全 文 ：第 38卷 第 8期 东　北　林　业　大　学　学　报 Vol.38 No.8
2010年 8月 JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITY Aug.2010
1)吉林省科技支撑计划项目(20060222-2)资助。
第一作者简介:侯建伟 ,男 , 1954年 11月生 ,吉林农业大学园艺
学院 ,副教授。
收稿日期:2010年 2月 4日。
责任编辑:潘　华。
用 GGE双标图研究可再生基质对翠菊幼苗的影响 1)
侯建伟　姜　姗　李　霞　崔虎亮
(吉林农业大学 ,长春 , 130118)
　　摘　要　探讨了用粉碎后的玉米秸秆作为翠菊育苗基质中草炭的替代品。试验采用随机区组设计方法 , 共设
7个基质配方 ,将供试的玉米秸秆分为腐熟和未腐熟 2种。研究了不同育苗基质配方对翠菊幼苗生长发育的影
响 , 采用 GGE双标图对试验数据进行直观分析。结果表明:翠菊幼苗在不同基质配方下表现出明显的差异 ,其中
以 T3处理 [ V(腐熟玉米秸秆)∶V(园土)=3∶1]和 T7处理(CK)[ V(草炭)∶V(园土)=3∶1]最有利于翠菊幼
苗的生长发育。利用腐熟玉米秸秆代替育苗基质中的草炭用于翠菊 ,既可以节省草炭资源 , 又可解决草炭资源日
益枯竭的问题 , 同时 ,玉米秸秆来源丰富 , 可再生 ,成本低。用 GGE双标图研究不同育苗基质配方对翠菊幼苗生长
发育的影响 , 不仅可以直观而有效的进行分析和判断 , 还可以明确地得到各指标间的相互影响情况。
关键词　翠菊;玉米秸秆;育苗基质;GGE双标图
分类号　S681.9
EffectsofRenewableCultivationSubstratesonCalistephuschinensisSeedlingsBasedonGGEBiplot/HouJianwei,
JiangShan, LiXia, CuiHuliang(ColegeofHorticulture, JilinAgriculturalUniversity, Changchun130118, P.R.Chi-na)//JournalofNortheastForestryUniversity.-2010, 38(8).-18～ 20, 23
Arandomizedblockdesignwithsevensubstrateformulationswassetuptoinvestigatetheefectsofdifferentsubstrate
formulationsonthegrowthanddevelopmentofCalistephuschinensisusingwel-decomposedandnon-decomposedcrushed
cornstalksascultivationsubstratesinsteadofpeat.ExperimentaldatawereanalysedusingGGEbiplot.Resultsshowthat
C.chinensisseedlingsappearsignificantdiferencesindiferentcultivationsubstrates, amongwhichthetreatmentofwel-decomposedcornstalksandgardensoilatavolumeratioof3∶1 ismostconducivetothegrowthanddevelopmentofC.
chinensisseedlings.Replacementofpeatbywell-composedcornstalksincultivationsubstratecansavepeatresourcesand
solvetheproblemofincreasinglydepletedpeatresources, whilecornstalkisalow-cost, renewableandabundantresource.
AnintuitivejudgmentoftheefectsofcultivationsubstrateonC.chinensisseedlingsaswellastheinteractionsbetweenin-dexescanbeobtainedusingGGEbiplot.
Keywords　Calistephuschinensis;Cornstalks;Cultivationsubstrates;GGEbiplot
　　翠菊(Calistephuschinensis(L.)Nees)为菊科翠菊属 1 ～
2年生草本花卉 , 舌状花有白 、粉 、红 、紫 、兰等多种颜色 , 具有
较高的观赏价值。目前已成为主要的盆栽花卉和装饰植物。
常用在庭院美化 、室内装饰 、城市景观布置等。翠菊栽培技术
的研究也越来越受到人们的重视。关于翠菊及其它花卉育苗
基质的研究已有很多 , 如不同育苗基质对幼苗质量的影
响 [ 1-2] ,育苗基质在园艺作物上的应用 [ 3-4]等。近年来基质
及其在花卉育苗上的应用研究也在逐渐增多 [ 5-7] , 但是关于
可再生基质对翠菊幼苗质量影响的研究报道较少 [ 8-12] 。
草炭营养丰富 、疏松透气 、保水保肥 , 对植物生长发育非
常有利。不仅作为育苗基质的主要成分 , 而且还大量的用来
建植草坪 、高尔夫球场 、足球场 、网球场及栽种花卉等。但是 ,
由于草炭是不可再生资源 , 大量的过度开采和人类破坏 , 使其
面临着资源枯竭的问题。为了最大限度的保护资源与环境 ,
人们也在不断的探索新型育苗基质 , 寻找和开发可替代草炭
作为育苗基质的新材料。近年来有研究报道 , 利用腐熟的玉
米秸秆作为草炭的代用材料在蔬菜育苗上进行试验 [ 13-14] , 取
得了很好的效果 , 本试验就是研究利用腐熟与未腐熟的玉米
秸秆代替草炭在翠菊育苗上进行应用试验。
GGE双标图是一种较新的研究分析基因与环境之间互
作的方法与工具 , GGE双标图实际是一种叠图 , 在图中包含
了丰富的信息 [ 15] ,人们通过对 GGE双标图的直观分析 , 可以
得到所需要的大量信息。因此 , GGE双标图广泛用于研究品
种与环境间的互作关系 ,特别是在新品种区域试验的数据处
理上 , GGE双标图是最有利的工具 [ 16-20] 。尤其是在基因与
环境互作数据处理软件(GGE-biplot)的支持下 , 使得 GGE双
标图的应用方法变得简单 , 应用领域得以扩展 [ 21-23] 。从目前GGE双标图的应用来看 ,应用此法研究品种区域试验以外的
还不多 , 特别是研究分析一些多因素试验结果的报道很少。
本文利用 GGE双标图分析了用腐熟玉米秸秆与未腐熟玉米
秸秆作为基质材料对翠菊幼苗的形态指标及生理特性的影
响。旨在探索利用玉米秸秆这一可再生资源用于翠菊等草本
花卉的育苗 ,以取代日益枯竭的草炭 ,同时也在探索对诸类试
验结果进行分析研究的新方法。
1　材料与方法
以吉林农业大学内蓝翠菊作为试验材料 , 以腐熟玉米秸
秆 、未腐熟玉米秸秆 、草炭 、腐熟猪粪 、腐熟鸡粪和田土作为供
试基质。其中 ,玉米秸秆是 2008年秋季的风干玉米秸秆 , 利
用粉碎机粉碎后使用。腐熟玉米秸秆是在温室条件下堆放自
然发酵腐熟 , 未腐熟的即粉碎后直接使用。
试验用腐熟与未腐熟玉米秸秆组合成不同的基质配方 ,
共设 7个处理 ,具体见表 1, 其中 T7处理为对照。试验在 50cm×40cm×7cm的塑料盘中进行 , 采用随机区组设计 , 3次
重复 ,每个处理 1盘 , 每盘栽苗 20株 , 全部试验处理为 21盘。
预先在配制基质用的田土中按体积比加入腐熟猪粪和腐熟鸡
粪 ,具体比例为 V(田土)∶V(腐熟猪粪)∶V(腐熟鸡粪)=
7∶1.5∶1.5。每周浇施质量分数为 3%的 20-10 -20肥液
1次。试验于 2009年 3月到 5月在吉林农业大学园艺学院园
林教学基地温室中进行 , 3月 10日播种。
试验数据的采集是在播后 40d进行 ,结果数据为每个试
验处理的 10株平均值。株高 、茎粗采用游标卡尺测量;干质量采
用 70℃烘干测定法;光合速率 、气孔导度、蒸腾速率及胞间 CO
2
浓度采用美国产 CI-340手持式光合作用测定系统测定;叶面积
的测定采用美国产 CI-203手持激光叶面积仪测定;叶绿素含量
测定采用丙酮浸提分光光度计法;根系活力测定采用TTC法。
表 1　试验基质配比
处理 基　　质 体积比
T1 腐熟玉米秸秆∶园土 2∶ 1
T2 未腐熟玉米秸秆∶园土 2∶ 1
T3 腐熟玉米秸秆∶园土 3∶ 1
T4 未腐熟玉米秸秆∶园土 3∶ 1
T5 腐熟玉米秸秆∶未腐熟玉米秸秆∶园土 1:1:1
T6 腐熟玉米秸秆∶未腐熟玉米秸秆∶园土 1.5∶1.5∶1
T7(CK) 草炭∶园土 3∶ 1
　　利用 Excel软件进行数据整理及初步分析计算 , 应用 DPS
数据处理系统进行方差分析及多重比较 , 采用 GGE-biplot软
件 [ 24]对结果数据进行双标图分析。
2　结果与分析
2.1　不同基质配比对翠菊幼苗生长发育的影响
由表 2可以看出 , 不同基质配方对翠菊幼苗的生长发育
有显著的影响 , 特别是对全株干质量 、地下干质量 、壮苗指数
及叶面积指标影响较大 , 其中 T3处理 [ V(腐熟玉米秸秆)∶V
(园土)=3∶1]的这 4项指标显著好于其他处理。 株高 、茎
粗和叶片数 3项指标以 T3处理和 T7(CK)为最好 , 在 T3和
T7基质上 ,翠菊幼苗没有表现出差异。
表 2　不同基质对翠菊幼苗生长的影响 ＊
处理 株高 /cm
茎粗 /
cm
叶片
数
叶面
积 /cm2
全株干
质量 /g
地下干
质量 /g
壮苗
指数
T1 12.26d 0.56b 12.22b 9.35e 2.65d 0.78bcd 1.23c
T2 12.57c 0.52bc 11.61d 9.97c 2.42f 0.74de 1.17cd
T3 12.01e 0.68a 12.82a 11.55a 2.83a 0.88a 1.44a
T4 12.62c 0.51bc 12.03c 9.23f 2.71c 0.79bc 1.22cd
T5 13.12a 0.44c 11.64d 9.13g 2.49e 0.71e 1.08e
T6 12.77b 0.48bc 12.25b 9.55d 2.53e 0.75cde 1.16d
T7(CK) 12.06e 0.67a 12.78a 11.01b 2.77b 0.81b 1.29b
　　注:＊为新复极差测验 , α=0.05;壮苗指数 =[茎粗 /株高 +地下干质量 /
地上干质量 ] ×全株干质量。
利用 GGE-biplot双标图可以很直观的分析和判断翠菊幼
苗各指标在不同处理条件下表现情况及各指标间相互关系。
从图 1中可以看出 , 第 1主成分(PC1)的效应为 87.5%, 第 2
主成分(PC2)的效应为 6.1%, 第 1、 2主成分的总效应(Sum)
为 93.6%, 表明 GGE双标图可给出本试验中真实信息的 93.
6%。因此 ,我们可以利用 GGE双标图来判读试验信息 、分析
试验结果 、评价翠菊各指标在不同试验处理下的表现。由图
1可以看出评价翠菊幼苗质量的 7个形态指标分别落于以 0
点为顶点的 4个扇区的 2个扇区中。其中在以 T3为顶角扇
区中分布了 7个指标中的 6个 , 只有株高 1个指标分布在 T5
扇区中 , 说明这 6个指标在 T3扇区中表现最好 , 这也同前面
的方差分析结果相一致。株高分布在 T3扇区中 , 说明 T3处
理下 , 植株高度增加。因此 , 在 T3处理下不利于培育壮苗。
这也与方差分析的结果相一致。从栽培的角度来看 , 人们不
希望株高数值太大 , 株高数值大意味着苗期有徒长情况发生 ,
或有徒长的倾向。
利用 GGE双标图 1中的指标向量 , 还可以分析各指标间
的相互关系。在双标图中 , 由坐标原点连接各指标点的连线
即为指标向量。以图中的某一指标向量为起点顺时针旋转 ,
其它向量与该向量的夹角余弦值即为二者间的相关系数 , 如
果任意 2个向量间的夹角小于 900,则表明二者之间呈正相
关 , 如果任意 2个向量间的夹角大于 900, 则表明二者之间呈
负相关。由图 2可以看出 ,叶片数与地下干质量之间表现出
高度的正相关 , 相关系数达到 0.861 8＊。说明叶片数的增加
有利于地下部的生长。叶片数与植株高度之间表现出高度的
负相关 , 相关系数达到 -0.821 0＊。说明翠菊苗期叶片数量
图 1　不同育苗基质对翠菊幼苗生长的影响
A.株高;B.茎粗;C.叶片数;D.叶面积;E.全株干质量;F.地
下干质量;G.壮苗指数。
的增加能够抑制植株高度的增加 ,这可能与营养分配比例有
关 ,这对于培育壮苗具有十分重要的意义。 全株干质量向量
和地下干质量向量都与株高呈负相关 , 相关系数分别为 -0.
770 2＊和 -0.864 5＊。也说明翠菊苗期全株干质量和地下干
质量的增加都能够使植株高度降低 , 同样有利于培育壮苗。
对于描述翠菊苗期的一个重要指标 , 就壮苗指数向量来看 , 除
了与株高向量呈负相关外(相关系数为 -0.894 7＊＊), 与其它
指标向量间皆为正相关。这些指标的变化都会引起壮苗指数
的变化 , 如果数值向增大方向变化 , 则有利于壮苗指数的提
高 ,反之则反。其与全株干质量的相关系数为 0.858 6＊ , 与地
下干质量的相关系数为 0.990 4＊＊, 与叶片数的相关系数为
0.846 5＊ ,与茎粗和叶面积的相关系数分别为 0.918 3＊＊和
0.854 8＊。表明这些指标的变化都会引起壮苗指数的变化 ,
如果数值向增大方向变化 , 则有利于壮苗指数的提高 ,反之则
降低。这也进一步说明 , 翠菊幼苗在生长发育的过程中 ,各指
标间存在着非常复杂的相互制约关系 , 在育苗的过程中 ,要求
我们要认真分析当时的情况及育苗进程中的问题与变化 , 随
时合理的调整育苗措施及环境条件。 在本试验条件下 , T3处
理的基质配方 [ V(腐熟玉米秸秆)∶V(园土)=3∶1]对翠菊
幼苗生长发育最为有利。
图 2　不同基质下翠菊幼苗形态指标间的相互影响
A.株高;B.茎粗;C.叶片数;D.叶面积;E.全株干质量;F.地
下干质量;G.壮苗指数。
19第 8期　　　　　　　　　　　侯建伟等:用 GGE双标图研究可再生基质对翠菊幼苗的影响　　　　　　
2.2　不同基质配方对翠菊幼苗生理指标的影响
由表 3可以看出 , 翠菊幼苗的各生理指标的表现都是在 T3
处理和 T7(CK)处理下最好, 表明 T3基质配方 [ V(腐熟玉米秸
秆)∶V(园土)=3∶1]和 T7(CK)基质配方 [ V(草炭)∶V(园
土)]有利于翠菊幼苗的生长发育。T3和 T7处理下,叶片中叶绿
素含量最高 ,由于叶片叶绿素含量的增加, 进而提高了翠菊幼苗
叶片的光合强度及有关的光合指标,对促进幼苗生长发育十分有
利。同时, T3和 T7处理下的翠菊幼苗的根系活力也显著高于其
它处理下翠菊幼苗的根系活力,也说明翠菊幼苗在 T3和T7基质
配方下有利于根系的生长发育,这一点也在前述的地下干质量上
得到了证明。
表 3　不同基质对翠菊幼苗生理指标的影响＊
处理
叶绿素含量 /
mg·dm-2
光合速率 /
μmol·m-2·s-1
根系活力 /
mg·g-1·h-1
气孔导度 /
mol·m-2·s-1
蒸腾速率 /
mmol·m-2·s-1
胞间 CO
2
浓度 /
μmol·mol-1
T1 2.73b 8.29d 1.21bc 0.23bc 1.35e 236a
T2 2.05e 7.15g 1.06d 0.21c 0.83g 212c
T3 2.95a 10.14a 1.36a 0.19c 2.42a 176e
T4 2.47d 7.76f 1.25bc 0.21c 0.94f 185e
T5 2.59c 8.04e 1.18c 0.26b 2.03d 224b
T6 2.75b 8.46c 1.26b 2.24a 2.11c 208c
T7(CK) 2.89a 9.38b 1.35a 0.21c 2.33b 196d
　　注:＊为新复极差测验 , α=0.05。
图 3是不同育苗基质对翠菊幼苗生理指标影响的 GGE
双标图 , 该图给出了试验真实信息中的 86.3%。从图 3中我
们可以看出 , 在检测翠菊幼苗生理指标的 6个项目中 ,有叶绿
素含量 、光合速率 、根系活力和蒸腾速率 4个指标分布在以
T3和 T7为顶点的扇区内 ,说明 T3处理有利于叶绿素含量 、
光合速率 、根系活力和蒸腾速率的增加。 气孔导度分布在以T6为顶点的扇区内 , 胞间 CO2浓度分布在以 T2为顶点的扇区内。这也说明 T3处理最有利于翠菊幼苗各生理指标的提
高 , 进而促进了翠菊幼苗的生长发育。
图 3　不同育苗基质对翠菊幼苗生理指标的影响
A.叶绿素含量;B.光合速率;C.根系活力;D.气孔导度;E.
蒸腾速率;F.胞间 CO2浓度。
图 4是翠菊各生理指标间相关关系图 , 从图 4中可以看
出 , 除了气孔导度向量与胞间 CO2浓度向量间呈负相关外 ,其余指标向量间全为正相关。气孔导度向量与胞间 CO2浓度向量间的相关系数为 -0.492 5, 说明二者间的相关程度不
是很高。
叶绿素含量向量与光合速率向量间的相关系数为 0.895
0＊＊,这很容易看出 , 叶绿素含量的增加直接引起光合速率的
增加。叶绿素含量向量与蒸腾速率向量间的相关系数为
0.840 1＊ , 也说明叶绿素含量的增加改善了翠菊幼苗的光合
参数。叶绿素含量向量与根系活力向量间的相关系数为
图 4　不同育苗基质对翠菊幼苗生理指标间的相互影响
A.叶绿素含量;B.光合速率;C.根系活力;D.气孔导度;E.
蒸腾速率;F.胞间 CO2浓度。
0.912 4＊＊,进一步说明叶绿素含量的增加改善了翠菊幼苗地
下部的生理活性。
3　结论与讨论
通过对试验结果数据的分析 , 可以得到在本试验条件下 ,
利用腐熟育苗秸秆替代草炭的处理与使用草炭的对照处理表
现基本一致 , 而且有些指标还优于使用草炭的处理。说明利
用腐熟的玉米秸秆可以替代草炭用于翠菊育苗 , 使用方法为
V(腐熟玉米秸秆)∶V(园土)=3∶1。同时本试验结果也为
开发新型花卉育苗基质提供了试验依据的支持。
玉米秸秆来源丰富 , 成本低 ,利用其代替传统的草炭用于
育苗中 , 既可以节省草炭资源 ,解决草炭资源缺乏的问题 , 又
可提高经济效益。同时 , 玉米秸秆可再生 ,这也更符合绿色环
保的花卉栽培理念和可持续发展的理念。
利用 GGE-biplot双标图分析研究不同育苗基质配方对翠
菊幼苗生长发育的影响 , 不仅可以直观而有效的分析和判断
不同基质配方对翠菊苗期各个形态指标及生理指标的影响 ,
还可以明确的得到各指标间的相互影响情况。有研究指出 ,
玉米秸秆作为育苗基质也有其不利的一面 , 在生产上存在水
分和氮素胁迫的问题 , 尤其在生长初期 ,氮素胁迫较严重 [ 14] 。
本试验只是从玉米秸秆替代翠菊育苗基质中草炭的角度进行
了试验研究 ,并没有发现氮素胁迫的现象 ,这可能与基质中肥
分充足有关。因此也没有对玉米秸秆代替草炭后对于育苗基
质中肥水变化情况及其规律进行研究。这些有待今后进一步
试验研究 , 以其更合理的开发和利用。
本试验结果只是在翠菊育苗上的一种初试 , 对于其它的
花卉育苗是否适宜 , 对其它花卉苗期生长发育影响如何 ,本试
验中没有给出任何信息。关于如何在其它花卉育苗上的应
用 ,本文所提及的只是一些推断 ,同样有待于进一步的研究试
验。目前 ,在花卉育苗基质的替代上 , 开展的研究很少 , 随着
花卉事业的不断发展 , 对育苗基质需求量会越来越大 ,这就要
求人们要不断的探索和开发新型基质 , 以满足日益增长的需
求。特别是取材容易 , 成本低 , 绿色环保又可再生的育苗基
质 ,是人们重点关注的对象。
在探索新型育苗基质上 , 或是草炭的代用材料方面 ,人们
已开展了很多的研究 , 并且取得了一些研究成果。但是 ,这些
研究大都集中在蔬菜育苗方面 , 这些研究也只是对玉米秸秆
作为草炭的代用品进行了一些尝试 , 在花卉育苗基质的替代
研究上 , 开展的研究更是很少。随着对花卉需求量的不断增
加 ,对育苗基质需求量亦越来越大 , 而且草炭资源日益贫乏。
因此 ,取材容易 ,成本低 , 绿色环保又可再生的育苗基质 ,是人
们重点关注的对象。另外 ,玉米秸秆作为育苗基质在花卉育
苗及栽培应用研究上还有许多工作要做 ,诸如秸秆作为基质
的理化特性及变化规律的进一步研究, 基质与栽(下转 23页)
20 　　　　　　　　　　东　北　林　业　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　第 38卷
形成的 , 而且在种子生理成熟后可继续加强 [ 12] 。通过自然脱
水处理 , 温带顽拗性板栗种子表现出在生理成熟脱落前(花
后 80d)脱水耐性最强 ,在生理成熟脱落时(花后 90d)板栗种
子已转入萌发状态 , 因而其脱水耐性有所下降 , 轻度脱水加速
了发育初期板栗种子(花后 60 ～ 70 d)的成熟;并且不同发育
时期板栗种子中胚轴和子叶对脱水的反应不同 , 主要与它们
所处的生理状态有关 , 总体表现胚轴对脱水更加敏感;同时还
发现脱水敏感性与细胞膜的透性并不完全相关。由此可以得
出 , 顽拗性种子板栗在生理成熟脱落前采收最合适 , 并进行适
当的脱水处理 , 将更有利于板栗的贮藏保鲜和种质资源的
保存。
参　考　文　献
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(上接 20页)
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基质的腐熟程度对自己性质及栽培对象的影响等。
利用 GGE-biplot双标图来研究不同育苗基质配方对花卉
幼苗生长发育的影响是一种很好的尝试 , 特别是对于研究多
因效应及其相互影响上 ,该方法可以很直观的给出我们所需
要的信息 , 并且能将各因素间很复杂的关系明晰的表示出来。
GGE-biplot双标图已被人们大量的应用在品种区域试验上 ,
将环境与品种重叠在同一图上 [ 15] 。本研究只是用这种方法
分析和研究了翠菊苗期的一些主要描述指标与育苗基质之间
的关系。
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