外源生长调节剂控制番茄和辣椒徒长及对产量和品质的影响

来源:用户上传      作者:李小鹏 徐刚 郭世荣 樊小雪 高文瑞 李德翠 孙艳军 史珑燕

　　摘要： 为了探究不同质量浓度生长调节剂对番茄和辣椒夏季幼苗徒长的调节作用，以苏粉11号番茄、苏椒16号辣椒为试验材料，研究壮苗一号对番茄、辣椒幼苗生长情况及产量的影响，设4 000、2 000、1 333、1 000、800、600 mg/L壮苗一号调节剂6个处理，以喷施清水为对照（CK）。结果表明，与对照相比，番茄和辣椒各处理株高显著降低，番茄和辣椒的根系活力与产量呈显著正相关，其中番茄最佳喷施质量浓度为1 333 mg/L，幼苗的根系活力提高15.10%，最大单株产量达2.25 kg，提高81.45%;辣椒最佳喷施质量浓度为800 mg/L，幼苗根系活力提高13.69%，最大单株产量达1.90 kg，比对照提高71.17%;在江淮地区夏季使用穴盘育苗时喷施2次壮苗一号，能够有效控制夏季幼苗徒长，显著提高幼苗茎粗和根系活力，提高单株产量。
　　关键词： 外源生长调节剂;番茄;辣椒;徒长控制;产量
　　中图分类号： S641.204;S641.304  文献标志码： A
　　文章编号：1002-1302（2020）05-0126-06
　　番茄属于茄科番茄属，是我国重要的蔬菜之一，也是我国设施蔬菜的主要品种[1]。番茄果实中富含维生素C、胡萝卜素和番茄红素，能够捕捉人体内的自由基，具备预防多种癌症，降低动脉硬化的发生等诸多保健功效[2]。辣椒属于茄科辣椒属，维生素C和辣椒素含量丰富，是一种营养价值非常高的蔬菜，有很高的开发和加工潜力[3]。
　　番茄和辣椒是我国茄果类设施栽培主要的蔬菜品种，由于落后的农业设施条件不能满足作物对生长环境的要求[4]，夏季昼夜高温，蔬菜幼苗呼吸作用消耗养分过多，且光合作用受强光抑制，极易出现徒长现象造成幼苗素质下降、营养生长和生殖生长失衡及产量下降等问题[5-6]。其中茄果类蔬菜的越夏生产受到严重制约，因此夏季穴盘育苗技术成为越夏栽培的关键[7]。
　　植物生长调节剂能够调节作物的生长发育，喷施适宜的浓度可以降低植物株高，提高抗倒伏能力[8]，提高叶绿素含量，增加产量等[9]，在玉米和小麦等作物上已被广泛应用[10]。单一调节剂在对作物生长和产量调控中会出现不均衡现象，尤其生长调节剂在保护地蔬菜栽培过程中的使用仍需要深入研究[11]。本试验通过喷施复合型外源生长调节剂，探究不同喷施质量浓度对夏季大棚番茄和辣椒苗期的生长情况以及产量品质的影响，以期为推广使用外源生长调节剂提高蔬菜产量提供理论依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　供试番茄品种为苏粉11号，辣椒品种为苏椒16号。喷施用液态外源调节剂为壮苗一号，由中国农业科学院蔬菜花卉研究所研制，含有生物活性物质、功能性矿质元素及表面活性成分。育苗采用50孔标准育苗盘，基质为木薯渣、草炭、珍珠岩体积比为2 ∶2 ∶1的复合型基质。
　　1.2 试验处理
　　试验于2017年7月至2018年1月在江苏省农业科学院六合科研基地塑料大棚内进行。对番茄和辣椒分别设置7个处理，CK：叶面喷施清水;喷施壮苗一号设定6个质量浓度水平，喷施质量浓度分别为 4 000、2 000、1 333、1 000、800、600 mg/L（表1）。每次处理重复3次，每个重复为1盘50孔穴盘，穴盘间距50 cm，试验共种4 200株，各小区完全随机排列。
　　 2017年7月19日，番茄和辣椒各育苗21盘，待幼苗2两叶1心时期第1次喷施壮苗一号，每次喷施间隔 10 d，苗期共喷施2次。定植日期为2017年8月25日，番茄和辣椒各处理选取20株生长状态相同的幼苗。选择肥力相同的土壤，施入等量的基肥后进行定植。植株生长过程中，各处理农艺措施均相同。
　　1.3 测定方法
　　苗期2叶1心时，及第1次喷施后10 d测定幼苗株高（从茎基部到生长点的高度）、茎粗（平行于子叶展平方向距离地面1 cm茎基部），取幼苗根系洗干凈基质后采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定根系活力[12]，取幼苗地上部用干净的纱布擦干净，用电子天平称得地上（下）部鲜质量;称完鲜质量后在烘箱内105 ℃杀青15 min，75 ℃烘干至质量不变后称得全株干质量、地上部和地下部干质量，计算根冠比和壮苗指数。叶绿素含量的测定采用乙醇浸提法。
　　果实成熟后测定品质指标[13]：维生素C含量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、总酚含量、碳水化合物含量、硝酸盐含量等。
　　果实产量：采收期随机选取10株测定单果质量、单株产量及增产量。
　　1.4 数据分析
　　采用Microsoft Excel和SPSS 20.0软件处理数据，采用LSD和Duncans新复极差法进行差异显著性分析（P<0.05）。
　　2 结果与分析
　　2.1 外源生长调节剂对幼苗生长的影响
　　2.1.1 不同喷施质量浓度对番茄幼苗生长的影响
　　由表2可知，随着喷施质量浓度的降低番茄幼苗株高和单株鲜质量均明显增大，CK组番茄株高达到最大值，为30.50 cm，显著高于其他处理，CK组茎粗为 3.32 cm，呈明显的徒长现象，T1处理幼苗株高为9.35 cm，显著低于其他各处理。番茄幼苗的茎粗随着喷施质量浓度的降低呈先增大后减小的趋势，除了T1和T2处理的茎粗低于CK组外，其他各处理的茎粗均有所提高，其中T4处理的茎粗最大，较CK提高24.40%，差异达到了显著性水平，T3、T5和T6较CK处理分别提高12.05%、13.55%、12.65%，但并无显著性差异。番茄幼苗的叶绿素含量随着喷施质量浓度降低呈递减趋势，除T6处理外其他各处理均显著高于CK。
　　2.1.2 不同喷施质量浓度对辣椒幼苗生长的影响
　　由表3可知，随喷施质量浓度的提高，辣椒幼苗的株高、单株鲜质量和干质量都呈递减趋势，处理组T1、T2、T3、T4的株高显著低于CK处理，T1～T6处理的株高比CK组分别降低53.00%、51.77%、33.00%、37.35%、16.78%、14.14%。喷施壮苗一号后植株的茎粗均大于CK组，喷施1 333 mg/L壮苗一号时幼苗茎粗最大，较CK提高22.27%，其他各处理间差异性不显著。辣椒幼苗叶片的叶绿素含量随喷施质量浓度的提高而增加，T1、T2、T3处理的叶绿素含量显著高于CK处理。 　　2.2 外源生长调节剂对幼苗根系活力的影响
　　2.2.1 不同喷施质量浓度对番茄幼苗根系活力的影响
　　根系活力是代表根系吸收与合成养分能力重要的生理指标之一，是直接影响植物正常生命活动的关键因素[12]。图1中红四氮唑（TTC）还原量代表了植株的根系活力，由图可知第1次喷施后，与对照组相比，喷施调节剂后的根系活力均有所提高。随着喷施质量浓度的提高，根系活力呈先升高再降低的趋势，其中T4处理最优，为33.77 μg/（g·h），与T1、T2、T6和CK组相比均达到显著水平，分别提高12.32%、10.36%、12.04%、15.1%。第2次喷施后，T3处理达到最大值，为34.53 μg/（g·h），T4处理次之，两处理差异不显著，但T3处理显著高于其他处理，T3处理较CK处理根系活力提高9.03%，T1处理根系活力最低，比CK组降低0.68%，差异未达到显著水平。
　　2.2.2 不同喷施质量浓度对辣椒幼苗根系活力的影响
　　由图2可知，2次喷施壮苗一号辣椒幼苗的根系活力变化趋势一致，即随着喷施质量浓度的提高呈先升高后降低的趋势。第1次喷施壮苗一号后辣椒的根系活力都高于对照组，T3为最优处理[26.60 μg/（g·h）]，显著高于T1、T6和CK处理，分别提高13.06%、13.13%、16.22%，其余各处理间的差异均未达到显著水平。第2次喷施后，T4处理达到最大值[35.63  μg/（g·h）]，T3处理次之，2个处理间差异不显著，两者较CK处理根系活力分别提高13.69%、10.30%，且T4处理显著高于其他处理。2次喷施，T1处理较CK处理根系活力分别降低2.79%、4.07%。
　　2.3 外源生长调节剂对番茄和辣椒单株产量的影响
　　由图3可知， 番茄的单株产量随喷施质量浓度的提高呈先增加后减少的趋势。番茄T4处理达到最大单株产量，为2.25 kg，较T3、T5处理下单株产量分别提高1.35%、6.13%， 差异不显著，但显著高于其他处理，较CK处理（1.24 kg）提高81.45%，T1、T6处理与CK处理单株产量差异不显著。辣椒单株产量随番茄喷施壮苗一号的变化趋势一致，T4处理的辣椒单株产量达到最高值，为1.90 kg，与T3处理相比提高1.60%，差异性未达到显著水平，但显著高于其他处理，较CK处理提高68.47%，T1、T2、T6和CK处理之间差异不显著。
　　2.4 外源生长调节剂对番茄和辣椒果实品质的影响
　　2.4.1 不同喷施质量浓度对番茄果实品质的影响
　　由表4可知，与CK处理比，各处理番茄果实维生素C和可溶性蛋白质含量的差异性均未达到显著水平，T1处理下番茄果实的可溶性糖含量和总酚含量与CK组差异性均达到显著性水平，其他各处理间可溶性糖含量和总酚含量差异性均不显著。
　　2.4.2 不同喷施质量浓度对辣椒果实品质的影响
　　由表5可知，辣椒的硝酸盐含量随喷施质量浓度的提高呈先减少后增加再减少的趋势，各处理间无显著性差异; 与T1、T2和CK处理相比，T3、T4、T5、T6处理的辣椒果实中维生素C的含量差异性达到显著水平;辣椒中碳水化合物含量和总酚含量随喷施质量浓度提高均无明显的变化趋势，T4、T5处理与T6和CK处理辣椒果实碳水化合物含量差异达显著水平，其他各组间差异不显著。
　　2.5 单株产量与幼苗生长指标的相关性
　　由表6可知，番茄单株产量与幼苗根系活力和茎粗呈极显著、显著正相关，与单株鲜质量、单株干质量、叶绿素含量之间的相关性不显著，与株高呈负相关;辣椒单株产量与幼苗根系活力和茎粗呈极显著、显著正相关，与单株鲜质量和叶绿素含量相关性不显著，与单株干质量和株高呈负相关。
　　3 讨论
　　有研究表明，植物生长调节剂能够调节夏季育苗徒长的生理基础，矮壮素（CCC）和烯效唑（S3307）能够抑制植物体内合成赤霉素，减缓细胞伸长速度[14]从而起到降低株高、抑制徒长的作用，多效唑（PP333）使植株细胞体积变小并紧密排列，达到增加茎粗的效果[15-16]，壮苗一号是一种复合型生长调节剂，并且含有生物活性物质、功能性矿质元素，达到的效果与上述研究基本一致。
　　不同质量浓度生长调节剂对作物生长具有显著影响，试验中番茄、辣椒幼苗的根系活力和单株产量随喷施质量浓度的提高呈先增加后减少的趋势，表现出高质量浓度抑制生长，与杨秀坚等对菊花的研究[17]和张瑛等对茭白的研究[18]中得到的结果一致。张瑛的研究还表明，多效唑对幼苗的抑制作用具有一定的滞后性，定植后出现缓苗过度，影响作物产量[18]。本研究结果显示壮苗一号作为一种复合型生长调节剂，显著提高了番茄和辣椒的产量，无缓苗过度现象，番茄各处理间果实品质指标和叶片叶绿素含量差异性不显著，但是也都高于CK处理，原因可能是喷施壮苗一号的持续性在作物生长后期出现减弱，有待进一步研究。
　　研究生长调节剂对作物的影响时不能仅选取单一指标衡量，作物的产量与生长指标是密切关联的，研究表明小麦穗下节间长度与产量呈显著正相关[19-20]，而生长调节剂的效果还和栽植密度有密切关系[21]，本试验也研究了喷施壮苗一号后产量与生长指标的相关性关系，发现根系活力、茎粗与单株产量呈极显著、显著正相关，株高与单株产量呈负相关，表明幼苗的株高、茎粗和根系活力是影响作物产量的重要指标，根系发达的幼苗在定植后能够较快度过缓苗期，同时保证作物对养分的需求，从而达到增产的效果。
　　4 结论
　　本试验结果表明，夏季保护地番茄和辣椒育苗时喷施合适质量浓度的壮苗一号能够有效控制徒长、增加茎粗，显著提高根系活力从而提高单株产量。当喷施质量浓度大于2 000 mg/L时会抑制幼苗生长，不利于作物生长，番茄和辣椒的最佳喷施质量浓度分别为 1 333、1 000 mg/L，建议夏季使用基质穴盘育苗时喷施2次，喷施方法简单又经济，适宜在江淮地区推广使用。壮苗一号对夏季育苗的广泛应用还需要在其他作物和地區进行试验，关于生长调节剂的调节机制还有待进一步研究，为壮苗一号的推广应用提供理论依据。 　　参考文献：
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　　收 稿日期：2019-03-11[HJ1.6mm]
　　基金项目：国家重点研发计划（编号：2016YFD0201007）。
　　作者简介：李小鹏（1993—），男，河南灵宝人，硕士研究生，主要从事蔬菜设施栽培方向研究。E-mail：18305178883@163.com。
　　通信作者：徐 刚，博士，研究员，主要从事蔬菜设施栽培技术及相关栽培生理等研究。E-mail：xugang90@163.com。

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