张雪冬，刘俊福，李 进，胡媛楠，陈修斌** ,金淑萍

（1.河西学院农业与生态工程学院，甘肃张掖 734000;2.河西学院化学化工学院，甘肃张掖 734000）

张掖市地处黑河中游，是中国西北典型的内陆河流域，集中了黑河全流域95% 的耕地、91% 的人口和89% 的国内生产总值，是中国重要蔬菜生产基地，农业用水占张掖市总用水量的比例平均约为84.4%[1-2]，多年来，由于本区域多年平均径流量很小,最大年径流深仅为282 mm[3],加之上游的不合理利用,造成了下游水资源严重不足,作物灌溉抽取了大量的地下水,引起了地下水位的大幅度下降,加剧了该地区水资源紧缺现象。

近年来，随着农业种植结构的调整，蔬菜种植面积不断扩大，番茄是本区高原夏菜与设施园艺生产主要的栽培作物，在传统的种植过程中，水分的管理大多是凭经验进行，盲目灌水导致水资源浪费，水分利用率降低，同时也会影响到植株正常的生长。固体水是一种含水率为 99% 的高吸水树脂聚合物,是新型的农业抗旱节水材料,可缓慢释放水分被植物利用,且容易降解,不会产生土壤污染[4]。为探明固体水在番茄育苗中的应用效果，我们开展了不同用量的固体水对番茄幼苗生长影响的试验，以期获得固体水的最宜量化指标，为代替生产上常规灌水及水分高产利用与提高水资源的利用率提供理论依据与技术支撑。

材料与方法

试验地点与材料

试验于2020 年11 月～ 次年3 月在张掖市绿之源农业发展有限公司温室内进行。供试的固体水由河西学院化学化工学院提供；以‘帝王A9’为试验品种，育苗用的基质及番茄品种均由张掖市绿之源农业发展有限公司提供。

试验设计

试验共设5 个处理，分别为对照CK:商品基质+常规灌水量，处理Ⅰ：商品基质+常规灌水量等体积的固体水量(300 mL/ 株)；处理Ⅱ：商品基质+80% 的常规灌水量等体积的固体水量(240 mL/ 株)；处理Ⅲ：商品基质+60%的常规灌水量等体积的固体水量(180 mL/ 株)；处理Ⅳ：商品基质+40% 的生产上等体积的固体水量（120 mL/ 株）；处理Ⅴ:商品基质与固体水混拌均匀，固体水量用量为60% 的生产上等体积的固体水量(180 mL/ 株)。试验中常规灌水量依据调查甘州区、高台等县区6 个育苗基地番茄冬春茬育苗平均每株的需水量，确定为300 mL/ 株，对照CK 的灌水量分别于番茄播种后、子叶出土、二片真叶、四片真叶、六片真叶时期，分5 次按株等量灌施；其他各处理的固体水用量一次性装入育苗容器，育苗容器采用口径、高为10.8 cm×20 cm 的新型无防布育苗袋；对照CK 的育苗袋装满基质，其他各处理的育苗袋按上、中、下分三层，分别装入基质、固体水与基质。以上各处理装20 袋，采用随机区组排列，重复3 次。于11 月15 日把番茄种子播种于育苗袋内，每孔播种1 粒，深度0.8 cm，然后覆盖相应基质，放入温室内进行培养。

测定项目

出苗统计及幼苗形态指标测定

播种后，第10 天统计各处理的出苗率，于2021 年3 月7 日，各处理随机选取4 株，统计其叶片数，用游标卡尺测定株高、茎粗、开展度、叶片数，同时统计地上与地下鲜重，计算其冠根比。

叶片荧光参数测定

于2021 年3 月10 日，每个处理随机选择3株同叶位的叶子，用Handy PEA 植物效率分析仪，在充分暗适应20 min 后测定叶绿素荧光动力学参数，主要包括植株叶片初始荧光、最大荧光、PS Ⅱ原初光能转换效率与PS Ⅱ活性[6]。

幼苗生化指标测定

于2021 年3 月15 日，每处理随机选4 株，参照李合生[7]的方法测定幼苗叶片内可溶性蛋白的含量、过氧化物酶（POD）与超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）与叶绿素含量等指标。

数据分析

采用DPS 9.50 和Excel 2003 软件进行数据计算与分析，采用Duncan's 法进行差异显著性分析，显著性水平设置为α=0.05。

结果与分析

不同处理对番茄出苗及幼苗形态的影响

从表1 可以看出，采用处理Ⅱ的番茄出苗率最高，达到97.74%，显著高于其他处理，同时幼苗在株高、茎粗、叶片数、开展度、冠根比等农艺性状的表现上，也显著高于其他处理，分别 为18.56 cm、0.53 cm、8.76 片、9.78 cm 与17.46，与对照(CK) 相比，分别高出6.48%、15.22%、1.29%、1.66% 与11.57%；采用固体水的各处理，以处理Ⅴ的番茄出苗率、株高、茎粗、叶片数、开展度、冠根比最小，说明采用处理Ⅱ的番茄幼苗，在出苗率、株高、茎粗、叶片数、开展度、冠根比等性状方面表现最优，表明本处理下固体水与基质组成的育苗环境，适宜于番茄的种子萌发出苗及幼苗的生长。

表1 不同处理对番茄幼苗生长影响

不同处理对番茄幼苗叶片叶绿素荧光参数的影响

表2 显示，采用固体水处理Ⅳ的初始荧光的值最大，而处理Ⅱ的初始荧光的值最小，处理Ⅳ的初始荧光的值最大；处理Ⅱ的初始荧光的值与处理Ⅳ相比，降低20.78%，对照与处理Ⅳ相比，降低14.40%；各处理最大荧光数值的变化与初始荧光相比刚好相反，以处理Ⅱ最高、对照处理次之，处理Ⅴ数值最低，处理Ⅱ的最大荧光数值分别比对照CK 与处理Ⅴ高出8.79% 与33.99%。叶片的PS Ⅱ原初光能转换效率与PS Ⅱ活性，也以处理Ⅱ最高，分别为0.86 与6.53，显著高于其他处理，说明在不同用量的固体水处理中，以采用处理Ⅱ的固体水用量能够显著提高番茄幼苗叶片的生理活性，植株保持较强的代谢能力，这与前人的研究结果相一致[8]。

表2 不同处理对番茄幼苗叶片荧光参数影响

不同处理对番茄生理生化指标的影响

表3 显示，番茄幼苗叶片可溶性蛋白含量以处理Ⅱ最高，达到2.25 mg/g，与对照CK 相比高出21.62%；叶片中叶绿素含量、超氧化物歧化酶（SOD）与过氧化物酶（POD）活性的数值也以处理Ⅱ最高，分别为0.45 mg/g、58.45 U/g 与157.82 U/g，与对照CK 相比分别高出60.71%、45.83% 和28.61%，而叶片中丙二醛（MDA）的含量以处理CK 最高，达到0.67 µmol/g。这表明采用处理Ⅱ的固体水用量组成的育苗基质环境，最适宜于幼苗生长，番茄幼苗植株保持较强的代谢能力。

表3 不同处理对番茄幼苗生理生化指标的影响

讨论与结论

本试验中，采用处理Ⅱ的固体水用量，番茄幼苗保持较强的生长势，幼苗在出苗率、株高、茎粗、叶片数、开展度、冠根比等农艺性状的数值最高，究其原因是由于本处理下的幼苗，其叶片的PS Ⅱ原初光能转换效率与PS Ⅱ活性在所有的处理中表现最强，叶片的生理活性最高，幼苗对养分与水份的吸收能力也随之增强[9]。幼苗叶片叶绿素含量的高低是衡量植物进行光合作用能力大小的重要指标，本试验中以处理Ⅱ固体水用量，番茄幼苗叶片含量最高，其值为0.45 mg/g，说明本处理的幼苗保持较强的生理代谢能力，进而表现为叶片的超氧化物歧化酶（SOD）与过氧化物酶（POD）活性的数值也随之增大；幼苗代谢能力与代谢酶活性的提高，促进了光合产物的运转与积累，因此处理Ⅱ幼苗叶片的可溶性蛋白累积量也随之提高。丙二醛（MDA）含量高低，表示植物细胞受伤害程度大小[10]，处理Ⅱ的番茄幼苗MDA 含量最低可达0.36 µmol/g，显著低于其他处理，这说明处理Ⅱ组成的固体水育苗环境，其幼苗叶片的细胞膜脂过氧化程度低，而其他处理由于水份与基质组成的育苗环境，其养分与水份供应失调，进而影响了幼苗生长，这一研究结论与前人的研究相吻合[11]。

试验结果表明，以采用固体水用量为240 mL/ 株的处理Ⅱ，番茄幼苗保持较强的生长势，叶片的PS Ⅱ原初光能转换效率与PS Ⅱ活性最强，叶片可溶性蛋白积累量、叶绿素含量及超氧化物歧化酶（SOD）与过氧化物酶（POD）活性最高，这一研究结论，可为生产上番茄育苗中实现水分的量化管理及水分的高效利用提供理论依据。