水培小白菜營養(yǎng)液配方及管理模式的篩選

林黃昉，林碧英，彭雨欣，鐘路明，翟挺楷

（福建農(nóng)林大學(xué) 園藝學(xué)院，福建 福州 350000）

小白菜為常見綠葉蔬菜，其生長速度快，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益突出，日常需求量極高，但近年的新冠肺炎疫情對(duì)城市綠葉蔬菜的就近供給造成了嚴(yán)重的影響［1-2］。為了滿足市場對(duì)小白菜產(chǎn)量、品質(zhì)、食品安全及周年供應(yīng)等方面的需求，設(shè)施水培技術(shù)成為突破口之一，該項(xiàng)技術(shù)既能克服連作障礙，又能提高栽培產(chǎn)量與品質(zhì)［3］，已被廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。

在水培營養(yǎng)液配方研究方面，日本園試營養(yǎng)液配方的應(yīng)用提升了作物的形態(tài)指標(biāo)，而對(duì)品質(zhì)的改善效果較差；Hoagland營養(yǎng)液配方的應(yīng)用提升了作物的品質(zhì)，但產(chǎn)量較低［4］；華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的葉菜A配方的應(yīng)用相較于日本山崎營養(yǎng)液在作物產(chǎn)量的提升上有所突破［5］。在水培營養(yǎng)液管理模式方面，李嘉佳等［6］研究指出，Hoagland營養(yǎng)液每10 d更換1次濃度（依次選用標(biāo)準(zhǔn)濃度的1/8、1/4、1/2）有利于營養(yǎng)液成本的降低，但生菜的產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)無明顯優(yōu)化；王瑞等［7］在菠菜上的研究結(jié)果表明，前期使用1/4倍濃度、后期使用1/2倍濃度的日本園試配方營養(yǎng)液，可使菠菜的生物量積累最大化；徐加林［8］則對(duì)標(biāo)準(zhǔn)山崎營養(yǎng)液的濃度進(jìn)行了分段管理研究，得出采用“低—中—高”（1/2倍—1倍—2倍）濃度管理模式對(duì)生菜的產(chǎn)量與品質(zhì)最優(yōu)。

雖然前人在小白菜營養(yǎng)液配方上做了一些研究，但研究主要集中在傳統(tǒng)配方的改良及篩選［9-10］、濃度控制［11-12］等方面。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，將改良的山崎營養(yǎng)液作為對(duì)照，以生產(chǎn)上常用的水溶性肥料為基礎(chǔ)，配制不同配方的營養(yǎng)液，并設(shè)置不同的營養(yǎng)液管理模式，探究了不同的營養(yǎng)液配方及不同的營養(yǎng)液管理模式對(duì)小白菜生長、品質(zhì)的影響，以期篩選出最適宜的營養(yǎng)液配方及其管理模式，找到水溶性肥料在小白菜水培中的使用方法，為提高小白菜的產(chǎn)量與品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

早熟5號(hào)白菜種子購于福州昌育農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司；普樂收無土栽培專用肥料由上海永通生態(tài)公司提供，其中普樂收無土栽培A肥適用于茄果類蔬菜，普樂收無土栽培B肥適用于葉菜類蔬菜。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年2—8月在福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院的溫室大棚中進(jìn)行；利用水平管道水培裝置，采用營養(yǎng)液膜栽培法（NFT法）進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2.1 營養(yǎng)液配方的篩選 試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)營養(yǎng)液配方處理（表1），每個(gè)處理重復(fù)3次。各處理選取50株3葉1心期的小白菜幼苗進(jìn)行定植；在定植后每3 d調(diào)整1次營養(yǎng)液的濃度，并控制營養(yǎng)液液面高度在1～2 cm之間。在定植后30 d采收小白菜，用于各項(xiàng)指標(biāo)的檢測。

表1 營養(yǎng)液配方篩選試驗(yàn)方案

1.2.2 營養(yǎng)液管理模式的篩選 在上述營養(yǎng)液配方篩選試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)普樂收無土栽培A肥+B肥（1∶1）混合營養(yǎng)液設(shè)置3種不同的管理模式，分別于定植后10、20 d更換1次該營養(yǎng)液的EC值（表2）。每個(gè)處理重復(fù)3次。各處理選取50株3葉1心期的小白菜幼苗進(jìn)行定植，其他管理同上。在定植后30 d采收小白菜，進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的檢測。

表2 A肥+B肥（1∶1）混合營養(yǎng)液管理模式篩選試驗(yàn)方案

1.3 測定指標(biāo)及測定方法

處理后30 d，各處理隨機(jī)選取30株小白菜，分別用于生物量、光合色素及品質(zhì)指標(biāo)的測定。除干重和鮮重測定外，測定其余指標(biāo)所需的樣品均從第2輪葉取樣。

鮮重：分開小白菜地上部與地下部后，采用精確度為0.0001 g的電子天平進(jìn)行稱量。干重：在測量鮮重后，將植株樣品用恒溫烘烤箱烘干，然后用精確度為0.0001 g的電子天平稱量。葉面積：應(yīng)用EPSON Expression 110000XL掃描儀測量葉片并讀取數(shù)據(jù)。此外，采用蒽酮比色法［13］測定可溶性糖含量；采用考馬斯亮藍(lán)G-250法［14］測定可溶性蛋白含量；采用浸提法［15］測定葉綠素含量。

1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel軟件記錄并整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并繪制相關(guān)圖表。采用AHP-模糊隸屬函數(shù)法［16-17］對(duì)各處理的效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)液配方的篩選

2.1.1 不同配方營養(yǎng)液對(duì)小白菜生物量的影響 處理后30 d，不同營養(yǎng)液配方處理對(duì)小白菜形態(tài)指標(biāo)的影響如表3所示。小白菜地上部鮮重（即產(chǎn)量）與全株鮮重均表現(xiàn)為T3＞T2＞T1＞CK，其中T3較CK分別提高了152.758%、138.624%，且T3與其他處理均呈顯著性差異；地下部鮮重則表現(xiàn)為T3＞T1＞CK＞T2，但T3與CK無顯著性差異；不同營養(yǎng)液配方處理的小白菜地上部、地下部及全株干重均表現(xiàn)為T3＞T1＞T2＞CK，T3較CK分別提高了111.540%、137.288%、112.831%，且與CK均呈顯著性差異；各處理的葉面積表現(xiàn)為T2＞T3＞T1＞CK，其中T2、T3分別比CK提高了71.869%、67.275%。綜上所述，與對(duì)照配方相比，不同營養(yǎng)液配方處理的小白菜生物量及產(chǎn)量總體均有提高，其中以T3配方處理的綜合表現(xiàn)最優(yōu)。

表3 4種不同營養(yǎng)液配方對(duì)小白菜生物量的影響

2.1.2 不同配方營養(yǎng)液對(duì)小白菜光合色素含量的影響 從表4可知，不同處理小白菜的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、葉綠素總量均表現(xiàn)為T1＞T3＞CK＞T2，其中T3分別比CK提高了19.431%、20.670%、13.793%、19.435%，T1與CK間各光合色素指標(biāo)均呈顯著性差異，但在T1與T3處理間除類胡蘿卜素含量外其他指標(biāo)無顯著差異。綜上所述，T1配方處理相較于CK可以顯著提高小白菜的光合色素含量，T3處理的效果次之。

表4 4種不同營養(yǎng)液配方對(duì)小白菜光合色素含量的影響 mg/g FW

2.1.3 不同配方營養(yǎng)液處理對(duì)小白菜可溶性蛋白和可溶性糖含量的影響 由圖1可知，不同配方營養(yǎng)液處理小白菜的可溶性蛋白含量表現(xiàn)為CK＞T3＞T2＞T1，但在各處理間均無顯著性差異。從圖2可以看出，不同處理小白菜的可溶性糖含量表現(xiàn)為T1＞CK＞T3＞T2，其中T1處理顯著高于其他處理的，而在其他處理間無顯著性差異，這說明T1處理最有利于小白菜可溶性糖含量的提升。

圖1 4種不同營養(yǎng)液配方處理對(duì)小白菜可溶性蛋白含量的影響

圖2 4種不同營養(yǎng)液配方處理對(duì)小白菜可溶性糖含量的影響

2.1.4 不同配方營養(yǎng)液處理對(duì)小白菜影響的綜合評(píng)價(jià) 采用AHP-模糊隸屬函數(shù)法對(duì)小白菜的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，結(jié)果如表5所示，綜合評(píng)價(jià)值排序?yàn)門3＞T1＞T2＞CK，故確定T3處理即普樂收無土栽培A肥+B肥（1∶1）混合液為最優(yōu)營養(yǎng)液配方。

表5 4種不同營養(yǎng)液配方對(duì)小白菜產(chǎn)量與品質(zhì)影響的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2 營養(yǎng)液管理模式篩選

2.2.1 不同營養(yǎng)液管理模式對(duì)小白菜生物量的影響 如表6所示，處理后30 d，不同營養(yǎng)液管理模式處理小白菜的地上部、地下部、全株鮮重均表現(xiàn)為T3B＞T3A＞T3，其中T3B顯著高于T3A、T3的，且T3B的地上部鮮重和全株鮮重比T3分別提高了18.458%和19.903%。不同處理小白菜的地上部、全株干重均表現(xiàn)為T3B＞T3A＞T3，但在各處理間均無顯著性差異；地下部干重表現(xiàn)為T3A＞T3＞T3B，其中T3A與T3、T3B存在顯著性差異，而T3B與T3無顯著性差異。不同處理小白菜的葉面積表現(xiàn)為T3B＞T3＞T3A，T3B與T3A、T3呈顯著性差異，而T3A與T3無顯著性差異。綜合各因素得出，T3B管理模式最有利于小白菜產(chǎn)量的提高，T3A處理的效果次之。

表6 3種不同營養(yǎng)液管理模式對(duì)小白菜生物量的影響

2.2.2 不同營養(yǎng)液管理模式對(duì)小白菜光合色素含量的影響 如表7所示，不同營養(yǎng)液管理模式處理小白菜的葉綠素a、葉綠素b與葉綠素總量均表現(xiàn)為T3A＞T3B＞T3，而類胡蘿卜素含量則表現(xiàn)為T3A＞T3＞T3B，但在各處理間4項(xiàng)指標(biāo)差異均不顯著，說明3種營養(yǎng)液管理模式對(duì)小白菜光合色素含量的影響不明顯。

表7 3種不同營養(yǎng)液管理模式對(duì)小白菜光合色素含量的影響 mg/g FW

2.2.3 不同營養(yǎng)液管理模式對(duì)小白菜可溶性蛋白和可溶性糖含量的影響 如圖3所示，不同營養(yǎng)液管理模式處理小白菜的可溶性蛋白含量排序?yàn)門3＞T3A＞T3B，但在各處理間無顯著性差異。在圖4中，可溶性糖含量表現(xiàn)為T3A＞T3＞T3B，其中T3A與T3間無顯著性差異，而T3B顯著低于T3A、T3的，這表明T3A提高小白菜可溶性糖含量的效果最優(yōu)。

圖3 3種不同營養(yǎng)液管理模式對(duì)小白菜可溶性蛋白含量的影響

圖4 3種不同營養(yǎng)液管理模式對(duì)小白菜可溶性糖含量的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 不同營養(yǎng)液配方對(duì)水培小白菜的影響

小白菜的地上部生長情況直接影響到小白菜的產(chǎn)量，植物的地下部起固定植株及吸收運(yùn)輸水分、養(yǎng)分等作用［18］，且對(duì)植株地上部的生長發(fā)育也起重要作用。小白菜的可溶性糖、可溶性蛋白含量均為衡量其品質(zhì)的重要指標(biāo)［19］。本試驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)不同營養(yǎng)液配方處理對(duì)小白菜產(chǎn)量與品質(zhì)的影響后得出，T3處理［普樂收無土栽培A肥+B肥（1∶1）混合液］的綜合效果排名第1，同時(shí)該混合營養(yǎng)液的生產(chǎn)成本最低，因此，普樂收無土栽培A肥+B肥（1∶1）混合液為最優(yōu)營養(yǎng)液配方。

3.2 不同營養(yǎng)液管理模式對(duì)水培小白菜的影響

電導(dǎo)率（EC值）可以直觀地反映營養(yǎng)液的濃度及營養(yǎng)供給情況，其過高或過低均不利于植株的生長［20］。在本研究的營養(yǎng)液管理模式篩選試驗(yàn)中，處理T3B小白菜的各部位鮮重、地上部干重及葉面積均最高，說明前期采用電導(dǎo)率為1.20 dS/m、后期采用電導(dǎo)率為3.60 dS/m的普樂收無土栽培A肥+B肥（1∶1）混合營養(yǎng)液對(duì)小白菜的促生效果較好，這與張子穎等［21－22］研究得出的結(jié)論“在一定EC值范圍內(nèi)，植株產(chǎn)量將隨營養(yǎng)液EC值的上升而先增后減”類似。T3A處理小白菜的可溶性糖含量顯著高于其他處理的，表明小白菜的可溶性糖含量隨營養(yǎng)液EC值在一定范圍內(nèi)升高而表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，這與龐強(qiáng)強(qiáng)等［23－24］的研究結(jié)果類似。各階段營養(yǎng)液EC值不同對(duì)各處理小白菜可溶性蛋白及葉綠素含量的影響不顯著，這與李嘉佳等［6］的研究結(jié)果一致。

綜上所述，本研究認(rèn)為小白菜水培采用普樂收水溶性A肥+B肥（1∶1）混合液于定植后1、10、20 d分別控制混合液的EC值為1.68、2.40、3.12 dS/m的管理模式可有效提高小白菜的品質(zhì)；而分別控制EC值為1.20、2.40、3.60 dS/m的管理模式則有利于小白菜的增產(chǎn)。