不同營養液濃度對水培韭菜生長適應性的影響

季延海 武占會 于平彬 梁 浩 劉明池 *

（1北京市農林科學院蔬菜研究中心，北京 100097；2農業部都市農業華北重點實驗室，北京 100097）

不同營養液濃度對水培韭菜生長適應性的影響

季延海1，2武占會1，2于平彬1梁 浩1，2劉明池1，2*

（1北京市農林科學院蔬菜研究中心，北京 100097；2農業部都市農業華北重點實驗室，北京 100097）

在正常營養液基礎上設置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個梯度，研究韭菜水培條件下適宜的營養液濃度及其對韭菜生長、產量和品質的影響。結果表明，隨著營養液濃度的增加，韭菜株高、葉長、葉寬、葉片數、假莖粗和根系活力均呈先降低后升高的趨勢；VC、可溶性糖、可溶性蛋白等品質指標呈先升高后降低的趨勢。0.5 C處理的韭菜產量最高，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養液濃度。

韭菜；營養液濃度；生長；硝酸鹽含量；品質

無土栽培作為一項設施園藝栽培形式，能夠實現自然資源和土地的高效利用，對于農業的現代化和可持續發展具有重要意義（王久興和王子華，2005；楊其長和張成波，2005；蔣衛杰，2007）。無土栽培養分供給主要是通過營養液提供（王振龍，2008），直接影響作物的生長，故營養液的配制和管理是無土栽培成功與否的關鍵（張莉，2006）。目前，我國對于營養液配方的研究較多，已經形成了一批針對不同作物的營養液配方，而對于營養液管理方法特別是營養液濃度管理和調控的研究則較少。

無土栽培沒有土壤的緩沖及微生物的作用，基質和營養液是植株賴以生存的根系環境。營養液濃度過低會使作物營養不良導致生長緩慢、生物量低，而濃度過高則會致使作物生長受抑制，甚至死亡。研究表明在適宜的范圍內，營養液濃度的提高能夠提高植株葉片的葉綠素含量，促進光合作用（倪紀恒 等，2011），改善品質（Max & Horst，2009；李邵 等，2011），并最終提高產量（Zhang et al.，2015）；而過高的營養液濃度會抑制植株的生長（Li et al.，2001）， 降 低 根 系 活 力（Rouphael et al.，2012）和養分利用效率（高曉旭 等，2014），并抑制產量的提高和品質的改善（陳艷麗 等，2010；Neocleous & Savvas，2015）。林多等（2007）研究表明，低濃度營養液不利于網紋甜瓜植株的生長；而高濃度營養液使植株營養生長過旺，產量、品質變劣。別之龍等（2005）研究表明，營養液濃度的提高會增加植株體內硝酸鹽的累積。而對菠菜和大白菜的研究表明，營養液濃度過高會造成植株光合作用速率降低，硝酸鹽含量增加（王瑞 等，2016），品質和產量下降（Alberici et al.，2008）。可以看出，營養液濃度的管理對蔬菜光合作用、根系活力等都有影響，最終影響產量及品質。所以，營養液濃度的科學化管理有利于促進蔬菜的生長發育。

韭菜營養液水培技術很好地解決了韭菜生產過程中韭蛆的為害，大大減少了農藥的使用量，具有生長速度快、產量高、凈菜率高等優點。但目前對于水培韭菜營養液管理及營養液濃度的相關研究較少。本試驗研究營養液濃度對韭菜生長、產量和品質的影響，以期為韭菜營養液水培提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在北京市農林科學院蔬菜研究中心連棟玻璃溫室內進行。以韭菜品種791為試驗材料，水培設施為北京市農林科學院蔬菜研究中心研發的韭菜水培系統，采用72孔無底格盤，每孔播種3粒，播種時先在格盤上鋪播種紙，將種子播在上面，然后蓋上覆蓋紙，最后鋪上一層濕潤的珍珠巖，置于催芽箱內催芽，待種子發芽后將格盤置于注入營養液的栽培槽內。

正常營養液配方為：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。營養液使用凈化水配制。

1.2 試驗方法

在正常營養液（C）基礎上設置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個濃度梯度，各濃度營養液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 節 pH 在6.0±0.3范圍內，每7 d調節1次。每個處理播種5盤，挑選生長較好的3盤進行調查，每盤隨機調查5株，每個處理面積為0.76 m2。

1.3 測定項目

試驗于2012年4月5日播種，由于韭菜需要養根以保證后續多次的收獲，從播種到第1茬收獲（9月5日）周期較長，為保證指標測定的真實準確，除產量外所有指標均于第2茬測定，第2茬收獲時間為10月3日，第3茬收獲時間為11月7日。

生長指標測定包括韭菜植株的株高、假莖粗、葉長、葉寬、葉片數，每處理測量5株，3次重復；采用電子夭平測定單株鮮質量，再在105 ℃下殺青15 min，75 ℃烘干至恒重，測定干質量，每個處理3次重復，每個重復測定3次，每次測定2株。

根系活力測定參照李合生（2000）的方法。

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

以收獲時1個營養液栽培格盤（面積為0.151 2 m2）內的韭菜質量（kg）計為產量，分別測量3茬韭菜的產量并計算總產量。

1.4 數據處理

采用Excel 2010軟件和SPSS 17.0軟件進行數據處理和分析。

2 結果與分析

2.1 營養液濃度對韭菜生長的影響

從表1可以看出，隨著營養液濃度的增加，韭菜株高、葉長、葉寬、葉片數和假莖粗均呈先降低后升高的趨勢。0.5 C處理的韭菜株高和葉長最大，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養液濃度的增加呈先下降后上升的趨勢。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 營養液濃度對韭菜生長的影響

2.2 營養液濃度對韭菜品質的影響

從表2可以看出，韭菜的VC含量隨著營養液濃度的增加呈現先增大后減小的趨勢，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養液濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，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養液濃度的增加而顯著增加，2.5 C處理的硝酸鹽含量最高，達到2 568.80 mg·kg-1，0.5 C處理最低。亞硝酸鹽含量隨著營養液濃度的增加呈先上升后降低的趨勢，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 營養液濃度對韭菜品質的影響

2.3 營養液濃度對韭菜生物量的影響

由表3可以看出，韭菜單株鮮、干質量均隨著營養液濃度的增加呈先下降后上升的趨勢。0.5 C處理的單株鮮、干質量均最高，分別為2.89 g和0.25 g。3茬韭菜產量隨著營養液濃度的增加總體表現為下降的趨勢，總產量以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 營養液濃度對韭菜生物量的影響

3 討論

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

營養液中氮素的供應主要依靠硝態氮，因此導致水培蔬菜產品中的硝酸鹽含量偏高。本試驗中韭菜硝酸鹽含量隨營養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。可見降低營養液濃度是降低植株內硝酸鹽含量的有效措施。但是從本試驗對品質的測定結果可以看出，一定程度下營養液濃度的提高有利于VC、可溶性糖、可溶性蛋白等品質指標的提高。因此，在無土栽培中營養液濃度的調控要綜合考慮產量和品質兩方面的因素，需要進一步研究降低硝酸鹽含量的方法和低硝態氮的營養液配方。

4 結論

① 不同營養液濃度對水培韭菜的生長、產量和品質有著顯著的影響，營養液濃度的增加有利于提高VC、可溶性糖、可溶性蛋白含量，但會抑制韭菜的生長，降低產量，增加韭菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量。

② 本試驗結果表明，0.5 C處理（EC值為2.90）的韭菜產量最高，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養液濃度。

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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，專業方向：設施蔬菜與無土栽培，E-mail：jiyanhai@nercv.org

*

（Corresponding author）：劉明池，男，研究員，碩士生導師，專業方向：設施蔬菜栽培與生理，E-mail：liumingchi@nercv.org

2017-06-28；接受日期：2017-08-02

國家大宗蔬菜產業技術體系項目（CARS-23-G-06），農業部公益性行業科研專項（201303133-2），北京市農林科學院科技創新能力建設專項（KJCX20150701）