周娟， 高登国， 刘星， 刘艳， 朱英， 叶林*

(1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021； 2.宁夏吴忠国家农业科技园区管理委员会，宁夏 吴忠 751100)

黄瓜是重要的设施蔬菜之一，在市场供应中占重要地位。黄瓜的种植多采用育苗移栽，黄瓜幼苗质量的优劣直接影响黄瓜的生长、花芽分化、坐果以及果实发育，最终影响产量和品质[1]。硒对植物生长有诸多益处，硒在一定浓度范围内能促进植物幼苗生长，适量硒可提高叶片的叶绿素含量，增强植物的光合作用[2]，提高植物抗逆性[3]。在当代设施农业迅猛发展的大环境下，利用穴盘育苗培育壮苗是工厂化育苗的重要环节[4]。然而育苗穴盘的使用量急剧增加，普通的塑料穴盘在蔬菜植株移栽后随意丢弃在田间地头，回收成本较高，再次利用率低，造成了大量的农业垃圾，其不可降解性也对土壤造成严重的污染[5]。近年来，研究者已将生物降解穴盘视为温室和田间生产中更环保的选择[6]，生物降解穴盘作为一种新型生物可降解育苗容器，既起到育苗保温、保墒、保肥的作用，又具有良好的生物降解性、融水性、透气性等[7]。育苗后移栽大田时可带盘移栽，在作物生育期可促进作物生长发育，在作物收获期完全自行降解，可谓是两全其美，是解决废弃塑料问题的新方法，将大大减少塑料育苗容器造成的“白色污染”[8]。因此，利用生物降解穴盘育苗时进行喷硒以获得高质量的黄瓜幼苗具有重要意义。硒对植物有剂量效应，参与调控植物的光合和呼吸作用，抵御植物体内自由基伤害，提高植物抗逆能力，与重金属产生拮抗作用等[9-11]。吕海祥等[12]研究表明，叶面喷硒可促进罗布麻幼苗的生长。魏丹等[13]利用叶面喷施的方法给水稻补充硒素营养，发现在一定的范围内硒可增加水稻产量；杨燕君等[14]研究结果表明，叶面施硒可有效改善果实品质。而相对于生物降解穴盘方面的研究较少，史鸿志等[15]研究生物降解秧盘不同播期育秧对双季晚稻秧苗素质、分蘖动态及产量的影响；Meng等[16]通过对生物降解穴盘在稻田中的应用研究发现，使用生物降解穴盘可以提高土壤微生物活性。史鸿志等[17]通过生物降解秧盘及播种量对机插水稻秧苗素质及产量的研究得出生物降解秧盘带盘机插可发挥稀播培育壮秧优势，提高出苗率，促进根系生长，有助于杂交稻稀植，充分发挥增产潜力。由于生物降解穴盘的使用在设施生产中仍未得到广泛应用，且目前在机械化生产条件下，较少的学者开展了利用生物降解穴盘带盘移栽水稻秧苗的研究，而关于生物降解穴盘应用在番茄育苗方面的研究尚未见报道。通过生物降解穴盘育苗条件下进行叶面喷硒的试验，研究生物降解穴盘及喷硒对黄瓜幼苗质量的影响，旨在为工厂化、集约化育苗中生物降解穴盘的开发利用提供技术支撑。

1 材料和方法

1.1 供试材料

以德尔1号黄瓜为试验材料，由宁夏种子公司提供；育苗基质采用商品基质(草炭∶蛭石∶珍珠岩5∶1∶1)；生物降解穴盘由河南青源天仁生物技术公司提供，规格为54.5 cm×28 cm×3.5 cm；每盘72穴，以聚乳酸(PLA)、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)和淀粉的混合物与其他一些环保添加剂一起生产的可生物降解穴盘。普通塑料穴盘采用市售大小一致的聚乙烯(PE)材质塑料穴盘，供试硒肥浓度为2 mg·L-1的亚硒酸钠溶液。

1.2 处理设计

试验于2019年10—12月在宁夏大学农科实训基地(106.14′E，38.50′N)2号玻璃温室中进行。玻璃温室白天温度为25～27 ℃，夜温为17～19 ℃。试验设置2种穴盘类型，分别为生物降解穴盘和普通塑料穴盘，记为+J和-J。设喷哂和不喷哂2种处理，分别为喷清水和2 mg·L-1亚硒酸钠，分别记为N和P。试验共设4个处理，普通穴盘不施硒肥(-JNH)、普通穴盘喷施硒肥(-JPH)、生物降解穴盘不施硒肥(+JNH)和生物降解穴盘喷施硒肥(+JPH)。

种子于10月30日播种于穴盘中，每穴2粒。待第一片真叶出芽后间苗，于11月14日一叶一心时进行叶面喷施硒肥，后每5 d叶面喷施一次硒肥，共4次；1～2 d浇一次水，至12月8日试验结束，处理周期为39 d。黄瓜第1片真叶展开(播种后15 d)到三叶一心时期，11月18日开始每隔5 d测定幼苗的株高、茎粗、第一片真叶叶面积、下胚轴长度、根长、地上部干、鲜重等指标，每组处理均选6个重复，39 d结束后测定每组处理根系活力。

1.3 测试指标

每处理随机选取6株幼苗，用直尺测量株高、第一片真叶的长和宽；用游标卡尺测量茎粗、下胚轴长度和根长，用电子天平称量根、茎、叶干鲜重；用LI-3000C叶面积仪测黄瓜幼苗叶面积；壮苗指数按张振贤等[18]的方法计算：壮苗指数=茎粗/株高×全株干质量，根冠比=地下部干重/地上部干重，G值=植株全株干重/苗龄时间。地上部、地下部的鲜重和干重：将洗净后的幼苗水分吸干，根部为地下部，剩下为地上部，即为鲜重；杀青并干燥至恒重后即得干重。采用TTC(氯化三苯基四氮唑)还原法测定黄瓜幼苗根系活力[19]，幼苗质量采用根冠比(RTR)、日均干质量增长量(G)和壮苗指数(SI)进行评价。

1.4 综合评价

利用模糊综合评价法和隶属函数法进行数据分析[20-21]。

1.5 数据统计

采用Excel 2007软件对数据进行处理，利用Origin 2018软件进行绘图，利用SPSS 20.0做双因素方差分析，采用Duncan方法进行多重比较，利用模糊函数法进行分析，并以隶属函数值对不同时期黄瓜幼苗生长指标进行综合评价。

2 结果与分析

2.1 对黄瓜生长形态的影响

12月8日试验结束时，不同处理下黄瓜幼苗生长情况如图1所示。处理39 d后，+IPH处理黄瓜幼苗根长显著高于-JNH、-JPH和+JNH处理。

图1 不同处理下黄瓜幼苗的生长情况

普通塑料穴盘育苗时，11月18日和23日，处理-JPH幼苗株高显著大于-JNH，11月23日时差异达到最大；11月18日—12月8日，处理-JPH和-JNH幼苗茎粗无显著差异；11月18日时，处理-JPH幼苗叶面积显著大于-JNH，11月23日—12月3日无显著差异，12月8日时差异显著；11月18日时，处理-JPH和-JNH幼苗下胚轴长无显著差异，11月23日、12月3日、12月8日，处理-JPH幼苗下胚轴长显著大于-JNH，11月23日时达到最大；11月18日时，处理-JPH幼苗根长显著大于-JNH，比-JNH增加了14.1%，而后无显著差异(图2)。

同日期柱上无相同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)，图3、4同。

生物降解穴盘育苗时，在黄瓜幼苗整个生长期间，处理+JPH和+JNH幼苗株高、下胚轴长和根长无显著差异；11月18日—23日时，处理+JPH和+JNH幼苗茎粗无显著差异，11月28日时，+JPH幼苗茎粗显著大于+JNH，比+JNH增加了9.4%，12月3日—8日幼苗茎粗无显著差异；11月18日时，+JPH幼苗叶面积显著大于+JNH，11月23日后无显著差异。

喷清水时，在黄瓜幼苗整个生长期间，处理+JNH幼苗株高、下胚轴长和根长显著大于处理-JNH，11月18日时差异最大；11月18日和12月8日时，处理+JNH幼苗茎粗和叶面积显著大于处理-JNH，12月8日幼苗茎粗差异达到最大，11月18日时叶面积差异达到最大。

喷硒浓度为2 mg·L-1时，11月18日处理+JPH幼苗株高显著大于-JPH，11月23日时处理+JPH和-JPH幼苗株高无显著差异，11月28日—12月8日处理+JPH幼苗株高显著大于-JPH，12月3日时差异达到最大；11月18日时，处理+JPH幼苗根粗显著大雨-JPH;11月18日—12月8日期间，处理+JPH和-JPH幼苗叶面积无显著差异；11月18日时，处理+JPH幼苗下胚轴长显著大于-JPH，11月23日时无显著差异，11月28日和12月3日处理+JPH幼苗下胚轴长显著大于-JPH，11月18日时差异达到最大；11月23日和12月8日时，处理+JPH幼苗根长显著大于-JPH，12月8日时差异达到最大。

2.2 对黄瓜幼苗生物量和壮苗指标的影响

普通塑料穴盘育苗时，11月18日处理-JPH幼苗鲜重显著大于-JNH，比-JNH增加了37.1%，11月23日—28日时无显著差异，12月3日—8日处理-JPH幼苗鲜重显著大于-JNH；11月18日—12月8日，处理-JPH和-JNH幼苗干重、壮苗指数、根冠比和G值无显著差异(图3、4)。

图3 生物降解穴盘及喷硒对黄瓜幼苗不同时期生物量的影响

生物降解穴盘育苗时，11月18日—12月8日，处理+JPH和+JNH幼苗鲜重、壮苗指数、根冠比和G值无显著差异；11月18日—12月3日，处理+JPH和+JNH幼苗干重无显著差异；12月8日时，处理+JPH幼苗干重显著大于+JNH。

喷清水时，11月18日—23日处理+JNH幼苗鲜重显著大于处理-JNH，11月28日和12月3日时无显著差异，12月8日时处理+JNH幼苗鲜重显著大于处理-JNH；11月23日和28日时，处理+JNH幼苗干重显著大于处理-JNH，12月3日时无显著差异，12月8日时，处理+JNH幼苗干重显著大于处理-JNH；11月18日—12月8日，处理+JNH和-JNH幼苗壮苗指数无显著差异；11月18日时，处理+JNH和-JNH幼苗G值无显著差异，11月23日和28日时，处理+JNH幼苗G值显著大于处理-JNH，11月23日差异达到最大；11月23日时，处理+JNH幼苗根冠比显著大于处理-JNH。

喷硒浓度为2 mg·L-1时，11月18日—12月8日处理+JPH和-JPH幼苗鲜重和壮苗指数无显著差异；11月23日和28日时，处理+JPH幼苗干重显著大于-JPH，12月3日时无显著差异，12月8日时，处理+JPH幼苗干重显著大于-JPH；11月18日—28日，处理+JPH幼苗G值显著大于-JPH，11月28日时差异达到最大，12月3日和12月8日时无显著差异；11月23日时，处理+JPH的根冠比显著大于-JPH(图4)。

图4 生物降解穴盘及喷硒对黄瓜幼苗不同时期壮苗指标的影响

2.3 对不同时期黄瓜幼苗指标的综合评价

生物降解穴盘及喷硒对黄瓜幼苗不同时期内各项参数指标的影响存在差异，凭单一幼苗生长指标难以评判不同处理优劣，因此，需要综合评价幼苗生长指标。本文采用模糊综合评价法综合评价穴盘类型及喷硒对黄瓜幼苗的影响，确定黄瓜苗期育苗的最优穴盘类型和喷硒组合，如表1所示。

表1 不同时期黄瓜幼苗指标隶属函数综合评价

由表1综合排名可以看出，11月18日与11月23日各处理的综合评分中，处理-JNH条件下幼苗各项指标综合评分最高，处理-JPH综合评分次之。由此可见，在此阶段内，普通塑料穴盘育苗效果较优于生物降解穴盘。11月28日的各处理综合评分由大到小为+JPH、+JNH、-JNH、-JPH，12月3日和12月8日的综合评分由大到小为+JPH、+JNH、-JPH、-JNH。由此可见，11月23日前处理-JNH的综合评分排名最高，11月28日—12月8日期间处理+JPH的综合评分最高，与此同时幼苗生长期处理-JNH综合排名最低。依据综合评价可知，在试验周期内，采用普通塑料穴盘育苗时，应在幼苗生长初期进行叶面喷硒，喷硒间隔时长不应该太短；采用生物降解穴盘育苗时，应在幼苗生长中后期(苗龄29 d)二叶期进行叶面喷硒，不宜多次进行叶面喷硒。

2.4 对黄瓜幼苗根系活力的影响

根系是植物吸收水分和矿质营养的重要器官。经处理39 d后根系活力双因素方差分析结果如图5所示。普通塑料穴盘育苗时，-JPH和-JNH处理幼苗的根系活力无显著差异；生物降解穴盘育苗时，+JPH处理的根系活力显著高于+JNH，为35.57 μg·g-1·h-1；喷清水时，+JNH处理幼苗根系活力为27.45 μg·g-1·h-1，显著高于-JNH；喷硒浓度为2 mg·L-1时，+JPH处理幼苗的根系活力显著高于-JPH。说明利用生物降解穴盘育苗能提高黄瓜幼苗根系活力，利用生物降解穴盘育苗的同时喷硒浓度为2 mg·L-1，能显著提高黄瓜幼苗根系活力水平。

柱上无相同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。

3 讨论

穴盘育苗是我国蔬菜育苗的主要方式，工厂化蔬菜穴盘育苗是设施蔬菜生产的关键环节，蔬菜穴盘幼苗的质量决定着蔬菜的生长发育、产量和品质[22-23]。目前进行蔬菜育苗选择的穴盘一般为聚乙烯穴盘。本文通过利用生物降解穴盘育苗及喷硒对黄瓜幼苗质量的研究发现，生物降解穴盘及喷硒处理显著影响黄瓜幼苗的株高和下胚轴长等指标。本试验中生物降解穴盘及不喷硒处理表现出根长和根系活力显著大于普通塑料穴盘不喷硒处理，同Meng等[16]在水稻上得出的结果类似，生物降解穴盘相较于普通塑料穴盘育苗培育水稻秧苗可提高水稻根系吸收营养物质的能力。陈海荣等[24]研究表明，采用可降解型育苗钵进行甜瓜育苗能培育出壮苗。本试验中，喷清水时，在黄瓜幼苗整个生长期间，生物降解穴盘及不喷硒处理幼苗株高、下胚轴长和根长显著大于普通塑料穴盘不喷硒处理，同陈海荣等[24]采用可降解型育苗钵进行甜瓜育苗能培育出壮苗的结果一致。

硒在植物生理方面具有诸多益处，适宜浓度的硒可提高植物的抗逆性，促进植物生长[25]。李登超等[26]研究表明，在无土栽培条件下，当营养液中加入适量浓度硒可促进小白菜的生长。刘新伟等[27]研究表明，一定浓度范围内硒显著改善油菜幼苗根系生理指标和根系形态，促进油菜幼苗的生长。Shi等[28]研究在水培条件下，低浓度的外源硒显著提高了番茄幼苗株高、根长、鲜重的增加。本试验利用普通塑料穴盘育苗，在黄瓜幼苗一叶一心时进行喷硒，幼苗生长初期(播种19 d)普通塑料穴盘喷硒处理幼苗株高、叶面积、根长和鲜重显著大于普通塑料穴盘不喷硒处理，表明叶面喷硒可促进番茄幼苗生长，提高幼苗的健壮程度，利于培育壮苗。与Shi等[28]研究结果相似。

对不同时期黄瓜各生长指标进行综合评价，黄瓜幼苗生长初期普通塑料穴盘不喷硒处理的综合评分最高，普通塑料穴盘喷硒处理综合评分最低；播种29 d后，普通塑料穴盘不喷硒处理综合评分最低，生物降解穴盘喷硒处理幼苗生长最佳。利用普通塑料穴盘育苗时进行叶面喷硒可促进黄瓜幼苗早期生长(播种19 d)，而利用生物降解穴盘育苗时进行叶面喷硒前期对黄瓜幼苗株高和茎粗等调控作用相比于普通塑料穴盘差异不显著，而在黄瓜幼苗生长中后期(播种29 d)能够显著提高茎粗，这可能是因为生物降解穴盘制作材料中的降解物质可在一定程度上降低植物的硒反应。

4 小结

本文研究了生物降解穴盘及叶面喷硒对黄瓜幼苗的影响，主要结论如下：

穴盘类型和喷硒浓度对不同时期黄瓜幼苗质量影响极显著，且对不同指标的影响存在差异。生物降解穴盘和喷硒浓度的交互作用对黄瓜幼苗期(播种19 d和24 d)株高的影响差异显著，对黄瓜幼苗期(播种24 d时)下胚轴长影响差异极显著，对幼苗生长后期(播种39 d时)下胚轴长影响差异显著；穴盘类型对黄瓜幼苗期株高、茎粗、下胚轴长和根长影响差异极显著；喷硒浓度对黄瓜幼苗期株高、茎粗、叶面积、下胚轴长的影响差异极显著。穴盘类型对黄瓜幼苗期(播种24 d)鲜重的影响差异极显著，播种39 d时，对幼苗鲜重影响差异显著；对黄瓜幼苗期(播种19 d和34 d时)干重和日均干物质增长量(G值)的影响差异显著，对播种24和39 d时的幼苗影响差异极显著；喷硒对黄瓜幼苗期(播种19 d和39时)鲜重影响差异显著，播种24 d时影响差异显著，对幼苗苗期(播种24 d)干重的影响差异显著，播种39 d时对壮苗指数和G值的影响差异显著。

依据综合评价值可知，黄瓜幼苗生长初期(播种19 d和24 d)普通塑料穴盘育苗效果较优于生物降解穴盘，播种29 d至39 d时综合评价评分由大到小为：生物降解穴盘喷硒处理>生物降解穴盘不喷硒处理>普通塑料穴盘喷硒处理>普通塑料穴盘不喷硒处理，利用生物降解穴盘育苗并进行叶面喷硒时黄瓜幼苗生长最佳。

处理47 d后，生物降解穴盘育苗能提高黄瓜幼苗根系活力，利用生物降解穴盘育苗的同时进行喷硒浓度为2 mg·L-1，能显著提高黄瓜幼苗根系活力水平。