酸性電生功能水EFW對葉菜生長安全性及蟲害防效評價

劉書偉，康小平，王 燕，何 仲

(1.海南熱帶海洋學院 生態環境學院，海南 三亞 572022；2.海南熱帶海洋學院 海洋信息工程學院，海南 三亞 572022)

海南是我國最具熱帶海洋氣候特色的省份，干濕季節明顯。冬春干季從11月至翌年4月，期間天氣涼爽，光照充足，病蟲害較少，是海南蔬菜特別是速生性葉菜生產的旺季，可有效緩解本地蔬菜生產與供應的矛盾。但干季葉菜在生產中會出現因蟲害造成的葉片缺刻或發生孔洞的情況，進而影響葉菜的外觀及商品價值，如危害十字花科蔬菜的主要害蟲是菜青蟲、黃條跳甲、小菜蛾和斜紋夜蛾等[1,2]。電生功能水(Electrolyzed Functional Water，EFW)是物理農業領域的高新技術，通過現代高科技手段，使水的pH值、氧化還原電位等指標發生改變而產生的酸性電解水和堿性電解水，從而產生具有殺菌及促長功能的物理處理水，具有不污染環境、對人體無毒，制取方便、成本低廉等眾多優點[3]。目前電生功能水主要應用于保鮮[4,5]、消毒滅菌[6,7]、消除農殘[8,9]等方面，在防治植物病害[10,11]、促進植物生長及品質[12,13]方面的效果也較顯著，但在葉菜栽培中用于蟲害的防治卻極少報道。抑太保作為一種新型、低毒、環保型的廣譜性殺蟲劑，對鱗翅目、直翅目、鞘翅目、雙翅目和膜翅目等害蟲有極高的滅活性。現以抑太保為陽性對照，使用酸性EFW對大棚內菜心(BrassicacampestrisL.ssp.chinensis var.Utilis Tsenet Lee.)和雞毛菜(BrassicarapaL.Chinensis Group.)2種深受海南市民喜愛的十字花科葉菜進行噴施試驗，分析其對葉菜生長、營養成分的影響及蟲害的防治效果，為海南省走綠色農業之路提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

于2019年11月至2020年1月在海南省三亞市蔬菜大棚內進行，棚內溫度22～27℃。供試土壤：土壤pH6.18，土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀為38.3 g/kg、133.5 mg/kg、44.4 mg/kg、179.2 mg/kg。供試葉菜：四九菜心和德高雞毛菜1號，壽光德爾農業科技有限公司和德州市德高蔬菜種苗研究所經銷。殺蟲劑：5%抑太保乳油，寧波石原金牛農業科技有限公司經銷。

1.2 方法

1.2.1 電解水的制備 由DSJ-A100型電生功能水發生器電解0.1%Nacl溶液制得并測定其理化指標，pH和氧化還原電位利用PHS-3E型pH計測定，有效氯濃度測定參照GB/T19106-2013。每次施用前重新制備并測定各理化指標，見表1。

表1 電生功能水理化指標

1.2.2 試驗設計及噴施方法 每種葉菜設置4個處理：CK處理(自來水)，Y處理(5%抑太保乳油1 500倍液)，W處理(弱酸性電生功能水)，S處理(強酸性電生功能水)。每個處理重復3次，隨機設置，每個地塊面積約3.0m×6.0m，為防水滲漏，每地塊四周間隔15 cm左右小田埂。菜心從出苗到試驗結束共38 d，雞毛菜為25 d。

播種前先進行浸種，露白后開始播種。葉菜子葉末期開始噴施，EFW處理每隔7d噴施一次，CK處理噴施等量自來水，Y處理間隔14 d噴施一次(菜心噴施3次，雞毛菜噴施2次，其余時間噴施自來水)。于晴天上午8-10點用手持氣壓式噴霧器進行葉面噴施，根據葉菜不同生長期進行等量噴施，噴施量約為10～30 L/667m2，均勻噴施到葉片的正反面上，以葉面霧滴均勻一致為宜。各處理進行常規管理，方式一致。待幼苗長至2葉1心時進行定苗，菜心株行距約10 cm×10 cm，雞毛菜株行距約6 cm×6 cm左右。

1.2.3 指標測定方法 主要有:

生長指標測定：收獲時，每個地塊采用5點取樣法采集10株菜苗，分別測定其株高、莖粗、地上部可食用部分鮮質量及干物質重，計算平均值。

品質指標測定：取樣同生長指標，將地上部可食用樣品沖洗干凈，擦干后切碎混勻，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[15]，2,6-二氯靛酚比色法測定VC含量[14]，考馬斯亮藍比色法測定可溶性蛋白質含量[15]。

蟲害防效測定：收獲時，每個地塊采用5點取樣法取100株菜苗，根據單株葉片上的缺刻或孔洞數量劃分危害級別并記錄[16]，計算公式如下：

危害指數=∑(各級株數×各級代表值)/(調查總株數×最高級代表值)

防治效果(%)=[(處理區危害指數-空白對照區危害指數)/空白對照區危害指數]×100%

1.3 數據統計

采用SPSS19.0軟件和Excel進行數據處理分析和圖表繪制，用Duncan' s新復極差法進行多重比較(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 不同處理對葉菜生長的影響

2.1.1 對葉菜株高和莖粗的影響 株高、莖粗等生長指標，能在一定程度上反映植株體生長狀況是否良好。從圖1和圖2可知，CK均顯著低于其他處理，W處理株高最大，Y處理莖粗最大，S處理低于Y處理但差異均不顯著，同時兩種葉菜的株高和莖粗處理的變化趨勢一致。說明抑太保和EFW處理均能促進葉菜株高和莖粗的生長，其中弱酸性EFW更利于株高的生長，抑太保則促進莖粗的生長。

圖1 不同處理對葉菜株高的影響

圖2 不同處理對葉菜莖粗的影響

圖3 不同處理對葉菜地上部鮮質量的影響

2.1.2 對葉菜地上部鮮質量的影響 地上部鮮質量大小是葉菜產量高低的表現。從圖3可知，CK顯著低于其他處理，兩種葉菜的鮮質量變化一致，其中Y處理鮮質量最大，其次是S處理，但二者差異不顯著。菜心Y、W和S處理的鮮質量分別比CK高18.52%、13.23%和15.12%，雞毛菜則分別增加20.13%、14.49%和17.00%。說明抑太保和EFW處理均利于提高葉菜產量，其中強酸性EFW處理大于弱酸性處理。

2.2 不同處理對葉菜品質指標的影響

維生素C含量、可溶性糖及可溶性蛋白質是植物常用的營養品質指標，可衡量蔬菜品質好壞。從表2知，各處理較CK有不同程度的提高；W處理Vc和可溶性蛋白含量最高，但Y、W和S處理間均無顯著差異；S處理可溶性糖含量最高并顯著高于CK、W處理，但與Y處理無顯著差異。總之，弱酸性EFW更有利于改善葉菜的品質，同時強酸性EFW與抑太保之間無顯著差異。

表2 不同處理的葉菜可食用部位品質指標比較

2.3 不同處理對蟲害的防效分析

表3 不同處理對葉菜蟲害的防治效果

從表3可知，CK的危害指數最大且與其他處理差異顯著；Y處理危害指數最小，與W處理差異顯著，與S處理差異不顯著。菜心和雞毛菜的Y處理防治效果分別比S處理和W處理高3.44%和15.71%及3.68%和14.13。說明強酸性EFW比抑太保防效低但差異不顯著，強酸性EFW比弱酸性可更有效地防治葉菜蟲害。

從葉菜整個生育期就噴施成本費用來說，噴施抑太保需要花費40～60元/667m2，EFW處理需要10～15元/667m2(電生功能水發生器使用壽命以3 a計；制取強酸性EFW所需時間約為弱酸性的2倍)，所以抑太保的成本費用約是EFW處理的4倍。

2.4 基于主成分分析法確定不同處理對葉菜的影響

菜心處理通過SPSS軟件處理后，提取前2個主成分F1和F2，其初始特征值的方差百分比累積率為99.6%，具有較高的代表性。使用成份得分矩陣求F1和F2，計算綜合主成分值F，公式如下：

F1=0.17ZX1+0.149ZX2+0.17ZX3+0.164ZX4+0.126ZX5+0.155ZX6-0.17ZX7

F2=-0.185ZX1+0.41ZX2-0.194ZX3+0.282ZX4-0.541ZX5+0.368ZX6+0.186ZX7

F=(81.4/99.6)F1+(18.2/99.6)F2

同理，雞毛菜處理只提取了1個主成分F1，其初始特征值的方差百分比累積率為85.1%。公式如下：

F1=0.165ZX1+0.143ZX2+0.146ZX3+0.161ZX4+0.150ZX5+0.153ZX6-0.165ZX7

F=F1

其中X1～X7分別代表地上部鮮質量、株高、莖粗、VC、可溶性糖、可溶性蛋白、危害指數。

表4 葉菜不同處理的主成分得分

由表4可知，葉菜的不同處理綜合得分不同，其中菜心的W處理綜合得分最高，其次是Y處理、S處理及CK；雞毛菜的Y處理綜合得分最高，其次是W處理、S處理及CK。即不同葉菜類型最優處理不同，若從綠色、環保及成本消耗而言，W處理則為最優處理。

3 結論與討論

(1)施用酸性電生功能水不會影響葉菜的正常生長，并能在一定程度上促進生長，這與艾楷棋等[12]研究結果一致。為進一步了解弱酸性或強酸性電生功能水對葉菜生長的影響，可結合其生理指標進行探討。

(2)噴施酸性電生功能水后葉菜的品質較CK均有不同程度的提高，這與王燕等[13]及曹薇等[17]關于酸性電功能水能提高植物的品質研究相符合。因可溶性糖含量不僅反映植物的品質，也可反映植物對脅迫的響應，筆者研究中強酸性處理的可溶性糖含量最高，葉菜是否受到酸性物質的脅迫也需明確。

(3)酸性電生功能水可有效防治葉菜蟲害，其中強酸性處理的危害指數顯著低于弱酸性處理，且與抑太保處理差異不顯著。同時在試驗中發現，強酸性處理對菜青蟲有觸殺作用，對其他害蟲的防效方式也需進一步探索。

(4)從主成分分析可知，弱酸性電生功能水處理為最優處理。但從蟲害防效的角度，建議在蟲害高發期，噴施強酸性電生功能水或與弱酸性電生功能水交替噴施，仍需進一步的試驗確定。

從各指標的分析可知，酸性電生功能水與“抑太保”殺蟲劑對葉菜的促生、品質及抗蟲方面的功能不相上下，但相比化學藥劑，酸性電生功能水的無毒、環保、成本低等優良特性，可使其在海南干季葉菜綠色生產之路中應用前景廣闊，同時為物理農業的發展提供參考。總之，噴施酸性電生功能水特別是弱酸性電生功能水在海南干季進行葉菜綠色栽培具有可行性，但仍需對電生功能水適宜施用次數和劑量進行探索；另外酸性電生功能水防效效果應與有效氯的濃度關系密切[18]，在不影響植株正常生長的情況下，為更好的發揮其對病蟲害的防效，需對不同葉菜最適施用次數、劑量、有效氯濃度開展研究。