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更新時間：2025-08-14
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近日，西北農林科技大學機械與電子工程學院研究人員在國際期刊《Horticultural Plant Journal》（中科院大類一區(qū)，IF：6.2）發(fā)表了題為"Microclimatic, physiological, and structural changes of tomato seedlings during wind-based overgrowth inhibition in vegetable nursery"的研究論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Universal TA國產質構儀用于測定番茄幼苗的彈性模量和彎曲強度等指標。
風擾動已成為一種潛在的生態(tài)友好型育苗方法。本研究通過對照實驗，設計并搭建了一套機電裝置，旨在探究氣流對苗床中番茄幼苗微環(huán)境及生理活動的影響。結果表明，氣流能夠提高幼苗冠層附近的二氧化碳濃度，加速幼苗基質的水分蒸發(fā)，并減少微氣候中的溫濕度波動。與對照組相比，經氣流處理的幼苗其第 4、7、10 位葉片的光合速率分別提高了 25.04%、8.23% 和 8.47%，蒸騰速率分別提高了 15.59%、22.28% 和 13.26%。此外，經氣流和外源鐵元素處理的幼苗，其壯苗指數(shù)分別提高了 26.02% 和 31.5%。與外源鐵元素處理的幼苗相比，受氣流擾動的幼苗莖稈髓組織細胞的幾何平均直徑減小了約 18.66%，而莖稈的彈性模量和彎曲強度分別提高了 10.01% 和 5.89%。同樣，根系組織細胞的體積減小了 19.22%，但根系的彈性模量提高了 6.46%。本研究證實，氣流能顯著增強幼苗對非生物脅迫的抗性，其效果與外源施鐵相當甚至更優(yōu)。這為將氣流擾動作為培育健壯幼苗的綠色技術提供了理論和實踐支持。
圖 6. 不同處理對番茄幼苗機械特性的影響。（A）幼苗莖稈彈性模量（Es）的變化。（B）幼苗葉片彈性模量（El）的變化。（C）幼苗根系彈性模量（Er）的變化。（D）幼苗莖稈彎曲強度（σb）的變化。SA：風擾動開始時的幼苗齡。
本實驗采用上海騰拔Universal TA國產質構儀對番茄幼苗各組織（莖、葉和根）進行拉伸測試來測定彈性模量，并通過三點彎曲裝置來測定莖稈的彎曲強度。不同處理對番茄幼苗各組織機械特性的影響如圖 6 所示。如圖 6A 所示，在番茄幼苗 15 日齡和 19 日齡時，對照組與各處理組主莖的彈性模量無顯著差異。當番茄幼苗超過 23 日齡后，風處理組主莖的彈性模量顯著高于對照組和 P2-37 處理組。實驗結束時，風處理組主莖的彈性模量約為 35 MPa，分別比對照組和 P2-37 處理組高出 17.85% 和 10.02%。
如圖 6B 所示，在番茄幼苗 15 日齡、19 日齡和 23 日齡時，對照組與各處理組的葉片彈性模量無顯著差異。然而，當幼苗齡超過 27 日齡后，對照組的葉片彈性模量顯著高于各處理組。31 日齡時，風處理組的葉片彈性模量zuidi，為 2.63 MPa。實驗結束時，對照組的葉片彈性模量約為 3.2 MPa，分別比風處理組和 P2-37 處理組高出 17.89% 和 8.27%。
如圖 6C 所示，番茄幼苗 15 日齡時，對照組與各處理組的根系彈性模量無顯著差異。19 日齡后，風處理組的根系彈性模量顯著高于對照組。31 日齡時，風處理組的根系彈性模量顯著高于對照組和 P2-37 處理組。實驗結束時，風處理組的根系彈性模量約為 32 MPa，分別比對照組和 P2-37 處理組高出 13.97% 和 6.48%。
如圖 6D 所示，在番茄幼苗 15 日齡、19 日齡和 23 日齡時，對照組與各處理組的莖稈彎曲強度無顯著差異。然而，27 日齡后，經風處理的番茄幼苗其莖稈彎曲強度顯著高于對照組和 P2-37 處理組。實驗結束時，風處理組的莖稈彎曲強度約為 7.2 MPa，分別比對照組和 P2-37 處理組高出 12.71% 和 5.89%。
參考文獻：Peiji Yang et al. Microclimatic, physiological, and structural changes of tomato seedlings during wind-based overgrowth inhibition in vegetable nursery. Horticultural Plant Journal, 2025。
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