水培营养液配方对不同叶菜产量和品质的影响

李灿¹，吴朝江²，李广彬²，冯建春³，张福锁¹，王冲¹，张白鸽⁴

(1.中国农业大学资源与环境学院，北京  100094；2.佛山市三水区白坭镇康喜莱蔬菜专业合作社，广东 佛山  528131；3.广西大学农学院，广西 南宁  5300044；4.广东省农业科学院蔬菜研究所，广东 广州  510640)

华南地区尤其是广东省是我国叶菜蔬菜的主产区之一，叶菜种类繁多，消费需求量较大^[1]，且近年来，消费者对高品质蔬菜的需求越来越大^[2-4]。水培种植是目前我国推广越来越广泛的设施栽培方式之一^[5-6]。水培叶菜生产具有生长周期短、周转快，经济效益高等特点^[7]。此外，商场、超市和各大餐厅对叶菜的洁净度和鲜嫩度要求日益提高，水培叶菜清洁卫生等优势便愈加明显。目前研究者对水培营养液配方的推荐主要依赖于产量效应，而外观品质和营养品质是消费者日趋关注的消费导向，但相关的研究很少，且各地区水质、气候条件、种植方式和叶菜种类不同，水培营养液配方应当因地制宜符合当地特点。所以，针对区域气候特点和蔬菜类型，因地制宜地探索优化营养液配方对当地叶菜的提质增效和产业升级具有重要意义。

1  材料与方法

1.1  试验材料

五种供试蔬菜类型为：芥菜、苋菜、菜心、生菜、油麦菜，具体品种为：阳科精选水东芥菜（产地：辽宁黑山）；揭研红圆叶苋菜（揭阳市农友种子有限公司）；粤蔬尖叶40天菜心（广东省农科院蔬菜研究所，广东省农科集团粤蔬种业公司）；高华种子意大利全年耐抽苔生菜（原产地：美国）；陈兴达抗热无斑香油麦（产地：甘肃）。

1.2  试验方法

试验于2017年7月16日至8月9日于广东省佛山市白坭镇康喜莱蔬菜专业合作社蔬菜大棚进行，采用穴槽水培种植模式，共设日本园试配方与霍格兰配方两种水培营养液配方，五种蔬菜即苋菜、芥菜、菜心、生菜、油麦菜，共计10个处理。每处理设5组重复，每重复30株，营养液配方（表1）以及微量元素配方如下（表2）所示。

1.2.1  育苗

将蔬菜种子置于30℃左右温水中浸泡6小时后，用湿润纸巾包好置于约30℃的黑暗条件下催芽12小时后，播种到120孔穴盘中育苗，育苗采取潮汐式育苗方法，基质为泥炭土:椰糠:珍珠岩:雅冉15-15-15复合肥=10:15:1.25:1，育苗5天。

1.2.2  栽培

选择长势均匀的幼苗定植于穴槽中，选择营养液水培种植方式，穴槽长16.4m，每条槽有80穴孔。两种营养液配方（日本园试配方与霍格兰配方）分别与微量元素肥料分别配制在两个1.5m×1m×0.8m的配肥箱中，营养液在穴槽与配肥箱中循环流动（每4分钟循环流动1分钟，气温较高时每2-3分钟循环1分钟）。每天用EC检测棒检测EC值3次（早中晚各一次），通过加入自来水或高浓度营养液使EC值稳定在1.0-1.6mS/cm，气温较高时在1.0mS/cm左右，气温较舒适时约1.5mS/cm。

1.3  指标测定

    移栽到水培槽中后第二天开始测量指标，每个处理挑选10株具有代表性、生长较为均一的叶菜测量其株高（自然生长状态下的高度）、茎粗（靠近根部的茎直径）、叶宽（叶子靠近中间位置大概为最宽位置的横向长度）及叶长（叶尖部至叶柄基部的纵向长度）。其中株高、叶宽和叶长每2天测定一次，处理间茎粗差异较小，每3天测量一次，直至收获期，收获时称取每个重复组的总鲜重求算其平均值作为各处理的产量，Vc含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定，叶绿素采用SPAD-502叶绿素计测定。

2  结果与分析

2.1  营养液配方对叶菜产量的影响

从图1可知，就整体而言，日本园试配方叶菜的平均产量（各重复组约30株产量均值）普遍高于霍格兰配方，菜心、芥菜和油麦菜的产量分别较霍格兰配方高46.15%，14.14%和26.31%,均达到了极显著水平，生菜和苋菜的产量显著高于霍格兰配方。

2.2  营养液配方对叶菜株高和茎粗的影响

如图2所示，不同蔬菜类型对营养液配方的响应有所不同，日本园试配方的芥菜和苋菜的株高分别较霍格兰配方的芥菜和苋菜高19.9%和27.7%，均达到了极显著水平，从图4整个生长期株高生长柱状图可发现，不同营养液配方下芥菜、苋菜的株高均是在生长后期约移栽后第12天产生极显著差别，在生长前期株高的差异较小。采收期日本园试配方中菜心的平均株高显著高于霍格兰配方，但就整个生长过程而言差异不明显。

不同配方对生菜和油麦菜茎粗的影响较小，两种水培营养液配方基本无差异，而日本园试配方中的菜心和芥菜较霍格兰配方显著增粗11.5%和8.6%（如图3），不同营养液配方对叶菜茎粗生长过程的影响比较小，叶菜整个生育期的生长趋势相似，无显著差异。苋菜茎部较细，群体间差异微小，在此不做比较。

综上所述，就株高和茎粗两个外观品质指标而言，日本园试配方较霍格兰配方更具优势。

注：图4与图5的图例中“日本”和“霍格兰”字母分别代表霍格兰配方与日本园试配方处理，两两比较，天数按照移栽到水培槽中后开始计算（下同）。

2.3  营养液配方对叶菜叶宽和叶长的影响

日本园试配方与霍格兰配方对不同叶菜叶宽和叶长的影响如图6和图7所示。由图可知，日本园试配方可以显著提高菜心和生菜的叶宽，苋菜和芥菜的叶宽分别较霍格兰配方提高了18.52%和26.57%，达到了极显著水平，从图8（不同营养液配方对不同叶菜叶宽生长过程的影响）可以发现不同营养液配方下苋菜和芥菜的叶宽均约在移栽到穴槽第10天后两个处理的生长差异逐步加大；生菜叶宽提高6.81%，刚好达到显著水平；菜心和油麦菜的叶宽虽有提高但差异不显著。

    日本园试配方中苋菜和芥菜的叶长较霍格兰配方均有极显著的提高，且整个生长期内叶长生长（如图9）可看出明显差异，且到生长后期差异逐渐明显，收获期日本园试配方比霍格兰配方下的苋菜和芥菜叶长分别增长16.58%和19.54%，而生菜、菜心、油麦菜的两处理间在整个生长期内叶长生长差异不显著（图7、图9）。

                                                        图9 不同配方营养液对不同叶菜叶长生长的影响

2.4  营养液配方对叶菜Vc含量的影响

由图10可知，不同配方营养液对叶菜Vc含量的影响较大，霍格兰配方处理中生菜和芥菜的Vc含量较日本配方分别高24.80%和6.99%，而日本园试配方处理下油麦菜、菜心、苋菜的Vc含量均极显著地高于霍格兰配方处理的同种叶菜：油麦菜、菜心、苋菜的Vc含量分别比霍格兰配方高15.13%、24.58%和14.11%。另外，由试验结果可知，不同叶菜的Vc含量不同，就试验叶菜品种而言，Vc含量从多到少排序为芥菜>苋菜>菜心>油麦菜>生菜。候迷红^[8] 等研究发现铵态氮与硝态氮比例为25：75时与 0：100时相比，白菜、油麦菜、和生菜的Vc含量较高，日本园试配方中铵态氮与硝态氮的比例约为2：25，霍格兰配方中无铵态氮，推断蔬菜Vc含量的差异在一定程度上受氮形态差异影响。

2.5  营养液配方对叶菜SPAD值的影响

       SPAD数值可以在很大程度上表征作物叶色、叶绿素含量和含氮量，已经在多种作物上得以证实^[9-12]。本研究每个处理选择长势均一且具有代表性的10株叶菜，用SPAD-502叶绿素计测定每株叶菜叶片SPAD值，并计算其平均值如下表（表3）所示，结果显示水培营养液配方对不同叶菜SPAD值的影响并不显著。试验中不同营养液配方对叶菜叶片中叶绿素含量和含氮量的影响不显著。

3  结果与讨论

综上所述，本试验中，对日本园试配方与霍格兰配方下不同叶菜的产量、外观品质和营养品质进行分析，发现两种水培营养液配方下不同叶菜的产量、株高、茎粗、叶宽、叶长以及Vc含量等指标均有较显著差异，且大多在生长后期差异逐渐明显。日本园试配方与霍格兰配方相比，可以显著提高苋菜、芥菜、菜心、生菜、油麦菜的产量，叶菜的株高、茎粗、叶宽和叶长等外观品质上明显优于霍格兰配方。五种叶菜对日本园试配方水培营养液响应效果最显著的为芥菜和苋菜，但芥菜Vc含量低于霍格兰配方；日本园试配方对菜心的效应主要表现在株高、茎粗、以及Vc含量优于霍格兰配方，对叶宽、叶长的影响不显著；对生菜的影响主要表现在叶宽，但生菜Vc含量低于霍格兰配方。日本园试配方中油麦菜的茎粗和Vc含量显著高于霍格兰配方，此结果与侯迷红等人的部分研究结果相似^[13]。

株高、茎粗、叶宽和叶长是决定叶类蔬菜的外观品质的重要指标，其主要受各种养分供应量和形态的影响。本实验中，铵态氮可能是主要的影响因素。汪建飞（2007）等研究指出适当增施铵态氮可以提高叶菜品质，铵硝比达到某一水平时叶菜的产量、品质和安全性达到最佳^[14-16]，王波（2007）研究指出不同品种的生菜对不同硝铵比的反应程度不同^[17]。本研究的结果可在一定程度上说明适量添加铵态氮可以提高试验材料中五种叶菜的产量，且对叶菜蔬菜的Vc含量有较大影响，而对其他品种叶菜的影响还需进一步研究验证。

本研究的创新点在于一方面考虑到市场消费者的偏好喜爱，量化比较产量和商品外观与内在品质等各项指标。另一方面整个试验在当地农户的生产系统中进行，研究成果对当地具有较强的应用性，且可考虑到当地绝大部分个体户以及小型蔬菜生产企业生产中使用单一配肥池培养多种叶菜的实际条件，因此就当地而言，日本园试配方较霍格兰配方更具优势。本研究也是产学研结合的一个新案例。

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