灌溉量對(duì)雞毛菜生長和品質(zhì)的影響

李梅玲等

摘 要：以雞毛菜為材料，通過控制穴盤質(zhì)量，研究不同灌水量（100% ET、90% ET、80% ET和70% ET）對(duì)雞毛菜生長和生理的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，補(bǔ)充灌水量100% ET及90% ET處理下雞毛菜地上部干鮮質(zhì)量、株高、莖粗均最高；80% ET處理下雞毛菜葉片葉綠素含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量最優(yōu)，但該處理下雞毛菜生物量顯著低于100% ET和90% ET處理的；70% ET處理除雞毛菜可溶性蛋白質(zhì)外，生物量與品質(zhì)均顯著低于其他處理。但100% ET處理耗水量高于90% ET處理的，因此，綜合雞毛菜生物量、品質(zhì)以及耗水量，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)90% ET灌水量是最適合雞毛菜生長的灌水處理。

關(guān)鍵詞：蒸騰蒸發(fā)量（ET）；灌溉量；雞毛菜；穴盤質(zhì)量

中圖分類號(hào)：S634.3；S274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-3547（2014）10-0027-05

設(shè)施栽培中水分管理是一項(xiàng)重要的工作，水分不僅是設(shè)施蔬菜產(chǎn)量形成的重要限制因子，在一定程度上也限制作物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，從而影響作物的品質(zhì)。研究表明，虧缺灌溉和過量灌溉均不利于作物生物量的積累，適宜的灌水量不僅可以提高植物的生物量，同時(shí)也利于作物有效利用養(yǎng)分[1，2]，增加作物產(chǎn)量和品質(zhì)。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，中國大部分地區(qū)仍舊采用傳統(tǒng)的灌溉方式和灌溉技術(shù)，管理比較粗放，水分利用效率較低，水分的有效利用率僅為30%～40%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于農(nóng)業(yè)較發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)[3]。隨著農(nóng)業(yè)勞動(dòng)者節(jié)水意識(shí)的增強(qiáng)以及設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的迅猛發(fā)展，提高水分利用效率、優(yōu)化水肥管理，仍然是當(dāng)今設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略亟待解決的問題[4]。

蔬菜作物是耗水量比較大的一類作物，因此，在蔬菜生產(chǎn)和栽培中，其節(jié)水灌溉的研究和優(yōu)化更為重要。近年來，關(guān)于國內(nèi)外保護(hù)地栽培中設(shè)施內(nèi)蔬菜灌溉指標(biāo)已有廣泛研究[5]，但以往的研究多以果菜類蔬菜如黃瓜、番茄等[1，6，7]為主，而在葉菜蔬菜栽培中的研究頗少。雞毛菜（Brassica campestris ssp. chinensis）是十字花科植物小白菜幼苗的俗稱， 此叫法在上海一帶較為普遍[8]，是人們喜愛并廣泛食用的葉菜類蔬菜之一，目前，關(guān)于雞毛菜水分管理的研究報(bào)道較少，本試驗(yàn)以雞毛菜為材料，研究不同灌溉量處理對(duì)雞毛菜生長和品質(zhì)的影響，為雞毛菜栽培灌溉量的探索提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為華王雞毛菜。采用200 孔穴盤育苗，基質(zhì)為草炭和珍珠巖（體積比7∶3），雷力有機(jī)肥按質(zhì)量比為15%施入。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2013年7月19日至8月16日在上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院工程訓(xùn)練中心溫室進(jìn)行。整個(gè)生長周期溫室內(nèi)平均氣溫約為37℃（晝）/28℃（夜），溫室內(nèi)環(huán)境參數(shù)及基質(zhì)溫、濕度采用農(nóng)用通遠(yuǎn)程監(jiān)控。生長期內(nèi)為了減少天氣變化時(shí)白天溫室內(nèi)溫、濕度劇烈波動(dòng)，當(dāng)溫室內(nèi)溫度超過35℃時(shí)，打開排風(fēng)扇及頂窗進(jìn)行降溫、除濕，正午當(dāng)溫室內(nèi)溫度高于40℃時(shí)，打開遮陽網(wǎng)并對(duì)溫室內(nèi)進(jìn)行人工噴水降溫、排風(fēng)除濕。播種10 d后開始進(jìn)行水分處理，每隔4 d取樣，進(jìn)行生長和生理指標(biāo)的測定，整個(gè)生長期內(nèi)共取樣5次。試驗(yàn)采用農(nóng)用通監(jiān)測基質(zhì)含水量，統(tǒng)一復(fù)水下限基質(zhì)含水量為50%，試驗(yàn)共設(shè)定4個(gè)灌水量處理，分別為處理Ⅰ（T1）補(bǔ)充灌水量為100% ET，處理Ⅱ（T2）補(bǔ)充灌水量為90% ET，處理Ⅲ（T3）補(bǔ)充灌水量為80% ET，處理Ⅳ（T4）補(bǔ)充灌水量為70% ET。其中ET表示蒸騰蒸發(fā)量，是指24 h基質(zhì)（土壤）以及植物蒸發(fā)蒸騰散失水分的總和。ET受氣候狀況影響，故本試驗(yàn)中每隔4 d對(duì)ET值進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)化。整個(gè)生長期內(nèi)，共5次對(duì)ET進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，每次標(biāo)準(zhǔn)化為6次重復(fù)后平均所得，具體見表1。

1.3 指標(biāo)測定與方法

每次復(fù)水前后稱量穴盤質(zhì)量、基質(zhì)相對(duì)濕度?；|(zhì)相對(duì)濕度采用農(nóng)用通監(jiān)測，為水分與基質(zhì)的體積比。選取長勢一致的植株，每隔4 d測定一次雞毛菜生長和生理指標(biāo)，每次隨機(jī)抽取3棵植株，稱量地上部分干、鮮質(zhì)量，每個(gè)處理3次重復(fù)，整個(gè)生長期共取樣4次。用掃描儀測定其單株葉面積。葉綠素采用浸提法[9]測定，葉片可溶性糖采用蒽酮比色法[10]測定，葉片可溶性蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍(lán)-G250 染色法[10]測定。

ET標(biāo)準(zhǔn)化通過稱量穴盤質(zhì)量而得，其具體過程為使穴盤中基質(zhì)充分吸水，30 min后測得穴盤質(zhì)量為m0，24 h后測得該穴盤質(zhì)量為m1，ET= m0-m1[11]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Excel 2010及SAS 9.1.3 Portable軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌溉量對(duì)穴盤質(zhì)量及耗水量的影響

由圖1可以看出，不同灌水量對(duì)穴盤質(zhì)量有顯著性影響。隨著處理時(shí)間的延長，不同處理穴盤質(zhì)量均有一定程度的降低，水分虧缺導(dǎo)致穴盤質(zhì)量（基質(zhì)含水量）顯著降低，T1處理穴盤質(zhì)量顯著高于其他3個(gè)處理。隨時(shí)間延長，T4穴盤質(zhì)量降低最大，其次為T3，再次為T2。在整個(gè)生長期間T1處理穴盤質(zhì)量變化幅度不明顯，基本是恒定的。穴盤質(zhì)量大小與基質(zhì)含水量變化一致，即穴盤質(zhì)量可反映基質(zhì)含水量的大小[12]，基質(zhì)含水量的大小直接影響雞毛菜的生長狀況。不同處理耗水量大小依次為T1>T2>T3>T4（表2）。

2.2 灌溉量對(duì)雞毛菜形態(tài)指標(biāo)的影響

雞毛菜株高、莖粗是形成其產(chǎn)量的基礎(chǔ)，其變化量大小反映了雞毛菜生物量的多少。由圖2可以看出，不同灌水量處理顯著影響雞毛菜的生長。在生長前期，不同處理間隨著灌水量的增加株高增大，其中處理T1與T2顯著高于T4（P=0.034 4，P=0.008 1），其他處理間株高差異不顯著。由圖2A可以看出，T2株高在整個(gè)生長期持續(xù)穩(wěn)定增加，且生長速度最快，在生長末期上升至最大。圖2B顯示，在整個(gè)生長周期，T1、T2、T3處理間莖粗無顯著性差異，但T4莖粗顯著低于T1（P=0.028 5）、T2（P= 0.042 5）。在生長前期T3莖粗最大，說明一定程度的水分虧缺有利于雞毛菜莖部的橫向生長。在整個(gè)生長期T4莖粗最小、T1次之，說明長時(shí)間水分過多、過少均不利于雞毛菜莖部生長，影響植株健壯，最終影響植株產(chǎn)量形成。

2.3 灌溉量對(duì)雞毛菜地上部生物量的影響

由圖3可以看出，在整個(gè)生長期內(nèi)，T1、T2、T3、T4雞毛菜單株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均總體呈現(xiàn)上升趨勢。在生長前期各處理間差異不顯著，但在生長末期T4單株鮮質(zhì)量顯著（P= 0.001）低于另外3個(gè)處理。在生長前期，雞毛菜單株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量并非隨著灌溉量的增加而增加。如圖3所示，T3單株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均高于T2，這可能是由于T3在苗期水分適當(dāng)虧缺，雞毛菜植株長勢健壯，但隨著處理時(shí)間延長，與T3相比，T2始終保持較高的生長速率，故在生長末期其單株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均達(dá)到最高。

2.4 灌溉量對(duì)雞毛菜葉片中葉綠素含量的影響

由圖4可以看出，在整個(gè)生長周期，各處理雞毛菜葉綠素含量均呈現(xiàn)先下降再上升又下降的趨勢，但不同灌溉量對(duì)雞毛菜葉綠素含量影響差異不顯著（P =0.467 5）。該結(jié)果與圖3中產(chǎn)量指標(biāo)并不一致，可能是由于雞毛菜葉面積相對(duì)其他植物較小，在該葉面積條件下，葉綠素含量的多少對(duì)植株光合產(chǎn)物積累的影響是有限的。盡管在一些逆境條件下（如低溫等），可能由于葉片生長受阻，葉綠素含量畸形富集[13]，但在正常生長條件下，一般認(rèn)為葉綠素含量與葉片光合能力成正比關(guān)系。對(duì)幼苗來說，由于葉面積相對(duì)較小，在正常發(fā)育的情況下提高葉綠素含量對(duì)提高整株光合能力就顯得更為重要。

2.5 灌溉量對(duì)雞毛菜可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖含量的影響

本試驗(yàn)中不同灌溉量對(duì)可溶性蛋白質(zhì)含量無顯著性（P=0.652 5）影響，但顯著影響雞毛菜可溶性糖含量（P=0.003），由圖5A可以看出，在整個(gè)生長期內(nèi)T1和T4雞毛菜葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量最高，T3次之，T2最低，這是由于T1、T4處理水分脅迫嚴(yán)重導(dǎo)致葉片中可溶性蛋白質(zhì)積累以緩解水分脅迫，說明水分過低和過高均顯著影響植物細(xì)胞代謝物質(zhì)的分配。圖5B中不同處理雞毛菜葉片可溶性糖含量大小依次為T3>T1>T2>T4。可溶性糖不僅是植物細(xì)胞內(nèi)光合產(chǎn)物之一，也是細(xì)胞內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量不僅反映植物的品質(zhì)，也反映了植物對(duì)脅迫的響應(yīng)。如圖5B所示，適度的水分過量、水分虧缺均導(dǎo)致可溶性糖含量增加，T4中葉綠素含量最低，可能是由于雞毛菜水分虧缺嚴(yán)重，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)代謝紊亂、可溶性糖降解，而使其含量呈現(xiàn)下降趨勢。

3 討論

3.1 灌溉量對(duì)基質(zhì)含水量以及耗水量的影響

基質(zhì)中水分含量與蔬菜作物的生理活動(dòng)有密切關(guān)系，基質(zhì)含水量的變化直接引起作物體內(nèi)的生理變化，最終影響作物的形態(tài)建成與產(chǎn)量形成[14，15]。本試驗(yàn)通過稱量穴盤質(zhì)量控制灌溉量，從而控制不同處理中基質(zhì)的水分含量。研究結(jié)果表明，不同灌溉量對(duì)基質(zhì)含水量有顯著性影響，其基質(zhì)含水量大小分別為T1>T2>T3>T4（圖1），且各處理間差異顯著。不同處理耗水量大小依次為T1>T2>T3>T4（表2），由此可見，在生物量無顯著性差異的情況下T1耗水量顯著高于T2，在考慮高效利用水分，T2處理更能實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)，在此層面上T2處理優(yōu)于T1。

3.2 灌溉量對(duì)雞毛菜產(chǎn)量的影響

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，不同灌溉量處理顯著影響雞毛菜的生長。在雞毛菜的整個(gè)生長周期，灌溉量為100% ET和90% ET處理?xiàng)l件下雞毛菜的地上部鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、株高、莖粗均最大，但兩者差異不顯著；灌溉量為70% ET處理?xiàng)l件下雞毛菜地上部的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、株高、莖粗均最小，說明隨著灌溉量增加，雞毛菜生物量增加，增加灌溉量在夏季栽培中可顯著提高雞毛菜生物量積累，該結(jié)果與裴蕓等[16]在以生菜為材料中的試驗(yàn)結(jié)果一致。

3.3 灌溉量對(duì)雞毛菜品質(zhì)的影響

適當(dāng)降低灌溉量可提高雞毛菜的品質(zhì)，該結(jié)果與前人結(jié)果一致[17～19]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定程度上，隨著灌溉量的降低，雞毛菜可溶性蛋白含量、可溶性糖含量均呈遞增趨勢，當(dāng)灌溉量過低時(shí)導(dǎo)致可溶性糖含量降低，這可能是由于細(xì)胞內(nèi)代謝紊亂導(dǎo)致可溶性糖形成受阻而分解加劇，從而使其積累減低[20]。灌溉量為80% ET處理下，綜合可溶性糖和可溶性蛋白含量顯著高于其他3個(gè)處理，灌溉量為70% ET處理下，雞毛菜中可溶性糖含量極顯著低于其他2個(gè)處理，且T4處理下雞毛菜可溶性蛋白質(zhì)含量最高，也說明了此時(shí)水分虧缺嚴(yán)重，細(xì)胞內(nèi)代謝失調(diào)，不僅影響其品質(zhì)，而且嚴(yán)重抑制其正常生長，綜合以上因素，我們得出控制灌溉量要有一定限度，本試驗(yàn)研究表明，為了保證雞毛菜具有良好的品質(zhì)，灌溉量不宜低于80% ET。

4 結(jié)論

在實(shí)際生產(chǎn)中，雞毛菜產(chǎn)量和品質(zhì)是生產(chǎn)者都要考慮的重要因素。本試驗(yàn)中，盡管80% ET處理?xiàng)l件下雞毛菜綜合品質(zhì)最優(yōu)，但其產(chǎn)量顯著低于T1（100% ET）和T2（90% ET）2個(gè)處理（圖3）。100% ET和90% ET灌溉量處理?xiàng)l件下雞毛菜產(chǎn)量顯著高于80% ET灌溉量處理，其品質(zhì)略低于80% ET灌溉量處理，因此，綜合產(chǎn)量和品質(zhì)因素考慮，100% ET和90% ET灌溉量是較適宜雞毛菜菜產(chǎn)量和品質(zhì)的補(bǔ)充灌水量，但在考慮耗水量的問題上，為了盡可能地提高水分利用效率，90% ET處理下為處理范圍內(nèi)最適宜的理論灌溉量。該結(jié)論可用于指導(dǎo)潮汐灌溉，潮汐式灌溉穴盤內(nèi)基質(zhì)水分含量瞬間達(dá)到飽和，在不考慮耗水量的基礎(chǔ)上，本試驗(yàn)證明，高灌溉量有利于雞毛菜的生長，又因潮汐式灌溉量系統(tǒng)具有回收多余灌溉水的能力，故能減少灌溉水的散失，從而有效利用水分，降低耗水量。

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