螯合剂HIDS对低配方营养液栽培西葫芦幼苗的影响*

段旭锦，李灵芝，张 伟，高清兰，梁运香，常领山，张杰纯，张国香，李海平

螯合剂HIDS对低配方营养液栽培西葫芦幼苗的影响*

段旭锦1，李灵芝1，张 伟2，高清兰3，梁运香4，常领山5，张杰纯5，张国香6，李海平1，7**

（1．山西农业大学园艺学院，太谷 030801；2.山西省农业机械化服务中心，太原 030031；3.大同市气象局，大同 037010；4．山西省榆次区气象局，晋中 030600；5.山东远联化工股份有限公司，济宁 272000；6.山西省分析科学研究院，太原 030000）；7.山西省设施蔬菜提质增效协同创新中心，太谷 030801

以‘农园1号’西葫芦为试材进行水培实验，设置7个营养液处理，T1：一般营养液配方处理（对照），1/2倍山崎黄瓜配方；T2：低配方营养液处理，1/3倍山崎黄瓜配方；处理T3、T4、T5、T6和T7在T2配方基础上每升营养液中分别添加7、35、70、105、140mg HIDS，即营养液中HIDS浓度分别为7、35、70、105、140mg·L−1。西葫芦幼苗于日光温室中水培12d后，分析低配方营养液中添加HIDS对西葫芦生长、抗氧化酶活性、可溶性糖、蛋白及光合、荧光的影响。结果表明：低配方营养液处理T2西葫芦生长状况、抗氧化酶活性以及光合能力均低于对照。添加HIDS促进了低营养液下西葫芦的生长，营养液中HIDS浓度为70mg·L−1的T5处理效果最佳，其叶面积、根体积、全株鲜重、干重、可溶性蛋白、SOD、POD、CAT分别比T2处理显著提高13.17%、21.69%、12.19%、21.28%、23.57%、132.22%、44.32%、39.61%，MDA含量显著降低102.55%；光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳日均值以及叶绿素总量分别比T2处理显著提高41.77%、19.11%、8.84%、40.26%、37.50%；添加HIDS可使低营养液下西葫芦叶片Fv/Fm、Fv'/Fm'、ETR、qP升高，NPQ降低，缓解低营养对西葫芦光合器官造成的伤害。添加70mg HIDS的T5处理各指标与对照差异不显著。故低配方营养液中HIDS浓度为70mg·L−1对促进低营养液下西葫芦生长、光合，提高保护酶活性效果较佳，且可达到节肥16.67%的效果。

水培西葫芦；螯合剂；HIDS；低配方营养液；光合作用

西葫芦（）原产北美洲南部，于19世纪中期传入中国，现在全世界均有种植，是北方日光温室栽培的主要蔬菜之一，在瓜类蔬菜种植面积中仅次于黄瓜[1]。但西葫芦水肥管理粗放，一直采用大水大肥的管理方式，肥料浪费严重。目前，中国肥料的利用率平均不到35%，其中氮、磷、钾的利用率分别为40%～50%、10%～20%、30%～40%，而瓜类蔬菜对氮、磷、钾的利用率仅为18.4%、9.7%、24.8%（华南地区），低于全国肥料的平均利用率[2-3]。肥料大量使用及低利用率，不仅增加生产成本而且会造成土壤等生态环境的破坏[4-5]。

随着对保护环境节约资源的重视，农业农村部提出到2020年要实现化肥使用零增长，肥料利用率提高40%以上[6]。合理使用肥料增效剂，是提高肥料利用率、减少化肥用量的有效方法。当前中国使用的肥料增效剂有腐植酸类、氨基酸类、微生物发酵物等天然或者植物源材料。聚天冬氨酸是天冬氨酸单体通过氨基和羧基缩水形成的聚合物[7]，带有羧酸侧链，可以富集矿质元素，提高作物对矿质元素的吸收利用，并且可以完全降解，是一种绿色环保的聚氨基酸[8]。张琳等[9-10]研究发现，使用肥料增效剂聚天冬氨酸可以促进作物干物质的积累，增加Vc含量，降低硝酸盐含量，降低生产成本。姜雯等[11-12]发现使用肥料增效剂聚天冬氨酸可以增加玉米叶片中叶绿素含量，增强硝酸还原酶活性，促进氮代谢，促进对氮、钾的吸收，增加干物质的积累。但聚天冬氨酸一个单元环上只有一个羧基，限制了对钙等离子的螯合能力，因此需要对其改性来提升性能[13]。脲基二琥珀酸四钠（HIDS）是2分子天门冬氨酸聚合体（中间以脲基相连），是一种可降解氨基多羧酸类螯合剂，溶于水会形成羧基、脲基、酰胺基等基团，且一个分子上有4个羧基，螯合性与溶解性较好。本实验在低配方水培营养液中添加不同浓度的脲基二琥珀酸四钠（HIDS），探究其对减量营养液栽培下西葫芦生长、抗氧化酶活性及光合特性的影响，为脲基二琥珀酸四钠在农业上的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验地点与材料

实验于2020年5-7月在山西省晋中市东阳镇（37°32'N，112°40'E）日光温室中进行，西葫芦生长环境见表1。实验品种为‘农园1号’。脲基二琥珀酸四钠（HIDS）溶液的密度1.27g·mL−1，含量40%（其余为水），由山东某公司提供。

表1 西葫芦生长环境

1.2 实验设计

挑选饱满的西葫芦种子，用0.2%高锰酸钾消毒20min，25℃下浸种4h。将种子放在铺有滤纸的培养皿中，30℃催芽24h。挑选芽长一致的种子播种于穴盘，待二叶一心时，挑选大小一致的幼苗，移入4.5L装有不同配置水平营养液的桶中，每桶定植2株。

基础营养液采用山崎黄瓜配方（表2），各处理营养液配方见表3。T1作为一般营养液配方处理（对照），用1/2倍山崎黄瓜配方；T2作为低配方营养液处理，用1/3倍山崎黄瓜配方；T3、T4、T5、T6和T7处理在T2配方的基础上每升营养液中添加7、35、70、105、140mg HIDS，即营养液中HIDS浓度为7、35、70、105、140mg·L−1。添加HIDS后调节pH至5.9～6.1，生长期间不调节pH，每6d更换一次营养液。

表2 山崎黄瓜配方

表3 各处理营养液配方

1.3 指标测定

1.3.1 形态指标的测定

水培12d后，西葫芦长至7叶一心时，每个处理随机选取3株长势均匀的西葫芦幼苗，用直尺测量西葫芦的株高（茎基部到生长点的距离）、叶长、叶宽、最长根长；用游标卡尺测量茎粗（基部粗度为茎粗）；用排水法测量根体积；用电子天平（0.01g）称量西葫芦幼苗全株鲜重，然后在烘箱105℃杀青30min，在75℃下烘干致恒重后称量其干重。

西葫芦叶面积计算公式采用文献[14]中的经验公式，即

叶面积=0.5781+0.7748×（叶长×叶宽） （1）

1.3.2 生理指标的测定

西葫芦长至7叶一心时，每个处理随机选取4株，去掉主叶脉后将叶片用液氮速冻后保存于−80℃冰箱用于测量其生理指标。参考高俊凤等[15]的方法，用乙醇提取法测定叶绿素含量，用蒽酮比色法测定可溶性糖含量，用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量，用氮蓝四唑还原法测定SOD活性，用愈创木酚比色法测定POD活性，用紫外吸收法测定CAT活性，用硫代巴比妥酸比色法测定MDA含量。

1.3.3 光合参数的测定

西葫芦7叶一心时，每个处理随机选取3株西葫芦幼苗，每株取自上往下数第三片叶，在自然光下用LI-6800光合仪测量西葫芦的光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）等指标的日变化。测定时间9：00−17：00，每2h测量一次，共5次，测量时光量子通量密度依次设置为300、900、1200、800、200µmol·m−²·s−¹，湿度设置为50%。

1.3.4 叶绿素荧光参数的测定

西葫芦7叶一心时，每个处理随机选取3株西葫芦幼苗，从上往下数第3片叶，用LI-6800光合仪荧光叶室测定光适应下荧光参数，包括PSⅡ的有效光化学量子产量Fv′/Fm′、光化学猝灭系数qP、非光化学猝灭系数NPQ及光合电子传递效率ETR等；暗适应1h后，用LI-6800光合仪荧光叶室测量暗适应下荧光参数，包括PSⅡ的最大光化学量子产量Fv/Fm。

1.4 数据统计与分析

用Excel 2007、SAS 9.2软件进行数据处理及差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 HIDS对低配方营养液中西葫芦植株的影响

2.1.1 植株形态

由表4可见，未添加HIDS的低配方营养液处理T2中，西葫芦的株高、茎粗、叶面积和根长均显著低于一般营养液配方处理T1，说明降低营养液中营养元素含量后，植株生长受到明显抑制。此种情况下，在T2低配方营养液中添加不同量HIDS后，T3、T4、T5、T6和T7处理中植株的长势均明显改善，在实验设置的范围内，T3-T5处理中的改善程度随HIDS添加量的增加而增加，随后T5-T7处理中的改善程度又随HIDS添加量的增加而下降。其中，T5处理（营养液中HIDS浓度为70mg·L−1）中体现植株长势的各项指标均最高，其株高、茎粗、叶面积、根长和根体积分别比T2显著增加11.39%、7.56%、13.17%、8.24%、21.69%，达到与T1处理差异不显著的水平。可见，降低营养液中营养元素含量后，西葫芦植株生长明显受到抑制，此时如果营养液中HIDS浓度为70mg·L−1，则可弥补营养降低造成的影响，使植株生长达到与T1配方同等效果。

表4 水培12d后不同处理西葫芦生长指标的比较（平均值±标准误）

注：处理T1、T2表示1/2、1/3倍山崎黄瓜配方，处理T3、T4、T5、T6、T7表示在T2的基础上每升营养液中添加7、35、70、105、140mg的HIDS。小写字母表示处理间在0.05水平上的差异显著性。下同。

Note：T1 and T2 represent 1/2 and 1/3 times of Yamazaki cucumber recipe, while T3, T4, T5, T6 and T7 represent adding 7, 35, 70, 105 and 140mg of HIDS per liter of nutrient solution on the basis of T2. Lowercase indicates the difference significance among treatments at 0.05 level. The same as below.

2.1.2 干物质分配

由表5可见，未添加HIDS的低配方营养液处理T2西葫芦地上、地下部鲜重、干重均低于一般营养液配方处理T1，其地上部鲜重和干重、全株鲜重、全株干重比T1显著降低，说明降低营养液中营养元素含量会影响植物干物质的积累。在低配方营养液中添加HIDS可以促进西葫芦地上、地下部的生长，且本实验中随着HIDS添加量的增加，西葫芦干重、鲜重均表现为先升高后降低，其中处理T5西葫芦干物质积累最多，地上鲜重、全株鲜重、地上干重、地下干重、全株干重比处理T2显著增加12.55%、12.17%、20.86%、25.00%、21.28%，且除地上部鲜重外均达到与T1处理差异不显著水平。可见，低配方营养液中添加的HIDS浓度为70mg·L−1对促进西葫芦干物质积累，缓解低营养元素对植株生长的影响效果最佳，达到与T1相近的效果。

表5 水培12d后不同处理西葫芦干物质分配的比较（平均值±标准误）

2.2 HIDS对低配方营养液中西葫芦叶片物质含量的影响

2.2.1 可溶性糖和可溶性蛋白

由图1可见，未添加HIDS的低配方营养液处理T2西葫芦叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量均低于一般营养液配方处理T1，说明降低营养液营养元素后会抑制植物中糖、蛋白类物质的合成。而低配方营养液中添加HIDS增加了西葫芦叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量，并且随着HIDS添加量的增加可溶性糖、可溶性蛋白表现为先升高再降低。处理T6西葫芦叶片可溶性糖含量最高，比处理T2显著增加21.48%，并高于一般营养液配方处理T1（图1a）。处理T5西葫芦叶片可溶性蛋白含量最高，比T2显著高23.57%，且高于处理T1但差异不显著，说明低配方营养液中添加HIDS可促进西葫芦植株中糖、蛋白类化合物的合成。

图1 水培12d后不同处理西葫芦叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量的比较

注：短线表示标准误。下同。

Note：The bar is mean square error. The same as below.

2.2.2 叶绿素

由表6可见，未添加HIDS的低配方营养液处理T2中西葫芦叶片中叶绿素含量低于一般营养液配方处理T1，其叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量比处理T1降低27.83%、8.11%、22.37%，叶绿素总量显著低于处理T1。低配方营养液中添加HIDS可以增加西葫芦叶片中叶绿素的含量，随添加量的增加叶绿素含量先升高后降低，其中处理T5（营养液中HIDS浓度为70mg·L−1）西葫芦叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量最高，分别比处理T2高42.61%、16.22%、37.50%，除叶绿素b含量外，均显著高于T2，并且达到与T1差异不显著水平。说明营养液中添加HIDS可以促进低配方营养液中西葫芦叶绿素的积累，甚至可以超越一般营养液配方T1的效果。

表6 水培12d后不同处理西葫芦叶片叶绿素含量的比较（平均值±标准误）

2.3 HIDS对低配方营养液中西葫芦叶片抗氧化酶活性和光合反应中心的影响

2.3.1 抗氧化酶和丙二醛（MDA）

由表7可见，未添加HIDS的低配方营养液处理T2西葫芦叶片超氧化物歧化酶活性（SOD）、过氧化物酶活性（POD）、过氧化氢歧化酶活性（CAT）比对照T1显著降低62.19%、5.58%、22.57%，MDA含量比T1显著增加62.46%，说明低配方营养液对西葫芦造成一定程度的营养胁迫，使植株抗氧化酶活性降低和膜脂过氧化物积累。低配方营养液中添加HIDS后增加低营养液栽培下西葫芦叶片中SOD、POD、CAT活性，降低MDA含量，随着HIDS添加量的增加，抗氧化酶活性表现为先升后降，MDA含量表现为先降后升。其中T5处理效果最佳，西葫芦叶片SOD、POD、CAT活性比T2处理显著提高132.22%、44.32%、39.61%，甚至比处理T1提高43.18%、36.70%、13.91%，MDA含量比T2处理显著降低102.55%。说明低配方营养液中添加HIDS可以缓解低营养对植物的伤害，增强植物的抗性，并且营养液中HIDS浓度为70mg·L−1时效果最佳。

表7 水培12d后不同处理西葫芦叶片SOD、POD、CAT活性和MDA含量的比较（平均值±标准误）

2.3.2 荧光参数

由表8可见，未添加HIDS的低配方营养液处理T2西葫芦叶片Fv/Fm、Fv'/Fm'、ETR、qP均低于对照T1，NPQ高于T1，说明降低营养液中营养元素含量使西葫芦PSⅡ部分失活或伤害，光能利用率降低，不利于光能向化学能的转化。而在低配方营养液中添加HIDS可使低营养液下西葫芦叶片Fv/Fm、Fv'/Fm'、ETR、qP升高，NPQ降低。Fv/Fm、ETR、qP均随HIDS添加量的增加先升高后降低，T5处理Fv/Fm、ETR、qP最大，其中Fv/Fm、qP与处理T2差异显著，且略大于T1。T7处理Fv'/Fm'最大，NPQ最小，均与T2差异显著。说明低配方营养液中添加适宜浓度的HIDS可以缓解低营养对西葫芦PSⅡ的伤害，提高光能利用率，促进植株将光能转化为化学能。

表8 水培12d后不同处理西葫芦荧光参数的比较（平均值±标准误）

2.4 HIDS对低配方营养液中西葫芦叶片光合作用的影响

2.4.1 光合速率和蒸腾速率

由图2a可见，处理T5、T6、T7西葫芦幼苗光合日变化呈双峰曲线，其余处理为单峰曲线，各处理均在11：00左右光合速率最大。未添加HIDS的低营养液处理T2西葫芦全天光合速率均低于对照T1，且其光合速率日均值比T1显著降低27.75%，说明降低营养液浓度会影响植物对光能的利用，降低植物光合速率。在T2低配方营养液中添加HIDS可以提高西葫芦的光合速率，并且随着添加量的增加对光合速率的促进作用表现为先升高后降低。其中处理T5对西葫芦光合速率提高效果最好，其日均值比处理T2提高41.77%，除13：00外其余时间处理T5光合速率不仅显著高于T2而且高于处理T1，说明低配方营养液中添加HIDS可以缓解植株因缺少营养而导致的光合速率下降，达到与处理T1相近的效果。

图2 水培12d后不同处理西葫芦净光合速率和蒸腾速率日变化的比较

由图2b可见，未添加HIDS的低配方营养液处理T2中西葫芦各个时间的蒸腾速率均低于处理T1，其蒸腾速率日均值比处理T1显著降低19.66%，说明降低营养液浓度会降低植物的蒸腾速率。在低配方营养液中添加HIDS可以提高西葫芦蒸腾速率，其中T5处理西葫芦蒸腾速率日均值最大，比处理T2显著增加19.11%，并且与处理T1蒸腾速率日均值差异不显著。说明添加HIDS可以促进西葫芦的蒸腾速率，达到与一般营养液相近的效果。

2.4.2 气孔导度和胞间二氧化碳浓度

由图3a可见，气孔导度日变化表现为先升高后降低，在11：00时气孔导度最大。未添加HIDS的低配方营养液处理T2西葫芦各个时间的气孔导度均小于一般营养液配方处理T1，除11：:00外其它时间气孔导度均与处理T1差异显著，且气孔导度日均值比处理T1显著降低29.52%，说明降低营养液元素对植物气孔导度存在抑制作用。低配方营养液中添加HIDS增大了西葫芦叶片的气孔导度，并且随着添加量的增多气孔导度表现为先增大后减小，其中T5处理气孔导度最大。T5处理各时间点气孔导度均显著大于处理T2，其气孔导度日均值比处理T2显著增加40.26%。处理T5与对照T1各时间点气孔导度差异均不显著。因此，若低配方营养液中含有浓度为70mg·L−1的HIDS时，可以缓解低营养液元素对植物气孔导度的抑制作用，达到与一般营养液处理T1相同的效果。

由图3b可见，西葫芦叶片胞间CO2浓度表现为先降低后升高，除对照处理T1外各处理胞间CO2浓度均在15：00左右达到最低。处理T2西葫芦叶片胞间CO2浓度均低于处理T1，说明降低营养液中营养元素会影响植物对CO2的吸收，降低细胞间CO2浓度。在低配方营养液中添加HIDS可以增加西葫芦叶片胞间CO2浓度，并且随着HIDS添加量的增加胞间CO2浓度日均值表现为升高后降低，除T3处理外其余处理均显著高于T2处理，其中T5处理西葫芦叶片胞间CO2浓度日均值最大，比T2处理显著升高8.84%，且高于对照T1。因此，低配方营养液中含有浓度为70mg·L−1的HIDS可以促进植物对CO2的吸收，并且达到与一般营养液处理T1相同的效果。

图3 水培12d后不同处理西葫芦气孔导度和胞间二氧化碳浓度日变化的比较

3 讨论与结论

3.1 讨论

水培植物生长所需的养分全部由营养液提供，营养液的浓度及养分的利用率对植物生长尤为重要。当营养液浓度与养分利用率较低时植物会受到低营养胁迫，使植物体内叶绿素、蛋白质、氨基酸等物质的合成受损，抑制光合、呼吸等生理代谢，最终影响植物正常生长[16]。本实验发现，一般营养液配方处理T1西葫芦生长、抗氧化酶活性以及光合荧光特性均优于未添加HIDS的低配方营养液处理T2，说明营养液中营养元素含量低时植物可吸收利用的元素较少。植物受到低营养胁迫使西葫芦中抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量受到影响，MDA积累膜脂过氧化程度加剧损伤叶绿体结构，影响电子传递导致植物光合作用降低最终影响植物生长，这与吴晓艳等[17]在鸭儿芹上的研究结果一致。

本实验在低配方营养液中添加适宜浓度的HIDS可以促进西葫芦生长，增加西葫芦干物质及叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量和抗氧化酶SOD、POD、CAT活性，降低丙二醛含量，缓解低营养胁迫对植物生长的影响。其中低配方营养液中HIDS浓度为70mg·L−1时效果最佳，其中全株干重、可溶性蛋白、SOD、POD、CAT活性较低配方营养液处理T2升高21.28%、23.57%、132.22%、44.32%、39.61%，但与一般营养液处理差异不显著，营养液利用率提高16.67%，达到减少用肥的效果。这与张琳等[9，18]对聚天冬氨酸的研究结果一致。其原因可能是HIDS与聚天冬氨酸中都含有羧基及酰胺基，可以络合营养液中阳离子，提高矿质元素的有效性，进而提高西葫芦对矿质元素的利用率，缓解西葫芦的低营养胁迫，促进西葫芦在低配方营养液中的生长。

叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，具有吸收光能的作用[19]。植物吸收的光能主要通过光化学反应、叶绿素荧光和热耗散来消耗[20]。光合作用是植物生长发育的基础，其日变化可以反映植物在一天内各个时间段对环境的适应能力[21]，与养分的供应密切相关[22]，营养供应不足时，根部营养液离子较低，不利于根系对元素的吸收[23]，进而影响光合速率。本实验表明，在低配方营养液中添加HIDS可以增加西葫芦在低营养环境中叶绿素的含量，其中T5处理（营养液中HIDS浓度为70mg·L−1）叶绿素含量比未添加HIDS的低配方营养液处理升高37.50%，叶绿素含量的增加使西葫芦光合速率日均值提高41.77%。黄毅等[24]的研究也表明，根施聚天门冬氨酸可以增加黄瓜叶片叶绿素含量，提高净光合速率、胞间二氧化碳、气孔导度及蒸腾速率，增加肥料利用率。

叶绿素荧光（chlorophyll fluorescence，CF）技术，是以叶绿素荧光为探针检测植物光合作用状态分析植物抗胁迫能力的一种技术，是无损获取植物信息的一种有效途径。目前，叶绿素荧光在温度、光照、水分、盐胁迫、营养等研究方面均有应用[25-26]。本实验发现低配方营养液中添加HIDS可以使西葫芦叶片Fv/Fm、Fv'/Fm'、ETR、qP升高，NPQ降低，说明低营养胁迫下添加HIDS可以缓解低营养液对PSⅡ光合机构的伤害，降低光能在荧光及热耗散方面的消耗，增加了光能利用率。这可能是营养液中添加HIDS促进叶绿素的合成提高抗氧化酶活性，保障西葫芦的PSⅡ光合机构的正常工作，达到与一般营养液相近的效果。目前，本试验主要集中在HIDS对西葫芦生长及光合的影响，尚未研究HIDS对不同矿质元素吸收的影响，HIDS促进植物生长的分子机理亦有待完善。

3.2 结论

HIDS可以缓解低营养对西葫芦生长、抗氧化酶以及光合的抑制现象，增加西葫芦干重和鲜重，提高低营养下抗氧化酶活性，及时清除细胞中的活性氧；HIDS可以降低MDA含量，维持低营元素下细胞膜的稳定性；增加渗透调节物质及叶绿素含量，从而增强植株光合作用缓解低营养胁迫对PSⅡ的伤害，其中营养液中HIDS浓度为70mg·L−1时效果最佳，达到与一般营养液配方相近的效果，相当于营养液利用率提高16.67%，达到减肥增效的作用。

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Effect of Chelating Agent HIDS on Summer Squash Seedlings Cultured in Low Formula Nutrient Solution

DUAN Xu-jin1, LI Ling-zhi1, ZHANG Wei2, GAO Qing-lan3, LIANG Yun-xiang4, CHANG Ling-shan5, ZHANG Jie-chun5, ZHANG Guo-xiang6, LI Hai-ping1，7

(1.College of Horticulture, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801,China;2.Shanxi Agricultural Mechanization Service Center, Taiyuan 030031;3.Datong Meteorological Bureau, Datong 037010;4.Yuci Meteorological Bureau, Jinzhong 030600;5.Shandong Yuanlian Chemical Company Limited, Jining 272000;6.Shanxi Academy of Analytical Sciences, Taiyuan 030000;7. Collaborative Innovation Center for Improving Quality and Increase Profits of Protected Vegetables, Taigu 030801)

The utilization rate of cucurbit vegetable to fertilizer is low in China. Summer squash is one of the main vegetables cultivated in solar greenhouse in north China. In order to improve fertilizer utilization efficiency, "Nongyuan No.1" summer squash was taken as the test material for hydroponics experiment. Seven nutrient solution treatments were set in the experiment. T1: General nutrient solution formula (control), 1/2 times Yamazaki cucumber nutrient solution formula; T2: Low formula nutrient solution, 1/3 times Yamazaki cucumber nutrient solution; Treatment T3, T4, T5, T6 and T7 were added with 7, 35, 70, 105 and 140 mg HIDS per liter of nutrient solution on the basis of T2 formula. That was to say, HIDS concentration in nutrient solution is 7, 35, 70, 105, 140mg·L−1. When summer squash seedlings had two leaves, they were planted in a 4.5L bucket of the treatment solution (2 plants per bucket). The effects of adding HIDS to low formula nutrient solution on growth, antioxidant enzyme activity, soluble sugar, protein, photosynthesis and fluorescence of summer squash were analyzed after 12 days of hydroponics in solar greenhouse. The results showed that the growth status, antioxidant enzyme activity and photosynthetic capacity of T2 summer squash treated with low formula nutrient solution were all worse than those treated with general nutrient solution T1. The addition of HIDS promoted the growth of summer squash in the low formula nutrient solution, and the concentration of HIDS in the nutrient solution was 70mg·L−1, which had the best effects on T5. Compared with T2 treatment, the leaf area, root volume, fresh and dry weight of the whole plant, soluble protein, superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and catalase (CAT) in T5 treatment were significantly increased by 13.17%, 21.69%, 12.19%, 21.28%, 23.57%, 132.22%, 44.32%, 39.61% and malondiadehyde (MDA) content was significantly reduced by 102.55%. The photosynthetic rate, transpiration rate, stomatal conductance, daily mean value of intercellular carbon dioxide and total chlorophyll content of T5 were significantly increased by 41.77%, 19.11%, 8.84%, 40.26% and 37.50% compared with T2. In addition, the addition of HIDS increased Fv/Fm, Fv'/Fm', ETR, qP and decreased NPQ in the leaves of summer squash under low nutrient solution, and alleviated the low nutrition to the summer squash photosynthesis organ damage. There was no significant difference in each index between T5 and T1. Therefore, the HIDS concentration of 70mg·L−1in low nutrient solution could promote the growth, photosynthesis and increase the activity of protective enzymes of summer squash and could save 16.67% fertilizer.

Summer squash in hydroponics；Chelating agent；HIDS；Low formula nutrient solution；Photosynthesis

10.3969/j.issn.1000-6362.2020.11.004

段旭锦,李灵芝,张伟,等.螯合剂HIDS对低配方营养液栽培西葫芦幼苗的影响[J].中国农业气象,2020,41(11):719-729

2020−05−21

李海平，E-mail：lihp0205@163.com

国家农业科技成果转化资金项目（2014GB2A300017）；山西省科技攻关项目（20110311016-2）

段旭锦，E-mail：18306891438@163.com