不同浓度硅对水培生菜生长及营养品质的影响

李聪聪 吉家曾 丁慧霞 陈增举 彭 旭

（广州市八斗农业科技有限公司，广东省广州市 510000）

生菜因生长周期短、易于管理、产量高等特征成为了植物工厂中主要的栽培叶菜[1]。目前，大多数生菜水培采用的是叶菜营养液配方，很多学者通过对营养液的基础配方进行改良，促进了生菜的生长发育，提高了生菜的营养品质[2]。硅是植物生长所需的重要元素，施用硅肥后，不仅能使农作物的茎、叶挺直，促进叶片光合作用，而且能调节气孔关闭，提高农作物抗性。此外，硅肥中还含有较多的钙、镁和一定的微量元素，对农作物有复合营养作用[3]。

大量研究表明，施用硅肥对果菜的营养品质及口味有明显的改善作用。例如，高熙等[4]发现将硅肥作基肥施用，能促进草莓营养生长，草莓的维生素C 含量可增加11.1%～12.7%；龙斌等[5]研究发现，施用硅肥可使番茄增产4.25%～11.37%；王岐山等[6]研究发现，在蔬菜生长盛期根外喷施水溶性硅肥，可使茄果类蔬菜产量增加2 0%，叶菜类蔬菜增产约10%。但目前大多数研究是以基质添加硅肥或叶面喷施水溶性硅肥为主，有关营养液中直接添加硅肥的研究还鲜有涉及，且施用硅肥对水培生菜的影响也未见报道。鉴于此，笔者以罗马生菜为试验材料，采用深液流水培栽培方式，对不同浓度硅肥对生菜的生长发育及营养品质的影响进行探究，旨在筛选出生菜水培营养液中最适的硅肥浓度，从而为植物工厂中水培生菜提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验设在广州市八斗农业科技有限公司栽培实验室内进行。供试材料为罗马生菜（购于北京鼎丰现代农业有限公司）。生菜于2018 年8 月24 日采用海绵块播种，培育15 d后（9 月8 日），选取长势一致的健壮幼苗移至水培槽中（55 cm×37 cm×7 cm），用1 mol/L 的氯化氢溶液将营养液pH 调至适宜范围，每个水培槽中种植生菜12株。营养液采用华南农业大学叶菜改良营养液配方；光照采用红蓝复合的LED 灯，光照强度为250 umol/（m2·s）；用气泵每2 h 往营养液中充气15 min，以保证营养液中有充足的氧气。

试验设4 个不同硅肥（分析纯Na2SiO3·9H2O）浓度处理：（CK）0 mmol/L、(1)0.5 mmol/L、(2)1.0 mmol/L、(3)1.5 mmol/L。每处理重复 3 次。

1.2 测定指标

于定植后22 d（9 月30 日），每处理随机选取3株生菜，分别测定地上部鲜重、根鲜重、地上部干重、根干重、株高、最大功能叶长和宽、叶片数。

取新鲜的生菜叶片测定其营养品质，分别采用水杨酸分光光度计比色法和蒽酮比色法测定生菜叶片中的硝酸盐含量和可溶性糖含量，采用钼蓝比色法测定生菜叶片中的维生素C 含量，采用考马斯亮蓝法测定生菜叶片中的可溶性蛋白含量。每处理测定3 次。

采用Excel 2007 和SPSS 17.0 软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度硅肥对生菜生物量的影响

由表1可知，营养液中添加硅肥的3个处理的罗马生菜地上部鲜重均较CK 有所提高，地上部鲜重表现为处理（1）＞处理（2）＞处理（3）＞CK，其中，处理（1）、处理（2）的生菜地上部鲜重分别比CK增加30.08%、20.71%，且差异达显著水平。根鲜重表现为处理（3）＞CK＞处理（1）＞处理（2），其中处理（3）的生菜根鲜重为4 个处理最高，且与其它处理间差异达显著水平。地上部干重表现为处理（2）＞处理（1）＞处理（3）＞CK,其中处理（2）、处理（1）的生菜地上部干重分别比CK 增加17.22%、12.09%，且差异达显著水平。根干重表现为处理（3）＞处理（1）＞CK＞处理（2），各处理间差异不显著。

表1 不同浓度硅肥对生菜生物量的影响 (单位：g)

2.2 不同浓度硅肥对生菜生长形态的影响

由表2 可知，株高表现为处理（1）＞处理（2）＞CK＞处理（3），各处理间差异不显著。最大叶叶长表现为处理（1）＞CK＞处理（2）＞处理（3），各处理间差异不显著。最大叶叶宽表现为处理（1）＞处理（3）＞CK＞处理（2），处理（1）与处理（2）间差异达显著水平。叶片数表现为处理（1）＞处理（2）＞CK＞处理（3），其中处理（3）的叶片数显著少于比其它处理。

表2 不同浓度硅肥对生菜生长形态的影响

2.3 不同浓度硅肥对生菜营养品质的影响

由表3可知，营养液中添加硅肥后罗马生菜叶片中的硝酸盐含量显著低于CK，处理（1）、处理（2）、处理（3）的生菜叶片中硝酸盐含量分别比CK 降低32.87%、25.70%、25.87%。处理（1）、处理（2）、处理（3）的生菜叶片中可溶性糖含量分别较CK 增加33.02%、10.80%、18.98%，其中，处理（1）的生菜叶片中可溶性糖含量显著高于CK 和处理（2）。维生素 C 含量表现为处理（1）＞处理（2）＞CK ＞处理（3），其中，处理（1）的生菜叶片中维生素C 含量较CK 显著增加25.2%。

表3 不同浓度硅肥对生菜营养品质的影响

3 讨论与结论

有研究表明，在一定浓度硅肥的作用下，植物根系活力有所提高；肥料中添加硅元素后可促进植物对磷、钾等元素的吸收，改善植株内的营养条件，从而促进植物生物量的增加[7]。而本试验中，在水培营养液中添加硅肥后，罗马生菜的地上生物量显著增加，尤其是处理（1），罗马生菜的株高、叶片形态及叶片数均比CK有所增长。卢刚[8]发现，肥料中添加硅元素有利于提高植物的光合作用，魏国强[9]发现，肥料中添加硅肥能增加黄瓜叶片中叶绿素含量，提高抗氧化酶含量。上述研究和本试验结果均表明，硅能参与植物的生长代谢，从而促进植物生物量的增加。

刘缓等[10]发现，黄瓜中硝酸盐含量的降低与硅肥浓度有一定的相关性。而本试验结果表明，在水培营养液中添加硅肥能有效降低生菜叶片中的硝酸盐含量，且添加的硅肥浓度越低，生菜叶片中的硝酸盐含量越低，这可能是因为硅肥浓度过高对生菜产生了离子毒害作用。而分析生菜叶片中硝酸盐含量降低的主要原因，可能是在营养液中添加硅肥后，影响了生菜根部对营养液中氮素的吸收和转化，也有可能是硅参与了植物体内的氮代谢。

硅肥能提高果蔬的维生素C和可溶性糖含量已成为很多学者的共识（已有多处报道），如王苗苗等[11]认为，硅肥能提高黄瓜果实中可溶性糖和维生素C 的含量，但其机理尚未研究清楚。而本试验结果亦表明，硅肥能提高罗马生菜叶片中可溶性糖含量和维生素C含量，这对改善水培生菜的风味有重要作用。在水培营养液中添加硅肥可提高生菜叶片中的可溶性糖含量，这可能是因为硅可提高硝酸还原酶活性，改善植株对氮素的同化和配置，使植株吸收的氮素很少以硝态氮形式存在，进而提高了生菜叶片中的可溶性糖含量。

综上，在水培营养液中添加一定浓度的硅肥后，可有效提高生菜的生物量和营养品质，其最适添加浓度为0.5 mmol/L。