近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院研究人員在國(guó)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(guó)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用于測(cè)定番茄幼苗的彈性模量和彎曲強(qiáng)度等指標(biāo)。

風(fēng)擾動(dòng)已成為一種潛在的生態(tài)友好型育苗方法。本研究通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)并搭建了一套機(jī)電裝置，旨在探究氣流對(duì)苗床中番茄幼苗微環(huán)境及生理活動(dòng)的影響。結(jié)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(zhì)的水分蒸發(fā)，并減少微氣候中的溫濕度波動(dòng)。與對(duì)照組相比，經(jīng)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(jīng)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(dòng)的幼苗莖稈髓組織細(xì)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(qiáng)度分別提高了 10.01% 和 5.89%。同樣，根系組織細(xì)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(shí)，氣流能顯著增強(qiáng)幼苗對(duì)非生物脅迫的抗性，其效果與外源施鐵相當(dāng)甚至更優(yōu)。這為將氣流擾動(dòng)作為培育健壯幼苗的綠色技術(shù)提供了理論和實(shí)踐支持。

圖 6. 不同處理對(duì)番茄幼苗機(jī)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(qiáng)度（σb）的變化。SA：風(fēng)擾動(dòng)開(kāi)始時(shí)的幼苗齡。

本實(shí)驗(yàn)采用上海騰拔Universal TA國(guó)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀對(duì)番茄幼苗各組織（莖、葉和根）進(jìn)行拉伸測(cè)試來(lái)測(cè)定彈性模量，并通過(guò)三點(diǎn)彎曲裝置來(lái)測(cè)定莖稈的彎曲強(qiáng)度。不同處理對(duì)番茄幼苗各組織機(jī)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(shí)，對(duì)照組與各處理組主莖的彈性模量無(wú)顯著差異。當(dāng)番茄幼苗超過(guò) 23 日齡后，風(fēng)處理組主莖的彈性模量顯著高于對(duì)照組和 P2-37 處理組。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，風(fēng)處理組主莖的彈性模量約為 35 MPa，分別比對(duì)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(shí)，對(duì)照組與各處理組的葉片彈性模量無(wú)顯著差異。然而，當(dāng)幼苗齡超過(guò) 27 日齡后，對(duì)照組的葉片彈性模量顯著高于各處理組。31 日齡時(shí)，風(fēng)處理組的葉片彈性模量zuidi，為 2.63 MPa。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，對(duì)照組的葉片彈性模量約為 3.2 MPa，分別比風(fēng)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(shí)，對(duì)照組與各處理組的根系彈性模量無(wú)顯著差異。19 日齡后，風(fēng)處理組的根系彈性模量顯著高于對(duì)照組。31 日齡時(shí)，風(fēng)處理組的根系彈性模量顯著高于對(duì)照組和 P2-37 處理組。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，風(fēng)處理組的根系彈性模量約為 32 MPa，分別比對(duì)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(shí)，對(duì)照組與各處理組的莖稈彎曲強(qiáng)度無(wú)顯著差異。然而，27 日齡后，經(jīng)風(fēng)處理的番茄幼苗其莖稈彎曲強(qiáng)度顯著高于對(duì)照組和 P2-37 處理組。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，風(fēng)處理組的莖稈彎曲強(qiáng)度約為 7.2 MPa，分別比對(duì)照組和 P2-37 處理組高出 12.71% 和 5.89%。

參考文獻(xiàn)：Peiji Yang et al. Microclimatic, physiological, and structural changes of tomato seedlings during wind-based overgrowth inhibition in vegetable nursery. Horticultural Plant Journal, 2025。