不同配方營養(yǎng)液對盆栽荊芥生長和品質的影響

余 婷，巴合旦，尼薩古力·阿布拉，吳 慧，秦 勇

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學林學與園藝學院，烏魯木齊 830052；2.木壘縣農(nóng)業(yè)技術推廣站，新疆木壘 831900；3.塔城地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所，新疆塔城 834700)

0 引 言

【研究意義】荊芥(Schizonepetatenuifolia(Benth.) Briq.) 別名香荊薺、線薺、假蘇，為唇形科荊芥屬，是1年生草本植物，莖葉具有特殊異香、無苦澀且微甜[1]，基部木質化，多分枝，高40～150 cm[2]。荊芥在蔬菜中屬于綠葉菜類，富含芳香油，以葉片含量最高，味鮮美，可驅蟲滅菌[3]，且具有發(fā)表祛風、利咽及透疹等功能[4]。具有奇特的香味及其藥理價值[1]，目前主要分布于我國東北、華北等地，具有耐高溫、適應性強的特點，是一種經(jīng)濟效益顯著高于常規(guī)農(nóng)作物、保健型辛香蔬菜。在農(nóng)業(yè)結構調(diào)整中發(fā)揮著重要作用，適宜大面積推廣[5-6]。現(xiàn)在市場上常見的葉菜類蔬菜種類很多，比如葉用萵苣、芹菜、小白菜等。但葉菜類蔬菜的生產(chǎn)過程中存在各種各樣的問題，例如，在生產(chǎn)過程中為了追求高產(chǎn)，過量施用化肥以及頻繁大水灌溉[7-8]，這不僅增加了氮、磷淋失的風險[9-10]，也會導致次生鹽漬化和連作障礙的產(chǎn)生[11-13]，影響了蔬菜的營養(yǎng)和衛(wèi)生安全品質[14-15]。基質盆栽葉菜具有生產(chǎn)速度快、安全、綠化家庭環(huán)境的優(yōu)點，養(yǎng)分的供應可以采用固體顆粒肥或營養(yǎng)液的形式，而營養(yǎng)液是基質栽培的關鍵，不同作物要求不同的營養(yǎng)液配方[16]。篩選出適宜基質盆栽荊芥生長的營養(yǎng)液配方，對指導盆栽荊芥生長和保證品質有實際意義。【前人研究進展】前人在葉菜類蔬菜的營養(yǎng)液配方方面做了研究，陳艷麗等[17]發(fā)現(xiàn)適宜水培荊芥的營養(yǎng)液配方是Hoagland和Anon配方、華南農(nóng)業(yè)大學葉菜B配方、日本園試配方，侯迷紅等[18]發(fā)現(xiàn)種植葉菜的最佳營養(yǎng)液配方是荷蘭配方，莊華才等[19]發(fā)現(xiàn)栽培日本牛油生菜時使用華南農(nóng)業(yè)大學果菜的營養(yǎng)液配方，作物的生長表現(xiàn)良好，硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量較低，丁文娜等[20]發(fā)現(xiàn)適宜氣霧栽培生菜的營養(yǎng)液配方是華南農(nóng)大葉菜B配方。株高、莖粗、葉綠素相對含量(SPAD值)等是體現(xiàn)植株生長狀況的重要指標，但是單一指標無法評判植株形態(tài)的優(yōu)劣，而根冠比能較好地反映植株地上部和地下部生物量相互關系的影響[23-25]，根冠比值越大，則地下部生長旺盛；干鮮比能有效地反映植株營養(yǎng)物質的積累狀況，干鮮比值越大，則植株干物質積累越多。【本研究切入點】前人針對基質盆栽荊芥的營養(yǎng)液配方的選擇研究報道相對較少。研究篩選出適宜基質盆栽荊芥生長的營養(yǎng)。【擬解決的關鍵問題】試驗以大葉荊芥作為研究對象，以草炭、蛭石、珍珠巖體積比為2∶1∶1的復合基質作為栽培基質，用6種不同配方的營養(yǎng)液澆灌植株，通過觀測并比較大葉荊芥的生長指標及品質指標，分析不同配方營養(yǎng)液對大葉荊芥植株生長及品質的影響，篩選出適宜基質盆栽荊芥的營養(yǎng)液配方，為荊芥進行基質盆栽提供一定的理論依據(jù)和技術指導。

1. 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2018年6～8月在新疆農(nóng)業(yè)大學林學與園藝學院校內(nèi)實驗基地及林園學院綜合試驗室進行。

供試荊芥品種：大葉荊芥(北京歐凱農(nóng)業(yè)科技有限公司)。

材料、用具及藥品：草炭(丹麥品氏托普)、蛭石(市售)、珍珠巖(市售)、塑料薄膜、塑料長條盆(長×寬×高=60 cm×17 cm×14 cm)、SPAD 502葉綠素測定儀、游標卡尺、直尺、天平燒杯、量筒、80%多菌靈粉劑、Ca(NO3)2·4H2O、KNO3等。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗采用隨機區(qū)組設計，以不同營養(yǎng)液配方為變量設置單因素試驗，共設置6個處理，每個處理3次重復，每個重復1盆。試驗中采用的六個營養(yǎng)液的原配方[12]，列出化合物的用量。配方間各濃度差異比較大，為避免因濃度的差異而使植株的性狀產(chǎn)生誤差，將各配方營養(yǎng)液總濃度控制在1 500 mg/L左右。試驗6個處理分別為：處理A：2/3個濃度單位Hoagland Snyde配方；處理B：2/3個濃度單位日本園試配方；處理C：2個濃度單位日本山崎葉用萵苣配方；處理D：4/5個濃度單位日本山崎茼蒿配方；處理E：5/4個濃度單位華南農(nóng)業(yè)大學葉菜B配方；處理F：4/5個濃度單位荷蘭溫室配方[16]，列出重新調(diào)整后的各化合物量。表1，表2

1.2.2 栽培基質及營養(yǎng)液

塑料長條盆用0.1%高錳酸鉀溶液浸泡消毒后洗凈備用；草炭、蛭石、珍珠巖按2∶1∶1體積比混合均勻后配成栽培基質，按每立方基質加入80 g·的多菌靈粉劑配成藥液澆透基質，然后用塑料薄膜覆蓋7 d，揭去薄膜后待藥味揮發(fā)后將消毒后的復合基質裝入塑料長條盆中待用。

選用飽滿、優(yōu)質的大顆粒種子，用55℃溫水浸種10 min，常溫下浸種12 h后撈出。播種前基質澆透水，采用1穴2粒形式播種每盆20穴，覆蓋基質1 cm厚并覆蓋塑料薄膜增溫保濕[2]，當出苗達到80%左右時，撤去塑料薄膜；植株2片真葉時，進行間苗，每盆保苗20株。。

大葉荊芥不同生長時期對養(yǎng)分的需求不同，在植物不同生長期需澆灌不同濃度的營養(yǎng)液。各時期營養(yǎng)液總鹽分濃度分別為：2～3片真葉時期，800 mg/L；3～4片真葉時期，1 000 mg/L；4～5片真葉時期，1 200 mg/L；5片真葉以上，1 500 mg/L。各時期水和營養(yǎng)液的澆灌按照“一清一濁”的形式每隔1d進行。植株生長過程中，為了確保受光均勻，定期轉動栽培盆的方向[16]。

1.2.3 測定指標

第一片真葉展平后，每隔4 d從每盆中隨機選取6株，測量株高(莖基部到生長點的距離)、第一節(jié)間長(子葉節(jié)到第一片真葉的距離)、莖粗(貼近基質表面處的莖粗)、葉綠素相對含量(SPAD值)。最后一次測定株高、莖粗等指標后，每盆隨機選擇6株，清洗干凈植株根系所帶基質吸水紙吸干水分后，稱取植株的全株鮮重、地下部鮮重和地上部鮮重、測定根體積、測量根系長度，測定完成后將其用牛皮紙袋分裝于105℃條件下殺青15 min，再放入75℃的烘箱烘干至恒重，稱量地上部干重、地下部干重、全株干重。通過計算得到干鮮比、根冠比；根系活力測定采用TTC法[21]。

植株葉片葉綠素含量、VC含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質含量分別采用酒精萃取法、2，6-二氯酚靛酚鈉法、硫酸-蒽酮比色法、考馬斯亮藍G-205法[21]進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)、圖表在Microsoft Excel 2013、DPS v7.05軟件進行處理和分析。并使用隸屬函數(shù)對生長及品質指標進行分析，隸屬函數(shù)值計算方法：R(Xi)=(Xi-Xmin) / (Xmax-Xmin) 式中Xi為指標測定值，Xmax、Xmin為所有參試材料某一指標的最大值和最小值[22]。

圖1 不同配方營養(yǎng)液中大量元素含量變化
Fig.1 Analysis of the content of numerous elements in nutrient solution with sifferent formulations

2 結果與分析

2.1 不同配方營養(yǎng)液中元素含量

2.2 不同營養(yǎng)液配方條件下荊芥植株生長比較

研究表明，不同配方營養(yǎng)液澆灌植株后對植株的生長有明顯的影響，處理F的株高最高為25.572 cm，根體積最大為1.044 cm3，處理E的株高最矮為23.15 cm，根體積最小為0.412 cm3。在株高方面處理E、F、D、B之間差異達到極顯著水平，根體積方面處理B、C之間差異達到極顯著水平。處理D的莖粗最粗為3.043 mm，處理E的莖粗最小為2.486 mm，處理C、D、E之間差異達到極顯著水平。處理E的根系長度最長為8.699 cm，第一節(jié)間長度最短為3.635 cm，，處理C的根系長度最短為7.019 cm，第一節(jié)間長度最長為4.600 cm。在根系長度方面，處理A、B和C和D之間差異達到極顯著水平，第一節(jié)間長度方面，處理A、B、D、E、F之間差異達到極顯著水平。處理C的根系活力最大為0.117 2 TTCg/(g·h)，處理F的根系活力最小為0.036 4 TTCg/(g·h)，處理A、B、C、E、F之間差異達到極顯著水平，處理B、D之間差異達到顯著水平。處理A的葉綠素含量(SPAD值)最高為28.921，處理C最低為27.266，處理A、B、D、F之間差異達到極顯著水平。表3

表3 不同營養(yǎng)液配方條件下盆栽荊芥形態(tài)比較
Table 3 Comparison of the morphology of potted schizonepetae in different nutrient solution

處理Treatment株高Plantheight(cm)莖粗Stemdiameter(mm)根系長度Rootlength(cm)根體積Rootvolume(cm3)根系活力Rootactivity(TTCg/(g·h))第一節(jié)間長度Thefirstinternodelength(cm)葉綠素含量(SPAD值)Chlorophyllcontent(SPADvalue)A23.7663dC2.778bC8.597aA0.430bB0.093bB3.841dD28.921aAB24.011cC2.813bC7.315cC0.422bB0.061cC4.540aA27.337cCC23.878cdC2.820bBC7.019dD0.972aA0.1172aA4.600aA27.266cCD24.706bB3.043aA7.636bB1.027aA0.0571dCD4.342bB28.183bBE23.154eD2.486cD8.699aA0.412bB0.0565dD3.635eE28.243bBF25.572aA2.984aA7.651bB1.044aA0.0364eE4.131cC27.515cC

注:每列中字母相同者表示差異未達顯著水平(P>0.05)，字母不同者表示差異達顯著水平(P<0.05)

Note:The same alp habets in right side of the same list show no significance (P>0.05), on the contrary, having significance (P<0.05)

2.3 不同營養(yǎng)液配方條件下荊芥植株干鮮重的比較

研究表明，不同營養(yǎng)液配方對植株鮮重、干重等有明顯的影響，處理D的地上部鮮重最重為4.56 g，地下部鮮重最重為0.36 g，全株鮮重最重為4.92 g，地上部干重、地下部干重、全株干重最重分別為0.43、0.032 5 和0.46 g，處理C的地上部鮮重最輕為2.45 g，地下部鮮重最輕為0.22 g，全株鮮重最輕為2.67 g，地上部干重、地下部干重、全株干重最輕分別為0.23、0.019 2和0.25 g。全株鮮重方面，處理A、B、C、D、E之間差異達到極顯著水平。全株干重方面，處理A、B、C、D之間差異達到極顯著水平，處理B、E之間差異達到顯著水平。處理E的根冠比最高為0.095，處理B的根冠比最低為0.077。處理B的干鮮比最高為0.097，處理F的干鮮比最低為0.090。表4

表4 不同營養(yǎng)液配方條件下盆栽荊芥植株干鮮重比較
Table 4 Comparison of dry fresh weigh of potted schizonepetae in different nutrient solution

處理Treatment鮮重Freshweight(g)干重Dryweight(g)地上部Above-ground地下部Undergroundportion全株Totalplant地上部Above-ground地下部Undergroundportion全株Totalplant冠比Root-shootratio干鮮比DryfreshratioA4.05bB0.36aA4.41bB0.39bB0.0324aA0.42bB0.0890.095B3.39dD0.26dD3.65dD0.32dC0.0297bcBC0.35dC0.0770.097C2.45eE0.22eE2.67eE0.23eD0.0192dD0.25eD0.090.092D4.56aA0.36aAB4.92aA0.43aA0.0325aA0.46aA0.0790.093E3.57cC0.34bB3.91cC0.34cC0.0307bAB0.37cC0.0950.095F3.57cC0.31cC3.88cC0.32dC0.0284cC0.35dC0.0870.09

注:每列中字母相同者表示差異未達顯著水平(P>0.05)，字母不同者表示差異達顯著水平(P<0.05)

Note:The same alp habets in right side of the same list show no significance (P>0.05), on the contrary, having significance (P<0.05)

2.4 不同營養(yǎng)液配方條件下荊芥品質比較

研究表明，不同營養(yǎng)液配方對荊芥植株品質有明顯的影響，處理D的可溶性糖含量最高為1.53 mg/g，處理A的可溶性糖含量最低為1.23 mg/g，處理A、B、C、E、F之間差異達到極顯著水平。處理F的可溶性蛋白最高為0.81 mg/g，處理A的可溶性蛋白最小為0.59 mg/g，處理D、E之間差異達到極顯著水平。處理D的VC含量最高為0.61 mg/g，處理A的VC含量最低為0.39 mg/g，各處理之間差異達到極顯著水平。處理B的葉綠素含量最高為0.940 7 mg/g，處理C最低為0.833 mg/g，處理A、B、C、E、F之間差異達到極顯著水平。表5

表5 不同營養(yǎng)液配方條件下盆栽荊芥品質比較
Table 5 Comparison of the quality of potted schizonepetae in different nutrient solution

處理Treatment可溶性糖含量Solublesugarcontent(mg/g)可溶性蛋白Solubleproteincontent(mg/g)VC含量VCcontent(mg/g)葉綠素含量Chlorophyllcontent(mg/g)A1.23fF0.59cdC0.39fF0.8923bBB1.33dD0.61cdBC0.48dD0.9407aAC1.52aA0.602cdC0.42eE0.833eED1.53aA0.75abAB0.61aA0.892bBE1.42bB0.68bcABC0.54cC0.8643cCF1.38cC0.81aA0.58bB0.8523dD

注:每列中字母相同者表示差異未達顯著水平(P>0.05)，字母不同者表示差異達顯著水平(P<0.05)

Note:The same alp habets in right side of the same list show no significance (P>0.05), on the contrary, having significance (P<0.05)

2.5 不同營養(yǎng)液配方條件下盆栽荊芥品質及生長指標隸屬函數(shù)值的比較

研究表明，對影響荊芥品質和生長的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、VC含量、葉綠素含量、株高、莖粗、全株干重、全株鮮重、根冠比值、干鮮比、根體積這11個指標進行隸屬函數(shù)分析，處理D的隸屬函數(shù)平均值最大為0.766，明顯優(yōu)于其他處理，而處理C的隸屬函數(shù)平均值最小只有0.359。表6

表6 不同營養(yǎng)液配方條件下盆栽荊芥品質及生長指標隸屬函數(shù)值比較
Table 6 Comparison of subordinate function values of the quality and growth index of potted schizonepetae in different nutrient solution

處理TreatmentR(1)R(2)R(3)R(4)R(5)R(6)R(7)R(8)R(9)R(10)R(11)S(1)A0000.5510.2530.5240.810.7730.6670.7140.0290.393B0.3330.0910.40910.3540.5870.4760.436010.0160.428C0.9670.0550.13600.2990.6000.7220.2860.8860.359D10.72710.5480.6421110.1110.4290.9730.766E0.6330.4090.6820.291000.5710.55110.71400.441F0.510.8640.17910.8940.4760.5380.556010.637

注：R(1)、R(2)、R(3)、R(4)、R(5)、R(6)、R(7)、R(8)、R(9)、R(10)、R(11)分別表示可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、VC含量、葉綠素含量、株高、莖粗、全株干重、全株鮮重、根冠比值、干鮮比、根體積的隸屬函數(shù)值，S(1)表示隸屬函數(shù)的平均值

Note: R(1)、R(2)、R(3)、R(4)、R(5)、R(6)、R(7)、R(8)、R(9)、R(10)indicate he subordinate function values of soluble sugar content, soluble protein content, vitamin C content, chlorophyll content, plant height, stem diameter, Fresh weight of total plant, Dry weight of total plant, Root-shoot ratio, Dry fresh ratio, Root volume, S(1) indicates the average value of subordinate function values

3 討 論

3.1 不同配方處理對荊芥植株生長及品質的影響

研究表明,處理E根冠比最大為0.095，處理B最小為0.077，干鮮比方面，處理B最大為0.097，處理F最小為0.090，處理E能夠滿足荊芥植株生長的需要，根系發(fā)達，地下部生長旺盛且能將更多營養(yǎng)物質輸送到地上部從而植株積累更多的干物質；處理F不能滿足荊芥植株生長的需求，使得其根系相對較弱，地下部生長相對較虛弱，因此植株積累的干物質相對較少。

葉綠素是植物進行光合作用的重要色素，葉綠素含量的高低反映植株的生長環(huán)境是否適宜，植物自身是否缺乏礦質元素或水分。VC和可溶性糖含量是衡量蔬菜營養(yǎng)品質的重要指標，其含量高低決定蔬菜營養(yǎng)價值和口味，進而影響蔬菜的商品價值，而可溶性蛋白是重要的滲透調(diào)節(jié)物質和營養(yǎng)物質，它對細胞的生命物質和生物膜有保護作用[26-27]。試驗中，可溶性糖、VC、可溶性蛋白方面處理D的植株含量為最高，處理A的植株含量為最低，說明了處理D的植株其營養(yǎng)價值高、口感好，其品質比較優(yōu)秀，而處理A的植株口感略差、營養(yǎng)價值稍低，其品質表現(xiàn)稍遜于其他處理；葉綠素含量方面處理B的植株為最高，處理C的植株為最低，說明了處理B的植株比較適應生長環(huán)境，且不缺礦質元素和水分，而處理C的植株相比與其他處理，或是不適應生長環(huán)境或是缺乏一定的礦質元素和水分。

3.2 各配方中大量元素對植株生長及品質的影響

前人發(fā)現(xiàn)在一定的范圍內(nèi)，植物葉片中葉綠素的含量與施氮的量呈極顯著的正相關[28-29]。在低磷條件下，葉片中可溶性蛋白低于正常供磷水平的對照。適當提高鉀的含量可以提高果實中的VC、還原糖、可溶性糖和有機酸的含量[30]。向沼液中加入的K肥越多，蔬菜VC的含量就赿高[31]。配方處理的植株表現(xiàn)出較高的可溶性糖和蛋白質含量，與其配方中鉀水平較高有關[32-33]。

不同配方的營養(yǎng)液對盆栽荊芥植株的生長有不同的影響，可能是不同配方中大量元素的含量的不同造成的。試驗中處理D中P含量最高為1.06 mmol/L，K含量相對較高為6.4 mmol/L，而處理D的植株可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、VC含量為最高，這與前人的研究一致；處理C的N含量最高為13 mmol/L，但其葉綠素含量卻為最低，這可能是由于該處理中Mg含量最低為1 mmol/L，而Mg是葉綠素的中心金屬離子，且影響著葉綠素的形成[23]所造成的。

3.3 隸屬函數(shù)對盆栽荊芥進行綜合評價

在澆灌不同配方營養(yǎng)液的條件下，盆栽荊芥植株的各生長指標的最佳值未統(tǒng)一出現(xiàn)在一個處理中，有的處理生長狀況好，但品質稍差，有的品質較好但生長狀況稍遜一籌，這時就不能用單一指標來評價營養(yǎng)液配方的好壞進而成為選擇營養(yǎng)液配方的依據(jù)。采用綜合各項指標得到的隸屬函數(shù)平均值可以作為評價處理好壞的依據(jù)，隸屬函數(shù)平均值越高，該處理越優(yōu)秀；平均值越低，該處理越不適用。試驗中隸屬函數(shù)平均值最高為處理D(0.766)，最低為處理C(0.359)，處理D的植株在多項指標綜合后，其均值最高，該處理表現(xiàn)最為優(yōu)秀，而處理C的植株在多項指標綜合后，均值最低，說明該配方最不適用于盆栽荊芥。

4 結 論

在進行基質盆栽荊芥時，施用處理D(4/5個濃度單位日本山崎茼蒿)的植株莖粗最粗為3.043 cm，總植株鮮重最重為4.92 g，可溶性糖、可溶性蛋白含量最高分別為1.53 、0.75 mg/g，隸屬函數(shù)平均值最大為0.766，而施用處理C(2個濃度單位日本山崎葉用萵苣)的植株第一節(jié)間長度最長為4.6 cm，葉綠素含量(SPAD值)最低為0.833 mg/g、總植株鮮重最低為2.67 g，隸屬函數(shù)平均值最小為0.359，在基質盆栽荊芥時使用4/5個濃度單位日本山崎茼蒿配方，不建議使用2個濃度單位日本山崎葉用萵苣配方。