不同濃度硅對水培生菜生長及營養品質的影響

李聰聰 吉家曾 丁慧霞 陳增舉 彭 旭

（廣州市八斗農業科技有限公司，廣東省廣州市 510000）

生菜因生長周期短、易于管理、產量高等特征成為了植物工廠中主要的栽培葉菜[1]。目前，大多數生菜水培采用的是葉菜營養液配方，很多學者通過對營養液的基礎配方進行改良，促進了生菜的生長發育，提高了生菜的營養品質[2]。硅是植物生長所需的重要元素，施用硅肥后，不僅能使農作物的莖、葉挺直，促進葉片光合作用，而且能調節氣孔關閉，提高農作物抗性。此外，硅肥中還含有較多的鈣、鎂和一定的微量元素，對農作物有復合營養作用[3]。

大量研究表明，施用硅肥對果菜的營養品質及口味有明顯的改善作用。例如，高熙等[4]發現將硅肥作基肥施用，能促進草莓營養生長，草莓的維生素C 含量可增加11.1%～12.7%；龍斌等[5]研究發現，施用硅肥可使番茄增產4.25%～11.37%；王岐山等[6]研究發現，在蔬菜生長盛期根外噴施水溶性硅肥，可使茄果類蔬菜產量增加2 0%，葉菜類蔬菜增產約10%。但目前大多數研究是以基質添加硅肥或葉面噴施水溶性硅肥為主，有關營養液中直接添加硅肥的研究還鮮有涉及，且施用硅肥對水培生菜的影響也未見報道。鑒于此，筆者以羅馬生菜為試驗材料，采用深液流水培栽培方式，對不同濃度硅肥對生菜的生長發育及營養品質的影響進行探究，旨在篩選出生菜水培營養液中最適的硅肥濃度，從而為植物工廠中水培生菜提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗設在廣州市八斗農業科技有限公司栽培實驗室內進行。供試材料為羅馬生菜（購于北京鼎豐現代農業有限公司）。生菜于2018 年8 月24 日采用海綿塊播種，培育15 d后（9 月8 日），選取長勢一致的健壯幼苗移至水培槽中（55 cm×37 cm×7 cm），用1 mol/L 的氯化氫溶液將營養液pH 調至適宜范圍，每個水培槽中種植生菜12株。營養液采用華南農業大學葉菜改良營養液配方；光照采用紅藍復合的LED 燈，光照強度為250 umol/（m2·s）；用氣泵每2 h 往營養液中充氣15 min，以保證營養液中有充足的氧氣。

試驗設4 個不同硅肥（分析純Na2SiO3·9H2O）濃度處理：（CK）0 mmol/L、(1)0.5 mmol/L、(2)1.0 mmol/L、(3)1.5 mmol/L。每處理重復 3 次。

1.2 測定指標

于定植后22 d（9 月30 日），每處理隨機選取3株生菜，分別測定地上部鮮重、根鮮重、地上部干重、根干重、株高、最大功能葉長和寬、葉片數。

取新鮮的生菜葉片測定其營養品質，分別采用水楊酸分光光度計比色法和蒽酮比色法測定生菜葉片中的硝酸鹽含量和可溶性糖含量，采用鉬藍比色法測定生菜葉片中的維生素C 含量，采用考馬斯亮藍法測定生菜葉片中的可溶性蛋白含量。每處理測定3 次。

采用Excel 2007 和SPSS 17.0 軟件對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度硅肥對生菜生物量的影響

由表1可知，營養液中添加硅肥的3個處理的羅馬生菜地上部鮮重均較CK 有所提高，地上部鮮重表現為處理（1）＞處理（2）＞處理（3）＞CK，其中，處理（1）、處理（2）的生菜地上部鮮重分別比CK增加30.08%、20.71%，且差異達顯著水平。根鮮重表現為處理（3）＞CK＞處理（1）＞處理（2），其中處理（3）的生菜根鮮重為4 個處理最高，且與其它處理間差異達顯著水平。地上部干重表現為處理（2）＞處理（1）＞處理（3）＞CK,其中處理（2）、處理（1）的生菜地上部干重分別比CK 增加17.22%、12.09%，且差異達顯著水平。根干重表現為處理（3）＞處理（1）＞CK＞處理（2），各處理間差異不顯著。

表1 不同濃度硅肥對生菜生物量的影響 (單位：g)

2.2 不同濃度硅肥對生菜生長形態的影響

由表2 可知，株高表現為處理（1）＞處理（2）＞CK＞處理（3），各處理間差異不顯著。最大葉葉長表現為處理（1）＞CK＞處理（2）＞處理（3），各處理間差異不顯著。最大葉葉寬表現為處理（1）＞處理（3）＞CK＞處理（2），處理（1）與處理（2）間差異達顯著水平。葉片數表現為處理（1）＞處理（2）＞CK＞處理（3），其中處理（3）的葉片數顯著少于比其它處理。

表2 不同濃度硅肥對生菜生長形態的影響

2.3 不同濃度硅肥對生菜營養品質的影響

由表3可知，營養液中添加硅肥后羅馬生菜葉片中的硝酸鹽含量顯著低于CK，處理（1）、處理（2）、處理（3）的生菜葉片中硝酸鹽含量分別比CK 降低32.87%、25.70%、25.87%。處理（1）、處理（2）、處理（3）的生菜葉片中可溶性糖含量分別較CK 增加33.02%、10.80%、18.98%，其中，處理（1）的生菜葉片中可溶性糖含量顯著高于CK 和處理（2）。維生素 C 含量表現為處理（1）＞處理（2）＞CK ＞處理（3），其中，處理（1）的生菜葉片中維生素C 含量較CK 顯著增加25.2%。

表3 不同濃度硅肥對生菜營養品質的影響

3 討論與結論

有研究表明，在一定濃度硅肥的作用下，植物根系活力有所提高；肥料中添加硅元素后可促進植物對磷、鉀等元素的吸收，改善植株內的營養條件，從而促進植物生物量的增加[7]。而本試驗中，在水培營養液中添加硅肥后，羅馬生菜的地上生物量顯著增加，尤其是處理（1），羅馬生菜的株高、葉片形態及葉片數均比CK有所增長。盧剛[8]發現，肥料中添加硅元素有利于提高植物的光合作用，魏國強[9]發現，肥料中添加硅肥能增加黃瓜葉片中葉綠素含量，提高抗氧化酶含量。上述研究和本試驗結果均表明，硅能參與植物的生長代謝，從而促進植物生物量的增加。

劉緩等[10]發現，黃瓜中硝酸鹽含量的降低與硅肥濃度有一定的相關性。而本試驗結果表明，在水培營養液中添加硅肥能有效降低生菜葉片中的硝酸鹽含量，且添加的硅肥濃度越低，生菜葉片中的硝酸鹽含量越低，這可能是因為硅肥濃度過高對生菜產生了離子毒害作用。而分析生菜葉片中硝酸鹽含量降低的主要原因，可能是在營養液中添加硅肥后，影響了生菜根部對營養液中氮素的吸收和轉化，也有可能是硅參與了植物體內的氮代謝。

硅肥能提高果蔬的維生素C和可溶性糖含量已成為很多學者的共識（已有多處報道），如王苗苗等[11]認為，硅肥能提高黃瓜果實中可溶性糖和維生素C 的含量，但其機理尚未研究清楚。而本試驗結果亦表明，硅肥能提高羅馬生菜葉片中可溶性糖含量和維生素C含量，這對改善水培生菜的風味有重要作用。在水培營養液中添加硅肥可提高生菜葉片中的可溶性糖含量，這可能是因為硅可提高硝酸還原酶活性，改善植株對氮素的同化和配置，使植株吸收的氮素很少以硝態氮形式存在，進而提高了生菜葉片中的可溶性糖含量。

綜上，在水培營養液中添加一定濃度的硅肥后，可有效提高生菜的生物量和營養品質，其最適添加濃度為0.5 mmol/L。