陶瓷粉及“依飛水”對菠菜生長和品質(zhì)的影響

李芳霞，孔祥華，溫 丹，王 曉，孫凱寧，楊 寧*

（1.濟(jì)南護(hù)理職業(yè)學(xué)院，山東濟(jì)南 250100；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所/山東省設(shè)施蔬菜生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國家蔬菜改良中心山東分中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃淮地區(qū)蔬菜科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站（山東），山東濟(jì)南 250100）

陶瓷粉是制備陶瓷時(shí)所有原料經(jīng)充分混合均勻后焙燒后的粉末狀物質(zhì)，具有保暖、增溫、抑菌等多種功能，可廣泛應(yīng)用于衣料的保暖、動(dòng)植物的培育及建筑涂料、醫(yī)療保健等方面。隨著科技的不斷發(fā)展，多功能陶瓷粉末的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大[1]。目前陶瓷粉的研究多集中在化工材料合成方面[2-3]，如用于冶煉微晶泡沫玻璃[4]；用于PP（聚丙烯）材料的復(fù)合，增加硬度和結(jié)晶度[5]；陶瓷粉熱物理性能及抗腐蝕方面[6]，以及制造業(yè)方面[7-9]等，在農(nóng)業(yè)栽培上的研究應(yīng)用還未見報(bào)道。

菠菜（Spinacia oleraceaL.）是一種常見的綠葉菜類蔬菜，為世界上公認(rèn)的健康蔬菜之一，富含多種維生素和礦物質(zhì)[10]。近年來，隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，大棚蔬菜種植面積逐年增大[11]，但在栽培過程中，出現(xiàn)了土壤酸化及鹽漬化等多種問題，我國蔬菜栽培方式逐步由傳統(tǒng)的單一土壤栽培模式向現(xiàn)代自動(dòng)化的土壤栽培、基質(zhì)栽培、營養(yǎng)液栽培等多元化方式發(fā)展[12]，在菠菜種植過程中，由于部分菜農(nóng)缺乏科學(xué)的防護(hù)措施，致使早春或越冬栽培的菠菜出現(xiàn)低溫障礙，導(dǎo)致菠菜品質(zhì)下降，直接影響了菠菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[13]。有資料顯示，土壤中添加陶瓷粉能促進(jìn)土壤的離子交換性能[14]，使土壤的透氣性、吸濕性以及保水性能增加[15-16]，改良土壤物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，為蔬菜生長提供良好的生長環(huán)境。有學(xué)者提出，通過特殊裝置的過濾水（簡稱“依飛水”）能夠凈化水中的有害微生物，避免菠菜生長過程中病害的發(fā)生和發(fā)展，為蔬菜提供良好的生長環(huán)境[15-16]。本試驗(yàn)探究了陶瓷粉、“依飛水”對菠菜生長和品質(zhì)的影響，以期為和“依飛水”在菠菜生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2019 年12 月—2020 年5 月在濟(jì)南市長清區(qū)濟(jì)南市農(nóng)業(yè)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)基地塑料大棚內(nèi)進(jìn)行，大棚南北走向，面積550 m2（長55 m、寬10 m），土壤質(zhì)地為中壤，地勢平坦，排灌條件較好。土壤基礎(chǔ)肥力狀況見表1。

表1 土壤基礎(chǔ)肥力狀況Table 1 Basic fertility of soil

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試菠菜為市場上的商用品種‘黑旋風(fēng)’，購于濟(jì)南市某種子公司。

試驗(yàn)設(shè)3 個(gè)處理和1 個(gè)對照（CK），具體見表2，每個(gè)處理1 個(gè)小區(qū)，重復(fù)3 次，隨機(jī)區(qū)組排列，共18 個(gè)小區(qū)，設(shè)保護(hù)行。每個(gè)小區(qū)長7 m，寬為1.2 m。于2019 年12 月17 日播種，每小區(qū)菠菜種子的用量為3.0 g/m2。

常規(guī)基質(zhì)為普通田間土壤，添加陶瓷粉的基質(zhì)是常規(guī)田間土壤添加用量為130 g/m2的陶瓷粉。常規(guī)水為普通的田間井水，“依飛水”為普通田間井水通過特定的依飛傳導(dǎo)陶瓷環(huán)流出的水（具體見下頁圖1），除栽培基質(zhì)和灌溉水不同外，其它管理按常規(guī)方式進(jìn)行。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 菠菜生長指標(biāo)

在菠菜收割期，每個(gè)小區(qū)選取0.72 m2（長1.2 m、寬0.6 m）作為菠菜產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)面積，用稱量法測定小區(qū)產(chǎn)量，并換算成每667 m2產(chǎn)量；每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取20 株菠菜，采用直尺測量菠菜的總長、根長、葉長、葉寬；采用天平稱量菠菜的單株質(zhì)量；采用烘干稱重法測定根、葉含水量，均取平均值。

1.3.2 菠菜營養(yǎng)品質(zhì)

VC 采用2,6-二氯靛酚染色法測定[17]，可溶性固形物采用便攜式糖度儀測定[18]，可溶性糖采用NY/T1278—2007 蔬菜及其制品中可溶性糖的測定——銅還原碘量法測定[19]，總酸采用中和法測定[20]，硝酸鹽采用GB5009.33—2016 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽含量——第三法蔬菜水果中硝酸鹽的測定[21]，可溶性蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍(lán)法測定[22]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Microsoft Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD 檢測法進(jìn)行差異顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對菠菜生物學(xué)性狀及產(chǎn)量的影響

由表3 可知，不同處理對菠菜生物性狀的影響不同。T1 和T2 處理菠菜的總長、根長、葉長、葉寬和單株質(zhì)量均顯著高于對照，土壤中單獨(dú)添加陶瓷粉和單獨(dú)澆灌“依飛水”均能顯著提高菠菜的生物學(xué)性狀，而T3 處理的菠菜總長、根長、葉長、葉寬和單株質(zhì)量均顯著高于對照，分別高25.24%、52.80%、15.90%和30.28%，且T3 處理均顯著高于其他處理，可見土壤中添加陶瓷粉或澆灌“依飛水”能顯著提高菠菜的總長、根長、葉長、葉寬和單株質(zhì)量，兩者同時(shí)使用效果更佳。

表3 不同處理對菠菜生物學(xué)性狀的影響Table 3 Effects of different treatments on biological traits of spinach

表3 顯示，T3 處理的菠菜，其根和葉的含水量顯著高于對照，分別高出1.83%和1.12%，T2 處理的葉含水量與對照差異顯著，土壤中添加陶瓷粉并澆灌“依飛水”能顯著提高菠菜根和葉含水量，添加陶瓷粉或澆灌“依飛水”對根含水量影響不明顯，單獨(dú)澆灌“依飛水”能顯著提高菠菜葉含水量。

2.2 不同處理對菠菜產(chǎn)量的影響

由圖2 可知，不同處理對菠菜產(chǎn)量的影響不同。T1、T2 和T3 處理的菠菜每667 m2產(chǎn)量均顯著高于CK，分別高13.30%、14.07%和27.80%，其中T3 處理菠菜產(chǎn)量最高，較其他處理差異顯著。因此，添加陶瓷粉或澆灌“依飛水”均能顯著提高菠菜產(chǎn)量，兩者同時(shí)使用效果更佳。

圖2 不同處理對菠菜產(chǎn)量的影響Fig.2 Effects of different treatments on the yield of spinach

2.3 不同處理對菠菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表4 可知，相比與CK 和其他處理，T3 處理的VC、可溶性固形物、糖及可溶性蛋白含量最高，分別較對照高24.33%、9.12%、78.42%、46.66%，差異達(dá)顯著水平。T3 處理的總酸和硝酸鹽含量均低于CK，分別降低17.90%和41.03%，可見土壤中添加陶瓷粉并澆灌“依飛水”能顯著降低菠菜的總酸和硝酸鹽含量；且單獨(dú)添加陶瓷粉和單獨(dú)澆灌“依飛水”均能提高菠菜的品質(zhì)，兩者共同使用效果更佳。

表4 不同處理對菠菜品質(zhì)的影響Table 4 Effects of different treatments on the quality of spinach

3 小結(jié)

本試驗(yàn)在土壤中添加定量的陶瓷粉并灌溉通過特殊裝置的“依飛水”，得出試驗(yàn)結(jié)果如下：

（1）土壤中添加陶瓷粉并澆灌“依飛水”能顯著提高菠菜的總長、根長、葉長、葉寬、單株質(zhì)量、根和葉含水量，較對照分別提高25.24%、52.80%、15.90%、30.28%、1.83%和1.12%。

（2）土壤中添加陶瓷粉并澆灌“依飛水”，每667 m2菠菜產(chǎn)量能提高27.80%。

（3）陶瓷粉和“依飛水”能顯著改善菠菜的品質(zhì)，可使其VC 含量、可溶性固形物、糖、可溶性蛋白含量顯著提高24.33%、9.12%、78.42%、46.66%，并降低菠菜中的總酸和硝酸鹽含量。

可見，土壤中添加陶瓷粉和灌溉“依飛水”均可提高菠菜的品質(zhì)和產(chǎn)量，二者結(jié)合使用效果更佳。后期的研究中，可拓寬陶瓷粉加入量的梯度，根據(jù)土壤肥力狀況精準(zhǔn)使用，能有效節(jié)約資源。