氮鉀調控對水芹生長及品質的影響

徐 媛，丁 峰，江解增

(1.張家港市蔬菜技術指導站，江蘇 張家港 215600； 2.揚州大學 水生蔬菜研究室，江蘇 揚州 225009)

0 引言

【研究意義】蔬菜富含的植物化學物質是提供微量營養素、膳食纖維和天然抗氧化物的重要來源[1]。張名位等[2]綜述蔬菜抗氧化性的作用機理和對人體的作用指出，不同類型不同品種的蔬菜抗氧化活性差異較大。AMIN等[3]研究認為，蔬菜中除了維生素、礦質元素等常規營養成分外，植物化學成分和抗氧化活性等指標越來越受到重視，成為評價蔬菜品質的重要指標。【前人研究進展】郭長江等[4]研究指出，蔬菜、水果中除了含有人體必需的維生素、礦物質和膳食纖維等營養成分外，還含有各種抗氧化物質，在預防細胞氧化損傷和抗衰老過程中發揮著積極作用。王萍等[5]以10個不同基因型葉用芥菜為試材，研究不同采收季節對其總酚含量、類黃酮含量和抗氧化活性的影響認為，生長季節對不同基因型葉用芥菜酚類物質積累和抗氧化活性有較大的影響。楊天怡[6]以櫻桃番茄和普通番茄為材料，研究大棚栽培對番茄抗氧化物質含量和抗氧化活性的影響，結果表明，番茄的抗氧化物質含量和抗氧化活性不僅受栽培方式的影響，而且也受品種的影響，說明環境條件變化或栽培調控會對植物化學物質含量和抗氧化活性等指標產生影響。水芹〔Oenanthestolonifera(Roxb) wall. ex DC.〕原產中國和東南亞各國，分布于湖泊、沼澤邊緣和溪溝等潮濕地帶[7]。近年來國內外學者對水芹的植物化學物質開展分析并通過動物藥理實驗研究證實，水芹含有揮發油類、甾醇類、醇類、脂肪酸類及黃酮類等成分，在抗肝炎、抗心律失常、抗糖尿病和降血壓、降血脂等方面具有多方面用途[8-10]。【研究切入點】課題組前期研究發現環境條件的變化會導致水芹小葉黃酮含量發生變化[11-12]，而栽培調控對其品質及抗氧化性研究尚無報道。【擬解決的關鍵問題】以濕栽水芹為試驗材料，通過營養液栽培進行營養調控，比較不同氮鉀水平下濕栽水芹產品器官營養成分含量及抗氧化活性差異，旨在為提高蔬菜產品器官營養成分含量和抗氧化活性的優質栽培技術提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為濕栽水芹新品系G0601，由揚州大學水生蔬菜實驗室選育提供。利用基礎營養液配方[13]進行種植。基礎營養液配方中大量元素含量：KNO3606.6 g/t，Ca(NO3)2·4H2O236.15 g/t，NH4H2PO4115.03 g/t，MgSO4·7H2O246.48 g/t；微量元素含量：FeEDTA 22.6 g/t，H3BO32.9 g/t，MnCl2·4H2O 1.8 g/t，ZnSO4·7H2O 0.2 g/t，CuSO4·5H2O 0.08 g/t，(NH4)2MoO40.03 g/t。基礎營養液配方中N濃度為9 mmol/L，K濃度為6 mmol/L。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 以基礎營養液配方中的N、K濃度為試驗對象，設置2組試驗，每組試驗設置3個處理，3次重復。N濃度處理：4.5 mmol/L(N4.5，為對照濃度的0.5倍)，9 mmol/L(CK1，N9，基礎營養液自身N濃度)，18 mmol/L(N18，為對照濃度的2倍)。K濃度處理：3 mmol/L(K3，對照濃度的0.5倍)，6 mmol/L(CK2，K6，基礎營養液自身K濃度)，12 mmol/L(K12，對照濃度的2倍)。各處理均保持NO3--N和NH4+-N的比例為8∶1。。

1.2.2 種植管理 采用塑料箱浮面栽培，塑料箱長40 cm、寬30 cm、高14 cm，營養液深10 cm，表面漂浮厚度為1 cm的聚苯乙烯泡沫板，泡沫板上按株行距6 cm×8 cm挖上部直徑1.5 cm、底部直徑1 cm的漏斗形定植孔，每箱共15個定植孔，種植15株。2組試驗共18箱，270株。2017年3月將株高5 cm左右的小苗移栽到培養箱中，15 d后換1次營養液，30 d后測定小葉的葉綠素含量(SPAD值)和光合速率，采收產品器官葉柄和小葉，統計產量。取1 g小葉鮮樣測可溶性蛋白；剩余小葉、葉柄稱鮮重量后切段、105℃烘箱殺青30 min后70℃烘至恒重，稱取干重，用粉碎機粉碎，包裝，存放在干燥器中。干樣測定可溶性總糖、甘露醇、粗纖維、總黃酮、總酚的含量和DPPH自由基清除率，所有含量再換算為鮮重含量。

1.2.3 測定指標 小葉凈光合速率用便攜式光合儀(LI-6400，美國LI-COR)測定，小葉葉綠素含量用SPAD儀(SPAD-502，日本佳能)測定，小葉可溶性蛋白含量用考馬斯亮藍G-250染色法[14]測定，可溶性糖含量用蒽酮法[15]測定。總黃酮含量參照鄭瑞昌等[16]的方法提取，參照董鈺明等[17]的方法測定。甘露醇含量參照金道山等[18]的方法測定，總酚含量參照曹艷萍等[19]的方法測定，二苯代苦味酰基(DPPH，1，1一二苯基苦基苯肼，1，1-diphenyl-2-picrylhydrazy1)自由基清除率參照張京芳等[20]的方法測定。

1.3 數據分析

試驗數據為3次重復的平均值±標準差，均采用Excel 2003進行處理，用DPS進行數據統計和差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 營養液不同氮鉀水平水芹的生長指標

由表1可知，營養液不同N、K水平條件下水芹的葉綠素含量、凈光合速率和產量變化。

表1 不同N、K營養水平水芹的葉綠素含量、光合速率和產量Table 1 Chlorophyll content, photosynthetic rate and production of O. stolonifera treated with different N and K nutrient levels

2.1.1 葉綠素含量與凈光合速率 N處理中，隨著N含量增加，水芹小葉的葉綠素含量增加，凈光合速率提高，各處理間差異顯著，N18處理葉綠素含量最高，光合速率最大，并顯著高于CK1和N4.5處理，N4.5比CK1降低20.04%，N18比CK1增加31.2%，說明N素的增加能提高水芹小葉的葉綠素含量及光合速率。K處理中，不同濃度K處理間水芹的葉綠素含量、光合速率無顯著差異，處于同一水平，說明營養液中K濃度變化對水芹葉綠素含量和光合作用的影響不大。

2.1.2 產量 N處理中，隨著N濃度增加，水芹產量也相應提高，CK1和N18處理比N4.5處理分別高90.5%和96.9%，差異顯著；N供應不足，嚴重影響水芹產量，增加一定濃度N可顯著提高水芹產量。K處理中，CK2、K3分別比K12提高25.9%和29.5%，K3和CK2差異不顯著，均顯著高于K12。

2.2 營養液不同氮鉀水平水芹的營養成分

由表2可知，不同N、K水平條件下水芹的可溶性蛋白、可溶性糖和甘露醇含量變化。

表2 不同N、K營養水平水芹的營養成分Table 2 Nutrient component of O. stolonifera treated with different N and K nutrient levels mg/100g·FW

2.2.1 可溶性蛋白含量 N處理中，隨N濃度增加，水芹可溶性蛋白含量呈增高趨勢，各處理間差異顯著，N18可溶性蛋白含量最高。K處理中，K3可溶性蛋白含量最高，顯著高于CK2和K12。說明，N濃度增加能提高水芹小葉的可溶性蛋白含量，而低K水平條件可溶性蛋白含量高。

2.2.2 可溶性糖與甘露醇含量 N處理中，隨N濃度增加，可溶性糖含量先升高后降低，CK1可溶性糖含量最高，并顯著高于N4.5和N18，說明高濃度N和低濃度N都不利于可溶性糖形成。K處理中，隨K濃度增高，可溶性糖含量先升后降，CK2最高，顯著高于其他2個處理，說明適當濃度的K能促進可溶性糖積累。甘露醇含量與可溶性總糖含量變化趨勢一致。

2.3 營養液不同氮鉀水平水芹的功能性營養指標

從表3看出，不同N、K水平條件下水芹粗纖維、黃酮、總酚含量和DPPH自由基清除率的變化。

2.3.1 粗纖維含量 不同濃度N、K處理的粗纖維含量差異不顯著。說明，基礎營養液中N、K濃度水平對水芹的纖維含量影響不大。

2.3.2 黃酮含量 N處理中，CK1處理黃酮含量最高，較N4.5和N18分別提高41.5%和14.4%，差異顯著。K處理中，CK2處理黃酮含量最高，較K3和K12分別提高15.8%和67.6%，差異顯著。說明，基礎營養液配方的N、K濃度有利于水芹黃酮含量積累。

2.3.3 總酚含量和DPPH自由基清除率 N處理中，隨N濃度增加，總酚含量呈升高趨勢，N4.5處理總酚含量顯著低于CK1和N18，CK1和N18間無顯著差異，說明N濃度低不利于總酚形成。K處理中，CK2和K3顯著高于K12，說明K濃度高不利于總酚的形成。DPPH自由基清除率與總酚含量變化趨勢一致，N濃度低DPPH自由基清除率小，K濃度高DPPH自由基清除率小。

3 討論

以濕栽水芹為材料，通過基礎營養液栽培進行N、K營養調控，比較不同N、K水平(營養液N濃度4.5 mmol/L、9 mmol/L和18 mmol/L，K濃度3 mmol/L、6 mmol/L和12 mmol/L)水芹產品器官營養成分含量及抗氧化活性差異。結果表明，不同濃度N、K營養液培養水芹，水芹小葉的葉綠素含量及凈光合速率隨N濃度增加而提高，而隨K濃度變化葉綠素含量與凈光合速率無顯著變化，可能與水芹吸收K元素能力較強有關。濕栽水芹產量隨N濃度增加而提高，但各濃度處理間差異不顯著；而隨K濃度增加呈下降趨勢。高濃度N和低濃度K水芹可溶性蛋白含量最高，而可溶性總糖和甘露醇均以中濃度N、K處理最高。不同濃度N、K對水芹粗纖維含量影響不大，K濃度升高粗纖維含量略有下降，因此，對于對鉀需求量高的水芹種植而言，施用高濃度鉀不影響水芹口感。中濃度N、K處理水芹黃酮含量最高，說明高濃度和低濃度N、K均不利于黃酮合成。總酚含量與DPPH自由基清除率均以高濃度N和低濃度K較高，說明高濃度N和低濃度K處理下水芹抗氧化活性較高，而其中高濃度N處理總酚含量和抗氧化活性最高。

4 結論

總體看，在水芹的營養液栽培中，保持基礎營養液配方[13]的K濃度，而N濃度增加1倍的條件下，水芹的產量最高，抗氧化活性最強，且能兼顧其他營養品質。因此，綜合考慮濕栽水芹的產量、品質及抗氧化活性因素，保持基礎營養液中其他成分濃度不變，N、K濃度分別設置為 18 mmol/L和 6 mmol/L，可作為濕栽水芹的最優營養液配方。