不同營養(yǎng)液濃度對酸漿生長的影響

馮小嬌，劉 嶧，李樹和，吳 濤

（天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300384）

酸漿（Physalis alkekengiL.）為茄科酸漿屬多年生直立草本植物，它的實用價值很高，可用于食用、醫(yī)療和裝飾，并具有一定的加工和實用價值[1]。果實富含維生素C、檸檬酸、草酸、類胡蘿卜素、漿果紅、植物甾醇A和B[2]。近年來，我國設(shè)施溫室規(guī)模和數(shù)量不斷增加，多年的設(shè)施蔬菜栽培，加上溫室固定帶來的局限性，以及追求溫室栽培高效益的多次種植，因此很難進(jìn)行科學(xué)輪作，導(dǎo)致病蟲害發(fā)生、土壤鹽堿化逐漸加重，造成土壤和環(huán)境污染風(fēng)險，這不僅威脅到食品的安全生產(chǎn)，還降低了產(chǎn)量并影響了產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)的產(chǎn)品不能適應(yīng)現(xiàn)代的消費需求，這些問題給生產(chǎn)無污染的綠色蔬菜帶來了很大困難。無土栽培技術(shù)的出現(xiàn)為這一問題提供了解決方案[3]。

目前，國內(nèi)無土栽培技術(shù)主要以固體基質(zhì)栽培為主，與水培和霧培相比，需要投資的費用較少、成本較低。此外，基質(zhì)栽培有較強的緩沖能力和透明度，對土壤環(huán)境變化具有良好的適應(yīng)能力，所以影響最廣、推廣面積最大，該設(shè)備比水培法和霧培法更實用。從國內(nèi)現(xiàn)狀來看，基質(zhì)栽培是目前最實用的方法[4-6]。鄭劍超等[7]通過對基質(zhì)栽培和土壤栽培作對比研究，發(fā)現(xiàn)基質(zhì)栽培更具有優(yōu)勢，其葉面積、根長和根鮮重顯著高于土壤栽培。此外，它還有助于辣椒的生長發(fā)育，并促進(jìn)根系的生長，使植株地面與地下生長更加協(xié)調(diào)。劉中良等[8]通過試驗發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)栽培與土壤栽培相比，有3點優(yōu)勢，一是可以提高番茄的凈光合速率；二是能夠提高番茄的品質(zhì)；三是可提高番茄紅素和維生素C含量。董曉濤和楊志[9]通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，2種濃度的發(fā)酵液澆灌茄子，最終茄子植株生長情況較好，并且增加了結(jié)果量，還保證了市場效益。吳東升等[10]通過試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在番茄果實含糖量、維生素C含量和可溶性蛋白含量等指標(biāo)上，1/2園試配方處理的番茄顯著高于清水對照處理組；提高了番茄果實的品質(zhì)。La?t?vka等[11]發(fā)現(xiàn)隨著營養(yǎng)液濃度的增加，相對增長率也隨之增加。因此在開發(fā)營養(yǎng)液產(chǎn)品時，有必要針對不同的蔬菜品種和基質(zhì)類型選擇合適的營養(yǎng)液濃度，以使基質(zhì)栽培的收益最大化。

以上試驗只針對茄科植物中茄子、辣椒和番茄進(jìn)行了相關(guān)研究，都沒有針對酸漿進(jìn)行營養(yǎng)液濃度方面的研究。在此基礎(chǔ)上，本試驗嘗試通過對日本山崎茄子配方（1978）不同濃度下酸漿生長指標(biāo)與生理指標(biāo)進(jìn)行研究與分析，旨在探明基于固體基質(zhì)無土栽培技術(shù)下適宜酸漿生長的營養(yǎng)液濃度，為進(jìn)一步的研究提供參考，也為生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

F1代雜交大黃姑娘，在種子催芽箱中以29 ℃催芽4 d后播種，播種后45 d達(dá)到三葉一心開始定植。

1.1.1 供試基質(zhì) 復(fù)合基質(zhì)。

1.1.2 栽培槽大小 栽培槽規(guī)格為50 cm×25 cm×20 cm。

1.1.3 供試配方 日本山崎茄子配方（1978），以下簡稱“山崎配方”。

1.1.4 供試儀器 鋼卷尺、游標(biāo)卡尺、分光光度計、離心機、烘箱和天平等。

1.1.5 試驗設(shè)計 該試驗為單因素試驗，山崎配方營養(yǎng)液濃度的6個水平分別為B0：0劑量；B1：1/4劑量；B2：1/2劑量；B3：1劑量；B4：3/2劑量；B5：2劑量；重復(fù)3次，共18個小區(qū)，每個小區(qū)3個栽培槽，每個小區(qū)種有6株酸漿。試驗用地為現(xiàn)代溫室“苗床間”，由于試驗位置距墻體較遠(yuǎn)，考慮育苗床寬度及栽培槽大小，因此試驗沿南北向設(shè)置區(qū)組。

1.2 測定指標(biāo)與方法

1.2.1 測定指標(biāo) 試驗定植時間為2019年10月中旬，開花時間為2019年12月下旬；定植后第27天，在每個區(qū)組的各處理中分別選取長勢一致的4株酸漿，使用鋼卷尺測其株高，游標(biāo)卡尺測其莖粗，生長前期每7 d測定1次，中后期每隔14 d測定1次，直至營養(yǎng)生長結(jié)束停止測定；待到生殖生長開始后，在每個區(qū)組的各處理中分別選取4株測其葉片數(shù)；在每個區(qū)組的各處理中分別選取3片來自不同植株的葉片測其葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、含水量、CAT及POD活性，求平均值后通過單因素隨機區(qū)組設(shè)計資料的方差分析，進(jìn)行顯著性測驗，比較差異。

1.2.2 測定方法 酸漿地上部株高、莖粗分別使用鋼卷尺和游標(biāo)卡尺進(jìn)行測定；葉片數(shù)通過直接觀察記錄；葉片葉綠素含量采用分光光度計法測定；葉片可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)法測定；葉片可溶性糖含量采用蒽酮法測定；葉片含水量采用烘箱測定；葉片POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測定；葉片CAT活性采用差減法測定[12]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)使用數(shù)據(jù)分析軟件SPSS20.0進(jìn)行單因素方差分析與差異顯著性比較，使用Word 2010、Excel 2010進(jìn)行制表和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同營養(yǎng)液濃度對酸漿地上部平均株高、莖粗的影響

在植物形態(tài)學(xué)調(diào)查工作中，一般把株高、莖粗作為基本的指標(biāo)，二者均可以很好的體現(xiàn)植物生長情況。如圖1所示，澆灌不同濃度營養(yǎng)液對于酸漿株高有一定影響，表現(xiàn)為1/2劑量營養(yǎng)液澆灌處理定植后的各個階段株高最高，其次為1/4劑量，2劑量最低。對于莖粗的影響，不同濃度處理下的酸漿植株莖粗差異不顯著，定植后，前期以3/2劑量處理莖粗最粗，后期以1劑量最粗，其次為1/2劑量。結(jié)果表明，選用適當(dāng)濃度營養(yǎng)液澆灌，可以利于植株株高的生長，本試驗以1/2劑量最好。

圖1 不同營養(yǎng)液濃度對酸漿地上部平均株高、莖粗的影響

2.2 不同營養(yǎng)液濃度對酸漿葉片數(shù)、葉綠素、可溶性蛋白、可溶性糖含量的影響

如表1所示，山崎配方濃度1/2劑量與2劑量、1/2劑量與CK之間的酸漿平均葉片數(shù)差異達(dá)到顯著水平，平均葉片數(shù)隨著營養(yǎng)液濃度的增加呈先增后減的趨勢，平均葉片數(shù)最多的處理為1/2劑量，平均葉片數(shù)最少的處理為2劑量。

施用不同濃度營養(yǎng)液的酸漿葉片平均葉綠素含量差異達(dá)到顯著水平。施加營養(yǎng)液的酸漿平均葉綠素含量極顯著高于清水對照組，在1/4劑量到1/2劑量之間，隨著濃度增加，平均葉綠素含量增加，超過1/2劑量，隨著濃度增加，平均葉綠素含量有所減少。

施用山崎配方1/4劑量與2劑量處理之間的酸漿葉片平均可溶性蛋白含量差異達(dá)到顯著水平。平均可溶性蛋白含量最高的處理為2劑量，平均可溶性蛋白含量最低的處理為1/4劑量。

施用不同濃度營養(yǎng)液的酸漿葉片平均可溶性糖含量差異不顯著。平均可溶性糖含量最高的處理為1/4劑量，平均可溶性糖含量最低的處理為1/2劑量。

表1 不同濃度營養(yǎng)液處理間的葉片數(shù)、葉綠素、可溶性蛋白、可溶性糖含量差異

2.3 不同營養(yǎng)液濃度對酸漿葉片含水量、CAT、POD活性的影響

如表2所示，施用不同濃度營養(yǎng)液的酸漿葉片平均葉片含水量差異不顯著。平均葉片含水量最多的處理為1/2劑量，平均葉片含水量最少的處理為2劑量。

施用不同濃度營養(yǎng)液的酸漿葉片平均CAT活性差異不顯著，平均CAT活性最強的處理為1/4劑量，平均CAT活性最弱的處理為1/2劑量。

施用山崎配方處理CK、1/4劑量與1/2劑量、1劑量之間的酸漿葉片平均POD活性差異達(dá)到極顯著水平，處理CK、1/4劑量與1/2劑量、1劑量、3/2劑量、2劑量之間的酸漿葉片平均POD活性差異達(dá)到顯著水平。其中當(dāng)處理為1/4劑量時，平均POD活性最強，濃度為1/2劑量時，平均POD活性最弱。

表2 不同濃度營養(yǎng)液處理間的葉片含水量、CAT、POD活性差異

3 討 論

3.1 不同濃度營養(yǎng)液對酸漿地上部平均株高、莖粗、葉片數(shù)的影響

株高是植物的形態(tài)指標(biāo)之一，可以直觀地反映植物在特定生長時期的生長和養(yǎng)分吸收情況[13]。本試驗使用山崎配方的6種濃度對酸漿生長的影響進(jìn)行研究，結(jié)果表明，隨著濃度的增加，株高呈先增后減的趨勢，以1/2劑量最高，這一結(jié)果與石磊等[14]研究結(jié)果基本一致，與季延海等[15]研究結(jié)果相反，造成這一結(jié)果是與季延海等[15]的試驗營養(yǎng)液濃度的設(shè)置區(qū)間有關(guān)，其設(shè)置的最小濃度為1/2計量。因此，試驗結(jié)果和本試驗在某種程度上相同；與王鐵臣等[16]研究結(jié)果局部相同，造成這一結(jié)果可能是由于試驗營養(yǎng)液澆灌的體積不同所致。由此可見，過高濃度的營養(yǎng)液對植株的增長生長具有一定的抑制作用，造成這一結(jié)果可能與高濃度營養(yǎng)液具有較高的滲透壓，從而不利于植株根系的生長，造成對于養(yǎng)分的吸收能力減弱。因此，在今后的生產(chǎn)中需要控制好營養(yǎng)液的濃度，以便在節(jié)約成本的同時達(dá)到較好的生產(chǎn)效益。

莖粗是光合作用導(dǎo)致干物質(zhì)積累最直觀的形態(tài)學(xué)指標(biāo)。本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，酸漿營養(yǎng)生長前期，以3/2劑量處理最好；到營養(yǎng)生長后期，以1劑量處理效果最好。這一結(jié)果與張傳召等[17]研究結(jié)果相同，說明在生長前期，植株生長代謝速率較快，對營養(yǎng)物質(zhì)的需求量較大，在保證澆灌體積不變的情況下，較高的營養(yǎng)液濃度才能滿足植株生長的需要；在營養(yǎng)生長后期，生長代謝速率有所減緩，可適當(dāng)降低營養(yǎng)液濃度或減少澆灌的體積，即可滿足植株生長需要。

葉片是植物光合作用和呼吸作用的主要場所，葉片數(shù)量直接影響了光合作用的強度和呼吸強度。本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著營養(yǎng)液濃度的逐漸增加，平均葉片數(shù)呈先增后減的趨勢，濃度為1/2劑量時，平均葉片數(shù)最多，該結(jié)果與石磊和代紅軍[14]、徐月明等[18]研究結(jié)果相同。由此說明適宜的營養(yǎng)液濃度可以最大程度上促進(jìn)植物生長，營養(yǎng)液濃度過低，不能滿足植物生長過程中對于養(yǎng)分的需求，營養(yǎng)液濃度過高，導(dǎo)致滲透壓過大，則不利于根系的生長，從而影響對養(yǎng)分的吸收。因此，選擇適宜的營養(yǎng)液濃度對酸漿生產(chǎn)至關(guān)重要。

3.2 不同濃度營養(yǎng)液對酸漿葉綠素、可溶性糖、可溶性蛋白含量的影響

進(jìn)行光合作用的主要色素為葉綠素，葉綠素需要N、Mg、Fe等多種元素才能合成，其含量的多少直接決定了蔬菜的生長發(fā)育以及產(chǎn)量情況[19]。

本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，澆灌營養(yǎng)液的酸漿平均葉綠素含量極顯著高于清水對照組，葉綠素含量隨著營養(yǎng)液濃度增加呈先增加后降低的趨勢，并且以1/2劑量處理葉綠素含量最多。試驗結(jié)果與徐月明等[18]、王瑞等[19]研究結(jié)果趨勢相同。這一結(jié)果可能與植株對于養(yǎng)分的吸收情況有關(guān)，在適宜劑量1/2劑量時，養(yǎng)分吸收情況較好，能夠更多地吸收N、Mg、Fe等葉綠素合成所需要的元素，因此葉片類葉綠素含量較多。

可溶性糖含量是蔬菜口感的直接體現(xiàn)之一，是反映品質(zhì)好壞非常重要的指標(biāo)。本試驗結(jié)果表明，不同濃度處理下的酸漿葉片平均可溶性糖差異不顯著。這一結(jié)果與季延海等[15]、楊平等[20]研究結(jié)果不同。造成這一結(jié)果是因為他們測定的植物器官為果實，而本試驗測定的是葉片，不同器官在對于不同濃度營養(yǎng)液的反應(yīng)機理可能會有所不同。

可溶性蛋白含量的多少直接影響蔬菜品質(zhì)的好壞，是蔬菜品質(zhì)的重要指標(biāo)。本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著營養(yǎng)液濃度的增加，可溶性蛋白含量呈先降低后升高再降低再升高的趨勢，并且以2劑量營養(yǎng)液可溶性蛋白含量最高。因此，高濃度營養(yǎng)液有助于蛋白的積累。這一結(jié)果與季延海等[15]、何銳等[21]的結(jié)果均不同，經(jīng)過分析對比發(fā)現(xiàn)，何銳等[21]的試驗不僅施加營養(yǎng)液，還添加海藻肥，可能與營養(yǎng)液與海藻肥的互作效應(yīng)有關(guān)。

3.3 不同濃度營養(yǎng)液對酸漿平均含水量、CAT、POD活性的影響

葉片含水量是評價品種抗旱能力強弱的一項指標(biāo)，豐富的葉片含水量有助于植株對干旱環(huán)境的適應(yīng)性。本試驗結(jié)果表明，不同濃度處理下的酸漿葉片平均含水量差異不顯著。這一結(jié)果與石磊和代紅軍[14]研究結(jié)果不同，試驗中發(fā)現(xiàn)1劑量處理下的葉片含水量高于其他處理，出現(xiàn)這一結(jié)果差異，可能與選取澆灌營養(yǎng)液配方種類有關(guān)。

CAT可以清除活性氧自由基，它的活性與植物的耐寒性和抗旱性有關(guān)[22]。本試驗結(jié)果表明，施用山崎配方不同濃度的酸漿葉片平均CAT活性差異不顯著，因此不同濃度處理對抗旱性和耐寒性沒有明顯差異。

POD能夠催化H2O2參加各類還原劑氧化反應(yīng)，其活性大小在一定程度上能夠反映植物對逆境的適應(yīng)性[23-24]。本試驗使用山崎配方的6種濃度對酸漿生長的影響進(jìn)行研究，結(jié)果表明，1/4劑量處理下POD活性最強，1/2劑量處理下活性最弱。這一結(jié)果說明，在1/4劑量處理下，植株對于逆境的適應(yīng)性較強，更有利于植株的生長。

4 結(jié) 論

本試驗探討了日本山崎茄子配方（1978）不同營養(yǎng)液濃度對酸漿生長的影響。試驗結(jié)果表明，株高、葉片數(shù)和葉綠素含量這3個指標(biāo)均隨營養(yǎng)液濃度的增加呈先增后減的趨勢，在1/2劑量效果最好；可溶性蛋白含量在2劑量下效果最好；莖粗、可溶性糖含量、葉片含水量和CAT活性的變化與營養(yǎng)液濃度差異無關(guān)；POD活性在1/4劑量處理下效果最好。綜合分析，在今后酸漿生產(chǎn)中，建議使用1/2劑量進(jìn)行澆灌，以達(dá)到較好的生產(chǎn)效果。