栽培基质不同对射干苗生长及生理指标的影响研究

吕俊楠，徐 鹏，吴云虎，李冬林

(1.江苏百绿园林集团有限公司， 江苏 南京 210046；2.江苏扬州城市森林生态系统国家定位观测研究站，江苏 扬州 225000)

1 引言

栽培基质是确保苗木生长必不可少的要素之一。栽培基质不同将导致植物外部生长形态、生理活动特性显著不同，并直接影响到植物的生物量及生长质量[1，2]。草炭、蛭石和珍珠岩是目前生产上常用的栽培基质材料。草炭富含氮、磷、钾等营养物质，由纤维素、半纤维素和木质素等化学成分组成，具有良好的通气性和较高的持水能力，可以改善土壤的物理和化学性质。珍珠岩和蛭石具有高通气性和透水性，成本低，保水率低，是苗木培育中必不可少的配料，因此在农林业设施栽培及容器育苗生产中应用广泛。

射干(Belamcandachinensis)是我国应用广泛的多年生草本植物，主产于我国吉林、辽宁、河北、山西、山东、河南、安徽、江苏、浙江等地，常散生于海拔不高的林缘或山坡草地。目前，射干是医药业常用的药用植物，根状茎味苦、性寒、微毒，能清热解毒、散结消炎、消肿止痛、止咳化痰，是治疗扁桃腺炎及腰痛等症的原料[3]。同时，射干还具有飘逸的外形，绚丽的花朵，是园林建设中优良的观赏植物，常用于林缘、花境、花台的配置点缀[4]。目前，有关不同栽培基质条件下对射干生长形态及生理指标的影响尚未见研究报道。本研究采用盆栽试验，研究了射干在4种不同栽培基质下的生长量与生理特性的变化，以期为生产上射干容器育苗及设施栽培中基质的选择提供一定的参考。

2 材料与方法

2.1 试验地概况

试验地位于江苏省南京市金陵科技学院幕府校区园艺实验站，北纬 32°12′，东经 118°81′，海拔30 m，年均气温16.1 ℃，极端最高气温43.0 ℃，极端最低气温-13.0 ℃，年相对湿度75%～80%，年均降雨量1116.6 mm，年均日照时数1912.8 h，无霜期224 d。

2.2 试验材料

试验材料为一年生射干播种苗，种源是来自安徽亳州。2021年3月份于培养皿中精细播种，待种子萌发后，选取长势良好、生长一致、健壮无病虫害的幼苗移栽到高度37 cm，口径25 cm的塑料花盆中，每盆1株幼苗，统一种植于试验区大棚里进行预培养。生长期间进行除草、灌溉、病虫害防治等常规养护管理。 6月初移出棚外进行不同基质配方的隔离培养，当年10月份进行取样分析。

2.3 基质配制

设置4个不同的基质处理:T1、T2、T3、T4。不同处理采用草炭、珍珠岩、蛭石、园土4种不同材料按体积混合配比而成，具体配比方式见表1。试验采用单因素随机区组设计，每小区放置容器苗30盆，重复3次。

2.4 指标测定

当年10月份幼苗生长结束后取样量测株高、根茎及生物量指标。株高、株幅、基径用直尺和数显游标卡尺测量，并统计茎部分蘖数。每处理随机选取3棵苗作为样株，整株挖掘后按照根、茎、叶分开后，85 ℃干燥箱内烘干至恒重，计算生物量。生理指标的测定参考有关文献，可溶性蛋白质测定采用考马斯亮蓝法[5]，可溶性糖测定采用蒽酮法[5]，丙二醛(MDA)采用分光光度法[5，6]，叶绿素测定采用乙醇提取，分光光度法[6]。

表1 不同栽培处理的基质体积比

2.5 数据处理

采用Excel 2003软件完成数据处理，Sigma Plot12.0进行做图；SPSS Statistics 17.0 进行单因素方差分析，多重比较采用LSD 法，综合比较采用隶属函数分析法[7]。即通过下述公式计算隶属函数值，累加得到各处理的总隶属函数值，对不同处理的效应进行综合排名。

U(Xij)=(xij-ximin)/(ximax-ximin)

(1)

式(1)中，U(Xij)为不同处理测定指标的隶属函数值，xij为i处理j指标测定值；ximin为i处理j指标最小测定值；ximax为i处理j指标最大测定值。

3 结果与分析

3.1 不同栽培基质对射干生长指标的影响

3.1.1 不同栽培基质对射干生长形态指标的影响

由表2可知，栽培基质不同对射干幼苗生长产生了显著性影响。其中T1处理的株高最小(38.93 cm)，T3处理的株高最大(53.57 cm)，并显著大于其他处理(P<0.05)，T1、T2、T4处理仅为T3处理株高的72.67%、82.19%、82.07%。不同栽培基质下射干苗的基径差异不明显，仅T2处理的基径大于对照T1，其他两个处理的基径均小于T1。T4处理下的基径最小，仅为1.13 mm，为T1处理的91.87%。不同栽培基质下射干苗基径大小的排序为T2>T1>T3>T4(表2)。

表2 不同栽培基质对射干形态指标的影响

T3处理下的株幅与其他处理之间存在显著差异(P< 0.05)。就同一栽培基质下射干的株幅来看，T1处理下的株幅最小(21.33 cm)，T2、T3、T4处理分别比T1高出9.8%、56.59%、15.00%。但T1、T2、T4处理间株幅差异性不明显，但均显著小于T3处理(P<0.05)。株幅大小的排序为：T3>T4>T2>T1。此外，不同栽培基质还影响射干苗的分蘖数。试验表明：分蘖数最多的为T4处理，为5.33，T2处理下的分蘖数为最少，仅为3.33，比T4处理少37.52%。4个处理的分蘖数排序为T4>T3>T1>T2。

3.1.2 不同栽培基质对射干叶片形态指标的影响

由表3可知得，T1处理下射干叶片数最少(7)，T3处理下叶片数最大(13)，且显著大于T1、T4处理下叶片数(P< 0.05)。不同栽培基质对射干幼苗叶片的平均叶片长与平均叶片宽的影响效果不显著(P> 0.05)。T1处理的平均叶片长分别比T2、T3处理减少4.60%、12.96%，但比T4处理增加10.11%。T4处理的平均叶片宽最大(1.98 cm)，但与其他处理的平均叶片宽均不显著(P> 0.05)。

叶面积大小作为植物光合作用的重要指标，直接反映光强变化对植物体生长的影响。由表3可知，射干叶面积在T3处理下达到最大，为61.08 cm2，与T1处理叶面积相比高出22.42%，在T2处理下，射干叶面积最小，仅为47.22 cm2。不同栽处理下射干叶面积大小排序为：T3>T4>T1>T2。

表3 不同栽培基质对射干叶片特征参数的影响

3.1.3 不同栽培基质对射干根系生长量的影响

不同栽培基质对射干根系生长的影响见表4。比较而言，T3处理下的平均根幅与平均主根长均最大。其中T3处理下的平均根幅分别比T1、T2、T4处理高56.2%、24.05%、40.65%。T3处理下的平均主根长显著大于T1、T2处理，但与T4处理的差异性不显著。T1处理下的平均主根长最小，仅为T3处理的84.10%。不同处理下平均主根长的排序为：T3>T4>T2>T1。比较而言，T3处理可能更有利于射干幼苗的根系生长。不同处理下射干的平均主根粗无显著差异性(P> 0.05)。

表4 不同栽培基质对射干根系形态指标的影响

3.1.4 不同栽培基质对射干生苗生物量的影响

生物量表现了植物体进行同化作用获取能量的能力，也可以表征不同植物体对外界环境条件的适应能力[8]。表5表明，栽培基质不同显著影响射干的生物量积累。

其中，T3处理下的单叶鲜重、单叶干重、根鲜重、根干重、总叶鲜重、总叶干重均达到最大，分别为2.52、1.44、67.70、37.2、64.03、33.56 g，T1处理下的相应参数均最小，分别为1.75、0.85、22.6、13.27、26.40、11.26 g。 不同处理下单叶鲜重和单叶干重大小排序均为:T3>T4>T2>T1。

T3处理下的根鲜重分别是T1、T2处理的2.99、1.81倍，并呈现显著差异(P> 0.05)。T3处理下的总叶鲜重分别比T1、T2、T4高142.54%、118.31%、133.76%。可见T3处理最有利于射干幼苗的生物量积累。

表5 不同栽培基质对射干幼苗生物量的影响 g

3.2 不同栽培基质对射干生理指标的影响

3.2.1 不同栽培基质对射干叶绿素含量的影响

光合作用涉及光能的吸收、传递和转化。叶绿素和类胡萝卜素是吸收光能的主要物质，叶绿素含量的高低很大程度上反映了植物的光能吸收、转化和传递能力，且叶绿素含量与叶片光合速率、外界环境条件等密切相关，因此可通过测定叶绿素含量来表征植物生长状况[9]。由图1可知，不同栽培基质对射干幼苗的叶绿素的积累影响效果不显著，其中T3基质处理下的叶绿素含量达到最大，为1.83 mg/g，在T1处理下达到最小，仅为1.26 mg/g。不同处理下叶绿素含量大小排序为:T3>T4>T2>T1。

3.2.2 不同栽培基质对射干可溶性蛋白质含量的影响

可溶性蛋白质是植物的能量物质即初生代谢产物，是植物体内氮素存在的主要形式，也是植物体内重要的渗透调节物质，是反映植物生理生化功能常用指标之一[10]。由图1可知，T3处理的可溶性蛋白质含量显著大于T1、T2、T4处理，分别高出86.00%、74.65%、55.01%。不同处理下可溶性蛋白质含量大小排序等同于叶绿素含量。

图1 不同栽培基质对射干叶绿素及可溶性蛋白质含量的影响

3.2.3 不同栽培基质对射干可溶性还原性糖含量的影响

可溶性还原糖为植物的各种合成过程和各种生命活动提供了所需的能量[11]。图2可知，T3处理下幼苗的可溶性还原糖含量最大(1.90%)，T1处理下幼苗的可溶性还原糖含量最小(1.32%)，T2、T3、T4处理下的可溶性还原糖含量比T1处理分别高22.73%、50.76%、26.52%；T3处理下的可溶性还原糖含量显著大于T1(P>0.05)，但T2、T3、T4处理间无显著差异。

图2 不同不同栽培基质对射干叶绿素及可溶性糖及丙二醛含量的影响

3.2.4 不同栽培基质对射干丙二醛含量的影响

植物器官衰老或在逆境下遭受伤害，往往发生膜脂过氧化作用，MDA是膜脂过氧化的最终分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度[10，11]。由图2可知，T1处理下的幼苗丙二醛含量最大，其值达到为14.82 μmol/mg，与T2、T3、T4处理相比，分别高出22.68%、53.47%、31.27%。但是，T1、T2、T4处理间的MDA含量差异不显著(P>0.05)。

3.3 不同栽培基质对射干生长影响的综合评价

采用Fuzzy隶属函数法将测定的生长指标与生理指标进行综合，以全面评价不同栽培基质对射干生长及生理的影响见表6。通过隶属函数法对射干生长指标和生理指标的评价，并结合植物生物量数据分析，得出T3处理对有利于射干苗的生长，T4、T2中等，T1处理对射干苗的生长最为不利。

4 讨论

(1)基质是设施栽培植物赖以生存和发育的基础，是制约植物生长发育、形态结构和生理生态功能的最直接生境因素[12]。不同植物满足其生长发育所需的最适宜的生境条件有所不同，了解不同植物对基质的不同需求将有助于指导农林生产中应该采取何种栽培条件。夏海涛等[13]的研究表明，不同基质配方对闽楠、浙江楠的生长有不同影响，40%泥炭+40%黄泥+20%稻壳的基质配方适宜闽楠容器大苗培育，80%泥炭+10%黄泥+10%稻壳组成的基质配方适宜浙江楠容器苗培育；杜洋文等[14]研究了不同基质配方对薄壳山核桃苗木成活率、生长量及成活率的影响，提出泥炭土、珍珠岩、黄心土体积比3∶3∶2 和1∶1∶1的混合基质成活率最高，可显著提高苗木的生物量；安玉光等[15]分析了不同基质配方对文冠果幼苗生长、生理指标和光合指标的影响，表明在天山北坡前山带区域文冠果容器育苗的最佳基质配方为园土∶腐熟羊粪∶河沙=6∶2∶2。目前，射干常为大田栽培，在容器栽培条件下生长和产量如何还少见报道。因此，通过研究不同基质配方条件下射干苗的生长及产量如何对于引导农林业生产具有一定的实际意义，以满足未来设施栽培的技术需求。

表6 不同栽培基质下射干生长影响的综合评价指数

(2)本研究中，T3处理下的射干幼苗展现出了最好的生长趋势，其生长指标中株高、株幅、叶片数、平均根幅、平均主根长、平均主根粗、根鲜重、总叶鲜重均达到最大，而T1处理下的射干幼苗生长状况最差，其原因可能是T1纯园土基质，园土质地黏重，通气透水性较差，栽培植物幼苗基质易板结，水分过多时，积水会导致烂根，进而影响到植株生长量。而T2处理的基质中将园土与草炭进行了的混合，增加了土壤的有机质含量和土壤透气性，因此更有利于幼苗根系的延伸生长。而T3处理在T2处理的基础上加入珍珠岩，并以均等的比例混合，不仅改良了质地，而且具有一定的肥力，从而使射干苗展现出最优的生长态势。T4处理在草炭与珍珠岩中加入一定比例蛭石能够改善基质物理性质，提高基质的保水能力和透气性，但基质易干燥，保肥性不强，射干幼苗的生长势优于T1、T2处理，但逊于T3处理。

(3)植物体内的可溶性还原糖和可溶性还原蛋白质含量是重要的生理生化指标。可溶性还原糖为植物的各种合成过程和各种生命活动提供了所需的能量，可溶性蛋白质是植物体内氮素存在的主要形式，其含量的多少与植物的代谢和营养有密切的关系[15，16]。在试验中，可溶性还原糖与可溶性蛋白质含量均在T3处理下达到最大值，T4处理次之，T1取得最小值。说明在园土的基础上，配以草炭与珍珠岩可以有效地提升基质的物理性状，有利于幼苗有机物的积累，这与刘金玉[16]、张真真[17]的研究成果一致。

(4)丙二醛的含量可作为判断植物细胞膜脂过氧化程度的指标。通过研究发现，良好的基质可以缓解膜脂过氧化程度，减轻自由基对细胞膜的伤害，增强植物的抗逆性。李小玲[18]在不同基质对秦岭高山杜鹃的生长研究中，发现基质中添加珍珠岩能够提高植株蛋白质的合成，且有效地减缓了高山杜鹃丙二醛( MDA)含量的积累，这与本试验结果具有一定的相似性。

综上所述，不同栽培基质的配比对射干的生长将产生不同的影响。园土、草炭、珍珠岩三者均等比例的T3处理的基质最有利于射干育苗生产。当然，植物的生长发育还受诸多因素的影响，如光照、水分、温度等。因此，关于射干幼苗的最佳生长环境条件还需进一步验证与研究。