CN111289695B - 穴盘苗壮苗评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种穴盘苗壮苗评价方法，其包括如下步骤：采集待测穴盘苗；测量待测穴盘苗的茎粗、株高和根表面积，并计算壮苗指数，依据壮苗指数评价穴盘苗的秧苗质量。与现有技术相比，该穴盘苗壮苗评价方法更加精准，可以综合评价穴盘苗的地上部分和地下根系的素质，能够综合反映种苗的健壮程度，便于实现对穴盘苗的无损检测。

Description

穴盘苗壮苗评价方法
技术领域
本发明涉及植物培育技术领域，尤其涉及一种穴盘苗壮苗评价方法。
背景技术
蔬菜工厂化育苗是蔬菜标准化生产的关键环节。在我国，蔬菜工厂化育苗发展迅速，以穴盘育苗为代表的工厂化育苗已经逐渐成为我国蔬菜育苗的主体。
传统上，对壮苗质量的评价主要从苗龄(日历苗龄、生理苗龄)、外观形态(株高、茎粗)和壮苗指数进行综合评定。然而，目前壮苗指数的评价方法标准不一，有的依据茎粗、株高与全株干重进行评价，有的依据茎粗、株高与叶面积进行评价，这些评价方法并没有体现根系发育的特点。
通常，商品化穴盘苗的成苗标准都是要求根系将育苗基质紧紧缠绕，形成完整根坨，以保证形成健壮的幼苗。因此，对于穴盘苗来说，根系的发育尤为重要。如何根据穴盘苗发育的特点，提出兼顾地上部和根系生长的壮苗指数，从而为蔬菜穴盘苗育苗提供标准化的评价方法就成为当务之急。
发明内容
基于此，有必要提供一种新的穴盘苗壮苗评价方法，能够更精确地反映幼苗健壮程度，更可靠地反映幼苗地上部分和地下根系的生长情况，且还便于实现无损检测。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种穴盘苗壮苗评价方法，包括如下步骤：
采集三叶一心时期的穴盘苗，作为待测幼苗；
测量所述待测幼苗的简单指标，所述简单指标包括茎粗、株高、根表面积、叶面积、根长、根直径、根体积、地上干重、地下干重；
获取相对指标，所述相对指标包括茎粗÷株高、叶面积÷株高、地下干重÷株高、全株干重÷株高、根表面积÷株高、根体积÷株高、地下干重÷地上干重；
获取复合指标，所述复合指标包括茎粗÷株高×根表面积、茎粗÷株高×全株干重、茎粗÷株高×根体积，分别记为式(1)、式(2)和式(3)；
对所述简单指标、所述相对指标和所述复合指标首先进行相关性分析，然后对简单指标和复合指标进行通径分析，最终选取式(1)作为壮苗指数核算公式；
依据所述壮苗指数核算公式，评价穴盘苗的秧苗质量。
优选地，所述茎粗为子叶节下方1cm处，采用游标卡尺测量；
所述株高为基质表面至生长点的距离，采用直尺测量；
所述根表面积采用EPSON12000XL扫描仪及WINRhizo分析系统测量。
优选地，所述穴盘苗为蔬菜苗。
在其中一个实施例中，所述穴盘苗为西瓜苗。
优选地，所述穴盘苗育苗时所采用的穴盘孔数为50-70孔。
在其中一个实施例中，所述穴盘苗育苗时所采用的穴盘孔数为50孔，所述壮苗指数的区间范围为11.5-13。
在其中一个实施例中，所述穴盘苗育苗时所采用的穴盘孔数为70孔，所述壮苗指数的区间范围为10-11。
在其中一个实施例中，所述穴盘苗的育苗方法包括如下步骤：
将西瓜种子置于培养箱中，于28℃条件下催芽至90％种子露白；
播种于含育苗基质的穴盘中，置于人工气候室进行穴盘育苗，即得。
优选地，所述育苗基质为含体积比2:1的草炭和蛭石的轻型基质。
优选地，所述人工气候室的环境条件为：温度28℃/18℃，湿度65％-85％。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明的穴盘苗壮苗评价方法依据穴盘苗的茎粗、株高和根表面积作为壮苗评价指标，可以综合评价穴盘苗地上部分和地下根系的质量，能综合反映秧苗的健壮程度，且还便于实现无损检测。另外，该穴盘苗壮苗评价方法中壮苗指数的值大于10，可相对更精准地反映穴盘苗的质量。
其中，茎粗和株高可以非常直观地反映秧苗地上部分的生长情况，根表面积可以较为确切地反映秧苗根系的生长情况，因而该依据茎粗、株高和根表面积的壮苗评价方法能更适合用来反映幼苗地上部和根系的生长情况。
附图说明
图1为采用4种规格的穴盘育苗的秧苗图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
试验材料及装置
供试材料为早佳84-24西瓜，新疆明鑫科鸿农业科技有限责任公司。
育苗基质为轻型基质，配方为草炭：蛭石＝2:1(体积比)，品氏草炭0-6mm；国产蛭石2-4mm。
穴盘：70孔为武汉地区生产用软盘，50孔、72孔、128孔均购自台州隆基塑业有限公司。具体地：
50孔的穴盘：规格为540×280mm，高度50cm，每穴容积为55cc，m2穴数为330，底部孔径为7mm。
70孔的穴盘：规格为570×350mm，高度48.5cm，每穴容积为48cc，m2穴数为350，底部孔径为5mm。
72孔的穴盘：规格为540×280mm，高度45cm，每穴容积为38cc，m2穴数为475，底部孔径为7mm。
128孔穴盘：的规格为540×280mm，高度48cm，每穴容积为20cc，m2穴数为845，底部孔径为7mm。
实施例1
本实施例提供一种用于蔬菜穴盘苗壮苗评价方法，包括如下步骤：
S1，采集三叶一心时期的穴盘苗，作为待测幼苗。
S2，测量待测幼苗的茎粗、株高和根表面积。
S3，按照如下公式计算壮苗指数：
壮苗指数＝(茎粗÷株高)×根表面积
S4，依据步骤S3计算的壮苗指数，评价穴盘苗的秧苗质量。
该穴盘苗壮苗评价方法依据穴盘苗的茎粗、株高和根表面积作为壮苗评价指标，其中，茎粗和株高可以非常直观地反映秧苗地上部分的生长情况，根表面积可以较为确切地反映秧苗根系的生长情况，整体上可综合评价穴盘苗地上部分和地下根系的质量，能综合反映秧苗的健壮程度，且还便于实现无损检测。
实施例2壮苗评价方法验证试验
试验选取早佳84-24西瓜作为材料，分别采用4种规格(穴盘的孔数分别为70、50、72和128孔)的穴盘进行穴盘育苗实验。
即试验共设计4个处理，分别是：T1:70孔、T2:50孔、T3:72孔、T4:128孔，每一处理设置4次重复(即每一盘为一次重复，每处理共计4盘)。
西瓜育苗在国家蔬菜改良中心华中分中心玻璃温室的人工气候室内完成，培育至3叶1心期。人工气候室环境数据：温度28/18℃、湿度65％-85％。
形态指标及生理指标的测定在园艺植物生物学教育部重点实验室完成。
穴盘育苗包括如下步骤：西瓜种子采用温汤浸种的方法处理，后于28℃培养箱催芽，待90％种子露白后进行播种，播于不同规格的穴盘，播后放在人工气候室进行育苗，培育至3叶1心期。
首先，以T2：50孔为例进行壮苗评价分析：在西瓜幼苗三叶一心时期取样，每个穴盘随机选取20株苗(每一重复取5株)，共80株，分别编号1、2、3……79、80，作为各待测幼苗。将各待测幼苗用自来水冲洗根部，洗净后擦干植株表面的水分。
分别测定各待测幼苗的简单指标：株高cm(X1)、茎粗mm(X2)、叶面积cm2(X3)、根长cm(X4)、根表面积cm2(X5)、根直径mm(X6)、根体积cm3(X7)、地上干重g(X8)和地下干重g(X9)，其中，株高：取基质表面到生长点的距离，通过直尺测量；
茎粗：取子叶节下方1cm处作为测量位点，通过游标卡尺测量；
叶面积：幼苗全部叶片及子叶的面积总和，LI-3100C叶面积仪测量；
干重：将待测幼苗于105℃杀青15min，80℃烘干至恒重，后用电子天平称量；
根系长度、根直径、根表面积和根体积，均采用EPSON12000XL扫描仪及WINRhizo分析系统测量。
对简单指标进行汇总，汇总结果见下表1：
表1各待测穴盘苗的简单指标统计表
Figure BDA0002403553940000051
Figure BDA0002403553940000061
Figure BDA0002403553940000071
Figure BDA0002403553940000081
Figure BDA0002403553940000091
按照表1中的统计结果，计算如下相对指标：茎粗/株高(Y1)、叶面积/株高(Y2)、地下干重/株高(Y3)、全株干重/株高(Y4)、根表面积/株高(Y5)、根体积/株高(Y6)以及地下干重/地上干重(Y7)。各相对指标的统计结果见下表2：
表2各待测穴盘苗相对指标的统计汇总表
Figure BDA0002403553940000092
Figure BDA0002403553940000101
Figure BDA0002403553940000111
Figure BDA0002403553940000121
为了能更加全面的考察蔬菜穴盘苗的秧苗质量，由简单指标及相对指标构成的复合指标应包含秧苗的地上及地下两部分。
依据表1和表2中的指标数据，分别按照如下公式计算复合指标：
式1：Z1＝茎粗÷株高×根表面积，
式2：Z2＝茎粗÷株高×全株干重，
式3：Z3＝茎粗÷株高×根体积。
各待测穴盘苗的复合指标统计结果见下表3：
表3各待测穴盘苗的复合指标统计汇总表
Figure BDA0002403553940000131
Figure BDA0002403553940000141
利用SPSS软件对各待测穴盘苗的简单指标、相对指标及复合指标间的相关性进行分析计算，结果见相关性汇总统计表4：
表4相关性汇总统计表
Z1 Z2 Z3
X1 -0.05 0.03 -0.02
X2 0.568** 0.722** 0.505**
X3 0.574** 0.886** 0.617**
X4 0.902** 0.459** 0.765**
X5 0.935** 0.521** 0.906**
X6 -0.1 0.05 0.21
X7 0.85** 0.517** 0.935**
X8 0.498** 0.899** 0.546**
X9 0.825** 0.705** 0.868**
Y1 0.528** 0.631** 0.456**
Y2 0.592** 0.887** 0.628**
Y3 0.857** 0.711** 0.893**
Y4 0.592** 0.931** 0.635**
Y5 0.948** 0.516** 0.913**
Y6 0.866** 0.513** 0.947**
Y7 0.449** -0.18 0.446**
Z1 1 0.678** 0.949**
Z2 1 0.688**
Z3 1
备注：“**”在0.01水平显著相关。
由表4的相关性分析结果可以看出，不同指标间存在一定的相关关系。其中，简单指标株高(X1)、根直径(X6)与复合指标间均不存在显著的相关关系，而其它简单指标与复合指标均存在极显著的相关关系。各相对指标中除地下干重/地上干重(Y7)与复合指标间相关性存在差异外，其余相对指标与复合指标间均存在极显著的相关关系。Y7相对指标又称根冠比，是指植物地下部分与地上部分的干重的比值，它的大小反映了植物地下部分与地上部分的相关性。各复合指标间均存在极显著的相关关系。
在相关分析的基础上，采用通径分析的方法，分析各简单指标对复合指标的直接作用和间接作用，对不同的简单指标的重要程度加以区分，以便找出有效的提高穴盘苗质量的途径。
利用SPSS软件对蔬菜秧苗的复合指标进行通径分析。由于相关分析并不能真实的反映蔬菜秧苗各指标间的关系，各指标间的相关系数会因为其它指标的存在被夸大或缩小其真实作用，因此采用通径分析进一步研究其变量间的真实关系。选取复合指标为因变量，简单指标作为自变量，进行通径分析。简单指标对复合指标Z1、Z2和Z3的通径分析分别见下表5、6、7和8：
表5简单指标对复合指标Z1的通径分析
Figure BDA0002403553940000161
表6简单指标对复合指标Z2的通径分析
Figure BDA0002403553940000171
表7简单指标对复合指标Z3的通径分析
Figure BDA0002403553940000172
表8简单指标对复合指标的通径分析汇总
Figure BDA0002403553940000181
注：“**”在0.01水平显著相关。
分别以Z1、Z2、Z3为因变量，以简单指标为自变量，进行通经分析汇总，得表8。
从表8可以看出，壮苗指标(复合指标)与简单指标间的复相关系数均达到了极显著的水平，从大到小排序依次为Z1＞Z2＞Z3，复相关系数结果显示，Z1与各个简单指标间的关系较为密切。
由表5至8可以看出，通径分析结果显示：
X1(株高)对各复合指标的直接作用均为负作用，是其它简单指标的间接作用减小了株高的负面效应，由此可以看出穴盘苗的幼苗株高越大，其种苗质量越弱。
X2(茎粗)对复合指标均存在正向的直接作用，其它简单指标进一步加强了这种关系，表明茎粗本身与其它复合指标间存在显著相关关系，侧面说明健壮的幼苗，茎粗一定大。
X3(叶面积)对各复合指标均存在正向的直接作用，并且其它简单指标均加强这种正向的直接作用，在不同的复合指标中，其直接作用差异不大。
X4(根长)对各复合指标的直接作用均为负作用，从相关系数看，其它简单指标减弱其负作用，并且夸大其与壮苗指标的相关性。由此可见，根长的长短与壮苗并不互为充要条件，即穴盘苗的幼苗根的长短并不能直接反应幼苗的健壮程度。
X5(根表面积)对各复合指标的直接作用均为正作用，从相关系数来看，根表面积与其它复合指标均存在极显著的相关关系，同时各简单指标通过根表面积对复合指标所起的作用相比于通过其他指标对复合指标所起的作用要大。由此可见，根表面积不但自身对复合指标的直接作用较大，而且对其它指标所起的间接作用也较大。这与实际相符，即健壮的幼苗根表面积一定大。
X6(根直径)的直接作用与总作用差异不大，并结合相关系数结果可以说明根直径确实与复合指标间不存在显著的相关关系，并且根直径的测定比较困难，因此根直径的大小并不能有效的说明幼苗的健壮程度。
X7(根体积)、X8(地上干重)和X9(地下干重)的通经分析结果表明三者在不同的复合指标中情况不确定，与简单指标间的关系较为复杂，并且在实际应用中这几个指标的测定过程较为繁琐。
通过对相关系数、复相关系数及通径分析的结果分析，确定较为适用于评价幼苗健壮程度的简单指标有株高、茎粗、叶面积、根表面积。
进一步结合通径分析的结果可知，茎粗、叶面积、根表面积对壮苗指标均存在正向的直接作用，且直接作用的大小依次为根表面积＞茎粗＞叶面积。株高对壮苗指标均存在负向的直接作用，其它指标间接减弱了其负向作用。
再次，采用相同的处理方式对T1:70孔、T3:72孔、T4:128孔穴盘育苗获得的三叶一心时期西瓜幼苗进行分析评价。最终分析结果与T2:50孔处理的分析结果相近，表明茎粗、根表面积对壮苗指标均存在正向的直接作用，株高对壮苗指标均存在负向的直接作用。
最后，对采用4种不同孔数穴盘所培育的穴盘苗的形态指标(三叶一心)进行平均值汇总统计，统计结果见下表9：
表9采用不同孔数穴盘培育的西瓜幼苗的形态指标影响汇总表
形态指标 70孔 50孔 72孔 128孔
株高/cm 9.60±0.36b 9.63±0.34b 10.20±0.08a 10.53±0.17a
茎粗/mm 2.88±0.08b 3.08±0.05a 2.73±0.05c 2.64±0.04c
叶面积/cm<sup>2</sup> 37.88±0.28b 40.00±0.31a 34.44±0.54c 29.51±1.14d
根长/cm 280.77±10.97b 357.58±3.15a 291.54±1.25c 220.40±2.43d
根表面积/cm<sup>2</sup> 35.06±0.37b 37.75±0.83a 29.65±0.41c 25.53±0.34d
根直径/mm 0.34±0.004b 0.35±0.006a 0.32±0.006c 0.31±0.007c
根体积/cm<sup>3</sup> 0.272±0.006b 0.290±0.006a 0.247±0.017c 0.214±0.008d
地上干重/g 0.186±0.002b 0.202±0.010a 0.163±0.006c 0.147±0.004d
地下干重/g 0.024±0.0009ab 0.025±0.0003a 0.023±0.0009b 0.020±0.0008c
注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)。
由表9可以看出，与采用72孔和128孔穴盘育苗的形态指标相比，采用50孔、70孔穴盘育苗的株高平均较低，茎粗较粗，根表面积较大，幼苗更加健壮。
另外，对上述4种不同孔数穴盘所培育西瓜苗的复合指标Z1、Z2及Z3进行平均值汇总统计，统计结果见下表10：
表10不同评价方式的西瓜穴盘苗壮苗指数影响汇总表
Figure BDA0002403553940000201
Figure BDA0002403553940000211
注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)。
由表10可以看出，在实际应用过程中，复合指标Z2中的简单指标全株干重测定过程比较繁琐，其计算结果都不到0.1，并且针对不同规格穴盘评价的Z2值相差较小，在没有经过统计分析前不容易发现它们间的差异，单株如果重复测试数量少，误差就很大，难以精确称重。同样复合指标Z3的计算结果也是不到0.1，不容易体现差异，误差较大，并且根体积的测定比较麻烦，难以应用到实际生产中。
而对于复合指标Z1来讲，其计算结果为个位或十位数字，容易体现差异，并且通过表9中也可以发现根表面积的测量值约在25-40cm2，相比于根体积和干重测量值来说，根表面积值较大，容易体现差异。
实际上，根表面积能很好地反映秧苗根系生长发育的特点，复合指标Z1可以归纳为地上部分与地下部分的乘积，整体较为全面的考虑了幼苗的实际生长情况。
综上所述：复合指标Z1(壮苗指数＝茎粗÷株高×根表面积)最适宜作为西瓜壮苗的评价指标，并且实际操作较为简便，比其他计算公式更为精准反映幼苗的地上部和根系的状况，结果更加可靠。
因此，本发明选择“壮苗指数＝茎粗÷株高×根表面积”作为一种适合蔬菜穴盘苗的秧苗质量评价方法。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种穴盘苗壮苗评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
采集三叶一心时期的穴盘苗，所述穴盘苗为西瓜苗，作为待测幼苗；
测量所述待测幼苗的简单指标，所述简单指标包括茎粗、株高、根表面积、叶面积、根长、根直径、根体积、地上干重、地下干重；
获取相对指标，所述相对指标包括茎粗÷株高、叶面积÷株高、地下干重÷株高、全株干重÷株高、根表面积÷株高、根体积÷株高、地下干重÷地上干重；
获取复合指标，所述复合指标包括茎粗÷株高×根表面积、茎粗÷株高×全株干重、茎粗÷株高×根体积，分别记为式(1)、式(2)和式(3)；
对所述简单指标、所述相对指标和所述复合指标首先进行相关性分析，然后对简单指标和复合指标进行通径分析，最终选取式(1)作为壮苗指数核算公式；
依据所述壮苗指数核算公式，评价穴盘苗的秧苗质量。
2.根据权利要求1所述的穴盘苗壮苗评价方法，其特征在于，所述茎粗的测量位点为子叶节下方1cm处，采用游标卡尺测量；
所述株高为基质表面至生长点的距离，采用直尺测量；
所述根表面积采用EPSON12000XL扫描仪及WINRhizo分析系统测量。
3.根据权利要求1或2所述的穴盘苗壮苗评价方法，其特征在于，所述穴盘苗育苗时所采用的穴盘孔数为50-70孔。
4.根据权利要求3所述的穴盘苗壮苗评价方法，其特征在于，所述穴盘苗育苗时所采用的穴盘孔数为50孔，所述壮苗指数的区间范围为11.5-13。
5.根据权利要求4所述的穴盘苗壮苗评价方法，其特征在于，所述穴盘苗育苗时所采用的穴盘孔数为70孔，所述壮苗指数的区间范围为10-11。
6.根据权利要求1或2所述的穴盘苗壮苗评价方法，其特征在于，所述穴盘苗的育苗方法包括如下步骤：
将西瓜种子置于培养箱中，于28℃条件下催芽至90％种子露白；
播种于含育苗基质的穴盘中，置于人工气候室进行穴盘育苗，即得。
7.根据权利要求6所述的穴盘苗壮苗评价方法，其特征在于，所述育苗基质为含体积比2:1的草炭和蛭石的轻型基质。
8.根据权利要求7所述的穴盘苗壮苗评价方法，其特征在于，所述人工气候室的环境条件为：温度28℃/18℃，湿度65％-85％。
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