磷盈亏供应对黄瓜和番茄穴盘苗生长发育的影响

摘 要： 为明确磷盈/亏对黄瓜和番茄穴盘苗生长发育的影响，以标准Hoagland营养液为对照，研究了磷盈余供应（8 倍磷浓度Hoagland营养液）和亏缺供应（1/8 磷浓度Hoagland营养液）对黄瓜（中农203）、番茄（中杂105）穴盘苗形态建成、矿质元素和叶片叶绿素含量的影响。结果表明：磷盈/亏供给后13 d，黄瓜穴盘苗的株高分别减小12.7%和17.3%，番茄穴盘苗的株高分别减小15.8% 和15.0%，根冠比显著增大；磷亏缺供应后15 d，黄瓜穴盘苗叶绿素含量增大了14.4%，番茄穴盘苗叶绿素含量增大12.1%，磷盈余供应后15 d，黄瓜穴盘苗叶绿素含量减小了21.6%，番茄穴盘苗叶绿素含量减小了16.7%；磷亏缺供给促进钾和镁的吸收，磷盈余供应，则反之。以上说明，磷供应水平对黄瓜和番茄穴盘苗生长发育具有重要调节作用。

关键词： 黄瓜； 番茄； 穴盘育苗； 磷供应

2006年农业部提出“集中、集约、节约”显著内涵的蔬菜集约化育苗技术以来，穴盘育苗为主导的蔬菜规模化、专业化、标准化育苗取得迅猛发展。穴盘育苗因根系发育空间有限，基质缓冲能力小，根际环境变化快对育苗的操作管理要求非常严格，养分供应则是其中的一个重要环节。磷是植物生长发育不可或缺的大量营养元素，在植物体中磷的含量大约是氮含量的1/10，是核酸、细胞膜等的组成成分[1]。磷参与很多生物化学反应如：能量代谢、信号传导等[2]。磷肥的适宜、均衡供应对作物生长发育至关重要。近年来，关于施肥对黄瓜和番茄穴盘苗生长发育的影响研究主要集中在育苗基质中适宜氮磷钾养分含量方面[3-4]。本研究选择穴盘育苗比例较高的的黄瓜和番茄为试材，研究磷盈/亏供给对两者穴盘苗生长发育和矿质元素吸收等的影响，以期为黄瓜和番茄穴盘育苗期间磷素的科学合理施用提供实践参考。

1 材料与方法

1.1 材料

黄瓜品种“中农203”和番茄品种“中杂105”，均由中国农业科学院蔬菜花卉研究所培育。供试穴盘规格50孔，54 cm×28 cm×5 cm（长×宽×高），单穴体积55 cm3，来自台州隆基塑业有限公司。育苗基质由蛭石、珍珠岩和石英砂按3 ∶ 1 ∶ 1（v/v）混配而成，蛭石和珍珠岩全部采用园艺级（粒径3～5 mm），石英砂为40～70目。

1.2 试验设计

试验于2012年5—8月在中国农业科学院蔬菜花卉研究所玻璃温室进行。选取饱满、大小一致的黄瓜和番茄种子，室温下黄瓜浸种4 h，番茄浸种6 h，5% 次氯酸钠浸泡15 min，自来水淋洗4遍，然后将种子均匀摆放于铺有单层滤纸的Φ15培养皿中，恒温培养箱中28 ℃ 催芽。挑选萌发一致的种子播于50孔穴盘中，每穴1粒，并覆盖1.5 cm厚的蛭石。

子叶平展后，顶部灌水与灌1/2 浓度Hoagland 营养液间隔灌溉。黄瓜第1片真叶长至2～3 cm（播种后11 d）、番茄长至第2片真叶平展（播种后23 d）时，以Hoagland 营养液配方为基础，通过磷的定向增减，开始进行磷盈亏供应。磷盈余（PE）供应，采用8倍磷浓度Hoagland营养液（P，248 mg·L-1），磷亏缺（PD）供应采用1/8 磷浓度Hoagland营养液（P，3.88 mg·L-1），对照（CK）为完全Hoagland营养液（P，31 mg·L-1）。共3个处理，每处理3次重复，每重复4个穴盘。

1.3 测定方法

黄瓜和番茄穴盘苗处理后4 d、9 d和13 d，每处理每重复随机取10株，测定穴盘苗的株高（基质表面到顶端生长点）和茎粗（子叶节下0.5 cm处粗度），而后幼苗植株于105 ℃杀青30 min，80 ℃ 烘干至恒质量，记录相应的质量数。收集磷盈/亏供应处理后13 d黄瓜和番茄穴盘苗茎叶烘干样，用Retsch MM400粉碎（25 Hz，30 s），凯氏定氮法测定全氮含量，微波消煮-电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）测定全磷、全钾、全钙、全镁含量。

磷盈/亏供应后15 d，选取黄瓜穴盘苗第1、2片真叶，番茄穴盘苗第2、4片真叶，测定叶片叶绿素a（chla）、叶绿素b（chlb）和总叶绿素（chla+b）含量[5]。

1.4 数据处理

采用SAS 9.2 软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 磷盈/亏对黄瓜和番茄穴盘苗形态指标的影响 磷盈/亏供给抑制黄瓜和番茄的生长。从表1可知，磷盈/亏处理后13 d，黄瓜穴盘苗的株高显著减小，相对于对照分别减小了12.7%和17.3%，茎粗和全株干质量也有减小的趋势，但是差异较小，另外，对于以干质量为基础的根冠比，在磷亏缺供给的条件下，相对于对照，根冠比增大10.6%，表明磷亏缺更有利于干物质向根系的分配。

磷盈/亏处理后9 d，番茄穴盘苗的株高显著减小，相对于对照分别减小了19.1% 和14.9%；磷盈/亏处理后13 d，番茄穴盘苗的根冠比显著增大，相对于对照分别增大了27.9% 和47.3% ，茎粗和全株干质量有减小的趋势，但是差异较小。

2.2 磷盈/亏对黄瓜和番茄穴盘苗叶片叶绿素含量的影响

磷素供给水平与叶片叶绿素含量呈负相关，即磷盈余供应抑制叶绿素的合成，磷亏缺供应，促进叶绿素的合成，这在黄瓜第1叶位叶片、番茄第2叶位叶片表现尤为明显。

磷亏缺供应下，番茄穴盘苗第4叶位叶片chla、chlb、chla+b的含量与对照相比，分别增加了10.8%、15.5%、12.1%；黄瓜穴盘苗第1叶位叶片chla、chlb、cla+b的含量与对照相比，分别增加了14.5%、14.3%、14.4%；磷盈余供应下，番茄穴盘苗第4叶位叶片chla、chlb、chla+b的含量与对照相比，分别降低了16.7%、16.6%、16.7%；黄瓜穴盘苗第1叶位叶片chla、chlb、chla+b的含量与对照相比，分别降低了22.1%、20.3%、21.6%。2.3 磷盈/亏对黄瓜和番茄穴盘苗茎叶大中量矿质元素吸收的影响

如表2所示，磷素供给水平对黄瓜和番茄穴盘苗茎叶组织全磷含量影响最大，磷盈余供应条件下，黄瓜茎叶磷含量分别为对照和亏缺供应的2.16和5.90倍，番茄茎叶磷含量分别为对照和亏缺供应的1.76和4.13倍。磷供给水平对钙吸收的影响因蔬菜品种而异。与对照相比，磷盈余和亏缺供应番茄幼苗茎叶钙含量分别降低了13.0% 和12.4%，而黄瓜茎叶钙含量则升高了11.9% 和10.2%。磷盈余供应抑制黄瓜和番茄茎叶镁的积累，磷亏缺供应则促进黄瓜和番茄茎叶镁的积累，尤其是番茄磷盈余供应时，茎叶镁的含量比对照下降了21.6%。

3 讨论与结论

磷是核酸、蛋白质、磷脂、ATP等的组成成分，植物的全磷含量为干物质质量的0.05%～0.5%。不同的磷水平会改变植株的表观形态，并改变其生理特性。育苗基质中磷含量影响番茄穴盘苗的植株高度、茎粗度、地上部分和地下部分干质量[6]，另外，还影响同化物在地上部和根系的分配[7]，如磷亏缺供给使得光合产物向根系的输出增加，增大根冠比[8]。本研究结果与前人的研究结果总体一致。

磷主要以H2PO4-或HPO42-的形式被植物吸收。影响植物矿质元素吸收的因素主要包括矿质元素浓度、溶液pH、温度和土壤通气状况等[9]。其中矿质元素浓度是限制矿质元素吸收的主要因素。磷的供给水平直接影响植物组织中无机磷的含量，随着供给水平的增大，无机磷的含量也增大[10]。同时，矿质元素的吸收还存在拮抗和协同作用，磷的供给水平也会影响氮、钾、钙、镁等其他矿质元素的吸收。钙是细胞壁的组成成分，对于植物细胞的稳定和信号传递具有重要作用，磷供给水平对钙吸收的影响因品种而异[11-12]，本试验中，磷盈余和亏缺供给均抑制了番茄钙的吸收，促进黄瓜钙的吸收。镁在光合作用的 3 个主要阶段即原初反应、电子传递和光合磷酸化、碳同化中都起着重要的作用，随着磷的供给水平的增大，植物体中镁的含量减少。

叶绿素是光合作用过程中最重要的色素，在植物的光合作用中对光能的吸收、传递和转化起着极为重要的作用，其含量的高低与光合作用密切相关[13]。磷是叶绿素的重要组成物质，对叶绿素的合成和含量起着重要的作用。当磷的供给水平大于62 mg·L-1时，番茄幼苗叶片中chla、chlb、chla+b的含量均显著降低[8]，本研究也有类似的结果。

因此，磷的供应水平直接决定黄瓜和番茄幼苗体内磷素的积累水平，并间接影响其他矿质元素和叶绿素含量，最终改变幼苗生长发育进程和表观形态建成。

参考文献

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