水培營養(yǎng)液配方對不同葉菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

李燦 ，吳朝江 ，李廣彬 ，馮建春 ，張福鎖 ，王沖 ，張白鴿

（1.中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，北京，100094；2.佛山市三水區(qū)白坭鎮(zhèn)康喜萊蔬菜專業(yè)合作社；3.廣西大學農(nóng)學院；4.廣東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所）

華南地區(qū)尤其是廣東省是我國葉菜蔬菜的主產(chǎn)區(qū)之一，葉菜種類繁多，消費需求量較大[1]，且近年來，消費者對高品質(zhì)蔬菜的需求越來越大[2～4]。水培種植是目前我國推廣越來越廣泛的設(shè)施栽培方式之一[5，6]。水培葉菜生產(chǎn)具有生長周期短、周轉(zhuǎn)快，經(jīng)濟效益高等特點[7]。此外，商場、超市和各大餐廳對葉菜的潔凈度和鮮嫩度要求日益提高，水培葉菜清潔衛(wèi)生等優(yōu)勢便愈加明顯。目前研究者對水培營養(yǎng)液配方的推薦主要依賴于產(chǎn)量效應(yīng)，而外觀品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)是消費者日趨關(guān)注的消費導(dǎo)向，但相關(guān)的研究很少，且各地區(qū)水質(zhì)、氣候條件、種植方式和葉菜種類不同，水培營養(yǎng)液配方應(yīng)當因地制宜符合當?shù)靥攸c。所以，針對區(qū)域氣候特點和蔬菜類型，因地制宜地探索優(yōu)化營養(yǎng)液配方對當?shù)厝~菜的提質(zhì)增效和產(chǎn)業(yè)升級具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

5種供試蔬菜類型為：芥菜、莧菜、菜心、生菜、油麥菜，具體品種為：陽科精選水東芥菜（產(chǎn)地：遼寧黑山）；揭研紅圓葉莧菜（揭陽市農(nóng)友種子有限公司）；粵蔬尖葉40天菜心（廣東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所，廣東省農(nóng)科集團粵蔬種業(yè)公司）；高華種子意大利全年耐抽薹生菜（原產(chǎn)地：美國）；陳興達抗熱無斑香油麥（產(chǎn)地：甘肅）。

1.2 試驗方法

試驗于2017年7月16日至8月9日于廣東省佛山市白坭鎮(zhèn)康喜萊蔬菜專業(yè)合作社蔬菜大棚進行，采用穴槽水培種植模式，共設(shè)日本園試配方與霍格蘭配方2種水培營養(yǎng)液配方，5種蔬菜即莧菜、芥菜、菜心、生菜、油麥菜，共計10個處理。每處理設(shè)5組重復(fù)，每重復(fù)30株，營養(yǎng)液配方（表1）以及微量元素配方如下（表2）所示。

育苗：將蔬菜種子置于30℃左右溫水中浸泡6 h后，用濕潤紙巾包好置于約30℃的黑暗條件下催芽12 h后，播種到120孔穴盤中育苗，采取潮汐式育苗方法，基質(zhì)為泥炭土∶椰糠∶珍珠巖∶雅冉復(fù)合肥（N-P-K=15-15-15）=10∶15∶1.25∶1，育苗 5 d。

栽培：選擇長勢均勻的幼苗定植于穴槽中，采取營養(yǎng)液水培種植方式，穴槽長16.4 m，每條槽有80穴孔。2種營養(yǎng)液配方（日本園試配方與霍格蘭配方）分別與微量元素肥料分別配制在2個1.5 m×1.0 m×0.8 m的配肥箱中，營養(yǎng)液在穴槽與配肥箱中循環(huán)流動（每4 min循環(huán)流動1 min，氣溫較高時每2～3 min循環(huán)1 min）。每天用EC檢測棒檢測EC值3次（早中晚各一次），通過加入自來水或高濃度營養(yǎng)液使EC值穩(wěn)定在1.0～1.6 mS/cm，氣溫較高時在1.0 mS/cm左右，氣溫較舒適時約1.5 mS/cm。

1.3 指標測定

移栽到水培槽中后第2天開始測量指標，每個處理挑選10株具有代表性、生長較為均一的葉菜測量其株高（自然生長狀態(tài)下的高度）、莖粗（靠近根部的莖直徑）、葉寬（葉子靠近中間位置大概為最寬位置的橫向長度）及葉長（葉尖部至葉柄基部的縱向長度）。其中株高、葉寬和葉長每2 d測定一次，處理間莖粗差異較小，每3 d測量一次，直至收獲期，收獲時稱取每個重復(fù)組的總鮮質(zhì)量計算其平均值作為各處理的產(chǎn)量，VC含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定，葉綠素采用SPAD-502葉綠素計測定。

表1 日本園試配方和霍格蘭配方

表2 微量元素用量 mg/100 L

圖1 不同配方營養(yǎng)液對不同葉菜產(chǎn)量的影響

圖2 不同配方營養(yǎng)液對不同葉菜株高的影響

圖3 不同配方營養(yǎng)液對不同葉菜株高生長的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)液配方對葉菜產(chǎn)量的影響

從圖1可知，就整體而言，日本園試配方葉菜的平均產(chǎn)量（各重復(fù)組約30株產(chǎn)量均值）普遍高于霍格蘭配方，菜心、芥菜和油麥菜的產(chǎn)量分別較霍格蘭配方高46.15%，14.14%和26.31%，均達到了極顯著差異水平，生菜和莧菜的產(chǎn)量顯著高于霍格蘭配方。

2.2 營養(yǎng)液配方對葉菜株高和莖粗的影響

如圖2所示，不同蔬菜類型對營養(yǎng)液配方的響應(yīng)有所不同，日本園試配方的芥菜和莧菜的株高分別較霍格蘭配方的芥菜和莧菜高19.9%和27.7%，均達到了極顯著水平。從圖3整個生長期株高生長圖可發(fā)現(xiàn)，不同營養(yǎng)液配方下芥菜、莧菜的株高均是在生長后期約移栽后第12天產(chǎn)生極顯著差別，在生長前期株高的差異較小。采收期日本園試配方中菜心的平均株高極顯著高于霍格蘭配方，但就整個生長過程而言差異不明顯。

不同配方對生菜和油麥菜莖粗的影響較小，兩種水培營養(yǎng)液配方基本無差異，而日本園試配方中的菜心和芥菜較霍格蘭配方極顯著增粗11.5%和8.6%（圖 4）。不同營養(yǎng)液配方對葉菜莖粗生長過程的影響比較小，葉菜整個生育期的生長趨勢相似，無顯著差異 （圖5）。莧菜莖部較細，群體間差異微小，在此不做比較。

圖4 不同配方營養(yǎng)液對不同葉菜莖粗的影響

綜上所述，就株高和莖粗2個外觀品質(zhì)指標而言，日本園試配方較霍格蘭配方更具優(yōu)勢。

圖5 不同配方營養(yǎng)液對不同葉菜莖粗生長的影響

2.3 營養(yǎng)液配方對葉菜葉寬和葉長的影響

日本園試配方與霍格蘭配方對不同葉菜葉寬和葉長的影響如圖6、7所示。由圖6可知，日本園試配方可以極顯著提高菜心和生菜的葉寬，莧菜和芥菜的葉寬分別較霍格蘭配方提高了18.52%和26.57%。從圖8不同營養(yǎng)液配方對不同葉菜葉寬生長過程的影響可以發(fā)現(xiàn)，不同營養(yǎng)液配方下莧菜和芥菜的葉寬均在移栽穴槽約10 d后差異逐步加大；生菜葉寬提高6.81%，達到極顯著水平；菜心和油麥菜的葉寬雖有提高但差異不顯著。

日本園試配方中莧菜和芥菜的葉長較霍格蘭配方均有極顯著提高，且整個生長期內(nèi)葉長生長（圖9）可看出明顯差異，且到生長后期差異逐漸明顯，收獲期日本園試配方比霍格蘭配方下的莧菜和芥菜葉長分別增長16.58%和19.54%，而生菜、菜心、油麥菜的兩處理間在整個生長期內(nèi)葉長生長差異不顯著（圖 7、9）。

圖6 不同營養(yǎng)液配方對不同葉菜葉寬的影響

圖7 不同營養(yǎng)液配方對不同葉菜葉長的影響

圖8 不同配方營養(yǎng)液對不同葉菜葉寬生長的影響

2.4 營養(yǎng)液配方對葉菜VC含量的影響

由圖10可知，不同配方營養(yǎng)液對葉菜VC含量的影響較大，霍格蘭配方處理中生菜和芥菜的VC含量較日本園試配方分別高24.80%和6.99%，而日本園試配方處理下油麥菜、菜心、莧菜的VC含量均極顯著高于霍格蘭配方處理的同種葉菜，分別比霍格蘭配方高15.13%、24.58%和14.11%。另外，由試驗結(jié)果可知，不同葉菜的VC含量不同，就試驗葉菜品種而言，VC含量從多到少排序為芥菜>莧菜>菜心>油麥菜>生菜。侯迷紅等[8]研究發(fā)現(xiàn)，銨態(tài)氮與硝態(tài)氮比例為25∶75時與 0∶100時相比，白菜、油麥菜和生菜的VC含量較高，日本園試配方中銨態(tài)氮與硝態(tài)氮的比例約為2∶25，霍格蘭配方中無銨態(tài)氮，推斷蔬菜VC含量的差異在一定程度上受氮形態(tài)差異影響。

圖9 不同配方營養(yǎng)液對不同葉菜葉長生長的影響

圖10 不同配方營養(yǎng)液對不同葉菜VC含量的影響

表3 不同水培營養(yǎng)液配方對不同葉菜SPAD值的影響

2.5 營養(yǎng)液配方對葉菜SPAD值的影響

SPAD值可以在很大程度上表征作物葉色、葉綠素含量和含氮量，已經(jīng)在多種作物上得以證實[9～12]。表3所示，試驗中不同營養(yǎng)液配方對葉菜SPAD值影響不顯著。

3 結(jié)論與討論

綜上所述，本試驗中，對日本園試配方與霍格蘭配方下不同葉菜的產(chǎn)量、外觀品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)進行分析，發(fā)現(xiàn)2種水培營養(yǎng)液配方下不同葉菜的產(chǎn)量、株高、莖粗、葉寬、葉長以及VC含量等指標均有極顯著差異，且大多生長后期差異逐漸明顯。日本園試配方與霍格蘭配方相比，可以顯著提高莧菜、芥菜、菜心、生菜、油麥菜的產(chǎn)量，葉菜的株高、莖粗、葉寬和葉長等外觀品質(zhì)上明顯優(yōu)于霍格蘭配方。5種葉菜對日本園試配方水培營養(yǎng)液響應(yīng)效果最顯著的為芥菜和莧菜，但芥菜VC含量低于霍格蘭配方；日本園試配方對菜心的效應(yīng)主要表現(xiàn)在株高、莖粗以及VC含量優(yōu)于霍格蘭配方，對葉寬、葉長的影響不顯著；對生菜的影響主要表現(xiàn)在葉寬，但生菜VC含量低于霍格蘭配方。日本園試配方中油麥菜的莖粗和VC含量顯著高于霍格蘭配方，此結(jié)果與侯迷紅等[13]的部分研究結(jié)果相似。

株高、莖粗、葉寬和葉長是決定葉類蔬菜外觀品質(zhì)的重要指標，其主要受各種養(yǎng)分供應(yīng)量和形態(tài)的影響。本試驗中，銨態(tài)氮可能是主要的影響因素。汪建飛等[16]研究指出適當增施銨態(tài)氮可以提高葉菜品質(zhì)，銨硝比達到某一水平時葉菜的產(chǎn)量、品質(zhì)和安全性最佳；王波[17]研究指出，不同品種的生菜對不同硝銨比的反應(yīng)程度不同。本研究的結(jié)果可在一定程度上說明適量添加銨態(tài)氮可以提高試驗材料中5種葉菜的產(chǎn)量，且對葉菜蔬菜的VC含量有較大影響，對其他品種葉菜的影響還需進一步研究驗證。

本研究的創(chuàng)新點一方面在于考慮到市場消費者的偏好喜愛，量化比較產(chǎn)量和商品外觀與內(nèi)在品質(zhì)等各項指標；另一方面是整個試驗在當?shù)剞r(nóng)戶的生產(chǎn)系統(tǒng)中進行，研究成果對當?shù)鼐哂休^強的應(yīng)用性，且可考慮到當?shù)亟^大部分個體戶以及小型蔬菜生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)中使用單一配肥池培養(yǎng)多種葉菜的實際條件，因此就當?shù)囟?，日本園試配方較霍格蘭配方更具優(yōu)勢。本研究也是產(chǎn)學研結(jié)合的一個新案例。