不同電導(dǎo)率營(yíng)養(yǎng)液對(duì)蕹菜生長(zhǎng)、品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

李杰 楊萍

摘? ? 要：為研究營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)蕹菜生長(zhǎng)、品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，篩選出適合蕹菜水培的營(yíng)養(yǎng)液濃度，本試驗(yàn)以蕹菜為材料，采用營(yíng)養(yǎng)液水培法，以自來(lái)水為對(duì)照（CK），設(shè)4個(gè)營(yíng)養(yǎng)液電導(dǎo)率（EC）處理，分別為EC=1.0、EC=1.5、EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1。結(jié)果表明，EC=1.5 mS·cm-1時(shí)蕹菜株高顯著高于CK，該處理下蕹菜的株高、莖粗、葉長(zhǎng)和葉寬均為最大。EC=1.5 mS·cm-1時(shí)蕹菜葉片葉綠素含量顯著高于其他各處理，蕹菜根系活力顯著高于EC=2.5 mS·cm-1和CK。EC=1.5 mS·cm-1時(shí)蕹菜可溶性蛋白和維生素C含量最高。蕹菜硝酸鹽含量以CK最低，EC=2.5 mS·cm-1最高，且顯著高于其他各處理。同時(shí)，EC=1.5 mS·cm-1顯著增加了蕹菜單株質(zhì)量和產(chǎn)量。綜上所述，供試4個(gè)營(yíng)養(yǎng)液濃度中，采用1.5 mS·cm-1營(yíng)養(yǎng)液最適合水培蕹菜的生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：蕹菜;營(yíng)養(yǎng)液;電導(dǎo)率;品質(zhì);產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S636.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：文章編號(hào)：1673-2871（2020）12-082-05

Abstract： In order to study the effect of nutrient solution concentration on the growth， quality， and yield of water spinach， and to screen out the suitable nutrient solution concentration for water spinach， spinach was used as material in this research， four electrical conductivity （EC） treatments were set， which were EC=1.0， EC=1.5 EC=2.0 and EC=2.5 mS·cm-1， and water was used as control （CK）. The growth， quality and yield of water spinach treated with nutrient solution at different EC values were studied. The results showed that the plant growth was significantly improved when it was under EC=1.5 mS·cm-1 treatment， plant height， stem diameter， leaf length and leaf width of water spinach were the largest among all of the treatments. The chlorophyll content of water spinach leaves under EC=1.5 mS·cm-1 treatment was significantly higher than those of other treatments. The root activity of water spinach under EC=1.5 mS·cm-1 treatment was significantly higher than that of EC=2.5 mS·cm-1 treatment and CK. The soluble protein and vitamin C contents of water spinach under EC=1.5 mS·cm-1 treatment was the highest. The nitrate content of water spinach under CK was the lowest， while it was the highest under EC=2.5 mS·cm-1 treatment， and the nitrate content of? EC=2.5 mS·cm-1 treatment was significantly higher than other treatments. Additionally， the plant weight and yield of water spinach was significantly increased by EC=1.5 mS·cm-1 treatment. In conclusion， 1.5 ms·cm-1 was the most suitable EC level of nutrient solution for hydroponic water spinach.

Key words： Water spinach; Nutrient solution; Electrical conductivity; Quality; Yield

蕹菜（Ipomoea aquatic Forsk）又名空心菜，屬旋花科一年生或多年蔓生草本植物[1]。由于蕹菜耐熱，因此可以在高溫季節(jié)進(jìn)行生產(chǎn)。同時(shí)，蕹菜具有生長(zhǎng)周期短、可以重復(fù)采收的優(yōu)點(diǎn)，是設(shè)施水培種植的主要葉菜之一[2]。

水培是將作物直接種植在營(yíng)養(yǎng)液中，通過(guò)對(duì)營(yíng)養(yǎng)液組分調(diào)控以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分充足供應(yīng)，進(jìn)而增強(qiáng)作物長(zhǎng)勢(shì)，促進(jìn)其產(chǎn)量的增加和品質(zhì)的改善[3-4]。營(yíng)養(yǎng)液的電導(dǎo)率（EC）是水培營(yíng)養(yǎng)液管理中最重要的調(diào)控參數(shù)之一，EC值的高低反映了營(yíng)養(yǎng)液的營(yíng)養(yǎng)水平[5]，直接影響水培作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)[6]。研究表明，EC值過(guò)高會(huì)降低產(chǎn)量，造成果實(shí)畸形，EC值過(guò)低會(huì)造成養(yǎng)分虧缺，影響作物生長(zhǎng)[7]。周廬萍等[8]認(rèn)為較高的電導(dǎo)率營(yíng)養(yǎng)液有助于提高菊花地上、地下部鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，同時(shí)提高了光合速率。隨著水培技術(shù)的發(fā)展，研究者對(duì)營(yíng)養(yǎng)配方進(jìn)行調(diào)整，從而演變出許多適合植物生長(zhǎng)的配方，認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)液配方具有一定的通用性，改變一種營(yíng)養(yǎng)液中元素的數(shù)量和比例，可適用于幾種植物的生長(zhǎng)[9]。戴必勝等[10]通過(guò)對(duì)水仙花的研究得出，用霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液培育出的植株根系發(fā)達(dá)，葉片鮮綠，開(kāi)花數(shù)和花朵直徑都比對(duì)照多而大。段萍[11]通過(guò)改變霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液的濃度進(jìn)行富貴竹的水培，得出1/2劑量的霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液更有利于其生長(zhǎng)。

目前，蕹菜水培生產(chǎn)上尚無(wú)專用營(yíng)養(yǎng)液，多采用荷蘭溫室營(yíng)養(yǎng)液配方[5]，但適宜的營(yíng)養(yǎng)液濃度尚不明確。因此，本試驗(yàn)設(shè)置不同EC營(yíng)養(yǎng)液，通過(guò)研究水培蕹菜的生長(zhǎng)、品質(zhì)和產(chǎn)量的變化規(guī)律，探求適宜其生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)液濃度，為水培蕹菜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試蕹菜品種為‘閩都三叉蕹菜，由福州立信種苗公司提供。用128孔穴盤(pán)（規(guī)格：上口徑35 mm，下口徑30 mm，深度40 mm，外形545 mm×280 mm）育苗，每穴播2粒種子，播種前先用0.1%的高錳酸鉀對(duì)種子表面消毒?；|(zhì)為V草炭∶V珍珠巖∶V蛭石=3∶1∶1的混合基質(zhì)。

1.2 方法

試驗(yàn)于2019年5—7月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院南口基地溫室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理：（1）EC=1.0 mS·cm-1、（2）EC=1.5 mS·cm-1、（3）EC=2.0 mS·cm-1、（4）EC=2.5 mS·cm-1、（5）自來(lái)水對(duì)照（CK）。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)30株。于2019年5月育苗，待幼苗“拉十字”時(shí)開(kāi)始間苗，每穴保留1株。將穴盤(pán)統(tǒng)一放到玻璃溫室，并將溫度控制在20～25 ℃。2019年6月1日（蕹菜3葉1心期）開(kāi)始定植。

采用基地溫室的水培系統(tǒng)（水培槽長(zhǎng)550 cm，寬8.4 cm，深10 cm），水培槽離地面80 cm，每個(gè)水培槽有30個(gè)孔，每個(gè)孔配套1個(gè)定植杯，定植杯上口徑3 cm，下口徑2.6 cm，深度4.5 cm。營(yíng)養(yǎng)液水源為基地灌溉用的自來(lái)水，其EC值為0.418 mS·cm-1，pH為7.7。定植后每天測(cè)1次電導(dǎo)率和pH值，pH控制在6.2～6.5。

試驗(yàn)使用的基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)液為荷蘭溫室配方，營(yíng)養(yǎng)液包含四水硝酸鈣886 mg·L-1、硝酸鉀303 mg·L-1、硫酸銨33 mg·L-1、磷酸二氫鉀204 mg·L-1、硫酸鉀218 mg·L-1、七水硫酸鎂247 mg·L-1、乙二胺四乙酸二鈉鐵30 mg·L-1、硼酸2.86 mg·L-1、硫酸錳2.13 mg·L-1、硫酸鋅0.22 mg·L-1、硫酸銅0.22 mg·L-1、鉬酸銨0.02 mg·L-1。定植后30 d開(kāi)始測(cè)定蕹菜的生長(zhǎng)指標(biāo)、生理指標(biāo)和品質(zhì)，并稱量每個(gè)處理的單株質(zhì)量，統(tǒng)計(jì)小區(qū)產(chǎn)量。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

營(yíng)養(yǎng)液的pH值采用DZ-01型酸度計(jì)（上海隆拓公司）測(cè)定，EC值采用DDS-11A型電導(dǎo)儀（上海隆拓公司）測(cè)定。定植后第30 天用卷尺測(cè)定株高（根莖交界處到莖尖距離），用游標(biāo)卡尺測(cè)定莖粗（莖基部1 cm 處的直徑），隨機(jī)選取植株從上到下第6片葉，用卷尺測(cè)量葉長(zhǎng)（葉腋到葉尖距離）和葉寬（葉片最寬處）。每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)測(cè)量5株。采用手持式SPAD-502葉綠素計(jì)（日本KONICA MINOLTA公司生產(chǎn)）測(cè)定葉綠素SPAD值。根系活力采用TTC還原法測(cè)定[9]?？扇苄缘鞍踪|(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定，維生素C含量和硝酸鹽含量采用分光光度法測(cè)定，均參照鄒琦[12]的方法。采收后稱量單株質(zhì)量，并統(tǒng)計(jì)小區(qū)產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Microsoft Excel 2019軟件處理數(shù)據(jù)并作圖，用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析，并采用單因素方差分析（ANOVA）比較不同數(shù)據(jù)組間的差異顯著性，數(shù)據(jù)表示為平均值±SE。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同電導(dǎo)率營(yíng)養(yǎng)液對(duì)蕹菜生長(zhǎng)的影響

從圖1可以看出，營(yíng)養(yǎng)液處理下蕹菜的株高均顯著高于自來(lái)水（CK），不同EC營(yíng)養(yǎng)液處理間沒(méi)有顯著差異。EC=1.5 mS·cm-1處理下蕹菜的莖粗最大，且顯著高于CK，與其他處理無(wú)顯著差異;CK、EC=1.0、EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1間無(wú)顯著差異。EC=1.5 mS·cm-1蕹菜葉長(zhǎng)最大，且顯著高于CK，與其他處理無(wú)顯著差異;CK、EC=1.0、EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1間蕹菜葉長(zhǎng)無(wú)顯著差異。蕹菜葉寬的變化規(guī)律與葉長(zhǎng)的相似，以EC=1.5 mS·cm-1葉寬最大。

2.2 不同電導(dǎo)率營(yíng)養(yǎng)液對(duì)蕹菜葉綠素和根系活力的影響

從圖2可以看出，CK處理蕹菜葉綠素SPAD值最低，EC=1.5 mS·cm-1葉綠素SPAD值最高，且顯著高于其他營(yíng)養(yǎng)液處理。就蕹菜的根系活力而言，EC=1.5 mS·cm-1根系活力最強(qiáng)，EC=1.0、EC=1.5和EC=2.0 mS·cm-1間無(wú)顯著差異，且均顯著高于CK和EC=2.5 mS·cm-1;CK與EC=2.5 mS·cm-1沒(méi)有顯著差異。

2.3 不同電導(dǎo)率營(yíng)養(yǎng)液對(duì)蕹菜可溶性蛋白質(zhì)、維生素C和硝酸鹽含量的影響

從表1可知，EC=1.5 mS·cm-1蕹菜可溶性蛋白質(zhì)含量最高，且顯著高于其他處理;EC=1.0、EC=2.0、EC=2.5 mS·cm-1間無(wú)顯著差異，但EC=1.0 mS·cm-1顯著高于CK;CK處理下蕹菜可溶性蛋白質(zhì)含量最低。EC=1.5 mS·cm-1蕹菜維生素C含量最高，與EC=2.0 mS·cm-1無(wú)顯著差異，但顯著高于CK、EC=1.0和EC=2.5 mS·cm-1;CK、EC=1.0和EC=2.5 mS·cm-1間無(wú)顯著差異。蕹菜硝酸鹽含量以CK最低，EC=2.5 mS·cm-1最高，且顯著高于其他各處理;隨EC值的增大而逐漸增大;EC=1.0 mS·cm-1和CK無(wú)顯著差異，EC=1.0 mS·cm-1與EC=1.5 mS·cm-1無(wú)顯著差異。除EC=1.0 mS·cm-1外，其他各處理的蕹菜硝酸鹽含量均顯著高于CK。

2.4 不同電導(dǎo)率營(yíng)養(yǎng)液對(duì)蕹菜產(chǎn)量的影響

從表2可知，EC=1.5 mS·cm-1的單株質(zhì)量最高，且顯著高于其他各處理;EC=2.0、EC=2.5 mS·cm-1顯著高于CK，與EC=1.0 mS·cm-1無(wú)顯著差異。就不同EC營(yíng)養(yǎng)液對(duì)蕹菜產(chǎn)量而言，以EC=1.5 mS·cm-1最高，以CK處理產(chǎn)量最低。EC=1.5 mS·cm-1顯著高于其他各處理。EC=1.0、EC=2.0、EC=2.5 mS·cm-1間無(wú)顯著差異，EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1顯著高于CK。

3 討論與結(jié)論

在水培蔬菜生產(chǎn)中，營(yíng)養(yǎng)液為植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供養(yǎng)分和水分。營(yíng)養(yǎng)液EC值過(guò)低或過(guò)高都會(huì)影響蔬菜作物的正常生長(zhǎng)，EC過(guò)低導(dǎo)致養(yǎng)分不足，過(guò)高則產(chǎn)生鹽害，還會(huì)引起葉菜中硝酸鹽的積累，影響蔬菜品質(zhì)[6]。本試驗(yàn)研究表明，營(yíng)養(yǎng)液處理的蕹菜株高和莖粗均顯著高于自來(lái)水（CK），但EC值超過(guò)1.5 mS·cm-1時(shí)莖粗減小，存在徒長(zhǎng)的現(xiàn)象。隨著營(yíng)養(yǎng)液EC值的增大，葉長(zhǎng)和葉寬呈先增大后減小的趨勢(shì)，說(shuō)明隨著營(yíng)養(yǎng)液中離子濃度發(fā)生改變，低濃度營(yíng)養(yǎng)液因養(yǎng)分不足造成蕹菜植株形態(tài)指標(biāo)減小，EC值為1.5 mS·cm-1時(shí)，株高、莖粗、葉長(zhǎng)和葉寬均最大，繼續(xù)增大EC值后各項(xiàng)形態(tài)指標(biāo)又開(kāi)始下降。梁崢等[13]在水培蕹菜的研究中也表明，低水平EC營(yíng)養(yǎng)液處理下蕹菜的株高、莖粗均明顯降低，蕹菜的生長(zhǎng)受阻。張二震等[6]在苦菊上的研究結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

葉綠素是主要的光合色素，是構(gòu)成植株干物質(zhì)積累的主要因素，也是各種生理和水肥條件的綜合反映[14]。根系活力能夠客觀反映植物根系生命活動(dòng)水平，也可以反映植物個(gè)體的生長(zhǎng)情況、營(yíng)養(yǎng)狀況和產(chǎn)量水平[15]。本研究結(jié)果表明，EC=1.5 mS·cm-1的葉綠素SPAD值顯著高于其他各處理，說(shuō)明營(yíng)養(yǎng)液EC值低于或者高于1.5 mS·cm-1均會(huì)顯著降低蕹菜葉綠素SPAD值，影響其光合作用和干物質(zhì)的積累。同時(shí)，各處理的根系活力以EC=1.5 mS·cm-1最高，當(dāng)EC值為2.5 mS·cm-1時(shí)顯著降低了蕹菜根系活力。

可溶性蛋白質(zhì)、維生素C和硝酸鹽含量是反映蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)[16]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，營(yíng)養(yǎng)液EC值過(guò)大或過(guò)小均會(huì)降低葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量，EC=1.5 mS·cm-1的可溶性蛋白質(zhì)含量最高，說(shuō)明適宜的營(yíng)養(yǎng)液濃度促進(jìn)了葉片中氨基酸的形成，有利于特征芳香物質(zhì)的合成，提高了蕹菜的風(fēng)味品質(zhì)。本研究結(jié)果表明，隨著EC值的增大，維生素C含量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，EC=1.5 mS·cm-1時(shí)維生素C含量最高，且顯著高于自來(lái)水處理（CK）。隨著營(yíng)養(yǎng)液EC值的增大，顯著增加了葉片中硝酸鹽含量，營(yíng)養(yǎng)液EC值越小，其硝酸鹽含量越小，說(shuō)明合理的營(yíng)養(yǎng)液濃度可有效降低蕹菜葉片中硝酸鹽的積累，提高蕹菜的食用安全性，這與前人在小白菜、生菜和黃瓜[17-19]上的研究結(jié)果一致。研究還發(fā)現(xiàn)，在EC值小于2.0 mS·cm-1時(shí)，維生素C含量與硝酸鹽含量變化趨勢(shì)相反，主要原因是維生素C可以阻止硝酸鹽還原為亞硝酸鹽并抑制胺與亞硝酸鹽的結(jié)合[20]。

本試驗(yàn)中，EC=1.5 mS·cm-1下蕹菜單株質(zhì)量和產(chǎn)量最大，且顯著高于其他各處理，EC值小于或者大于1.5 mS·cm-1均顯著降低了蕹菜單株質(zhì)量和產(chǎn)量，說(shuō)明低水平EC值的營(yíng)養(yǎng)液中養(yǎng)分含量較低，導(dǎo)致蕹菜無(wú)法吸收足夠的養(yǎng)分而使生長(zhǎng)和產(chǎn)量受到嚴(yán)重抑制。

綜上所述，營(yíng)養(yǎng)液EC值為1.5 mS·cm-1時(shí)有利于蕹菜植株的生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成，同時(shí)，蕹菜葉片可溶性蛋白質(zhì)含量和維生素C含量最高，且硝酸鹽含量維持在較低的水平，在蕹菜水培生產(chǎn)中可以推廣應(yīng)用。

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