不同無土栽培方式及其對(duì)蔬菜品質(zhì)影響的研究進(jìn)展

胡玥，金敏鳳，王全喜

(上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院植物種質(zhì)資源開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心，上海200234)

不同無土栽培方式及其對(duì)蔬菜品質(zhì)影響的研究進(jìn)展

胡玥，金敏鳳，王全喜

(上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院植物種質(zhì)資源開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心，上海200234)

隨著生活水平的提高，市場(chǎng)對(duì)蔬菜需求量、品質(zhì)和安全性都提出更高的要求.蔬菜設(shè)施栽培方式應(yīng)運(yùn)而生，使蔬菜栽培類型逐步由單一的傳統(tǒng)露地土壤栽培向基質(zhì)栽培、水培和霧培等多元化栽培方式發(fā)展，蔬菜生產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，在種植業(yè)中占據(jù)了重要分量.概述了近年來國內(nèi)外在蔬菜種植過程中所選用的栽培方式，及其對(duì)蔬菜品質(zhì)的影響，為發(fā)展和完善本地蔬菜的種植和栽培渠道提供有效的參考.

蔬菜；栽培方式；品質(zhì)

0 引言

蔬菜是居民日常飲食中必不可少的副食品，可提供人體必需的礦物質(zhì)和維生素等營養(yǎng)物質(zhì).據(jù)國際糧食與農(nóng)業(yè)組織1990年統(tǒng)計(jì)，人體所需維生素C的90%、維生素A的60%均來自蔬菜［1］.此外，蔬菜中所含的多種植物化學(xué)成分已逐漸被證明對(duì)人體健康和某些疾病的治療具有重要意義.我國居民飲食習(xí)慣以素為主，蔬菜在我國居民飲食體系中尤為重要.資料顯示，2007年我國年人均蔬菜占有量約為400 kg，已顯著超過世界年人均蔬菜占有量113.8 kg的水平［2］.我國的蔬菜生產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，在種植業(yè)中占據(jù)了重要比重.隨著人們生活水平的提高及保健意識(shí)的增強(qiáng)，市場(chǎng)對(duì)蔬菜需求量穩(wěn)步增大，尤其是對(duì)反季蔬菜和高營養(yǎng)品質(zhì)、高安全蔬菜的需求增多，具體表現(xiàn)在對(duì)蔬菜外觀、口感、營養(yǎng)品質(zhì)及食用安全等多方面要求有所提高.蔬菜設(shè)施栽培方式逐漸興起，使蔬菜栽培方式逐步由過去單一的傳統(tǒng)露地土壤栽培向現(xiàn)代自動(dòng)化的土培、溫室栽培、基質(zhì)栽培、水培和霧培等多元化栽培方式發(fā)展［3］.

設(shè)施栽培是指在不適宜蔬菜生長的氣候和環(huán)境中，使用塑料大棚、溫室等保護(hù)設(shè)施及調(diào)節(jié)溫度和光照的相關(guān)設(shè)備裝置，為蔬菜生長提供一個(gè)適宜、穩(wěn)定的生長環(huán)境的生產(chǎn)方式［3］.蔬菜設(shè)施栽培生產(chǎn)方式是設(shè)施園藝的一個(gè)方面.設(shè)施園藝(Protected horticulture)作為專業(yè)術(shù)語源于日本的“設(shè)施園藝”，歐洲國家稱之為“溫室栽培”，我國則把具有固定保護(hù)設(shè)施進(jìn)行園藝作物生產(chǎn)的方式叫做保護(hù)地栽培［4］.設(shè)施園藝的發(fā)展具有悠久的歷史性.我國早在兩千年前就有記載使用透明度高的桐油紙作為覆蓋物，以此建造簡(jiǎn)易的溫室環(huán)境進(jìn)行蔬菜栽培［2］；18世紀(jì)在英國、荷蘭出現(xiàn)玻璃溫室；20世紀(jì)50～60年代設(shè)施園藝在美國和加拿大發(fā)展達(dá)到高峰［5］.據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，截至2010年底，世界設(shè)施園藝總面積約為406萬hm2［2，4-12］.從設(shè)施內(nèi)栽培的作物來看，蔬菜生產(chǎn)占到總生產(chǎn)面積的90%以上［6］.

20世紀(jì)中葉前，廣大園藝工作者、育種家和從事蔬菜種植的人士都以提高產(chǎn)量作為培育和生產(chǎn)蔬菜的中心任務(wù)［2］，而科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步滿足了市場(chǎng)需要的蔬菜量，而且極大地豐富了市面上的蔬菜品種.當(dāng)前，基質(zhì)栽培蔬菜與土培蔬菜在市場(chǎng)上所占的比重幾乎相當(dāng)，但哪種方式收獲的蔬菜品質(zhì)更好仍然是廣大農(nóng)業(yè)工作者關(guān)注的焦點(diǎn)［7］.部分學(xué)者進(jìn)行了蔬菜不同栽培方式的對(duì)比試驗(yàn)，比較不同栽培來源蔬菜的營養(yǎng)品質(zhì)，以期探索出能培育最優(yōu)良品質(zhì)蔬菜的栽培方式.本文作者主要介紹了蔬菜栽培的主要設(shè)施園藝類型、發(fā)展歷史，以及栽培類型對(duì)蔬菜品質(zhì)影響的研究狀況，以期在生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)提高蔬菜品質(zhì)提供一定的理論參考.

1 無土栽培

無土栽培，是指不使用傳統(tǒng)土壤進(jìn)行栽培，而是用其他物質(zhì)代替土壤的一種培育方式［8］.20世紀(jì)20年代末，無土栽培技術(shù)開始應(yīng)用于設(shè)施作物生產(chǎn)，使設(shè)施栽培技術(shù)產(chǎn)生了一次大的變革.無土栽培改變了設(shè)施栽培的傳統(tǒng)種植模式，使用營養(yǎng)液或基質(zhì)進(jìn)行作物培育.這種方式不僅可以緩解日益嚴(yán)重的土地資源緊缺狀況，有效改善土壤連作問題，而且還可緩解土壤污染導(dǎo)致的重金屬殘留問題，節(jié)省水資源和肥料，成為栽培領(lǐng)域飛速發(fā)展的一門技術(shù)［9］.

1.1 無土栽培的發(fā)展史和現(xiàn)狀

無土栽培技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)是植物生理學(xué)，于1859年始于德國.有關(guān)植物礦質(zhì)營養(yǎng)研究的最早科學(xué)報(bào)告是1600年Belgion Jan Van Helmant發(fā)表的著名柳樹實(shí)驗(yàn)，之后Van Liebig建立了礦質(zhì)營養(yǎng)理論的雛形.十九世紀(jì)中葉，德國科學(xué)家Saches和Knop首創(chuàng)營養(yǎng)液配方并成功培養(yǎng)植物，他們被公認(rèn)為是無土栽培科學(xué)的奠基人［10］.1929年美國首先利用營養(yǎng)液培育出7.5 m高的番茄，并收獲了14 kg果實(shí)，標(biāo)志著蔬菜無土栽培實(shí)用化的開端［11］.目前，無土栽培技術(shù)已經(jīng)廣泛分布于世界各國，生產(chǎn)技術(shù)日益成熟.擁有最先進(jìn)無土栽培技術(shù)的國家——荷蘭，國內(nèi)大部分栽培已實(shí)現(xiàn)微電腦控制，達(dá)到了現(xiàn)代化、自動(dòng)化生產(chǎn)的高水平.

我國無土栽培技術(shù)研究和應(yīng)用起步較晚，最早開展無土栽培生產(chǎn)研究的是山東農(nóng)業(yè)大學(xué).他們?cè)?975年開始用蛭石栽培西瓜、黃瓜、番茄等，均獲得了成功［12］.20世紀(jì)80年代后期，隨著溫室及無土栽培設(shè)施的相繼投產(chǎn)，農(nóng)業(yè)界開始關(guān)注這一新技術(shù)，無土栽培在我國開始蓬勃發(fā)展.據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，1985年全國無土栽培的面積只有7 hm2，1995年栽培面積發(fā)展到50 hm2，2000年面積達(dá)100 hm2左右，2005年發(fā)展到約2000 hm2［13］.近幾年，我國無土栽培進(jìn)入迅速發(fā)展階段，無土栽培的面積和栽培技術(shù)水平都得到空前的提高，發(fā)展重點(diǎn)也改變?yōu)榻档统杀竞吞岣呤秤闷焚|(zhì).

1.2 無土栽培的分類

根據(jù)無土栽培中植物根系生長環(huán)境的不同，可將無土栽培分為基質(zhì)栽培和無基質(zhì)栽培兩種類型［14］.

1.2.1 基質(zhì)栽培

基質(zhì)栽培是將植株根系固定在基質(zhì)中，營養(yǎng)液通過滴灌或細(xì)流灌溉的方法，供給作物生長所需營養(yǎng)的一種方式.生長基質(zhì)是專用材料，代替了普通植物生長所用的土壤.栽培基質(zhì)根據(jù)其性質(zhì)的不同分為有機(jī)基質(zhì)和無機(jī)基質(zhì).有機(jī)基質(zhì)由有機(jī)物質(zhì)組成，含有豐富的營養(yǎng)成分，有一定的緩沖能力和持水力，但其理化性質(zhì)不穩(wěn)定，可能對(duì)作物的生長造成不良影響，主要包括草炭、稻殼、樹皮和鋸末等物質(zhì)［15］.無機(jī)基質(zhì)本身不含營養(yǎng)物質(zhì)，使用時(shí)需搭配營養(yǎng)液滴灌的方式栽培作物，一般包括珍珠巖、蛭石、巖棉、沙培等.有機(jī)和無機(jī)基質(zhì)單獨(dú)使用時(shí)都有其不足性，例如，有機(jī)基質(zhì)的不穩(wěn)定性和無機(jī)基質(zhì)本身不含有營養(yǎng)物質(zhì)等特性［16］.因此，由有機(jī)基質(zhì)和無機(jī)基質(zhì)組合而成的復(fù)合基質(zhì)逐漸投入到生產(chǎn)應(yīng)用中.復(fù)合基質(zhì)避免了單一基質(zhì)使用時(shí)的缺點(diǎn)，結(jié)合兩種基質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，不僅維持了基質(zhì)的長期穩(wěn)定性，而且為作物生長提供了一個(gè)水分和空氣量都合適的平衡環(huán)境［17］.

1.2.2 無基質(zhì)栽培

無基質(zhì)栽培是指作物栽培過程中采用基質(zhì)以外的其他物質(zhì)或方法固定植株，只通過營養(yǎng)液培育作物生長的栽培方式.根據(jù)營養(yǎng)液提供方式的不同，無基質(zhì)栽培又可分為水培和霧培兩種.水培模式中植株根系直接與營養(yǎng)液接觸，吸收生長過程中所需要的養(yǎng)分.根據(jù)營養(yǎng)液液層的深淺，目前主要分為浮板毛管水培技術(shù)(FCH)、營養(yǎng)液膜技術(shù)(NFT)和深液流水培技術(shù)(DFT)三種［8］.水培法具有營養(yǎng)元素供給均衡，易于調(diào)控，使作物免于土傳病害等優(yōu)點(diǎn).霧培模式是將植株根系懸掛于容器的空間內(nèi)部，營養(yǎng)液被壓縮成氣霧狀直接噴到作物的根系上.這種方法是目前解決根系氧氣供應(yīng)的最有利方法，但霧培法的應(yīng)用對(duì)設(shè)備、根系溫度等多方面的要求較高，可實(shí)施性有限，因此尚未大面積被使用［10］.

1.2.2 .1蔬菜水培技術(shù)發(fā)展概況

水培模式是無基質(zhì)栽培中技術(shù)性要求較高的一種.在中國古代，民間就有用清水浸發(fā)豆芽和盆養(yǎng)水仙的應(yīng)用［12］.19世紀(jì)中葉，德國科學(xué)家首創(chuàng)適于植物培育的營養(yǎng)液配方，建立了水培法的主要形式［15］.水培法由實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H生產(chǎn)應(yīng)用則是以1929年美國科學(xué)家Gericke的番茄實(shí)驗(yàn)為標(biāo)志.水培蔬菜于20世紀(jì)70年代逐步形成產(chǎn)業(yè)化.目前，使用水培技術(shù)的國家已經(jīng)達(dá)到100多個(gè)［18］.隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，水培技術(shù)在不斷地發(fā)展和完善，栽培面積和栽培品種也在不斷擴(kuò)大，部分國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)機(jī)械化生產(chǎn).

我國首次水培栽培實(shí)驗(yàn)嘗試始于1937年，以煤渣為基質(zhì)，循環(huán)設(shè)備供應(yīng)營養(yǎng)液培育番茄.之后，該技術(shù)一直發(fā)展緩慢，直至1959年，上海菜農(nóng)成功水培出番茄，才真正打開了中國水培技術(shù)的發(fā)展之路，20世紀(jì)90年代初開始進(jìn)入商品化時(shí)期，并得到迅速發(fā)展.目前水培種植的品種已經(jīng)涉及蔬菜、花卉、觀賞植物、糧食、樹木等多個(gè)植物領(lǐng)域.

1.2.2 .2蔬菜霧培技術(shù)發(fā)展概況

氣霧栽培是一種新穎的無土栽培模式，它利用噴霧裝置將營養(yǎng)液霧化，然后直接補(bǔ)給到蔬菜根部.氣霧栽培最早出現(xiàn)在意大利，Carter于1942年首先研究了氣培技術(shù).1983年，Gti.制造出氣霧栽培的容器，后來被稱作氣霧栽培“起源裝置”.初期，此項(xiàng)技術(shù)只用于供游客參觀的新型栽培技術(shù)；至1986年，新鮮氣霧栽培的食物開始逐漸作為可用食物進(jìn)入市場(chǎng)［19］.日本已開始用霧培技術(shù)規(guī)模化生產(chǎn)生菜.這種栽培方式可以直接控制蔬菜生長速度，此外，整個(gè)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制，能檢測(cè)出植物所缺少的營養(yǎng)素并及時(shí)補(bǔ)充.氣霧栽培采用立體化種植，因此氣霧培大棚一畝地可當(dāng)3畝甚至5畝地使用，極大地提高了土地利用率［20］.目前，霧培是解決無土栽培模式中根系水氣矛盾最好的一種方法［21］，不僅可以用于反季蔬菜的生產(chǎn)［22］，還具有使作物產(chǎn)量增加、改善品質(zhì)、縮短生育期等優(yōu)點(diǎn)［23］，具有廣闊的應(yīng)用前景.我國現(xiàn)階段已引入氣霧栽培這一新型技術(shù)，但因其一次性投資資金大，相關(guān)技術(shù)本身不夠完善，因此在國內(nèi)仍處于引進(jìn)和實(shí)驗(yàn)研究階段，尚未實(shí)現(xiàn)全面推廣［24］.

2 栽培方式對(duì)蔬菜品質(zhì)的影響

2.1 基質(zhì)栽培與土壤栽培蔬菜品質(zhì)對(duì)比

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高，基質(zhì)栽培已發(fā)展成為一種普遍使用的農(nóng)業(yè)栽培方式.各領(lǐng)域研究者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，土培產(chǎn)品視覺質(zhì)量等級(jí)較高，而基質(zhì)培育出的蔬菜一般產(chǎn)量較高、硝酸鹽含量較低、部分營養(yǎng)品質(zhì)高于土培產(chǎn)品，但蔬菜容易出現(xiàn)“燒心”等癥狀(表1).Siomos等(2001)使用珍珠巖和不同粒徑的浮石作為栽培基質(zhì)種植生菜，對(duì)照組為普通土壤栽培.實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，土培生菜的視覺質(zhì)量好，無瑕疵，而基質(zhì)生菜不僅有少許可接受的瑕疵，還有燒心現(xiàn)象.無土產(chǎn)品干物質(zhì)、葉綠素、Mg、Fe和Mn含量較低，可滴定酸、硝酸鹽，總N、P、K含量較高，但可溶性固形物、色度和色彩均無明顯差異［25］.朱世東等(2002)采用多功能營養(yǎng)型栽培基質(zhì)種植黃瓜，結(jié)果表明，無土基質(zhì)肥力較高，黃瓜產(chǎn)量較土壤栽培提高了23.83%，影響口感的糖酸比較高，亞硝酸鹽含量明顯低于土壤栽培，但土培中抗壞血酸含量較高［26］.馮曉英和劉杰(2007)利用木屑、爐渣、珍珠巖和泥炭土作為基質(zhì)栽培芹菜，與對(duì)照組的土壤栽培相比，芹菜株高和鮮重都明顯高于土培產(chǎn)品，且莖葉部分更鮮嫩，還可以提前收獲期，增加產(chǎn)量［27］.Fandi (2008)使用珍珠巖和浮石作為基質(zhì)種植生菜，土培產(chǎn)品干重、葉綠素含量等多個(gè)營養(yǎng)成分指標(biāo)均優(yōu)于基質(zhì)栽培的生菜，而且視覺質(zhì)量等級(jí)較高，產(chǎn)品中燒心等級(jí)明顯較低［28］.Selma(2012)對(duì)比了生菜在基質(zhì)和土培兩種模式中的生長情況，實(shí)驗(yàn)表明，土培產(chǎn)品質(zhì)量和可溶性糖含量較高，而基質(zhì)生菜的Vc含量和質(zhì)構(gòu)屬性更優(yōu)越［29］.黃丹楓通過對(duì)甜瓜的基質(zhì)栽培與土壤栽培方式相比，發(fā)現(xiàn)基質(zhì)栽培生育期縮短，果實(shí)甜度、Vc含量、甜味和鮮味氨基酸含量均有所增加［30］.

表1 基質(zhì)栽培與土壤栽培對(duì)蔬菜品質(zhì)的影響

2.2 無基質(zhì)栽培與土壤栽培蔬菜品質(zhì)對(duì)比

2.2.1 水培與土壤栽培蔬菜品質(zhì)對(duì)比

水培蔬菜根系適應(yīng)水生環(huán)境，生長周期短、上市早，而且因生長環(huán)境的不同，水培蔬菜較土培產(chǎn)品更潔凈衛(wèi)生，更易受消費(fèi)者青睞.近年來，關(guān)于水培蔬菜品質(zhì)的研究主要集中于探究最適合蔬菜生長和提高蔬菜品質(zhì)的營養(yǎng)液濃度［30，35-42］.陳貴林等(2002)研究發(fā)現(xiàn)，使用氨基酸替代硝態(tài)氮培育不結(jié)球白菜和生菜時(shí)，不僅能顯著降低硝酸鹽含量，還能改善蔬菜的品質(zhì)［35］.盧敏敏和洪堅(jiān)平(2009)比較了不同濃度的硒對(duì)水培韭菜生長品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，營養(yǎng)液中加入適量濃度的硒(≤0.10 mg/L)，能明顯改善韭菜的品質(zhì)：韭菜葉綠素含量提高了39%，Vc含量提高了54%，還原糖含量提高了60%，硝酸鹽含量降低了37%［36］.姚建武等(2001)進(jìn)行了生菜和菜心氮素形態(tài)的水培試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)氨基酸可以促進(jìn)葉菜的生長，而硝態(tài)氮?jiǎng)t有抑制作用；前者植株硝酸鹽含量較高，后者葉菜品質(zhì)有所改善［37］.雷玉玲等(2014)通過實(shí)驗(yàn)表明營養(yǎng)液更換頻率為30 d時(shí)，小白菜的產(chǎn)量得到保證，且硝酸鹽含量降低，品質(zhì)有所改善［38］.董佳和蔡娟(2015)發(fā)現(xiàn)，不同營養(yǎng)液濃度和灌溉頻率對(duì)葉類蔬菜品質(zhì)影響顯著，但對(duì)產(chǎn)量影響較??；在不影響產(chǎn)量的前提下，建議芹菜選用1.0倍營養(yǎng)液，灌溉頻率為1 d/次；菠菜選用1.0倍營養(yǎng)液，灌溉頻率為2 d/次［39］.

2.2.2 霧培與土壤栽培蔬菜品質(zhì)對(duì)比

氣霧培具有其他任何一種栽培所不能比擬的優(yōu)勢(shì)［40］，可以通過調(diào)控系統(tǒng)使作物根系處于最佳生長狀態(tài)，加快作物生長速度增加收獲茬數(shù)，從而增加作物產(chǎn)量［22］.此外，也有研究表明霧培模式對(duì)改善蔬菜的某些品質(zhì)具有明顯作用［19］.孫周平等(2006)的實(shí)驗(yàn)中，霧培番茄植株長勢(shì)旺盛，產(chǎn)量增加，但果實(shí)中Vc含量、可溶性糖含量、口感和風(fēng)味均出現(xiàn)下降現(xiàn)象［41］.王珺玲等(2009)在其黃瓜作物的霧培實(shí)驗(yàn)中也出現(xiàn)了相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果［42］.周全盧(2011)通過實(shí)驗(yàn)表明馬鈴薯在霧培條件下光合效率更好［43］.張路(2012)在探究霧培對(duì)葉菜類蔬菜品質(zhì)的影響實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)霧培可減少作物病蟲害，同時(shí)有利于Vc在體內(nèi)的積累，還提高了生菜植株內(nèi)的氨基酸含量［19］.很多研究者認(rèn)為，培育溫室作物的營養(yǎng)液濃度和比例對(duì)作物果實(shí)可溶性固形物有顯著影響［26，44］.此外，氮對(duì)果實(shí)可溶性糖含量的影響最大，隨著氮素施用量的增加，果實(shí)含糖量明顯上升.

2.3 不同栽培基質(zhì)對(duì)蔬菜品質(zhì)的影響

目前主要應(yīng)用于生產(chǎn)的三種栽培基質(zhì)分別為有機(jī)基質(zhì)、無機(jī)基質(zhì)及混合基質(zhì).研究者致力于探究出更利于蔬菜生長及品質(zhì)改善的基質(zhì)配方，表2中列舉了近年來文獻(xiàn)中不同基質(zhì)對(duì)蔬菜不同營養(yǎng)品質(zhì)的影響.

表2 不同基質(zhì)對(duì)蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.3.1 有機(jī)生長基質(zhì)

有機(jī)生長基質(zhì)包括草炭、稻殼、樹皮和鋸末等物質(zhì)，而目前使用最廣泛的有機(jī)基質(zhì)是草炭.草炭，又名泥炭，是沼澤發(fā)育過程中的產(chǎn)物，含有大量水分和未分解的植物殘?bào)w，經(jīng)過微生物等分解，形成有機(jī)物和腐熟植物的結(jié)合體；因此，一般具有吸水性強(qiáng)、有機(jī)質(zhì)和腐殖酸含量高等特點(diǎn)［8，28-29］.有機(jī)基質(zhì)的內(nèi)含物是有機(jī)物，會(huì)隨著時(shí)間而分解.基質(zhì)分解的速率和物理狀態(tài)的不同，也會(huì)對(duì)作物的生長造成一定的影響.Borji(2012)對(duì)比不同發(fā)酵時(shí)間的泥炭對(duì)番茄的生長影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵三個(gè)月的泥炭種植的番茄果數(shù)和可溶性固形物含量較高，而未發(fā)酵泥炭中微量元素N、P、K含量較高［48］.因草炭是不可再生資源，因此研究者們開始探究更多新的有機(jī)材料用于無土栽培：一方面，將農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵后再利用；另一方面，將有機(jī)基質(zhì)與無土基質(zhì)混合使用［49］.康勝樂(2010)在番茄無土培育中使用草炭、蚯蚓糞、牛糞、菇渣等營養(yǎng)基質(zhì)，各基質(zhì)配方中使用蚯蚓糞時(shí)蔬菜產(chǎn)量最大，品質(zhì)最高［50］.此外，施用蚯蚓糞還能提高蔬菜的還原糖和Vc含量［51］.王小波(2014)以菠菜為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)比了蛭石、雞糞、蚯蚓糞對(duì)其生長的影響.使用雞糞、蚯蚓糞能顯著提高菠菜中草酸、可溶性糖和維生素C含量；蛭石能提高Vc含量，但對(duì)其他品質(zhì)指標(biāo)影響較?。欢僚嗖げ说南跛猁}含量較低［52］.然而，在番茄種植中，根據(jù)作物種類的不同，蚯蚓糞使用的比例應(yīng)該有相應(yīng)的變化［53］.Manal(2012)在培育黃瓜幼苗時(shí)發(fā)現(xiàn)，使用花生殼和泥炭作為基質(zhì)對(duì)幼苗生長的影響無顯著區(qū)別，但花生殼基質(zhì)中的幼苗生長參數(shù)較高［54］.Polat等(2009)研究了蘑菇堆肥(SMC)——蘑菇產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物，作為有機(jī)基質(zhì)對(duì)黃瓜生長的影響，發(fā)現(xiàn)堆肥使用量在40 t/hm2時(shí)總產(chǎn)量最高［55］.

綜上所述，有機(jī)基質(zhì)對(duì)蔬菜的產(chǎn)量影響較小，但有機(jī)基質(zhì)的使用不僅能實(shí)現(xiàn)物料的充分使用，而且對(duì)改善蔬菜的營養(yǎng)品質(zhì)起到了一定的功效.

2.3.2 無機(jī)生長基質(zhì)

常用的無機(jī)生長基質(zhì)有沸石、珍珠巖、砂礫、石棉等.有研究表明，沸石作為種植卷心菜的無機(jī)基質(zhì)，能促進(jìn)卷心菜的生長，比珍珠巖效果更好［56］.這可能歸因于沸石有很高的陽離子交換能力，可以把一些元素保留在其結(jié)構(gòu)中，然后緩慢釋放到根圍，沸石種植卷心菜的N、K含量更高.相似地，Al-Ajmi(2009)等在櫻桃番茄種植的影響實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，沸石性能是最高的，沸石中栽培的番茄含有較高的礦物質(zhì)(K、Cu、Zn和Fe)和纖維素含量，其次是珍珠巖和砂礫1∶1的基質(zhì)栽培番茄［57］.Haddad(2007)對(duì)比無土栽培中沸石、珍珠巖、砂礫基質(zhì)對(duì)番茄生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明三種基質(zhì)之間差別不大，早產(chǎn)番茄質(zhì)量更高［58］.其中，番茄生長在砂礫基質(zhì)中比珍珠巖和石頭浮石中有更高的植株、更粗的莖和更高的鮮重；且比珍珠巖、浮石中番茄的頂腐病的發(fā)病率更低.Lee等證明無機(jī)基質(zhì)的粒徑對(duì)于作物的生長也會(huì)有影響：粗細(xì)珍珠巖混搭時(shí)種植番茄的植株高度最高，葉子數(shù)量差異不大，而細(xì)珍珠巖導(dǎo)致葉面積最小［59］.

2.3.3 混合生長基質(zhì)

混合生長基質(zhì)因其既具有有機(jī)基質(zhì)中的充分營養(yǎng)物質(zhì)，又具有無機(jī)基質(zhì)的穩(wěn)定性，因此其使用越來越廣泛.陳貴林等(2000)研究了不同配比的椰殼粉與蛭石基質(zhì)對(duì)黃瓜幼苗生長的影響，發(fā)現(xiàn)混合基質(zhì)確實(shí)優(yōu)于純椰殼粉或蛭石基質(zhì)，能明顯促進(jìn)黃瓜幼苗的生長：椰殼粉含量是75%時(shí)，地上植株鮮重為純蛭石的2.06倍；而等體積混合時(shí)幼苗生長最好，為最佳配比［60］.Tzortzakis等(2005)在無機(jī)基質(zhì)中加入玉米，發(fā)現(xiàn)添加粉碎玉米莖比純無機(jī)基質(zhì)更能改善基質(zhì)的屬性，促進(jìn)番茄發(fā)育和提高溫室番茄產(chǎn)量，但對(duì)頂腐病的發(fā)生沒有影響［61］.在劉振國(2009)的實(shí)驗(yàn)中，玉米秸稈、蛭石、珍珠巖以體積比為1∶1∶1時(shí)黃瓜生長最好，Vc、可溶性糖等營養(yǎng)品質(zhì)均高于其他比例［62］.此外，油菜秸稈［63］、菌渣［64］、葵花桿［65］、木屑［66］等也作為混合基質(zhì)的材料被運(yùn)用到蔬菜的基質(zhì)栽培研究中.

3 總結(jié)與展望

蔬菜設(shè)施栽培方式的產(chǎn)生，使蔬菜栽培類型逐步由單一的傳統(tǒng)露地土壤栽培向溫室栽培、基質(zhì)栽培、水培和霧培等多元化栽培方式發(fā)展.隨著人們對(duì)蔬菜需求模式和品質(zhì)要求的提高，對(duì)蔬菜品質(zhì)的研究也逐漸深入.在多種蔬菜種植過程中選用不同的栽培方式，如土培、基質(zhì)栽培(有機(jī)基質(zhì)、無機(jī)基質(zhì)和混合基質(zhì))和無基質(zhì)栽培(水培和氣霧培)等，都會(huì)影響所栽培蔬菜的外在品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)、貯藏品質(zhì)和衛(wèi)生品質(zhì).當(dāng)前，關(guān)于幾種主要栽培類型對(duì)蔬菜品質(zhì)的影響研究主要側(cè)重在對(duì)產(chǎn)量及幾種主要營養(yǎng)物質(zhì)的含量方面，而且每位研究者所關(guān)注的指標(biāo)也不盡相同，對(duì)蔬菜綜合品質(zhì)的影響研究較少.今后若能評(píng)估出幾種主要栽培類型對(duì)蔬菜品質(zhì)的綜合影響，將會(huì)對(duì)提高蔬菜綜合品質(zhì)提供具體性的指導(dǎo)建議，為發(fā)展和完善本地高品質(zhì)蔬菜的種植和栽培系統(tǒng)具有重要的參考意義.

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Effects of different cultivation patterns on nutrient and safety qualities of vegetables：a review

HU Yue，JIN Minfeng，WANG Quanxi
(Development Center of Plant Germplasm Resources，College of Life and Environmental Sciences，Shanghai Normal University，Shanghai 200234，China)

With the improvement of living standards，the consumers＇more demands on large amounts of vegetables with different varieties，high quality and safety standards promoted the rapid development of vegetable industry，especially for the vegetable cultivation industry.Protected cultivations of vegetable have had a great growth in recent years，which was changing the vegetable cultivation methods from a traditional soil planting to diversified cultivation patterns，including but not limited to the greenhouse，the substrate，the hydroponics，and the aeroponics cultivations.This article reviewed different vegetable cultivation patterns studied worldwide in details，and the effects of these patterns on nutrient and safety qualities of vegetables，thus would potentially provide effective references for developing and improving the local vegetable planting and cultivation system.

vegetable；cultivation pattern；nutrient and safety qualities

S 63

A

1000-5137(2015)06-0672-09

10.3969/J.ISSN.1000-5137.2015.06.015

(責(zé)任編輯：顧浩然，郁慧)

2015-11-25

上海市部分地方院校能力建設(shè)項(xiàng)目(14390502700)；上海師范大學(xué)食品安全與營養(yǎng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃資助(DXL123)

金敏鳳，中國上海市徐匯區(qū)桂林路100號(hào)，上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，郵編：200234；E-mail：mf_ jin@shnu.edu.cn