不同營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)水培韭菜生長(zhǎng)適應(yīng)性的影響

季延海 武占會(huì) 于平彬 梁 浩 劉明池 *

（1北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京 100097；2農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)華北重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097）

不同營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)水培韭菜生長(zhǎng)適應(yīng)性的影響

季延海1，2武占會(huì)1，2于平彬1梁 浩1，2劉明池1，2*

（1北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京 100097；2農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)華北重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097）

在正常營(yíng)養(yǎng)液基礎(chǔ)上設(shè)置0.5倍（0.5 C）、1.0倍（1.0 C）、1.5倍（1.5 C）、2.0倍（2.0 C）、2.5倍（2.5 C）5個(gè)梯度，研究韭菜水培條件下適宜的營(yíng)養(yǎng)液濃度及其對(duì)韭菜生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加，韭菜株高、葉長(zhǎng)、葉寬、葉片數(shù)、假莖粗和根系活力均呈先降低后升高的趨勢(shì)；VC、可溶性糖、可溶性蛋白等品質(zhì)指標(biāo)呈先升高后降低的趨勢(shì)。0.5 C處理的韭菜產(chǎn)量最高，為4 924.14 kg·（667 m2）-1，且硝酸鹽、亞硝酸鹽含量最低，是水培韭菜適宜的營(yíng)養(yǎng)液濃度。

韭菜；營(yíng)養(yǎng)液濃度；生長(zhǎng)；硝酸鹽含量；品質(zhì)

無土栽培作為一項(xiàng)設(shè)施園藝栽培形式，能夠?qū)崿F(xiàn)自然資源和土地的高效利用，對(duì)于農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義（王久興和王子華，2005；楊其長(zhǎng)和張成波，2005；蔣衛(wèi)杰，2007）。無土栽培養(yǎng)分供給主要是通過營(yíng)養(yǎng)液提供（王振龍，2008），直接影響作物的生長(zhǎng)，故營(yíng)養(yǎng)液的配制和管理是無土栽培成功與否的關(guān)鍵（張莉，2006）。目前，我國(guó)對(duì)于營(yíng)養(yǎng)液配方的研究較多，已經(jīng)形成了一批針對(duì)不同作物的營(yíng)養(yǎng)液配方，而對(duì)于營(yíng)養(yǎng)液管理方法特別是營(yíng)養(yǎng)液濃度管理和調(diào)控的研究則較少。

無土栽培沒有土壤的緩沖及微生物的作用，基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)液是植株賴以生存的根系環(huán)境。營(yíng)養(yǎng)液濃度過低會(huì)使作物營(yíng)養(yǎng)不良導(dǎo)致生長(zhǎng)緩慢、生物量低，而濃度過高則會(huì)致使作物生長(zhǎng)受抑制，甚至死亡。研究表明在適宜的范圍內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)液濃度的提高能夠提高植株葉片的葉綠素含量，促進(jìn)光合作用（倪紀(jì)恒 等，2011），改善品質(zhì)（Max & Horst，2009；李邵 等，2011），并最終提高產(chǎn)量（Zhang et al.，2015）；而過高的營(yíng)養(yǎng)液濃度會(huì)抑制植株的生長(zhǎng)（Li et al.，2001）， 降 低 根 系 活 力（Rouphael et al.，2012）和養(yǎng)分利用效率（高曉旭 等，2014），并抑制產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改善（陳艷麗 等，2010；Neocleous & Savvas，2015）。林多等（2007）研究表明，低濃度營(yíng)養(yǎng)液不利于網(wǎng)紋甜瓜植株的生長(zhǎng)；而高濃度營(yíng)養(yǎng)液使植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)過旺，產(chǎn)量、品質(zhì)變劣。別之龍等（2005）研究表明，營(yíng)養(yǎng)液濃度的提高會(huì)增加植株體內(nèi)硝酸鹽的累積。而對(duì)菠菜和大白菜的研究表明，營(yíng)養(yǎng)液濃度過高會(huì)造成植株光合作用速率降低，硝酸鹽含量增加（王瑞 等，2016），品質(zhì)和產(chǎn)量下降（Alberici et al.，2008）?？梢钥闯?，營(yíng)養(yǎng)液濃度的管理對(duì)蔬菜光合作用、根系活力等都有影響，最終影響產(chǎn)量及品質(zhì)。所以，營(yíng)養(yǎng)液濃度的科學(xué)化管理有利于促進(jìn)蔬菜的生長(zhǎng)發(fā)育。

韭菜營(yíng)養(yǎng)液水培技術(shù)很好地解決了韭菜生產(chǎn)過程中韭蛆的為害，大大減少了農(nóng)藥的使用量，具有生長(zhǎng)速度快、產(chǎn)量高、凈菜率高等優(yōu)點(diǎn)。但目前對(duì)于水培韭菜營(yíng)養(yǎng)液管理及營(yíng)養(yǎng)液濃度的相關(guān)研究較少。本試驗(yàn)研究營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)韭菜生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為韭菜營(yíng)養(yǎng)液水培提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心連棟玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行。以韭菜品種791為試驗(yàn)材料，水培設(shè)施為北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心研發(fā)的韭菜水培系統(tǒng)，采用72孔無底格盤，每孔播種3粒，播種時(shí)先在格盤上鋪播種紙，將種子播在上面，然后蓋上覆蓋紙，最后鋪上一層濕潤(rùn)的珍珠巖，置于催芽箱內(nèi)催芽，待種子發(fā)芽后將格盤置于注入營(yíng)養(yǎng)液的栽培槽內(nèi)。

正常營(yíng)養(yǎng)液配方為：Ca2+1.0 mmol·L-1、K+6 mmol·L-1、NO4-8 mmol·L-1、NH4+4 mmol·L-1、Mg2+1 mmol·L-1、PO43-2 mmol·L-1，pH 控 制 在6.0±0.3；微肥使用通用配方。營(yíng)養(yǎng)液使用凈化水配制。

1.2 試驗(yàn)方法

在正常營(yíng)養(yǎng)液（C）基礎(chǔ)上設(shè)置0.5倍（0.5 C）、1.0倍（1.0 C）、1.5倍（1.5 C）、2.0倍（2.0 C）、2.5倍（2.5 C）5個(gè)濃度梯度，各濃度營(yíng)養(yǎng)液EC值 分 別 為：0.90、1.60、2.29、2.90、3.41、4.11 mS·cm-1， 并 使 用 0.1 mol·L-1NaOH 調(diào) 節(jié) pH 在6.0±0.3范圍內(nèi)，每7 d調(diào)節(jié)1次。每個(gè)處理播種5盤，挑選生長(zhǎng)較好的3盤進(jìn)行調(diào)查，每盤隨機(jī)調(diào)查5株，每個(gè)處理面積為0.76 m2。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

試驗(yàn)于2012年4月5日播種，由于韭菜需要養(yǎng)根以保證后續(xù)多次的收獲，從播種到第1茬收獲（9月5日）周期較長(zhǎng)，為保證指標(biāo)測(cè)定的真實(shí)準(zhǔn)確，除產(chǎn)量外所有指標(biāo)均于第2茬測(cè)定，第2茬收獲時(shí)間為10月3日，第3茬收獲時(shí)間為11月7日。

生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定包括韭菜植株的株高、假莖粗、葉長(zhǎng)、葉寬、葉片數(shù)，每處理測(cè)量5株，3次重復(fù)；采用電子夭平測(cè)定單株鮮質(zhì)量，再在105 ℃下殺青15 min，75 ℃烘干至恒重，測(cè)定干質(zhì)量，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)測(cè)定3次，每次測(cè)定2株。

根系活力測(cè)定參照李合生（2000）的方法。

品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定：采用2，6—二氯酚靛酚比色法測(cè)定VC含量（劉春生和楊守祥，1996）；采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量（趙世杰 等，2002）；采用考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定可溶性蛋白含量（趙世杰 等，2002）；采用60% H2S04消化—蒽酮比色法測(cè)定粗纖維含量（李合生 等，2000）；采用紫外分光光度法測(cè)定硝酸鹽含量（中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1279—2007）；亞硝酸鹽含量測(cè)定采用《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)—水果、蔬菜及其制品亞硝酸鹽和硝酸鹽含量的測(cè)定》GB/T 15401—1994的方法。

以收獲時(shí)1個(gè)營(yíng)養(yǎng)液栽培格盤（面積為0.151 2 m2）內(nèi)的韭菜質(zhì)量（kg）計(jì)為產(chǎn)量，分別測(cè)量3茬韭菜的產(chǎn)量并計(jì)算總產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件和SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)韭菜生長(zhǎng)的影響

從表1可以看出，隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加，韭菜株高、葉長(zhǎng)、葉寬、葉片數(shù)和假莖粗均呈先降低后升高的趨勢(shì)。0.5 C處理的韭菜株高和葉長(zhǎng)最大，比其他處理分別顯著增加了8.08%、19.21%、31.59%、18.41% 和 10.01%、21.98%、33.62%、19.27%；0.5 C、1.0 C處理的假莖粗差異不顯著，但均顯著高于其他處理。韭菜的根系活力也隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加呈先下降后上升的趨勢(shì)。0.5 C、1.0 C處理的根系活力顯著高于其他處理，2.0 C處理的根系活力最低。

表1 營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)韭菜生長(zhǎng)的影響

2.2 營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)韭菜品質(zhì)的影響

從表2可以看出，韭菜的VC含量隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，2.0 C處理的VC含量最高，為328.7 mg·kg-1；可溶性糖含量隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，1.0 C處理的含量最高，為1.49%；粗纖維含量以2.5 C處理最高，為1.19%，其余4個(gè)處理間差異不顯著；可溶性蛋白含量以2.0 C處理最高，為2.79%。

從表2還可以看出，韭菜植株硝酸鹽含量隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加而顯著增加，2.5 C處理的硝酸鹽含量最高，達(dá)到2 568.80 mg·kg-1，0.5 C處理最低。亞硝酸鹽含量隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加呈先上升后降低的趨勢(shì)，0.5 C處理的亞硝酸鹽含量最低，分別比其他處理顯著降低40.6%、47.2%、74.1%、69.2%。

表2 營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)韭菜品質(zhì)的影響

2.3 營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)韭菜生物量的影響

由表3可以看出，韭菜單株鮮、干質(zhì)量均隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加呈先下降后上升的趨勢(shì)。0.5 C處理的單株鮮、干質(zhì)量均最高，分別為2.89 g和0.25 g。3茬韭菜產(chǎn)量隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加總體表現(xiàn)為下降的趨勢(shì)，總產(chǎn)量以0.5 C處理最大，分別比其他處理顯著增加9.5%、14.2%、31.3%、42.3%。

表3 營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)韭菜生物量的影響

3 討論

營(yíng)養(yǎng)液中含有植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的各種營(yíng)養(yǎng)元素，無土栽培生產(chǎn)的成功與否，在很大程度上取決于營(yíng)養(yǎng)液配方和濃度是否合適、營(yíng)養(yǎng)液管理能否滿足植物不同生長(zhǎng)階段的需求。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加，韭菜株高、葉長(zhǎng)、葉寬、假莖粗、葉片數(shù)和根系活力均呈先下降后上升的趨勢(shì)；韭菜單株干、鮮質(zhì)量也呈先下降后上升的趨勢(shì)，產(chǎn)量總體呈下降的趨勢(shì)，這與陳艷麗等（2010）在小白菜上的研究結(jié)果一致，可見營(yíng)養(yǎng)液濃度增大到一定程度將會(huì)抑制韭菜的生長(zhǎng)。高濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)韭菜生長(zhǎng)的抑制可能與營(yíng)養(yǎng)液EC值升高有關(guān)，高EC值會(huì)對(duì)根系產(chǎn)生滲透脅迫，從而導(dǎo)致根系生長(zhǎng)受到抑制，阻礙對(duì)養(yǎng)分的吸收。在對(duì)品質(zhì)的分析中可以看出，隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加，VC、可溶性蛋白、可溶性糖含量均呈先增大后減小的趨勢(shì)，可見一定程度下營(yíng)養(yǎng)液濃度的提高有利于韭菜品質(zhì)的提升，這與張鈺等（2013）對(duì)番茄的研究結(jié)果一致。

營(yíng)養(yǎng)液中氮素的供應(yīng)主要依靠硝態(tài)氮，因此導(dǎo)致水培蔬菜產(chǎn)品中的硝酸鹽含量偏高。本試驗(yàn)中韭菜硝酸鹽含量隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的增大而迅速升高，0.5 C處理的硝酸鹽含量最低，2.5 C處理最高，二者間相差30%以上。可見降低營(yíng)養(yǎng)液濃度是降低植株內(nèi)硝酸鹽含量的有效措施。但是從本試驗(yàn)對(duì)品質(zhì)的測(cè)定結(jié)果可以看出，一定程度下營(yíng)養(yǎng)液濃度的提高有利于VC、可溶性糖、可溶性蛋白等品質(zhì)指標(biāo)的提高。因此，在無土栽培中營(yíng)養(yǎng)液濃度的調(diào)控要綜合考慮產(chǎn)量和品質(zhì)兩方面的因素，需要進(jìn)一步研究降低硝酸鹽含量的方法和低硝態(tài)氮的營(yíng)養(yǎng)液配方。

4 結(jié)論

① 不同營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)水培韭菜的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)有著顯著的影響，營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加有利于提高VC、可溶性糖、可溶性蛋白含量，但會(huì)抑制韭菜的生長(zhǎng)，降低產(chǎn)量，增加韭菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量。

② 本試驗(yàn)結(jié)果表明，0.5 C處理（EC值為2.90）的韭菜產(chǎn)量最高，為4 924.14 kg·（667 m2）-1，且硝酸鹽、亞硝酸鹽含量最低，是水培韭菜適宜的營(yíng)養(yǎng)液濃度。

別之龍，徐加林，楊小峰．2005．營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)水培生菜生長(zhǎng)和硝酸鹽積累的影響．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，21（S2）：109-112．

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E ff ect of Nutrient Solution with Di ff erent Concentration on Growing Adaptability of Chinese Chive under Water Culture Condition

JI Yan-hai1，2，WU Zhan-hui1，2，YU Ping-bin1，LIANG Hao1，2，LIU Ming-chi1，2*

（1Vegetable Research Center of Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Beijing 100097，China；2Key Laboratory of North China Urban Agriculture，Ministry of Agriculture，Beijing 100097，China）

In order to find appropriate nutrient solution concentration under water culture condition for Chinese chives and study its effect on the growth，yield and quality，5 levels nutrient concentrations（0.5 C、1.0 C、1.5 C、2.0 C、2.5 C）were set up on normal nutrient solution base．The results indicated that the plant height，leaf length and width，number of leaf blade，cauloid thickness and root activity indexes all showed the tendency of decreasing first then increase．While，vitamin C，soluble sugar，soluble protein，etc．quality indexes increased first then decreased．Nitrates and nitrite concentration of 0.5 C were the highest．The yield of Chinese chives treated by 0.5 C was the highest reaching 73.86 t·hm-2，and the contents of nitrate and nitrite were the lowest．Thus，0.5 C is the appropriate nutrient solution concentration for Chinese chives under hydroponic culture.

Chinese chive；Concentration of nutrient solution；Growth；Content of Nitrate；Quality

季延海，男，碩士，助理研究員，專業(yè)方向：設(shè)施蔬菜與無土栽培，E-mail：jiyanhai@nercv.org

*

（Corresponding author）：劉明池，男，研究員，碩士生導(dǎo)師，專業(yè)方向：設(shè)施蔬菜栽培與生理，E-mail：liumingchi@nercv.org

2017-06-28；接受日期：2017-08-02

國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（CARS-23-G-06），農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201303133-2），北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)（KJCX20150701）