不同水培處理對蕹菜生長的影響

張稱稱 戴曲順

(福建林業職業技術學院，福建 南平 353000)

蕹菜(IpomoeaaquaticaForsk)是旋花科番薯屬的1年生草本植物，又名空心菜、通菜。蕹菜喜濕潤溫暖的氣候，能適應35 ℃的高溫，不耐寒冷，其口感柔嫩，具有防暑降脂的作用，在我國的東南地區普遍栽培，深受消費者喜愛[1,2]。目前國內蕹菜的栽培生產以露地栽培或基質栽培為主，容易出現葉菜地栽的各種病蟲害，且受地域和氣候的影響較大。水培(Hydroponics)即營養液栽培，其核心是將植物生長所需的各種礦質元素溶于水中，讓植物的根系直接浸潤于營養液，代替土壤為植物提供水分、養分和氧氣，進而增強作物長勢，促進其產量的增加和品質的改善。目前，將水培技術用于蕹菜的研究報道較少見，本研究通過對比4種水培設備下蕹菜生長的差異，探討分析不同水培模式下蕹菜的商品性狀，以期為蕹菜的工廠化水培生產提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

本次試驗的地點位于南平市延平區夏道鎮小鳩村的智能溫室大棚。試驗的品種為福建中蔬農業科技有限公司的泰國空心菜[種子生產經營許可證編號: D(閩)農種許字(2018)第0001號]。試驗所用蕹菜均采用統一的播種方式、播種時間、催芽基質和培育環境，于播種后第10 d移栽定植到不同的栽培設備。

1.2 試驗時間及環境

試驗時間為2020年4—8月，室外日平均溫度為20—38 ℃；溫室內白天溫度為15—30 ℃、相對濕度50%—99%，夜間溫度為15—20 ℃、相對濕度30%—99%。

1.3 試驗設備

本試驗采用智能溫室大棚及水肥一體化的供應系統。試驗所用的營養液均為葉菜通用型配方，每200 L濃縮液的各成分含量見表1。使用時將濃縮液稀釋至EC值1.5、pH值5.5、營養液溫度保持在20—30 ℃。

表1 葉菜通用型營養液配方 單位：g

NFT模式“A字架”、NFT模式單層平鋪、DFT模式植物墻、氣霧培模式“A型”等無土栽培設備(見圖1)，電子天平，電子游標卡尺，直尺等。

圖1 不同水培設備模式圖

NFT全稱為營養液膜栽培技術(Nutrient Film Technique)，通過管道將營養液從較高的一端流向較低的一端，再流回營養液槽過濾，循環利用。因水流較小，如一層薄膜，僅覆蓋植物根系的1—2cm而得名，是目前植物工廠綠葉蔬菜栽培的主要方式之一，可用于白菜[3]、菠菜[4]等作物的生產。研究表明，營養液栽培的生菜鮮重較土壤栽培生菜增幅81.51%[5]。

DFT又稱深液流栽培技術(Deep Flow Technique)，通過管道將營養液從高處輸出并流向低處，再經過過濾回到配液池，重新調配后可再次利用。DFT因營養液層較深，一般5.0—15.0cm，因此對根系的緩沖能力大，適合溫差較大的地區使用，可用于生菜[6]、小白菜[7]等作物的生產。使用DFT栽培番茄，可使番茄株幅達到8.0—10.0m，株高達到3.0—3.5m，類似樹形，且觀賞期和采收期延長1—2個月[8]。

氣霧培(Aeroponics)的原理是用種植板和回流槽組成一個密閉空間，在密閉空間里，營養液通過高壓水泵加壓，然后通過霧狀噴頭噴出，霧氣直接噴到植物根系上，未被利用的營養液在回流槽聚集，然后經由過濾器回流到配液池，可用于生菜[9]、鐵皮石斛[10]、郁金香[11]等作物的生產。研究表明，采用氣霧培生產模式，其垂直栽培面積是傳統栽培面積的3.51倍以上[12]。

1.4 試驗設計

試驗設置4種處理，3次重復，每種處理60株，分別為處理1：NFT模式“A字架”結構；處理2：NFT模式單層平鋪結構；處理3： DFT模式植物墻結構；處理4：氣霧培模式“A型”結構。使用同一批播種育苗獲得的柳葉蕹菜10日苗，移栽到不同處理上進行培育，統一水肥供給，每個月收割1次，連續采收3次。

采收后，將植株自然平鋪于工作臺，每次使用電子天平、游標卡尺等儀器對采收的所有植株進行各性狀的測量。同一植株取最長的莖為植株莖高，取最粗的莖為植株莖粗，取植株自然伸展寬度最長數據為株寬，取最大葉片記錄葉長、葉寬和葉柄長度。

1.5 種子及幼苗管理

試驗于2020年4月15日進行播種。將長×寬×高為1.0cm×1.0 cm×1.0cm的正方體“工”字型水培育苗專用海綿放入托盤中，先讓海綿充分吸水，再將蕹菜種子放入“工”字開口的中間，距離底部0.5cm，置于催芽室進行催芽，每天早晚各根據海綿濕度進行補水，待8—10d子葉伸展開后進行移苗。

1.6 數據記錄及處理

試驗數據使用excel及DPS軟件進行統計和分析。

2 結果與分析

2.1 不同水培處理對蕹菜植株凈重及株形的影響

不同處理下的蕹菜長勢差異極大(見表2)。處理1的凈重為45.79g，與處理2接近，與處理3和處理4的差異極顯著，比處理4高出1.44倍；株寬為38.70cm，與其他各處理的差異極顯著，比處理4高出1.19倍；莖高、莖粗、分支數均處于較高水平；株型偏向于健壯型。處理2的莖粗、分支數均最高，分別為26.19mm、2.86個，與其他各處理均有顯著差異，與處理3的差異最大，分別高出1.89倍、0.71倍；凈重、株寬、莖高均處于較高水平；株型偏向于矮壯型。處理3的株高超出其他處理，但凈重、株寬、莖粗、分支數均較低；株型偏向于徒長型。處理4的各性狀均低于其他處理，株型偏向于徒長型。

表2 不同處理下蕹菜凈重及株型差異

2.2 不同栽培模式對植株葉片的影響

4組處理的葉片數無顯著差異，均在9—12片，其中處理2最高，為11.62片(見表3)。處理1的葉長、葉寬、葉柄長均最高，分別高出其他3組處理最低值的22.27%、28.31%、28.59%。處理2的葉長和葉柄長均略低于處理1，高于其余兩組，葉片寬與其余兩組無顯著差異。處理3和處理4的葉長、葉柄長均較低且無顯著差異。根據多數消費者較喜愛吃蕹菜葉的習慣，處理1及處理2的葉片性狀較高，更能滿足消費需要。

表3 不同處理下蕹菜葉片性狀差異

2.3 不同栽培模式對植株根系的影響

處理1和處理2的根重較接近，顯著高于處理3和處理4，超出最小值31.74%(見表4、圖2)。處理4的植株根長明顯高于其他處理，超出最小值113.03%；前3個處理之間的根長無顯著差異。處理2的根域寬度顯著高于其他處理，與處理4的差異最顯著，超出248.13%。根據水培設備的結構，根域寬度有利于擴大根系的分布面積，提高根系的吸收能力，因此處理2的根系性狀更有優勢。

圖2 不同處理的根系對比圖

表4 不同處理下蕹菜根系差異

3 小結與討論

水培技術被廣泛地運用在園藝植物的蔬菜生產上，但關于蕹菜的研究不多見。李建設等[13]在DFT模式下使用不同營養液配方，結果顯示不同配方對蕹菜的長勢、產量、葉綠素含量、根系活力、Vc含量均產生顯著影響；陳杰等[14]研究表明，DFT模式下的蕹菜硝酸鹽含量高于基質栽培；伍金偉等[15]在蕹菜的氣霧培中加入特殊工藝的沼氣，使每667蕹菜的運行成本降低2.4萬元。本研究中，NFT模式“A字架”結構和NFT模式單層平鋪結構的蕹菜在株形、葉片和根系性狀等方面均較好，其中NFT模式“A字架”的凈重、株寬最高，分別達為45.79g、38.70cm；葉長、葉寬、葉柄長均最高，分別高出其他處理2.27%、28.31%、28.59%；根長和根域寬均較適中，株型偏向于健壯型。而DFT植物墻和氣霧培模式下的蕹菜植株性狀較差，株型偏向于徒長型。可見在蕹菜的水培生產中，更適合營養液膜栽培模式。原因一：可能是因為NFT營養液膜能夠更好地解決蕹菜根系水氧矛盾的平衡；DFT植物墻的根系雖然水和養分充足，但供氧效果不如NFT；氣霧培模式雖然能夠有效解決水氧矛盾，但其根系過長，整個根域面積過狹窄，同時由于根頸處嵌入栽培板，不利于地上部分的伸展。原因二：可能是因為NFT營養液膜式“A字架”及“單層平鋪”植株分布合理，受光充足，能夠滿足蕹菜對光照的需求；而植物墻和氣霧培模式中蕹菜下部植株莖葉被上部植株遮擋，從而影響光照，導致植株偏向徒長。

本次試驗主要對比不同水培模式設備下的蕹菜植株性狀和根系的差異，所使用的營養液為非葉菜專用的通用型營養液，對蕹菜的生長存在一定的影響。因此，將在下一階段對比NFT模式“A字架”結構和NFT模式單層平鋪結構下，不同營養液配方對蕹菜的植株性狀和營養品質的影響，以期進一步為蕹菜的水培生產提供參考。