于番茄幼苗光和色素含量的影响在不同气水比的基质中表现并不一致，在气水比较低的基质中，增加基质含水量会促进番茄幼苗光和色素的产生，随着基质气水比的增大，基质含水量在70%～80%水平下反而更有利于光和色素的产生。

相同气水比条件下，随基质含水量的增加，番茄幼苗SPAD 值变化无明显规律。相同基质含水量条件下，提高基质气水比，番茄幼苗SPAD 在基质含水量70%～80%、90%～100%中呈现先降低后上升的趋势，在50%～60%的基质含水量呈上升趋势。其中C1 处理的SPAD 含量要显著高于对照和A1，分别提高了16%、13.2%。表明在不同气水比基质中，基质含水量对于秧苗的SPAD 的影响规律基本一致。

表2 基质不同气水比和基质含水量对番茄幼苗光合色素含量的影响Table 2 Effect of different air-water ratios and water content of substrate on photosynthetic pigment content of tomato seedlings

2.4 基质不同气水比和基质含水量对番茄幼苗壮苗指数的影响

由图4 可知，在低气水比0.17 时，随着基质含水量的增加番茄幼苗壮苗指数增加缓慢，各处理之间未见显著差异，A3 处理较对照提高了49%；在气水比为0.27 时，随着基质含水量增加，壮苗指数呈现先增后减趋势，其中B2 处理的壮苗指数较对照提高了73%；在高气水比0.36 时，随着基质含水量的增加番茄幼苗壮苗指数显著增加，其中C3 处理的壮苗指数显著高于对照，较对照提高了1.5 倍。

图4 基质不同气水比和基质含水量对番茄幼苗 壮苗指数的影响Fig.4 Effect of different air-water ratios and water content of substrate on seedling growth index of tomato

在提高基质气水比的条件下，基质含水量在50% ～60%、70% ～80% 之间未见显著差异，但在90%～100%的基质含水量中，处理C3 的壮苗指数显著高于A3，壮苗指数提高了45%。表明在低或高气水比下，随着基质含水量的增大，番茄幼苗生长缓慢；在中气水比下，随着基质通气性的提高，基质含水量随之增加，幼苗壮苗指数得到提升，但是过多的增加基质含水量反而会抑制生长。

3 讨论与结论

基质气水比是衡量基质理化性质的重要指标，主要是由基质自身容纳气与水的比值决定的，通常在植物生长的根系周围，以能提供多少空气和容易被利用的水分来判断基质气水比的好坏［14］。前人研究表明：曹桂凤［15］等研究表明，采用尾矿砂∶草炭∶沼渣=3∶1 ∶1 配比基质对番茄生长的综合效果好、效益最高。王正等研究表明，在茄子苗期，以持续灌溉时间8 ～16 min，间隔时间201 ～ 350 min 区间进行供液，有利于增加茄子成苗质量有一定影响［16］。王闯等研究表明，按照椰糠∶菇渣∶珍珠岩=2 ∶2 ∶1 的基质配比，有利于提高番茄幼苗的株高、茎粗、干物质积累及壮苗指数等指标［17］。但未见综合考虑育苗基质气水比和基质含水量关系进行水分控制的研究。

在一定程度来说，植物的生长量决定着植物的生长状态，生长量越高，植物生长越好，反之则不然［18］。植株的株高茎粗、以及干鲜重、壮苗指数是最能直接反应植物生长状态的指标，其中壮苗指数作为一项综合指标，避免了单一指标在秧苗质量评定中的片面性，可以较为全面的衡量幼苗强弱，壮苗指数越高，越有利于加强番茄幼苗的光合作 用［19］。本试验对壮苗指数计算可知：在低气水比（0.17）的处理下，由于基质本身透气性不好，因此无论在何等灌溉水平下幼苗总体长势均不好；在中气水比（0.27）的处理下，壮苗指数呈先上升后下降的趋势，表明基质中的空气和水分要保证在一个协调的水平上。在高气水比（0.36）的处理下，由于基质本身可以提供较充足的氧气，为根系活动提供良好的根际环境，因此充足的水分可以使叶片更好地吸收养分，提高壮苗指数。

育苗基质气水比和基质含水量对番茄幼苗的生长存在交互作用，随着基质气水比的提高，应适当提高基质水分含量，在气水比为0.27 时，基质水分含量在最大含水量的70%～80%，在气水比为0.36 时，基质水分含量以控制在最大含水量的90%～100%为宜。