冰菜苗期水培營養(yǎng)液的篩選

周瑾，劉君，黑銀秀，徐蔣來，汪秀媛*

(1.臺(tái)州市林業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 臺(tái)州 318000；2.臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 臺(tái)州 318000)

冰菜(MesembryanthemumcrystallinumL.)又名冰葉日中花、非洲冰菜，番杏科日中花屬一年生草本植物，因其葉面和莖上著生有大量冰晶狀顆粒，在太陽照射下反射光線，得名冰菜[1]。冰菜中含有豐富的微量和大量營養(yǎng)元素[2-3]，作為一種具有較高保健功能的蔬菜，在各大酒店以涼拌、生吃為主，值得深入研究和廣泛推廣種植。

水培具有綠色、高效、生長期短等優(yōu)勢(shì)，該栽培方式更適合冰菜采摘、涼拌、生吃。常規(guī)營養(yǎng)液配方培養(yǎng)的冰菜冰珠少、商品性差，研究適合冰菜生長且冰珠多的營養(yǎng)液是冰菜水培生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是，目前鮮有人在冰菜水培營養(yǎng)液方面進(jìn)行研究。

近年來，國內(nèi)關(guān)于冰菜的研究主要集中在栽培技術(shù)[4-6]、耐鹽機(jī)制[7-10]及種子萌發(fā)[11-13]等方面。冰菜具有極強(qiáng)的抗旱性和耐鹽性，是植物耐鹽性研究的模式植物之一。李廣魯?shù)萚14]研究表明，冰葉日中花為喜鹽植物，較低質(zhì)量濃度(200 mmol·L-1氯化鈉)鹽脅迫對(duì)冰葉日中花植株生長有一定的促進(jìn)作用。徐微風(fēng)等[3]發(fā)現(xiàn)，冰菜能在全海水澆灌環(huán)境中生長，最適合其生長的海水濃度為20%～40%，60%海水濃度處理下的冰菜未表現(xiàn)出生長抑制。水培非洲冰菜高產(chǎn)栽培最適鹽濃度為0.05 mol·L-1[15]。低濃度的氯化鈉(0.1%、0.3%)處理有利于冰菜植株生長發(fā)育[9]。最適合冰菜組培苗生長的氯化鈉濃度為0.9%[16]。

本實(shí)驗(yàn)以日本園試配方為對(duì)照，配制了氯化鈉濃度為2 000 mg·L-1的3種營養(yǎng)液，通過不同營養(yǎng)液配方對(duì)比試驗(yàn)，旨在篩選出適宜冰菜生長的營養(yǎng)液配方，以期為水培冰菜生產(chǎn)進(jìn)一步研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自育冰菜品種TB-1。試驗(yàn)于2020年2月在臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)室光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行，驗(yàn)證試驗(yàn)于2021年3月在玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行。

1.2 營養(yǎng)液配方

試驗(yàn)設(shè)A、B、C營養(yǎng)液配方，以日本園式配方為對(duì)照，每個(gè)處理3次重復(fù)。4種營養(yǎng)液微量元素為通用配方，大量元素配方見表1。

表1 不同營養(yǎng)液配方Table 1 Different nutrient solution formulations 單位：mg·L-1

1.3 栽培方式與管理

試驗(yàn)于2020年2月20日育苗，待冰菜幼苗長到四葉一心時(shí)，將根部洗凈，移栽到72孔穴盤內(nèi)，穴盤間隔種植，放置到黑色專用水培箱上(圖1)，水培箱放置到光照培養(yǎng)箱內(nèi)。在整個(gè)生長時(shí)期，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，水培箱中加入相對(duì)應(yīng)的營養(yǎng)液，同時(shí)監(jiān)測(cè)營養(yǎng)液中的pH值和可溶性鹽濃度(EC)。當(dāng)營養(yǎng)液減少時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充營養(yǎng)液至莖基部下方1 cm處。冰菜生長期間，光照培養(yǎng)箱光照時(shí)長16 h、溫度25 ℃，黑暗時(shí)長8 h、溫度16 ℃。

圖1 光照培養(yǎng)箱內(nèi)水培裝置Fig.1 Hydroponic device in a light incubator

重復(fù)試驗(yàn)于2021年2—3月在臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院智能溫室內(nèi)進(jìn)行，將種子撒播于穴盤中，待幼苗2片真葉時(shí)假植到72孔穴盤內(nèi)，待幼苗長至4片真葉，挑選生長一致的植株洗凈根部基質(zhì)后，移到水培裝置中。水培裝置下層為藍(lán)色聚氯乙烯儲(chǔ)液箱，上層為泡沫板，植株固定于上層泡沫板的定植孔內(nèi)，不同配方的營養(yǎng)液盛放于獨(dú)立的水培箱中，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)(圖2)。利用電動(dòng)增氧泵給箱內(nèi)營養(yǎng)液間歇式(30 min·次-1)供氧。

圖2 溫室內(nèi)水培裝置Fig.2 Hydroponic installation in the greenhouse

1.4 測(cè)量指標(biāo)

移栽30 d后進(jìn)行指標(biāo)測(cè)量。每個(gè)處理選取3株生長一致的冰菜測(cè)定葉片數(shù)和單株分枝數(shù)。用直尺測(cè)量冠幅(植株最寬處的寬度)、根長、葉片長度、葉片寬度，再分別稱其地上部和地下部鮮重，然后置于105～110 ℃恒溫干燥箱中殺青0.5 h，再恒溫至65～75 ℃，繼續(xù)烘干，直至恒重，最后分別稱其地上部和地下部干重。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和DPS 19.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同營養(yǎng)液配方物理特性

表2 不同配方營養(yǎng)液物理特性Table 2 Physical properties of nutrient solutions in different formulations

2.2 不同營養(yǎng)液配方對(duì)水培冰菜生物量的影響

由表3看出，冰菜幼苗定植30 d后，4種營養(yǎng)液配方之間地上鮮重差異顯著，地下鮮重差異不顯著。配方A的地上干重、地上鮮重、地下干重、地下鮮重、鮮重冠根比達(dá)最大，其中地上鮮重和地上干重顯著高于配方B、C、CK。B、C、CK營養(yǎng)液配方之間的地下鮮重、地上干重、地下干重差異不顯著。

表3 不同營養(yǎng)液配方對(duì)水培冰菜生物量的影響Table 3 Effect of different nutrient solution formulations on the biomass of Mesembryanthemum crystallinum

2.3 不同營養(yǎng)液配方對(duì)水培冰菜形態(tài)指標(biāo)的影響

如圖3所示，側(cè)枝越多，葉片越多，側(cè)枝數(shù)和葉片數(shù)呈正比。配方A的葉片數(shù)和側(cè)枝數(shù)最多，顯著多于配方C，和配方B差異不顯著。

柱上無相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。圖4～6同。圖3 不同營養(yǎng)液配方對(duì)冰菜形態(tài)指標(biāo)的影響Fig.3 Effect of different nutrient solution formulations on morphological indexes of Mesembryanthemum crystallinum

由圖4可以看出，配方A的葉面積最大，達(dá)92.18 cm2，顯著高于B、C、CK。配方C葉面積最小，配方B和CK的葉面積沒有顯著差異。

圖4 營養(yǎng)液配方對(duì)冰菜葉面積的影響Fig.4 Effect of different nutrient solution formulations on leaf area of Mesembryanthemum crystallinum

圖5表明，配方CK的冰菜根長最長，其次是配方A，但CK和配方A根長差異不顯著。配方C根長依然是最小。配方A和CK根長顯著大于配方B、C。

圖5 不同營養(yǎng)液配方對(duì)冰菜根長的影響Fig.5 Effect of different nutrient solution formulations on root length of Mesembryanthemum crystallinum

圖6可以看出，配方A的冠幅最大，其次是配方B、CK，配方C冠幅最小。配方A與C、CK差異顯著。

圖6 不同營養(yǎng)液配方對(duì)冰菜冠幅的影響Fig.6 Effect of different nutrient solution formulations on crown width of Mesembryanthemum crystallinum

綜上，不同營養(yǎng)液配方對(duì)冰菜葉面積、根長、冠幅影響較大。A、B、C配方的葉面積、根長、冠幅均表現(xiàn)出A>B>C，A的葉面積和冠幅顯著高于對(duì)照，A的葉面積和根長顯著高于B和C。A配方最適合冰菜幼苗的生長，配方C不適合冰菜生長。

2.4 重復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證

第2年在溫室內(nèi)進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)，在4種營養(yǎng)液配方中冰菜幼苗在溫室內(nèi)的生長規(guī)律與光照培養(yǎng)箱內(nèi)相同。

從圖7可以直觀地看出，配方A冰菜幼苗葉片數(shù)多、葉片大、冠幅大、根系長、長勢(shì)最好，最適合冰菜水培幼苗生長。其次是對(duì)照，冰菜幼苗長勢(shì)較好。配方C的冰菜幼苗冠幅最小、葉片小、根系短，長勢(shì)最差，不適合作為冰菜苗期營養(yǎng)液使用。

圖7 不同營養(yǎng)液配方對(duì)冰菜幼苗生長的影響Fig.7 Effects of different nutrient solution formulations on seedling growth of Mesembryanthemum crystallinum

3 結(jié)論與討論

無土栽培是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中最先進(jìn)的栽培技術(shù)[17-18]，能夠配套自動(dòng)控制的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，具有高效、優(yōu)質(zhì)、綠色、節(jié)水、省肥等優(yōu)點(diǎn)[19]，而營養(yǎng)液配方又是無土栽培技術(shù)體系中的核心部分[20]。

本研究表明，配方A(四水硝酸鈣945 mg·L-1+硝酸鉀809 mg·L-1+磷酸二氫銨77 mg·L-1+磷酸氫二銨88 mg·L-1+七水硫酸鎂493 mg·L-1+氯化鈉2 000 mg·L-1)中生長的冰菜側(cè)枝多、葉片數(shù)多且大、冠幅大、根系長、長勢(shì)最好，配方A最適合冰菜水培幼苗生長。其次是對(duì)照的日本園式配方，冰菜幼苗長勢(shì)較好。配方C的冰菜幼苗葉片小、根系短、根量少，長勢(shì)最差，不適合作為冰菜苗期營養(yǎng)液使用。本實(shí)驗(yàn)通過水培試驗(yàn)得到了冰菜苗期適合的營養(yǎng)液配方，下一步試驗(yàn)篩選出適合水培冰菜生長期的營養(yǎng)液配方。

本試驗(yàn)3種自配的營養(yǎng)液配方中都添加了0.001 mol·L-1(NH4)2HPO4，而(NH4)2HPO4溶液是堿性的，所以A、B、C配方的pH值達(dá)到7以上，顯著高于對(duì)照。冰菜在pH值7以上的營養(yǎng)液中生長并未表現(xiàn)出抑制。

在本實(shí)驗(yàn)中A、B、C配方都添加了相同濃度2 000 mg·L-1氯化鈉，該濃度與劉慧穎等[9，15]的研究結(jié)果相近，導(dǎo)致營養(yǎng)液中總含鹽量和EC值顯著高于CK，而且添加氯化鈉的營養(yǎng)液配方的冰菜幼苗冰珠變大，該結(jié)果與李慧霞等[15]研究結(jié)果相同。但本文添加的0.2%的氯化鈉低于李廣魯?shù)萚14，16]研究結(jié)果，這可能是基質(zhì)培、組培與水培的栽培方式不同導(dǎo)致。接下來將進(jìn)一步細(xì)化試驗(yàn)方案，篩選出適合冰菜不同生長階段的營養(yǎng)液的鹽分濃度。