土壤含水量及栽培茬次對水芹生長和品質(zhì)的影響

龔小雅 吳鳳芝 朱維偉

摘要：為了解土壤不同含水量及種植茬次對水芹生長和品質(zhì)的影響，以水芹為試驗材料，采用盆栽方法，研究了水芹的生長與品質(zhì)。試驗設(shè)置4種不同栽培方式：（1）水芹-水芹：100%土壤含水量（SS1），（2）水芹-水芹：80%土壤含水量（SS8），（3）冬閑-水芹：100%土壤含水量（OS1），（4）冬閑-水芹：80%土壤含水量（OS8）。結(jié)果表明，栽培1茬水芹的淹水和濕栽處理的地上部鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量顯著高于栽培2茬的水芹處理，栽培1茬水芹的淹水處理的株高、分蘗數(shù)、地下部鮮質(zhì)量及干質(zhì)量顯著高于栽培2茬的水芹處理;此外，栽培2茬水芹的淹水處理的可溶性糖含量和可溶性蛋白含量顯著高于濕栽處理;水芹的纖維素和亞硝酸鹽含量未受影響。相關(guān)性分析表明，栽培1茬水芹的淹水處理的可溶性蛋白含量與分蘗數(shù)正相關(guān)，栽培1茬水芹的濕栽處理的亞硝酸鹽含量與分蘗數(shù)負相關(guān)，則增加分蘗數(shù)可使水芹可溶性蛋白含量升高，亞硝酸鹽含量降低。因此，進行1茬水芹淹水與濕栽后，水芹的生長與品質(zhì)均優(yōu)于2茬栽培，而進行2茬栽培水芹淹栽優(yōu)于濕栽處理。

關(guān)鍵詞：土壤含水量;水芹生長;品質(zhì);淹栽;濕栽

中圖分類號：S636.304?? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）14-0183-04

水芹（Oenanthe stolonifera D.C.）是傘形花科草本植物，別稱紫堇、水英等[1]，在我國栽培歷史久遠，以莖和葉柄為主要食用部位，具有很高的營養(yǎng)和醫(yī)療價值，具有清熱解毒、降血壓的作用[2-3]。水芹有較強的耐寒性和抗性，病蟲害少，產(chǎn)量高穩(wěn)，生長周期短，栽培方式多樣，既可以露地栽培又可以保護地栽培[4-6]。北方溫室冬季寒冷，受條件的制約許多作物無法生產(chǎn)，大多數(shù)溫室冬季處于空閑狀態(tài)，因此在秋冬生產(chǎn)結(jié)束、冬春生產(chǎn)開始之間的休閑時期種植水芹，可有效提高土地利用率。

當前，我國各方面處于蓬勃發(fā)展時期，人民物質(zhì)生活水平顯著提升，對食品的需求從基于溫飽果腹到追求營養(yǎng)保健，除了更加關(guān)注外在形態(tài)也更加注重內(nèi)在品質(zhì)。為提高蔬菜品質(zhì)，研究者們提出很多建議措施并提供了科學(xué)依據(jù)。例如，李麗等研究表明，向土壤施用20～40 t/hm2生物炭時，能提高西芹產(chǎn)量，降低西芹硝酸鹽含量[7];分別用冷白光、暖白光、多色光為光源對紫花苜蓿芽苗菜進行照明，多色光處理下的紫花苜蓿芽苗菜子葉有更高含量的葉綠素和類胡蘿卜素[8];近年來，關(guān)于水芹田間栽培技術(shù)及配套設(shè)施的研究也層出不窮[6，9]，水芹的品質(zhì)也因環(huán)境條件與栽培方式而產(chǎn)生差異[10-13]，對水芹進行適當?shù)陌堤幚恚瑫绊懰廴~綠素代謝相關(guān)基因的表達量，促進葉綠素分解，改善其外觀質(zhì)量和風味[14]。比較濕地栽培與深水栽培對水芹株高與產(chǎn)量的影響發(fā)現(xiàn)，深水栽培的水芹株高與產(chǎn)量均高于濕地栽培[15];石如瓊等也報道了關(guān)于水芹栽培生長適宜的最低土壤含水量在 80%～90%之間，G0601品系的水芹在土壤含水量90%～100%時的可溶性蛋白和可溶性糖含量更高[16]。關(guān)于不同生境下水芹品質(zhì)的測定研究有很多，同時栽培茬次也會影響蔬菜生長與品質(zhì)，但將不同土壤含水量與栽培茬次相結(jié)合，探討水芹品質(zhì)的研究還很少。本試驗進行了土壤含水量分別在100%和80%時，栽培1茬和2茬水芹對水芹生長與品質(zhì)影響的研究，茬次選擇以不影響正常溫室冬春生產(chǎn)為主，故而選擇1茬栽培和2茬栽培。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019年1月20號在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施園藝工程中心的溫室內(nèi)采用桶栽法進行，供試水芹由揚州大學(xué)提供;土壤為東北農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施工程中心的黃瓜連作土。

1.2 試驗方法

試驗采用盆栽，盆的規(guī)格為上內(nèi)徑23 cm，下內(nèi)徑17 cm，高20 cm，裝土10 kg。試驗設(shè)置4個處理（表1，以下統(tǒng)稱100%土壤含水量栽培為淹水栽培，80%土壤含水量栽培為濕潤栽培），每個處理3次重復(fù)，每個重復(fù)栽培5盆，每盆種植5株水芹。SS1、SS8種植第1茬水芹時，OS1、OS8休閑，栽培40 d水芹采收后，4個處理同時定植水芹，40 d后同時取樣，測定生長及品質(zhì)指標。試驗期間用MEET-1000+型土壤濕度計（大連祺峰科技有限公司）監(jiān)測土壤含水量（體積含水量）。

1.2.1 土壤含水量及茬次對水芹生長的影響

SS1和SS8的第2茬水芹與OS1和OS8的水芹同時定植，栽培40 d后采收，試驗測定SS1及SS8的第2茬水芹，OS1和OS8的水芹。以盆栽土層為分界，分為地上部和根系2個部分，分別測定鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，并在采收時田間統(tǒng)計水芹主莖長與分株數(shù)。

1.2.2 土壤含水量及茬次對水芹品質(zhì)的影響

栽培40 d后，取SS1和SS8的第2茬水芹與OS1和OS8的水芹鮮莖測定品質(zhì)指標，包括亞硝酸鹽、可溶性糖、可溶性蛋白、纖維素的含量。

1.3 測定項目和方法

主莖長：每個處理的單次重復(fù)隨機選取15株，測量每個處理中水芹單株主莖長。

分蘗數(shù)：每個處理的單次重復(fù)隨機選取15株，記錄每個處理中水芹單株分蘗數(shù)。

鮮質(zhì)量、干質(zhì)量：每個處理的單次重復(fù)隨機選取15株，用自來水洗凈擦干后分為地上部與根系2個部分，稱量鮮質(zhì)量后在105 ℃下殺青30 min，80 ℃ 烘干，再稱量干質(zhì)量。

可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法[17];可溶性蛋白質(zhì)含量測定采用考馬斯亮藍G-250法[17];硝酸鹽含量測定采用水楊酸比色法[17];纖維素含量測定參考王學(xué)奎的方法[17]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗中原始數(shù)據(jù)均采用Microsoft Excel Office 2016軟件進行整理，數(shù)據(jù)處理采用SAS 8.1軟件中Tukey進行方差分析，相關(guān)性分析采用SPSS的Pearson相關(guān)分析，采用Origin 85進行繪圖，采用Microsoft Excel Office 2016繪制三線表。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤含水量及栽培茬次對水芹生長的影響

由表2可知，不同栽培土壤含水量及栽培茬次對水芹主莖長和分蘗數(shù)的影響中，只栽培一茬的水芹淹水處理（OS1）的主莖長顯著高于栽培至第二茬淹水（SS1）及第二茬濕栽（SS8）水芹處理;所有淹水栽培的水芹處理的分蘗數(shù)顯著高于所有濕潤種植的水芹（P<0.05）。

土壤含水量及栽培茬次對水芹鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的影響中，只種植1茬水芹處理的地上部鮮質(zhì)量和干質(zhì)量顯著高于種植第2茬水芹的處理，且栽培至第2茬的水芹濕栽處理（SS8）的地上部干質(zhì)量顯著高于栽培至第2茬的水芹淹水處理（SS1）（圖1-a）;只種植1茬水芹的淹水處理（OS1）的地下部鮮質(zhì)量顯著高于其他處理，其地下部干質(zhì)量顯著高于所有栽培至第2茬水芹的處理（圖1-b）;只栽培1茬的水芹處理的全株鮮質(zhì)量和全株干質(zhì)量顯著高于種植至第2茬的水芹處理，且栽培1茬水芹的淹水處理（OS1）全株鮮質(zhì)量顯著高于濕栽處理（OS8），種植至第2茬的濕栽處理（SS8）全株干質(zhì)量顯著高于淹水處理（SS1）（圖1-c）。

2.2 土壤含水量及栽培茬次對水芹營養(yǎng)品質(zhì)的影響

如圖2所示，土壤含水量及栽培茬次對水芹亞硝酸鹽含量的影響中，各處理間無顯著性差異（圖2-a）;土壤含水量及栽培茬次對水芹可溶性糖含量的影響中，只栽培1茬水芹處理的可溶性糖含量顯著高于栽培至第2茬的水芹處理，且栽培至第2茬的水芹淹水處理（SS1）顯著高于栽培至第2茬的水芹濕栽處理（SS8）（圖2-b）; 土壤含水量及茬次對水芹可溶性蛋白含量的影響中，只栽培1茬水芹的處理顯著高于栽培至第2茬的水芹處理，且栽培至第2茬的水芹淹水處理（SS1）顯著高于栽培至第2茬的濕栽處理（SS8）（圖2-c）;土壤含水量及茬次對水芹纖維素含量的影響中，各處理間無顯著性差異（圖2-d）。

2.3 水芹生長與品質(zhì)的相關(guān)性分析

由表3可知，水芹生長與品質(zhì)的相關(guān)性分析表明，栽培1茬水芹的濕栽處理（OS8）與水芹亞硝酸鹽含量呈顯著負相關(guān)，栽培1茬水芹的淹水處理（OS1）與水芹可溶性蛋白含量呈顯著正相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

大量研究表明，土壤水分變化會直接影響植株的產(chǎn)量與品質(zhì)。馬彥麟在紫花苜蓿的不同生育期進行水分調(diào)控，粗蛋白含量對水分調(diào)控程度的減輕呈現(xiàn)先增后降的趨勢，粗脂肪和粗灰分含量呈遞增趨勢[18];石如瓊等的研究表明，不同品種的水芹在土壤含水量為90%～100%時的株高與產(chǎn)量均處于較高的水平[16]。本研究表明，只栽培1茬的水芹淹水處理的主莖長、分蘗數(shù)、干質(zhì)量及鮮質(zhì)量顯著高于栽培至2茬的水芹處理，可能是由于土壤淹水有利于土壤中有效磷的釋放，鐵磷是植物難以吸收利用的形態(tài)，淹水的土壤處于持續(xù)缺氧狀態(tài)，三價鐵被還原為二價鐵，無定形鐵生成，二價鐵與有效磷呈顯著正相關(guān)，則有效磷釋放[19-20]，這有利于植株生長發(fā)育、提高產(chǎn)量[21];也有可能是淹水時淹水的水面將光反射到水芹葉背面，葉片進行了更多的光合作用，積累了更多的有機物質(zhì)，水芹生長更快。

本研究還發(fā)現(xiàn)只栽培1茬的水芹處理的可溶性糖和可溶性蛋白含量都顯著高于栽培至第2茬的水芹處理，且栽培了2茬水芹的第2茬水芹淹水處理的可溶性蛋白和可溶性糖含量顯著高于栽培至第2茬的水芹濕栽處理。栽培1茬水芹的淹水處理的可溶性蛋白含量與分蘗數(shù)顯著正相關(guān)，則可溶性蛋白含量的增加可能與分蘗數(shù)增加有關(guān)。此外，可能的原因：一是與更長時間的淹水和濕栽后土壤速效養(yǎng)分含量下降有關(guān)[22];二是連續(xù)栽培2茬水芹時，土壤更長時間處于缺氧狀態(tài)，土壤孔隙度下降、氧化還原電位降低，土壤中的養(yǎng)分活化時間短，未能被植株充分利用。隨著土壤含水量的上升，植株的凈光合速率會上升[23]，即在土壤含水量高時，植物進行了更強的光合作用，合成更多有機物，轉(zhuǎn)運了更多可溶性糖和可溶性蛋白。

在本研究中，各處理間水芹的亞硝酸鹽和纖維素含量沒有顯著性差異，但進行1茬水芹濕栽的處理亞硝酸鹽含量與分蘗數(shù)顯著負相關(guān)。蔬菜中硝酸鹽積累過程復(fù)雜，纖維素是一種多糖類物質(zhì)，以碳為骨架，土壤的碳氮水平對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說也是關(guān)鍵的質(zhì)量參數(shù)，直接影響植株吸收利用與轉(zhuǎn)運，因為其與作物的營養(yǎng)供應(yīng)、田間持水量等有著緊密聯(lián)系[24]。因此在不同土壤含水量和栽培茬次的影響下，土壤中碳、氮的運轉(zhuǎn)形態(tài)會發(fā)生怎樣的變化，有待進一步研究。

參考文獻：

[1]趙有為. 中國水生蔬菜[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1999.

[2]Eo J，Lee B Y. Effects of ethylene，abscisic acid and auxin on fruit abscission in water dropwort（Oenanthe stolonifera DC.）[J]. Scientia Horticulturae，2009，123（2）：224-227.

[3]Na H，Kim Y，Kim D，et al. Transcriptomic analysis of shiga toxin-producing Escherichia coli FORC_035 reveals the essential role of Iron acquisition for survival in canola sprouts and water dropwort[J]. Frontiers in Microbiology，2018（9）：2397.

[4]尹渝來，孫芳芳，鮑忠洲，等. 不同的水芹栽培方法介紹[J]. 長江蔬菜，2017（18）：123-125.

[5]朱麗娜. 水生蔬菜水芹栽培技術(shù)[J]. 鄉(xiāng)村科技，2016（33）：17-18.

[6]趙婷婷. 蕪湖地區(qū)水芹深栽軟化栽培技術(shù)[J]. 長江蔬菜，2017（18）：115-116.

[7]李 麗，王雪艷，田彥芳，等. 生物質(zhì)炭對土壤養(yǎng)分及設(shè)施蔬菜產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2018，24（5）：1237-1244.

[8]Fiutak G，Michalczyk M，F(xiàn)ilipczakfiutak M，et al. The impact of LED lighting on the yield，morphological structure and some bioactive components in alfalfa （Medicago sativa L.） sprouts[J]. Food Chemistry，2019，285：53-58.

[9]劉榮國，劉裕嶺. 水芹的生長發(fā)育特性及配套栽培技術(shù)[J]. 上海蔬菜，2007（4）：34-36.

[10]陳曉紅，江解增，徐 媛，等. 遮陽網(wǎng)覆蓋對初夏濕栽水芹產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（4）：172-173.

[11]王 雁，江解增，劉 浩，等. 濕栽水芹小葉和葉柄營養(yǎng)成分分析[J]. 中國蔬菜，2007，1（11）：13-15.

[12]康 群. 沼液水培植物的環(huán)境脅迫與生理適應(yīng)研究[D]. 武漢：湖北大學(xué)，2018.

[13]王麗慧. 栽培措施對耐熱水芹生長和品質(zhì)的影響[D]. 揚州：揚州大學(xué)，2014.

[14]Zhang X Y，Li T，Tan G F，et al. Effects of dark treatment and regular light recovery on the growth characteristics and regulation of chlorophyll in water dropwort[J]. Plant Growth Regulation，2018，85（2）：293-303.[HJ1.8mm]

[15]Kwon S W，Uhm M J，Jin S Y，et al. Growth characteristics of water dropwort（Oenanthe javanica）in winter season on different water levels in paddy field greenhouse cultivation[J]. Journal of Agriculture&Life Science，2016，50（3）：13-20.

[16]石如瓊，江解增，田秋芳，等. 土壤含水量對濕栽水芹冬春季產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，31（6）：61-64.

[17]王學(xué)奎. 植物生理生化實驗原理與技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

[18]馬彥麟. 水分調(diào)控對荒漠灌區(qū)地下滴灌紫花苜蓿產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤環(huán)境的影響[D]. 蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[19]郭 念，閆金龍，魏世強，等. 三峽庫區(qū)消落帶典型土壤厭氧呼吸對鐵還原及磷釋放的影響[J]. 水土保持學(xué)報，2014，28（3）：271-276.

[20]王韜略，楊 柳，陳雅玲，等. 淹水與非淹水條件下外源水鐵礦和葡萄糖對土壤磷有效性的短期影響[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2019，39（8）：2662-2669.

[21]張紅剛. 蠶豆、大豆和玉米根際磷酸酶活性和有機酸的差異及其間作磷營養(yǎng)效應(yīng)研究[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[22]潘瑞瑞. 淹水栽培和斷水降漬時間對設(shè)施土壤性質(zhì)的影響[D]. 揚州：揚州大學(xué)，2016.

[23]閻騰飛，李文楊，趙師成. 不同土壤水分對信陽五月鮮桃光合作用日變化的影響[J]. 經(jīng)濟林研究，2018，36（3）：176-181.

[24]Weil R R，Magdoff F. Siginificance of soil organic matter to soil quality and health[M]. Soil Organic Matter in Sustainable Agriculture.Series：Advance in Agroecology，2004：1-58.

收稿日期：2019-08-02

作者簡介：龔小雅（1994—），女，內(nèi)蒙古呼倫貝爾人，碩士研究生，研究方向為設(shè)施園藝與蔬菜生理生態(tài)。E-mail：782793084@qq.com。

通信作者：吳鳳芝，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事設(shè)施園藝與蔬菜生理生態(tài)連作障礙的克服研究。E-mail：fzwu2006@aliyun.com。