夏秋屋頂菜園高溫對(duì)菜心農(nóng)藝性狀的影響

唐文武，莫燦坤，李桂花，馮家雯，吳秀蘭

（1.肇慶學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 廣東肇慶 526061； 2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所 廣州 510640）

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化水平的飛速發(fā)展，人口不斷向大中城市聚集，預(yù)計(jì)2030年城鎮(zhèn)化率將達(dá)到75%～80%[1]。城鎮(zhèn)化帶來(lái)的城市人口增長(zhǎng)使得蔬菜需求量龐大，與此同時(shí)，城市近郊耕地被住宅及工業(yè)用地所擠占，蔬菜生產(chǎn)基地遠(yuǎn)離城市導(dǎo)致蔬菜運(yùn)輸成本加大、供需脫節(jié)引起價(jià)格波動(dòng)大以及葉菜損耗量大、新鮮度下降等一系列問(wèn)題。近年來(lái)，屋頂菜園越來(lái)越被政府和城鎮(zhèn)居民所重視，通過(guò)在屋頂?shù)冉ㄖ锲脚_(tái)種植蔬菜作物，將蔬菜生產(chǎn)從農(nóng)村引入城市，既能部分滿足城鎮(zhèn)居民蔬菜需求，還能優(yōu)化居住環(huán)境，提高城鎮(zhèn)居民生活質(zhì)量[2]。

菜心（Brassica campestrisL.ssp.chinensisvar.utilisTsen et Lee.）是華南地區(qū)特色蔬菜[3]，屬于較不耐熱喜冷涼的蔬菜，一年四季可種植，但高溫會(huì)嚴(yán)重影響菜心的生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致菜薹細(xì)小，產(chǎn)量明顯下降[4]。同時(shí)，夏季高溫脅迫會(huì)影響菜心的正常生長(zhǎng)和發(fā)育，導(dǎo)致其產(chǎn)量和品質(zhì)下降[5-6]，但不同菜心品種耐熱性有較大差異[7-8]。目前，菜心的耐熱性研究主要采用人工氣候箱等進(jìn)行模擬試驗(yàn)，關(guān)于夏秋季節(jié)屋頂菜園自然高溫環(huán)境下的菜心耐熱性研究尚未見(jiàn)報(bào)道。筆者選擇耐熱性有差異的4個(gè)菜心品種，在盛夏至秋初的高溫天氣下開(kāi)展耐熱性研究，以期為菜心耐熱育種和夏季高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

選擇生產(chǎn)推廣面積較大、耐熱性有差異的4份菜心品種為供試材料，其中‘四九-19’菜心的耐熱性較強(qiáng)，‘油綠50天’‘油綠701’菜心的耐熱性一般，而‘特青遲心4號(hào)’菜心的耐熱性較弱[8]。4份菜心品種均由廣州市農(nóng)科院提供。

1.2 方法

試驗(yàn)在肇慶學(xué)院生物園基地和理工大樓8樓的屋頂菜園進(jìn)行。2016年7月下旬播種，待幼苗長(zhǎng)至3葉1心后，將材料移栽到露地定植作為對(duì)照，同時(shí)移栽到屋頂菜園的種植箱內(nèi)栽培作為高溫處理。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每小區(qū)種植50株，行株距為15 cm×15 cm，正常田間管理，并記錄每日屋頂和露地的最高溫度。在菜心采收期，每小區(qū)隨機(jī)取樣10株，測(cè)定各品種的產(chǎn)量及相關(guān)農(nóng)藝性狀指標(biāo)，包括產(chǎn)量、生物量（全株質(zhì)量）、株高、薹長(zhǎng)、薹粗、主薹質(zhì)量、總?cè)~數(shù)、葉片最大開(kāi)展度、最大葉長(zhǎng)與葉寬、最大葉片的葉柄長(zhǎng)與寬等指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 9.5鄧肯氏新復(fù)極差檢驗(yàn)法（DMRT）進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 菜心生長(zhǎng)期屋頂和露地的每日最高氣溫

由圖1可知，在79 d的菜心生長(zhǎng)期間，屋頂環(huán)境下每日最高氣溫超過(guò)35℃的有36 d，最高氣溫達(dá)到40℃；而對(duì)照每日最高氣溫超過(guò)35℃的僅11 d，最高氣溫為36℃。屋頂氣溫較對(duì)照平均增加2.4℃，說(shuō)明在盛夏至秋初的屋頂菜園中，菜心栽培受到了一定的高溫脅迫。

圖1 菜心生長(zhǎng)期間屋頂與露地的每日最高氣溫

2.2 屋頂高溫對(duì)菜心產(chǎn)量和生物量的影響

圖2 屋頂高溫對(duì)菜心產(chǎn)量和生物量的影響

由圖2可知，屋頂高溫脅迫下4個(gè)菜心品種的產(chǎn)量及生物量均下降，平均下降幅度為14.15%、18.00%。其中‘四九-19’菜心的表現(xiàn)最好，在屋頂高溫脅迫下產(chǎn)量只減少了4.27%，生物量減少了10.76%，與對(duì)照差異均未達(dá)到顯著水平?！厍噙t4號(hào)’表現(xiàn)最差，其產(chǎn)量減少了24.28%，生物量減少29.27%，與對(duì)照差異均達(dá)到極顯著水平。在高溫脅迫下，‘油綠50天’的產(chǎn)量減少了12.04%，生物量減少16.95%，與對(duì)照差異均達(dá)到顯著水平。‘油綠701’的產(chǎn)量減少了16.04%，生物量減少了15%，與對(duì)照差異均達(dá)到顯著水平。該試驗(yàn)結(jié)果表明，屋頂高溫脅迫對(duì)菜心產(chǎn)量及生物量性狀指標(biāo)有一定影響，但品種間差異較大。對(duì)耐熱性強(qiáng)的‘四九-19’菜心生長(zhǎng)影響較小，而耐熱性差的‘特青遲4號(hào)’的產(chǎn)量受到較大影響。

2.3 屋頂高溫對(duì)菜心株高和薹長(zhǎng)的影響

由圖3可知，在屋頂高溫和露地對(duì)照中，各菜心品種間的株高及薹長(zhǎng)差異均較小，平均下降幅度為-0.31%、4.58%。與對(duì)照相比，屋頂高溫脅迫下的‘四九-19’‘油綠50天’‘油綠701’‘特青遲4號(hào)’菜心的株高分別減少4.6%、0.9%、-4.0%、-3.7%，且屋頂和對(duì)照間的差異均未達(dá)到顯著水平。屋頂高溫可下‘四九-19’‘油綠50天’‘油綠701’‘特青遲4號(hào)’菜心的薹長(zhǎng)分別增加了7.3%、4.1%、2.2%、4.8%，但差異未達(dá)到顯著水平。這些結(jié)果表明，屋頂高溫脅迫對(duì)菜心株高和薹長(zhǎng)的影響均不顯著。

2.4 屋頂高溫對(duì)菜心主薹粗和主薹質(zhì)量的影響

主薹粗和主薹質(zhì)量是決定菜心產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀。由圖4可知，4個(gè)菜心品種的主薹粗和主薹質(zhì)量均有所下降，平均下降幅度為10.85%、14.08%。其中耐熱性較強(qiáng)的‘四九-19’菜心主薹粗降低了3.2%，主薹質(zhì)量降低了3.7%，屋頂高溫和對(duì)照處理下差異均未達(dá)到顯著水平。耐熱性較差的‘特青遲4號(hào)’菜心對(duì)屋頂高溫脅迫最敏感，其主薹粗降低了24.0%，主薹質(zhì)量降低了24.4%，與對(duì)照差異均達(dá)到顯著水平。在屋頂高溫脅迫下，‘油綠50天’菜心主薹粗只降低了3.7%，但主薹質(zhì)量下降了12.1%顯著低于對(duì)照?！途G701’菜心主薹粗下降了12.50%，主薹質(zhì)量下降了16.1%，與對(duì)照差異達(dá)到顯著水平。

圖3 屋頂高溫對(duì)菜心的株高和薹長(zhǎng)影響

2.5 屋頂高溫對(duì)菜心葉片相關(guān)性狀的影響

菜心的葉片性狀與光能吸收利用和產(chǎn)物積累相關(guān)，可間接影響到菜心產(chǎn)量的形成。由表1知，屋頂高溫對(duì)‘四九-19’‘油綠 50天’‘油綠 701’這3個(gè)品種的葉片開(kāi)展度、最大葉長(zhǎng)影響較小，屋頂與對(duì)照間差異未達(dá)到顯著水平；但‘特青遲4號(hào)’的葉片開(kāi)展度、最大葉長(zhǎng)降低了16.9%、16.3%，且差異均達(dá)到顯著水平。在最大葉寬、最大葉片的葉柄長(zhǎng)與葉柄寬等性狀的的表現(xiàn)方面，屋頂高溫對(duì)4個(gè)菜心品種的性狀影響都較小，與對(duì)照間差異均未達(dá)到顯著水平。

圖4 屋頂高溫對(duì)4個(gè)菜心品種的主薹粗和主薹質(zhì)量的影響

表1 屋頂高溫對(duì)4個(gè)菜心品種植株葉相關(guān)性狀的影響

3 討論與結(jié)論

我國(guó)現(xiàn)有屋頂面積73萬(wàn)hm2，絕大部分被完全閑置，引入屋頂菜園能綠化環(huán)境、調(diào)節(jié)溫度、降低社區(qū)噪聲，具有良好的生態(tài)效益[9-10]。同時(shí)，屋頂菜園能滿足部分市民的果蔬需求，是集休閑、觀光與農(nóng)作一體的菜籃子工程。近年來(lái)，屋頂菜園越來(lái)越被政府和城鎮(zhèn)居民所重視。華南地區(qū)四季日照充足、雨量充沛，廣東城鎮(zhèn)中老年市民喜愛(ài)在屋頂陽(yáng)臺(tái)等建筑物平臺(tái)種植菜心等葉菜，但屋頂菜園在夏秋季節(jié)溫度較高，對(duì)菜心生長(zhǎng)造成高溫脅迫。研究表明，高溫脅迫影響植物正常生理活動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致活性氧代謝失調(diào)并對(duì)生物大分子起到破壞作用[11]；高溫脅迫對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞和過(guò)氧化傷害，引發(fā)細(xì)胞膜透性增大，細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)外滲[12]。李榮華等[7]研究了高溫脅迫下菜心的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在高溫脅迫下，菜心株高和薹長(zhǎng)受影響較少，而薹粗和薹質(zhì)量均出現(xiàn)不同程度的下降，認(rèn)為高溫脅迫下菜心產(chǎn)量的減少主要是薹粗的減少，其次是薹質(zhì)量的減少。

本研究結(jié)果表明，屋頂高溫脅迫會(huì)引起薹粗、主薹質(zhì)量等性狀指標(biāo)下降，并導(dǎo)致菜心產(chǎn)量和生物量下降。但不同耐熱性品種對(duì)屋頂高溫脅迫的耐受程度不同，耐熱性強(qiáng)的品種（‘四九-19’）的薹粗、主薹質(zhì)量、產(chǎn)量和生物量雖有降低，但屋頂和對(duì)照處理間的差異未達(dá)到顯著水平，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗高溫脅迫能力。耐熱性較差的品種（特青遲4號(hào)）在高溫脅迫下部分農(nóng)藝性狀有較大降低，其中薹粗、主薹質(zhì)量、產(chǎn)量和生物量等性狀指標(biāo)在屋頂和對(duì)照處理間的差異達(dá)到極顯著水平，葉片開(kāi)展度、最大葉長(zhǎng)性狀在屋頂和對(duì)照處理間的差異達(dá)到顯著水平。屋頂高溫脅迫下，‘油綠50天’‘油綠701’等耐熱性一般品種的薹粗、主薹質(zhì)量、產(chǎn)量和生物量性狀與對(duì)照相比顯著下降，但葉片開(kāi)展度和最大葉長(zhǎng)受屋頂高溫影響較少。這些結(jié)果與前人研究基本一致[6-8]，這也表明，夏秋高溫季節(jié)屋頂菜園在種植菜心時(shí)應(yīng)選擇耐熱性強(qiáng)的品種（如‘四九-19’等），避免選擇耐熱性差的品種，盡量減少高溫脅迫帶來(lái)的損失。

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