不同电导率营养液对蕹菜生长、品质及产量的影响

李杰 杨萍

摘    要：为研究营养液浓度对蕹菜生长、品质和产量的影响，筛选出适合蕹菜水培的营养液浓度，本试验以蕹菜为材料，采用营养液水培法，以自来水为对照（CK），设4个营养液电导率（EC）处理，分别为EC=1.0、EC=1.5、EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1。结果表明，EC=1.5 mS·cm-1时蕹菜株高显著高于CK，该处理下蕹菜的株高、茎粗、叶长和叶宽均为最大。EC=1.5 mS·cm-1时蕹菜叶片叶绿素含量显著高于其他各处理，蕹菜根系活力显著高于EC=2.5 mS·cm-1和CK。EC=1.5 mS·cm-1时蕹菜可溶性蛋白和维生素C含量最高。蕹菜硝酸盐含量以CK最低，EC=2.5 mS·cm-1最高，且显著高于其他各处理。同时，EC=1.5 mS·cm-1显著增加了蕹菜单株质量和产量。综上所述，供试4个营养液浓度中，采用1.5 mS·cm-1营养液最适合水培蕹菜的生产。

关键词：蕹菜;营养液;电导率;品质;产量

中图分类号：S636.9 文献标志码：A 文章编号：文章编号：1673-2871（2020）12-082-05

Abstract： In order to study the effect of nutrient solution concentration on the growth， quality， and yield of water spinach， and to screen out the suitable nutrient solution concentration for water spinach， spinach was used as material in this research， four electrical conductivity （EC） treatments were set， which were EC=1.0， EC=1.5 EC=2.0 and EC=2.5 mS·cm-1， and water was used as control （CK）. The growth， quality and yield of water spinach treated with nutrient solution at different EC values were studied. The results showed that the plant growth was significantly improved when it was under EC=1.5 mS·cm-1 treatment， plant height， stem diameter， leaf length and leaf width of water spinach were the largest among all of the treatments. The chlorophyll content of water spinach leaves under EC=1.5 mS·cm-1 treatment was significantly higher than those of other treatments. The root activity of water spinach under EC=1.5 mS·cm-1 treatment was significantly higher than that of EC=2.5 mS·cm-1 treatment and CK. The soluble protein and vitamin C contents of water spinach under EC=1.5 mS·cm-1 treatment was the highest. The nitrate content of water spinach under CK was the lowest， while it was the highest under EC=2.5 mS·cm-1 treatment， and the nitrate content of  EC=2.5 mS·cm-1 treatment was significantly higher than other treatments. Additionally， the plant weight and yield of water spinach was significantly increased by EC=1.5 mS·cm-1 treatment. In conclusion， 1.5 ms·cm-1 was the most suitable EC level of nutrient solution for hydroponic water spinach.

Key words： Water spinach; Nutrient solution; Electrical conductivity; Quality; Yield

蕹菜（Ipomoea aquatic Forsk）又名空心菜，属旋花科一年生或多年蔓生草本植物[1]。由于蕹菜耐热，因此可以在高温季节进行生产。同时，蕹菜具有生长周期短、可以重复采收的优点，是设施水培种植的主要叶菜之一[2]。

水培是将作物直接种植在营养液中，通过对营养液组分调控以实现养分充足供应，进而增强作物长势，促进其产量的增加和品质的改善[3-4]。营养液的电导率（EC）是水培营养液管理中最重要的调控参数之一，EC值的高低反映了营养液的营养水平[5]，直接影响水培作物的生长发育、产量和品质[6]。研究表明，EC值过高会降低产量，造成果实畸形，EC值过低会造成养分亏缺，影响作物生长[7]。周庐萍等[8]认为较高的电导率营养液有助于提高菊花地上、地下部鲜质量和干质量，同时提高了光合速率。随着水培技术的发展，研究者对营养配方进行调整，从而演变出许多适合植物生长的配方，认为营养液配方具有一定的通用性，改变一种营养液中元素的数量和比例，可适用于几种植物的生长[9]。戴必胜等[10]通过对水仙花的研究得出，用霍格兰营养液培育出的植株根系发达，叶片鲜绿，开花数和花朵直径都比对照多而大。段萍[11]通过改变霍格兰营养液的浓度进行富贵竹的水培，得出1/2剂量的霍格蘭营养液更有利于其生长。

目前，蕹菜水培生产上尚无专用营养液，多采用荷兰温室营养液配方[5]，但适宜的营养液浓度尚不明确。因此，本试验设置不同EC营养液，通过研究水培蕹菜的生长、品质和产量的变化规律，探求适宜其生长的营养液浓度，为水培蕹菜产业化发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试蕹菜品种为‘闽都三叉蕹菜，由福州立信种苗公司提供。用128孔穴盘（规格：上口径35 mm，下口径30 mm，深度40 mm，外形545 mm×280 mm）育苗，每穴播2粒种子，播种前先用0.1%的高锰酸钾对种子表面消毒。基质为V草炭∶V珍珠岩∶V蛭石=3∶1∶1的混合基质。

1.2 方法

试验于2019年5—7月在中国农业科学院南口基地温室内进行。试验共设5个处理：（1）EC=1.0 mS·cm-1、（2）EC=1.5 mS·cm-1、（3）EC=2.0 mS·cm-1、（4）EC=2.5 mS·cm-1、（5）自来水对照（CK）。采用随机区组设计，每个处理3次重复，每个重复30株。于2019年5月育苗，待幼苗“拉十字”时开始间苗，每穴保留1株。将穴盘统一放到玻璃温室，并将温度控制在20～25 ℃。2019年6月1日（蕹菜3叶1心期）开始定植。

采用基地温室的水培系统（水培槽长550 cm，宽8.4 cm，深10 cm），水培槽离地面80 cm，每个水培槽有30个孔，每个孔配套1个定植杯，定植杯上口径3 cm，下口径2.6 cm，深度4.5 cm。营养液水源为基地灌溉用的自来水，其EC值为0.418 mS·cm-1，pH为7.7。定植后每天测1次电导率和pH值，pH控制在6.2～6.5。

试验使用的基础营养液为荷兰温室配方，营养液包含四水硝酸钙886 mg·L-1、硝酸钾303 mg·L-1、硫酸铵33 mg·L-1、磷酸二氢钾204 mg·L-1、硫酸钾218 mg·L-1、七水硫酸镁247 mg·L-1、乙二胺四乙酸二钠铁30 mg·L-1、硼酸2.86 mg·L-1、硫酸锰2.13 mg·L-1、硫酸锌0.22 mg·L-1、硫酸铜0.22 mg·L-1、钼酸铵0.02 mg·L-1。定植后30 d开始测定蕹菜的生长指标、生理指标和品质，并称量每个处理的单株质量，统计小区产量。

1.3 项目测定

营养液的pH值采用DZ-01型酸度计（上海隆拓公司）测定，EC值采用DDS-11A型电导仪（上海隆拓公司）测定。定植后第30 天用卷尺测定株高（根茎交界处到茎尖距离），用游标卡尺测定茎粗（茎基部1 cm 处的直径），随机选取植株从上到下第6片叶，用卷尺测量叶长（叶腋到叶尖距离）和叶宽（叶片最宽处）。每个处理3次重复，每个重复测量5株。采用手持式SPAD-502叶绿素计（日本KONICA MINOLTA公司生产）测定叶绿素SPAD值。根系活力采用TTC还原法测定[9]。可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定，维生素C含量和硝酸盐含量采用分光光度法测定，均参照邹琦[12]的方法。采收后称量单株质量，并统计小区产量。

1.4 数据分析

运用Microsoft Excel 2019软件处理数据并作图，用SPSS 20.0软件进行方差分析，并采用单因素方差分析（ANOVA）比较不同数据组间的差异显著性，数据表示为平均值±SE。

2 结果与分析

2.1 不同电导率营养液对蕹菜生长的影响

从图1可以看出，营养液处理下蕹菜的株高均显著高于自来水（CK），不同EC营养液处理间没有显著差异。EC=1.5 mS·cm-1处理下蕹菜的茎粗最大，且显著高于CK，与其他处理无显著差异;CK、EC=1.0、EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1间无显著差异。EC=1.5 mS·cm-1蕹菜叶长最大，且显著高于CK，与其他处理无显著差异;CK、EC=1.0、EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1間蕹菜叶长无显著差异。蕹菜叶宽的变化规律与叶长的相似，以EC=1.5 mS·cm-1叶宽最大。

2.2 不同电导率营养液对蕹菜叶绿素和根系活力的影响

从图2可以看出，CK处理蕹菜叶绿素SPAD值最低，EC=1.5 mS·cm-1叶绿素SPAD值最高，且显著高于其他营养液处理。就蕹菜的根系活力而言，EC=1.5 mS·cm-1根系活力最强，EC=1.0、EC=1.5和EC=2.0 mS·cm-1间无显著差异，且均显著高于CK和EC=2.5 mS·cm-1;CK与EC=2.5 mS·cm-1没有显著差异。

2.3 不同电导率营养液对蕹菜可溶性蛋白质、维生素C和硝酸盐含量的影响

从表1可知，EC=1.5 mS·cm-1蕹菜可溶性蛋白质含量最高，且显著高于其他处理;EC=1.0、EC=2.0、EC=2.5 mS·cm-1间无显著差异，但EC=1.0 mS·cm-1显著高于CK;CK处理下蕹菜可溶性蛋白质含量最低。EC=1.5 mS·cm-1蕹菜维生素C含量最高，与EC=2.0 mS·cm-1无显著差异，但显著高于CK、EC=1.0和EC=2.5 mS·cm-1;CK、EC=1.0和EC=2.5 mS·cm-1间无显著差异。蕹菜硝酸盐含量以CK最低，EC=2.5 mS·cm-1最高，且显著高于其他各处理;随EC值的增大而逐渐增大;EC=1.0 mS·cm-1和CK无显著差异，EC=1.0 mS·cm-1与EC=1.5 mS·cm-1无显著差异。除EC=1.0 mS·cm-1外，其他各处理的蕹菜硝酸盐含量均显著高于CK。

2.4 不同电导率营养液对蕹菜产量的影响

从表2可知，EC=1.5 mS·cm-1的单株质量最高，且显著高于其他各处理;EC=2.0、EC=2.5 mS·cm-1显著高于CK，与EC=1.0 mS·cm-1无显著差异。就不同EC营养液对蕹菜产量而言，以EC=1.5 mS·cm-1最高，以CK处理产量最低。EC=1.5 mS·cm-1显著高于其他各处理。EC=1.0、EC=2.0、EC=2.5 mS·cm-1间无显著差异，EC=2.0和EC=2.5 mS·cm-1显著高于CK。

3 讨论与结论

在水培蔬菜生产中，营养液为植物的生长发育提供养分和水分。营养液EC值过低或过高都会影响蔬菜作物的正常生长，EC过低导致养分不足，过高则产生盐害，还会引起叶菜中硝酸盐的积累，影响蔬菜品质[6]。本试验研究表明，营养液处理的蕹菜株高和茎粗均显著高于自来水（CK），但EC值超过1.5 mS·cm-1时茎粗减小，存在徒长的现象。随着营养液EC值的增大，叶长和叶宽呈先增大后减小的趋势，说明随着营养液中离子浓度发生改变，低浓度营养液因养分不足造成蕹菜植株形态指标减小，EC值为1.5 mS·cm-1时，株高、茎粗、叶长和叶宽均最大，继续增大EC值后各项形态指标又开始下降。梁峥等[13]在水培蕹菜的研究中也表明，低水平EC营养液处理下蕹菜的株高、茎粗均明显降低，蕹菜的生长受阻。张二震等[6]在苦菊上的研究结果与本试验结果一致。

叶绿素是主要的光合色素，是构成植株干物质积累的主要因素，也是各种生理和水肥条件的综合反映[14]。根系活力能够客观反映植物根系生命活动水平，也可以反映植物个体的生长情况、营养状况和产量水平[15]。本研究结果表明，EC=1.5 mS·cm-1的叶绿素SPAD值显著高于其他各处理，说明营养液EC值低于或者高于1.5 mS·cm-1均会显著降低蕹菜叶绿素SPAD值，影响其光合作用和干物质的积累。同时，各处理的根系活力以EC=1.5 mS·cm-1最高，当EC值为2.5 mS·cm-1时显著降低了蕹菜根系活力。

可溶性蛋白质、维生素C和硝酸盐含量是反映蔬菜营养品质的重要指标[16]。本试验结果表明，营养液EC值过大或过小均会降低叶片中可溶性蛋白质含量，EC=1.5 mS·cm-1的可溶性蛋白质含量最高，说明适宜的营养液浓度促进了叶片中氨基酸的形成，有利于特征芳香物质的合成，提高了蕹菜的风味品质。本研究结果表明，随着EC值的增大，维生素C含量呈现先增大后减小的趋势，EC=1.5 mS·cm-1时维生素C含量最高，且显著高于自来水处理（CK）。随着营养液EC值的增大，显著增加了叶片中硝酸盐含量，营养液EC值越小，其硝酸盐含量越小，说明合理的营养液浓度可有效降低蕹菜叶片中硝酸盐的积累，提高蕹菜的食用安全性，这与前人在小白菜、生菜和黄瓜[17-19]上的研究结果一致。研究还发现，在EC值小于2.0 mS·cm-1时，维生素C含量与硝酸盐含量变化趋势相反，主要原因是维生素C可以阻止硝酸盐还原为亚硝酸盐并抑制胺与亚硝酸盐的结合[20]。

本试验中，EC=1.5 mS·cm-1下蕹菜单株质量和产量最大，且显著高于其他各处理，EC值小于或者大于1.5 mS·cm-1均显著降低了蕹菜单株质量和产量，说明低水平EC值的营养液中养分含量较低，导致蕹菜无法吸收足够的养分而使生长和产量受到严重抑制。

综上所述，营养液EC值为1.5 mS·cm-1时有利于蕹菜植株的生长和产量形成，同时，蕹菜叶片可溶性蛋白质含量和维生素C含量最高，且硝酸盐含量维持在较低的水平，在蕹菜水培生产中可以推广应用。

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