營養(yǎng)液EC值對三葉菜生長的影響

郭麗，徐偉韋，李松花，崔永一

（1.浙江農林大學農業(yè)與食品科學學院，臨安，311300；2.慈溪市農業(yè)技術推廣中心；3.龍井市農村經濟管理服務中心）

無土栽培技術是指用溶有礦物質的水溶液來替代天然土壤的一種新型作物栽培技術[1]。隨著無土栽培技術日趨成熟和完善，其在農業(yè)生產上的推廣與應用也步入了一個新的發(fā)展階段，栽培面積增加迅速[2]。無土栽培技術由于其節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)能、無污染、高效益、提高產量等優(yōu)點，便于工廠化生產，可實現集約化、自動化，有效解決了作物生產中氣、熱、水、肥的供需矛盾[3～6]。我國的無土栽培技術雖然起步晚，但近年來很多地區(qū)已相繼投入生產，并取得較好的經濟效益。無土栽培中不同EC值處理的營養(yǎng)液對蔬菜的生長發(fā)育有著不同程度的影響，因此，篩選出最適營養(yǎng)液的EC值有助于蔬菜的高產，對生產應用具有重要的參考價值。

目前，在國內三葉菜的研究甚少，對三葉菜培育的正規(guī)生產基地也較少，但三葉菜在國外如日本等市場上廣為人們所愛，每1 kg價格為200元，每年需求量達幾十萬噸。近年來，國內有公司小面積生產三葉菜（如杭州水陽綠色食品有限公司），將其出口到日本市場，年收入不菲。為了掌握三葉菜的生長習性，提高三葉菜的品質和產量，故對三葉菜的無土栽培做探索性的研究，以摸索最適三葉菜無土栽培的營養(yǎng)液EC值，并探索其對三葉菜無土栽培中養(yǎng)分吸收的特性，為三葉菜無土栽培的規(guī)模化生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為相對整齊的三葉菜穴盤苗。

1.2 試驗方法

試驗于2016年在浙江農林大學智能溫室進行，營養(yǎng)液選用了日本園試配方（表1）。3月，將三葉菜的種子播種在穴盤中，每天補充適量的無菌水。當幼苗出土后，澆灌400倍pH值為6.18日本園試配方的營養(yǎng)液。當幼苗長至1～2片真葉時，定植到12個栽培槽中，采用上述營養(yǎng)液（pH值保持在 5.8～6.0）， 其 EC 值 分 別 設 置 為 0.5、1.0、1.5、2.0 mS/cm，每個處理設置3個重復。

將三葉菜穴盤苗栽培在自行設計的用白色泡沫制作的栽培槽（120 cm×32.3 cm）內，鋪上塑料薄膜。定植板采用聚苯乙烯泡沫板（120 cm×32.3 cm×2 cm），板面根據植物的大小和一定的需求空間均勻打成規(guī)格為2 cm×2 cm的定植孔264個。海棉切成規(guī)格3.0 cm×3.0 cm×3.5 cm的塊狀，沿側高在海綿中間割一刀，包住三葉菜幼苗的根系后固定在栽培槽內，使一部分根系進入營養(yǎng)液中吸收養(yǎng)分和水分，將栽培槽中通入氧氣，24 h供應，保證三葉菜根系中氧氣的供給。從12個栽培槽中分別選20株三葉菜植株以標記作為調查的樣品，定期對其進行生物量的測定和統(tǒng)計。

1.3 測定項目和方法

①營養(yǎng)液pH值和EC值測定 生長期每隔6 d用pH測定儀（HM-20E，TOA）測定營養(yǎng)液酸堿度，用EC測定儀（CM-20ETOA）測定供試溶液的EC值。

②三葉菜植株的生長指標 株高和葉片數：生長期間，每隔6 d用游標卡尺測量4種處理中20株三葉菜樣品高度，并對葉片數進行統(tǒng)計。

干質量和根系長度：移栽生長36 d后，用電子天平稱量三葉菜植株的地上部分和地下部分的干質量，用游標卡尺測量其根系長度。

③葉綠素含量測定 葉綠素含量是采用日產的SPAD-502Plus便攜式葉綠素儀測定，以三葉菜植株的葉片作為測定對象。在4種處理中分別選取20株生長健壯的三葉菜植株，選擇各植株相同部位生長良好的葉片，測定選點時避開葉脈，計算平均值作為該葉片葉位的SPAD值。

④三葉菜植株地上部分元素的測定 大量元素的測定參考中華人民共和國國家環(huán)境保護標準[7～9]；微量元素含量使用等離子發(fā)射儀測定[10]。

表1 營養(yǎng)液配方

2 結果與分析

2.1 營養(yǎng)液EC值和pH值的變化分析

由圖1可知，4種處理營養(yǎng)液的EC值均有所下降。EC值1.0 mS/cm的處理組營養(yǎng)液EC值下降幅度最大，其次是EC值1.5 mS/cm的處理組，而EC值0.5 mS/cm處理組EC值下降趨勢相對平緩。

由圖2可以看出，4種處理營養(yǎng)液的pH值整體呈現下降趨勢。最初營養(yǎng)液pH值略有上升，處理6 d后，pH值呈現較明顯的下降趨勢；處理12 d后，4種營養(yǎng)液的pH值又有不同程度的回升，這可能與三葉菜根系從營養(yǎng)液中吸收硝態(tài)氮和銨態(tài)氮及其生理酸堿性鹽不同程度有關。三葉菜在營養(yǎng)生長時期，根系對NO3-等陰離子吸收的較多，為維持電荷平衡，根系分泌出的H+多于HCO3-，造成根際pH值不同程度的變化。

2.2 不同EC值營養(yǎng)液對三葉菜生長的影響

不同EC值的營養(yǎng)液處理對三葉菜生長發(fā)育的影響較大。由圖3、4可知，在三葉菜生長發(fā)育進程中，株高逐步增加，且EC值越大三葉菜株高變化越明顯。但EC值2.0 mS/cm的處理組與其他處理組相比三葉菜株高變化相對較小。同時，三葉菜葉片數也逐步增加，且EC值1.0 mS/cm處理組葉片數變化最明顯。

由表2可以看出，EC值0.5 mS/cm處理組的株高、葉片最大長度和寬度的生長指標與其他3個處理組相比均存在顯著差異，但EC值1.0、1.5 mS/cm和EC值2.0 mS/cm處理組之間，除了根系長度外，其他生物量指標均無顯著性差異。但EC值1.0 mS/cm處理組的株高、葉片數、葉長及葉寬的生物量指標相對較高。

從表3可知，三葉菜在移栽后生長36 d，EC值1.0 mS/cm處理組的地上部分和地下部分的總鮮質量和總干質量最高，與EC值0.5、2.0 mS/cm處理組相比存在顯著性差異，與EC值1.5 mS/cm處理組無顯著性差異。說明營養(yǎng)液的EC值偏低或偏高均不利于三葉菜的無土栽培。綜上所述，EC值1.0 mS/cm的處理營養(yǎng)液最有利于三葉菜無土栽培。

圖1 處理周期內營養(yǎng)液EC值的變化

圖2 處理周期內營養(yǎng)液pH值的變化

圖3 EC值對水培三葉菜株高的影響

圖4 EC值對水培三葉菜葉片數的影響

表2 EC值對移植36 d后水培三葉菜營養(yǎng)生長和葉綠素含量的影響

表3 EC值對移植36 d后水培三葉菜植株鮮質量和干質量的影響

2.3 不同EC值的營養(yǎng)液對三葉菜體內礦質元素含量的影響

從表4可知，隨著營養(yǎng)液EC值的增加，無土栽培的三葉菜體內 P、K、Ca、Mg 等元素含量增加，但EC值1.0 mS/cm處理組的三葉菜體內N元素含量最高，EC值 0.5 mS/cm處理組的三葉菜體內N元素含量最低。

雖然微量元素在植物體內含量較低，但對植物的生長發(fā)育卻起著至關重要的作用。從表4可知，營養(yǎng)液EC值偏低或偏高時，三葉菜體內微量元素含量偏低，EC值 1.0、1.5 mS/cm處理組三葉菜體內微量元素含量相對較高。

3 結論與討論

無土栽培的核心是營養(yǎng)液，EC值的高低直接反映栽培營養(yǎng)液濃度的高低變化，關系到作物養(yǎng)分的供給情況，從而影響到作物的生長發(fā)育。過高或過低的營養(yǎng)液濃度 （即EC值過高過低）會對作物的生長發(fā)育產生不利影響，適宜的營養(yǎng)液濃度是可以促進作物的正常生長發(fā)育、產量和品質的提高[11，12]。

表4 EC值對水培三葉菜植株體內礦質元素含量的影響

株高、根系長度和葉片數等是反映作物營養(yǎng)生長狀況的重要指標。Rouphael等[13]研究表明，在適宜營養(yǎng)液濃度（即具有適宜的EC值）條件下，作物株高值較大、枝葉茂盛，而營養(yǎng)液濃度較低則造成營養(yǎng)液養(yǎng)分供應不足，植株矮小、葉片小且少。本試驗結果表明，4種營養(yǎng)液濃度處理中，EC值1.0 mS/cm時，三葉菜株高和葉片長度均最大。干物質積累與作物的養(yǎng)分供給密切相關，它是產量形成和營養(yǎng)生長的基礎。林多等[14]、李邵等[15]研究表明，栽培營養(yǎng)液濃度適當增加有利于作物光合作用，且可以有效增加干物質的累積。本試驗結果表明，在營養(yǎng)生長期間，三葉菜干質量和鮮質量的增長趨勢一致，均是EC值1.0 mS/cm處理組最高，說明EC值過高和過低均不利于三葉菜的生長和干物質的積累。

礦質元素是作物生長發(fā)育重要的組成部分，也是作物進行生理活動不可或缺的參與者。Zhang等[16]研究表明，高濃度營養(yǎng)液可以促進作物對營養(yǎng)元素的吸收。本試驗結果表明，三葉菜植株對磷、鉀、鈣、鎂、鈉的吸收量隨營養(yǎng)液濃度的提高呈現逐漸增大的趨勢。EC值1.0、1.5 mS/cm處理組三葉菜體內氮含量較高，EC值0.5、2.0 mS/cm處理組氮含量較低。同時，三葉菜屬于葉菜類蔬菜，培養(yǎng)期內處在營養(yǎng)生長階段，需要較多的氮肥。因此較低的營養(yǎng)液濃度更適合三葉菜氮的吸收，有利于生物量的增加（表 3）。

綜上所述，營養(yǎng)液不同EC值對三葉菜的生物量和礦質元素含量的影響顯著，且EC值為1.0 mS/cm的營養(yǎng)液最適合三葉菜無土栽培。