水冷式苗床根际降温效果及对高温季节番茄幼幼苗生长的研究

来源 :河南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:undeadmoon01
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随着我国现代农业的不断发展,工厂化育苗已成为现代化农业的重要组成部分。而根际高温是影响夏季蔬菜工厂化育苗的主要障碍因子之一,为了降低育苗时幼苗的根际高温环境,利用地下水作为循环媒介,设计了两种水冷式苗床,金属梯形管苗床(M)采用金属不锈钢梯形排管作为冷却管道,塑料圆管苗床(P)采用 PE塑料圆管作为冷却管道,分别进行幼苗根际降温处理。以番茄为试材,研究了两种水冷苗床根际降温效果及对番茄幼苗生长的影响。针对根际降温效果较显著的金属梯形管苗床,设置五个不同降温时段:M1(07:00-11:00)、M2(11:00-15:00)、M3(07:00-19:00)、M4(19:00-07:00)、M5(全天降温),研究不同时段根际降温效果及其对幼苗生长的影响。最后探明促进幼苗生长健壮的机理,以此来探讨根际降温在高气温胁迫下的缓解效应,旨在为夏季高温工厂化育苗提供理论依据和技术参考。试验的主要结果如下:  1.不同水冷苗床根际降温效果及其对番茄幼苗生长的影响  与对照相比,M苗床幼苗根际积温、日均温、平均最高温分别降低了143.83℃、4.23℃、6.75℃,而P苗床分别降低了55.35℃、1.63℃、2.68℃。M苗床与P苗床相比,前者比后者的幼苗根际日均温和平均最高温分别降低了2.6℃、4.07℃。M苗床幼苗根际温度平均每天大于25℃的高温历时比P苗床减少了4.92h。根际降温缓解了夏季工厂化育苗时根际高温给幼苗生长带来的伤害,其中,以M苗床的降温效果更显著,这与其本身的导热性和较大的接触面积有关。  两种水冷苗床番茄幼苗的根系生长都优于对照苗床,其根系总长、根系表面积、根干质量、根系活力与对照相比均有显著增加。同时提高了幼苗的株高、茎粗、叶面积、单株干质量。与 P苗床相比,M苗床幼苗的根系活力、叶面积和单株干质量分别提高了41.33%、15.41%、12.75%,差异均达显著水平。从两种装置对幼苗的生理影响来看,两种苗床在不影响番茄幼苗正常生理生长的情况下,其丙二醛的含量显著降低,同时叶绿素的含量显著升高。从整体效果上看,M苗床番茄幼苗的生长优于P苗床。  2.不同时段根际降温效果及其对番茄幼苗生长的影响  不同时段根际降温处理的番茄幼苗根际积温和日均温都有所降低,其中处理M3和M5的降温效果最为显著,其积温分别比对照苗床降低了117.32℃、151.29℃,日均温分别比对照苗床降低了3.36℃、4.33℃。根际降温所有处理的幼苗根际温度变化趋势与气温的变化趋势基本一致,但不同根际降温处理幼苗根际温度的日变化曲线与对照相比更为平缓。对照苗床幼苗根际温度日较差均值为12.33℃,其他处理的根际温度日较差均小于对照,其中,处理M3和M5的根际温度日较差只有5.15℃、5.54℃。  根际降温促进了番茄幼苗根系的生长,其根系总长、根系平均直径、根系表面积都有不同程度地提高,单位根系体积的根系表面积这一数值大小可反应根系发育情况,处理M3的计算值为126.2,比对照提高了27.80%,在所有处理中数值最大,表明根系发育最好。根际降温不同处理幼苗的营养生长均优于对照,其中,处理M5的叶面积为79.02cm2,在所有处理中达到了最大值,促进了幼苗的光合积累。综合来看,处理M3和M5的幼苗表现最佳,其根系活力分别比对照提高了48.71%、42.58%,叶绿素分别比对照提高了18.9%、26.38%,差异均达显著水平。  3.根际降温缓解高温胁迫对番茄幼苗危害的机理研究  根际降温水冷苗床显著提高了番茄幼苗的光合速率、蒸腾速率和气孔导度。与对照相比,番茄幼苗叶片的SOD、POD、CAT活性分别提高了15.35%、16.40%、43.27%,同时降低了MDA的含量,减轻了由高温引起的膜脂过氧化伤害,保证了幼苗正常的生理活性。  茎流速率和根系呼吸速率可反应幼苗根系活力的大小,水冷苗床显著提高了番茄幼苗在高气温下的根系活力和养分吸收能力。促进了番茄幼苗地上部对N、Ca、Mg元素含量的吸收,分别比对照提高了57.14%、49.95%、36.91%,而 Ca、Mg的含量则显著低于对照苗床。从番茄幼苗营养元素吸收量来看,N、P、K、Ca、Mg这5种元素的总吸收量均显著高于对照,其中,N元素的升高幅度达到了105.44%。
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