樊曉剛,李昌偉,陳素賢,陳小慧,張新剛,曲明山
(1.北京市耕地保護與建設中心,北京 100101;2.北京市農(nóng)業(yè)技術推廣站,北京 100029)
韭菜因其營養(yǎng)價值高、風味獨特,以及受國人飲食傳統(tǒng)的影響,深受人們喜愛,栽培分布廣、面積大[1-2]。韭菜作為藥食兼用的蔬菜,含有豐富的維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維和抗氧化物質(zhì)等有著積極的保健作用[3-4]。與傳統(tǒng)的土壤栽培韭菜相比,水培韭菜比較容易防控韭蛆、灰霉病等難度大的病蟲害[5],克服了連作障礙,減少了農(nóng)藥使用,提高了韭菜品質(zhì)[6],水培環(huán)境配合一定設施條件,可以實現(xiàn)周年生產(chǎn),增產(chǎn)效果顯著[7-8]。同時,基于營養(yǎng)液自動循環(huán)管理,避免了松土耕作、雜草清理等勞動環(huán)節(jié),加上采取不同立體種植模式,節(jié)省了大量人力,顯著降低了勞動強度。水培韭菜由于具有以上栽培優(yōu)勢,近年來全國多個地方開始嘗試種植,不同規(guī)模的生產(chǎn)主體也逐年增加。
營養(yǎng)液的配制和管理是無土栽培的關鍵環(huán)節(jié)[9-10],水培韭菜目前還沒有專用配方,大部分生產(chǎn)者主要采用現(xiàn)有的葉菜配方進行生產(chǎn)[11-12],而目前通用葉菜配方種類繁多,多數(shù)生產(chǎn)者特別是農(nóng)戶不具備營養(yǎng)液動態(tài)監(jiān)測調(diào)整能力,同時對配方選擇缺少成本核算。針對這些問題,本試驗選取水培生產(chǎn)應用比較多的6 種葉菜配方,研究了不同配方對韭菜生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)的影響,以期為適合水培韭菜生產(chǎn)需求的配方選擇提供技術支持。
本試驗在北京市耕地建設保護中心順義基地溫室內(nèi)進行,試驗采用新型水培系統(tǒng),該系統(tǒng)從播種到收獲整個過程均以營養(yǎng)液水培的方式進行[13-14]。以韭菜品種‘雪韭四號’為試驗材料,水培設施為架式種植槽,采用72 孔無底格盤播種,每孔播種3~4 粒,待種子發(fā)芽后將無底格盤放入栽培槽內(nèi)。
硝酸銨鈣(純度≥98%)、硝酸鉀(純度≥90%)、磷酸二氫鉀(純度≥96%)、磷酸二氫銨(純度≥99%)、硫酸銨(純度≥98%)、硫酸鉀(純度≥98%)、七水硫酸鎂(純度≥98%),均來自于青島真維農(nóng)生物科技有限公司。
低量程pH-EC-TDS-℃測定儀,HI98129,北京納百生物科技有限公司;時控開關,NKG1,浙江正泰建筑電器有限公司;方盤天平,LQ-LC,江蘇樂祺實業(yè)股份有限公司;游標卡尺,034184,煙臺市綠林工具有限公司。
選用水培葉菜應用比較多的6 個營養(yǎng)液配方處理,分別是T1(霍格蘭經(jīng)典配方)、T2(日本園試通用配方)、T3(日本千葉農(nóng)式蔥配方)、T4(日本山崎生菜配方)、T5(日本山崎茼蒿配方)、T6(華南農(nóng)業(yè)大學葉菜配方),如表1 所示,各處理總鹽度呈現(xiàn)一定梯度變化,其中T2 處理屬于高鹽分濃度配方,T1 處理、T5 處理屬于中鹽分濃度處理,T3 處理、T4 處理、T6 處理屬于低鹽分濃度處理。每個處理重復3 次,在栽培過程中使pH 穩(wěn)定在6.0±0.3范圍內(nèi),營養(yǎng)液使用試驗基地地下水配置,地下水pH 為7.68、EC 值為525 μs/cm。
表1 水培韭菜供試營養(yǎng)液配方Table 1 Formula of nutrient solution for hydroponic leek 單位:mmol/L
表2 顯示了供試營養(yǎng)液配方大量元素肥配比。
表2 供試營養(yǎng)液配方大量元素肥配比Table 2 Effect of the fertilizer ratio of a large number of elements in the formula of the test nutrient solution 單位:mg/L
本試驗根據(jù)各處理實際損耗添加營養(yǎng)液,試驗過程中每個處理營養(yǎng)液液面下降一定高度后及時添加營養(yǎng)液(不同處理營養(yǎng)液池液面每下降12 cm 后及時添加營養(yǎng)液至原位),根據(jù)本試驗記錄,除去設備誤差、人工誤差外,試驗期間各配方處理添加營養(yǎng)液次數(shù)與體積基本一致,微肥用量配方使用水培通用配方,各處理添加量相同,這里只分析各營養(yǎng)液原配方大量元素肥料用量。不同營養(yǎng)液配方大量元素肥配比情況如表2 所示,一般情況下,高鹽分濃度用肥量較低鹽分用肥量大。
試驗于2020 年9 月29 日播種,2020 年10 月19 日放入栽培架種植槽進行培育,所有指標均在第三茬收獲前后測定。生長指標測定包括韭菜植株的株高(直尺測量,每個重復測定15 株)、葉長(直尺測量,每個重復測定15 株)、葉寬(游標卡尺測量,每個重復測定15 株)、莖粗(游標卡尺測量,每個重復測定15 株)。
產(chǎn)量指標測定單株干質(zhì)量(電子天平,每個重復測定3 次,每次測定5 株)、鮮質(zhì)量(電子天平,每個重復測定3 次,每次測定5 株)及產(chǎn)量(電子天平,每個重復測定5 個格盤)。其中,每667 m2產(chǎn)量由單個無底格盤生產(chǎn)的韭菜產(chǎn)量統(tǒng)計折算得出,計算公式見公式(1)。
產(chǎn)量/(kg/667m2)=單盤韭菜產(chǎn)量×每667m2盤數(shù)(1)
品質(zhì)指標測定:采用2,6- 二氯酚靛酚比色法測定VC 含量[15],采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[16],采用考馬斯亮藍比色法測定可溶性蛋白含量[16],采用紫外分光光度法測定硝酸鹽含量(NY/T 1279—2007)。
數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0 進行單因素方差分析,Duncan檢驗差異顯著性。
由表3 可知,株高以T3 處理最高,顯著高于其他處理,為38.80 cm。葉長以T2、T3 處理顯著高于其他處理,T2、T3 無顯著差異,T3 處理數(shù)值最高,為29.41 cm。葉寬以T2 處理數(shù)值最高,為4.39 mm;莖粗以T3 處理數(shù)值最大,顯著高于其他處理;T4 處理數(shù)值最低。綜合各項形態(tài)指標,以T3 處理表現(xiàn)最優(yōu)。
表3 不同營養(yǎng)液配方對韭菜生長指標的影響Table 3 Effects of different nutrient solution formulations on growth indexes of leeks
由表4 知,單株鮮質(zhì)量T1、T3 處理之間差異不顯著,但顯著高于其他處理,T3 數(shù)值最高,為1.85 g。單株干質(zhì)量同樣T1、T3 處理之間差異不顯著,但顯著高于其他處理,T3 數(shù)值最高,為0.14 g。
表4 不同營養(yǎng)液配方對韭菜單株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量及產(chǎn)量的影響Table 4 Effects of different nutrient solution formulations on fresh quality, dry quality and yield of leek plants
由表4 可知,所有處理中韭菜產(chǎn)量以T3 處理表現(xiàn)最佳,顯著高于T4、T6,其他處理間無顯著差異,T3 較T4高出41.38%,較T6 高46.43%。從整體上看,除去濃度最低的T4 處理,不同處理水培韭菜產(chǎn)量隨著配方總鹽分升高有先增后減的趨勢,在T3 處理濃度時達到最大值,這種變化趨勢與生長指標變化趨勢一致。
由表5(見下頁)知,各處理間VC 含量沒有顯著差異。由于只進行配方比較試驗,未對配方進行優(yōu)化處理,韭菜屬于易于積累硝酸鹽的蔬菜[17],加上營養(yǎng)液沒有使用有機肥,主要使用硝態(tài)氮等,所以各個處理硝酸鹽含量都比較高。T1 處理硝酸鹽含量最高,為4 591.16 mg/kg,顯著高于T4、T6 處理,其他處理間沒有顯著差異,T4 處理硝酸鹽含量最低,為2 854.28 mg/kg??扇苄蕴呛孔罡叩氖荰3 處理,為1.26%,其中T3、T4、T6 顯著高于T1、T2、T5,但T3、T4、T6 之間和T1、T2、T5 之間沒有顯著性差異;可溶性蛋白含量最高的是T5 處理,為50.94 mg/g,顯著高于T2、T3 處理,其他處理間沒有顯著性差異,含量最低的是T2 處理。
表5 不同營養(yǎng)液配方對水培韭菜品質(zhì)的影響Table 5 Effects of different nutrient solutions on the quality of chives
經(jīng)分析,從生長指標看,植株生長的外部形態(tài)包括株高、葉長、莖粗均以T3 處理表現(xiàn)最佳;從產(chǎn)量指標看,T3處理水培韭菜在單株干質(zhì)量、鮮質(zhì)量及產(chǎn)量表現(xiàn)最優(yōu)。從品質(zhì)指標看,T3 處理中VC 和可溶性糖含量相對較高,T5 處理蛋白質(zhì)含量最高,T4 處理硝酸鹽含量最低。從各處理用肥量看,T4 處理用肥量最低,T2 處理用肥量最大,T3、T6 用肥量相對適中。在本試驗條件下,綜合評價產(chǎn)量、品質(zhì)、成本等因素條件,總體上T3(日本千葉農(nóng)試蔥配方)處理表現(xiàn)最優(yōu)。
通過本試驗分析可以看出,不同處理水培韭菜產(chǎn)量隨著配方總鹽分升高有先增后減的趨勢,說明在適宜范圍內(nèi),隨著營養(yǎng)液濃度升高,作物產(chǎn)量有升高的趨勢,但達到一定濃度后,再增加營養(yǎng)液濃度對產(chǎn)量增加意義不大,這與倪紀恒等[18]、季延海等[19]的研究結(jié)果一致。
硝酸鹽含量隨著配方中總氮量增加而升高,而且除T4 處理,其他處理硝酸鹽含量都高于3 000 mg/kg 的國家標準(GB 19338—2003)[20],說明在水培韭菜生產(chǎn)過程中,在韭菜采收期應注意調(diào)控硝酸鹽含量,VC 含量雖有差異但不顯著??扇苄蕴呛偷鞍踪|(zhì)含量在總鹽分高的配方中含量比較低,可能與配方中總氮含量及硝態(tài)氮、銨態(tài)氮比例有關,需要進一步研究分析。