不同電導率營養液對蕹菜生長、品質及產量的影響

李杰 楊萍

摘? ? 要：為研究營養液濃度對蕹菜生長、品質和產量的影響，篩選出適合蕹菜水培的營養液濃度，本試驗以蕹菜為材料，采用營養液水培法，以自來水為對照（CK），設4個營養液電導率（EC）處理，分別為EC=1.0、EC=1.5、EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1。結果表明，EC=1.5 mS·cm-1時蕹菜株高顯著高于CK，該處理下蕹菜的株高、莖粗、葉長和葉寬均為最大。EC=1.5 mS·cm-1時蕹菜葉片葉綠素含量顯著高于其他各處理，蕹菜根系活力顯著高于EC=2.5 mS·cm-1和CK。EC=1.5 mS·cm-1時蕹菜可溶性蛋白和維生素C含量最高。蕹菜硝酸鹽含量以CK最低，EC=2.5 mS·cm-1最高，且顯著高于其他各處理。同時，EC=1.5 mS·cm-1顯著增加了蕹菜單株質量和產量。綜上所述，供試4個營養液濃度中，采用1.5 mS·cm-1營養液最適合水培蕹菜的生產。

關鍵詞：蕹菜;營養液;電導率;品質;產量

中圖分類號：S636.9 文獻標志碼：A 文章編號：文章編號：1673-2871（2020）12-082-05

Abstract： In order to study the effect of nutrient solution concentration on the growth， quality， and yield of water spinach， and to screen out the suitable nutrient solution concentration for water spinach， spinach was used as material in this research， four electrical conductivity （EC） treatments were set， which were EC=1.0， EC=1.5 EC=2.0 and EC=2.5 mS·cm-1， and water was used as control （CK）. The growth， quality and yield of water spinach treated with nutrient solution at different EC values were studied. The results showed that the plant growth was significantly improved when it was under EC=1.5 mS·cm-1 treatment， plant height， stem diameter， leaf length and leaf width of water spinach were the largest among all of the treatments. The chlorophyll content of water spinach leaves under EC=1.5 mS·cm-1 treatment was significantly higher than those of other treatments. The root activity of water spinach under EC=1.5 mS·cm-1 treatment was significantly higher than that of EC=2.5 mS·cm-1 treatment and CK. The soluble protein and vitamin C contents of water spinach under EC=1.5 mS·cm-1 treatment was the highest. The nitrate content of water spinach under CK was the lowest， while it was the highest under EC=2.5 mS·cm-1 treatment， and the nitrate content of? EC=2.5 mS·cm-1 treatment was significantly higher than other treatments. Additionally， the plant weight and yield of water spinach was significantly increased by EC=1.5 mS·cm-1 treatment. In conclusion， 1.5 ms·cm-1 was the most suitable EC level of nutrient solution for hydroponic water spinach.

Key words： Water spinach; Nutrient solution; Electrical conductivity; Quality; Yield

蕹菜（Ipomoea aquatic Forsk）又名空心菜，屬旋花科一年生或多年蔓生草本植物[1]。由于蕹菜耐熱，因此可以在高溫季節進行生產。同時，蕹菜具有生長周期短、可以重復采收的優點，是設施水培種植的主要葉菜之一[2]。

水培是將作物直接種植在營養液中，通過對營養液組分調控以實現養分充足供應，進而增強作物長勢，促進其產量的增加和品質的改善[3-4]。營養液的電導率（EC）是水培營養液管理中最重要的調控參數之一，EC值的高低反映了營養液的營養水平[5]，直接影響水培作物的生長發育、產量和品質[6]。研究表明，EC值過高會降低產量，造成果實畸形，EC值過低會造成養分虧缺，影響作物生長[7]。周廬萍等[8]認為較高的電導率營養液有助于提高菊花地上、地下部鮮質量和干質量，同時提高了光合速率。隨著水培技術的發展，研究者對營養配方進行調整，從而演變出許多適合植物生長的配方，認為營養液配方具有一定的通用性，改變一種營養液中元素的數量和比例，可適用于幾種植物的生長[9]。戴必勝等[10]通過對水仙花的研究得出，用霍格蘭營養液培育出的植株根系發達，葉片鮮綠，開花數和花朵直徑都比對照多而大。段萍[11]通過改變霍格蘭營養液的濃度進行富貴竹的水培，得出1/2劑量的霍格蘭營養液更有利于其生長。

目前，蕹菜水培生產上尚無專用營養液，多采用荷蘭溫室營養液配方[5]，但適宜的營養液濃度尚不明確。因此，本試驗設置不同EC營養液，通過研究水培蕹菜的生長、品質和產量的變化規律，探求適宜其生長的營養液濃度，為水培蕹菜產業化發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試蕹菜品種為‘閩都三叉蕹菜，由福州立信種苗公司提供。用128孔穴盤（規格：上口徑35 mm，下口徑30 mm，深度40 mm，外形545 mm×280 mm）育苗，每穴播2粒種子，播種前先用0.1%的高錳酸鉀對種子表面消毒。基質為V草炭∶V珍珠巖∶V蛭石=3∶1∶1的混合基質。

1.2 方法

試驗于2019年5—7月在中國農業科學院南口基地溫室內進行。試驗共設5個處理：（1）EC=1.0 mS·cm-1、（2）EC=1.5 mS·cm-1、（3）EC=2.0 mS·cm-1、（4）EC=2.5 mS·cm-1、（5）自來水對照（CK）。采用隨機區組設計，每個處理3次重復，每個重復30株。于2019年5月育苗，待幼苗“拉十字”時開始間苗，每穴保留1株。將穴盤統一放到玻璃溫室，并將溫度控制在20～25 ℃。2019年6月1日（蕹菜3葉1心期）開始定植。

采用基地溫室的水培系統（水培槽長550 cm，寬8.4 cm，深10 cm），水培槽離地面80 cm，每個水培槽有30個孔，每個孔配套1個定植杯，定植杯上口徑3 cm，下口徑2.6 cm，深度4.5 cm。營養液水源為基地灌溉用的自來水，其EC值為0.418 mS·cm-1，pH為7.7。定植后每天測1次電導率和pH值，pH控制在6.2～6.5。

試驗使用的基礎營養液為荷蘭溫室配方，營養液包含四水硝酸鈣886 mg·L-1、硝酸鉀303 mg·L-1、硫酸銨33 mg·L-1、磷酸二氫鉀204 mg·L-1、硫酸鉀218 mg·L-1、七水硫酸鎂247 mg·L-1、乙二胺四乙酸二鈉鐵30 mg·L-1、硼酸2.86 mg·L-1、硫酸錳2.13 mg·L-1、硫酸鋅0.22 mg·L-1、硫酸銅0.22 mg·L-1、鉬酸銨0.02 mg·L-1。定植后30 d開始測定蕹菜的生長指標、生理指標和品質，并稱量每個處理的單株質量，統計小區產量。

1.3 項目測定

營養液的pH值采用DZ-01型酸度計（上海隆拓公司）測定，EC值采用DDS-11A型電導儀（上海隆拓公司）測定。定植后第30 天用卷尺測定株高（根莖交界處到莖尖距離），用游標卡尺測定莖粗（莖基部1 cm 處的直徑），隨機選取植株從上到下第6片葉，用卷尺測量葉長（葉腋到葉尖距離）和葉寬（葉片最寬處）。每個處理3次重復，每個重復測量5株。采用手持式SPAD-502葉綠素計（日本KONICA MINOLTA公司生產）測定葉綠素SPAD值。根系活力采用TTC還原法測定[9]。可溶性蛋白質含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定，維生素C含量和硝酸鹽含量采用分光光度法測定，均參照鄒琦[12]的方法。采收后稱量單株質量，并統計小區產量。

1.4 數據分析

運用Microsoft Excel 2019軟件處理數據并作圖，用SPSS 20.0軟件進行方差分析，并采用單因素方差分析（ANOVA）比較不同數據組間的差異顯著性，數據表示為平均值±SE。

2 結果與分析

2.1 不同電導率營養液對蕹菜生長的影響

從圖1可以看出，營養液處理下蕹菜的株高均顯著高于自來水（CK），不同EC營養液處理間沒有顯著差異。EC=1.5 mS·cm-1處理下蕹菜的莖粗最大，且顯著高于CK，與其他處理無顯著差異;CK、EC=1.0、EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1間無顯著差異。EC=1.5 mS·cm-1蕹菜葉長最大，且顯著高于CK，與其他處理無顯著差異;CK、EC=1.0、EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1間蕹菜葉長無顯著差異。蕹菜葉寬的變化規律與葉長的相似，以EC=1.5 mS·cm-1葉寬最大。

2.2 不同電導率營養液對蕹菜葉綠素和根系活力的影響

從圖2可以看出，CK處理蕹菜葉綠素SPAD值最低，EC=1.5 mS·cm-1葉綠素SPAD值最高，且顯著高于其他營養液處理。就蕹菜的根系活力而言，EC=1.5 mS·cm-1根系活力最強，EC=1.0、EC=1.5和EC=2.0 mS·cm-1間無顯著差異，且均顯著高于CK和EC=2.5 mS·cm-1;CK與EC=2.5 mS·cm-1沒有顯著差異。

2.3 不同電導率營養液對蕹菜可溶性蛋白質、維生素C和硝酸鹽含量的影響

從表1可知，EC=1.5 mS·cm-1蕹菜可溶性蛋白質含量最高，且顯著高于其他處理;EC=1.0、EC=2.0、EC=2.5 mS·cm-1間無顯著差異，但EC=1.0 mS·cm-1顯著高于CK;CK處理下蕹菜可溶性蛋白質含量最低。EC=1.5 mS·cm-1蕹菜維生素C含量最高，與EC=2.0 mS·cm-1無顯著差異，但顯著高于CK、EC=1.0和EC=2.5 mS·cm-1;CK、EC=1.0和EC=2.5 mS·cm-1間無顯著差異。蕹菜硝酸鹽含量以CK最低，EC=2.5 mS·cm-1最高，且顯著高于其他各處理;隨EC值的增大而逐漸增大;EC=1.0 mS·cm-1和CK無顯著差異，EC=1.0 mS·cm-1與EC=1.5 mS·cm-1無顯著差異。除EC=1.0 mS·cm-1外，其他各處理的蕹菜硝酸鹽含量均顯著高于CK。

2.4 不同電導率營養液對蕹菜產量的影響

從表2可知，EC=1.5 mS·cm-1的單株質量最高，且顯著高于其他各處理;EC=2.0、EC=2.5 mS·cm-1顯著高于CK，與EC=1.0 mS·cm-1無顯著差異。就不同EC營養液對蕹菜產量而言，以EC=1.5 mS·cm-1最高，以CK處理產量最低。EC=1.5 mS·cm-1顯著高于其他各處理。EC=1.0、EC=2.0、EC=2.5 mS·cm-1間無顯著差異，EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1顯著高于CK。

3 討論與結論

在水培蔬菜生產中，營養液為植物的生長發育提供養分和水分。營養液EC值過低或過高都會影響蔬菜作物的正常生長，EC過低導致養分不足，過高則產生鹽害，還會引起葉菜中硝酸鹽的積累，影響蔬菜品質[6]。本試驗研究表明，營養液處理的蕹菜株高和莖粗均顯著高于自來水（CK），但EC值超過1.5 mS·cm-1時莖粗減小，存在徒長的現象。隨著營養液EC值的增大，葉長和葉寬呈先增大后減小的趨勢，說明隨著營養液中離子濃度發生改變，低濃度營養液因養分不足造成蕹菜植株形態指標減小，EC值為1.5 mS·cm-1時，株高、莖粗、葉長和葉寬均最大，繼續增大EC值后各項形態指標又開始下降。梁崢等[13]在水培蕹菜的研究中也表明，低水平EC營養液處理下蕹菜的株高、莖粗均明顯降低，蕹菜的生長受阻。張二震等[6]在苦菊上的研究結果與本試驗結果一致。

葉綠素是主要的光合色素，是構成植株干物質積累的主要因素，也是各種生理和水肥條件的綜合反映[14]。根系活力能夠客觀反映植物根系生命活動水平，也可以反映植物個體的生長情況、營養狀況和產量水平[15]。本研究結果表明，EC=1.5 mS·cm-1的葉綠素SPAD值顯著高于其他各處理，說明營養液EC值低于或者高于1.5 mS·cm-1均會顯著降低蕹菜葉綠素SPAD值，影響其光合作用和干物質的積累。同時，各處理的根系活力以EC=1.5 mS·cm-1最高，當EC值為2.5 mS·cm-1時顯著降低了蕹菜根系活力。

可溶性蛋白質、維生素C和硝酸鹽含量是反映蔬菜營養品質的重要指標[16]。本試驗結果表明，營養液EC值過大或過小均會降低葉片中可溶性蛋白質含量，EC=1.5 mS·cm-1的可溶性蛋白質含量最高，說明適宜的營養液濃度促進了葉片中氨基酸的形成，有利于特征芳香物質的合成，提高了蕹菜的風味品質。本研究結果表明，隨著EC值的增大，維生素C含量呈現先增大后減小的趨勢，EC=1.5 mS·cm-1時維生素C含量最高，且顯著高于自來水處理（CK）。隨著營養液EC值的增大，顯著增加了葉片中硝酸鹽含量，營養液EC值越小，其硝酸鹽含量越小，說明合理的營養液濃度可有效降低蕹菜葉片中硝酸鹽的積累，提高蕹菜的食用安全性，這與前人在小白菜、生菜和黃瓜[17-19]上的研究結果一致。研究還發現，在EC值小于2.0 mS·cm-1時，維生素C含量與硝酸鹽含量變化趨勢相反，主要原因是維生素C可以阻止硝酸鹽還原為亞硝酸鹽并抑制胺與亞硝酸鹽的結合[20]。

本試驗中，EC=1.5 mS·cm-1下蕹菜單株質量和產量最大，且顯著高于其他各處理，EC值小于或者大于1.5 mS·cm-1均顯著降低了蕹菜單株質量和產量，說明低水平EC值的營養液中養分含量較低，導致蕹菜無法吸收足夠的養分而使生長和產量受到嚴重抑制。

綜上所述，營養液EC值為1.5 mS·cm-1時有利于蕹菜植株的生長和產量形成，同時，蕹菜葉片可溶性蛋白質含量和維生素C含量最高，且硝酸鹽含量維持在較低的水平，在蕹菜水培生產中可以推廣應用。

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