水培小白菜營養液配方及管理模式的篩選

林黃昉，林碧英，彭雨欣，鐘路明，翟挺楷

（福建農林大學 園藝學院，福建 福州 350000）

小白菜為常見綠葉蔬菜，其生長速度快，營養物質豐富，生產的經濟效益突出，日常需求量極高，但近年的新冠肺炎疫情對城市綠葉蔬菜的就近供給造成了嚴重的影響［1-2］。為了滿足市場對小白菜產量、品質、食品安全及周年供應等方面的需求，設施水培技術成為突破口之一，該項技術既能克服連作障礙，又能提高栽培產量與品質［3］，已被廣泛應用于實際生產。

在水培營養液配方研究方面，日本園試營養液配方的應用提升了作物的形態指標，而對品質的改善效果較差；Hoagland營養液配方的應用提升了作物的品質，但產量較低［4］；華南農業大學的葉菜A配方的應用相較于日本山崎營養液在作物產量的提升上有所突破［5］。在水培營養液管理模式方面，李嘉佳等［6］研究指出，Hoagland營養液每10 d更換1次濃度（依次選用標準濃度的1/8、1/4、1/2）有利于營養液成本的降低，但生菜的產量和品質指標無明顯優化；王瑞等［7］在菠菜上的研究結果表明，前期使用1/4倍濃度、后期使用1/2倍濃度的日本園試配方營養液，可使菠菜的生物量積累最大化；徐加林［8］則對標準山崎營養液的濃度進行了分段管理研究，得出采用“低—中—高”（1/2倍—1倍—2倍）濃度管理模式對生菜的產量與品質最優。

雖然前人在小白菜營養液配方上做了一些研究，但研究主要集中在傳統配方的改良及篩選［9-10］、濃度控制［11-12］等方面。筆者在前人研究的基礎上，將改良的山崎營養液作為對照，以生產上常用的水溶性肥料為基礎，配制不同配方的營養液，并設置不同的營養液管理模式，探究了不同的營養液配方及不同的營養液管理模式對小白菜生長、品質的影響，以期篩選出最適宜的營養液配方及其管理模式，找到水溶性肥料在小白菜水培中的使用方法，為提高小白菜的產量與品質，降低生產成本提供科學依據和技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

早熟5號白菜種子購于福州昌育農業開發有限公司；普樂收無土栽培專用肥料由上海永通生態公司提供，其中普樂收無土栽培A肥適用于茄果類蔬菜，普樂收無土栽培B肥適用于葉菜類蔬菜。

1.2 試驗方法

試驗于2021年2—8月在福建農林大學園藝學院的溫室大棚中進行；利用水平管道水培裝置，采用營養液膜栽培法（NFT法）進行試驗。

1.2.1 營養液配方的篩選 試驗設置4個營養液配方處理（表1），每個處理重復3次。各處理選取50株3葉1心期的小白菜幼苗進行定植；在定植后每3 d調整1次營養液的濃度，并控制營養液液面高度在1～2 cm之間。在定植后30 d采收小白菜，用于各項指標的檢測。

表1 營養液配方篩選試驗方案

1.2.2 營養液管理模式的篩選 在上述營養液配方篩選試驗的基礎上，對普樂收無土栽培A肥+B肥（1∶1）混合營養液設置3種不同的管理模式，分別于定植后10、20 d更換1次該營養液的EC值（表2）。每個處理重復3次。各處理選取50株3葉1心期的小白菜幼苗進行定植，其他管理同上。在定植后30 d采收小白菜，進行各項指標的檢測。

表2 A肥+B肥（1∶1）混合營養液管理模式篩選試驗方案

1.3 測定指標及測定方法

處理后30 d，各處理隨機選取30株小白菜，分別用于生物量、光合色素及品質指標的測定。除干重和鮮重測定外，測定其余指標所需的樣品均從第2輪葉取樣。

鮮重：分開小白菜地上部與地下部后，采用精確度為0.0001 g的電子天平進行稱量。干重：在測量鮮重后，將植株樣品用恒溫烘烤箱烘干，然后用精確度為0.0001 g的電子天平稱量。葉面積：應用EPSON Expression 110000XL掃描儀測量葉片并讀取數據。此外，采用蒽酮比色法［13］測定可溶性糖含量；采用考馬斯亮藍G-250法［14］測定可溶性蛋白含量；采用浸提法［15］測定葉綠素含量。

1.4 試驗數據分析

采用Microsoft Excel軟件記錄并整理試驗數據，并繪制相關圖表。采用AHP-模糊隸屬函數法［16-17］對各處理的效果進行綜合評價。

2 結果與分析

2.1 營養液配方的篩選

2.1.1 不同配方營養液對小白菜生物量的影響 處理后30 d，不同營養液配方處理對小白菜形態指標的影響如表3所示。小白菜地上部鮮重（即產量）與全株鮮重均表現為T3＞T2＞T1＞CK，其中T3較CK分別提高了152.758%、138.624%，且T3與其他處理均呈顯著性差異；地下部鮮重則表現為T3＞T1＞CK＞T2，但T3與CK無顯著性差異；不同營養液配方處理的小白菜地上部、地下部及全株干重均表現為T3＞T1＞T2＞CK，T3較CK分別提高了111.540%、137.288%、112.831%，且與CK均呈顯著性差異；各處理的葉面積表現為T2＞T3＞T1＞CK，其中T2、T3分別比CK提高了71.869%、67.275%。綜上所述，與對照配方相比，不同營養液配方處理的小白菜生物量及產量總體均有提高，其中以T3配方處理的綜合表現最優。

表3 4種不同營養液配方對小白菜生物量的影響

2.1.2 不同配方營養液對小白菜光合色素含量的影響 從表4可知，不同處理小白菜的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、葉綠素總量均表現為T1＞T3＞CK＞T2，其中T3分別比CK提高了19.431%、20.670%、13.793%、19.435%，T1與CK間各光合色素指標均呈顯著性差異，但在T1與T3處理間除類胡蘿卜素含量外其他指標無顯著差異。綜上所述，T1配方處理相較于CK可以顯著提高小白菜的光合色素含量，T3處理的效果次之。

表4 4種不同營養液配方對小白菜光合色素含量的影響 mg/g FW

2.1.3 不同配方營養液處理對小白菜可溶性蛋白和可溶性糖含量的影響 由圖1可知，不同配方營養液處理小白菜的可溶性蛋白含量表現為CK＞T3＞T2＞T1，但在各處理間均無顯著性差異。從圖2可以看出，不同處理小白菜的可溶性糖含量表現為T1＞CK＞T3＞T2，其中T1處理顯著高于其他處理的，而在其他處理間無顯著性差異，這說明T1處理最有利于小白菜可溶性糖含量的提升。

圖1 4種不同營養液配方處理對小白菜可溶性蛋白含量的影響

圖2 4種不同營養液配方處理對小白菜可溶性糖含量的影響

2.1.4 不同配方營養液處理對小白菜影響的綜合評價 采用AHP-模糊隸屬函數法對小白菜的各項指標進行綜合分析，結果如表5所示，綜合評價值排序為T3＞T1＞T2＞CK，故確定T3處理即普樂收無土栽培A肥+B肥（1∶1）混合液為最優營養液配方。

表5 4種不同營養液配方對小白菜產量與品質影響的綜合評價結果

2.2 營養液管理模式篩選

2.2.1 不同營養液管理模式對小白菜生物量的影響 如表6所示，處理后30 d，不同營養液管理模式處理小白菜的地上部、地下部、全株鮮重均表現為T3B＞T3A＞T3，其中T3B顯著高于T3A、T3的，且T3B的地上部鮮重和全株鮮重比T3分別提高了18.458%和19.903%。不同處理小白菜的地上部、全株干重均表現為T3B＞T3A＞T3，但在各處理間均無顯著性差異；地下部干重表現為T3A＞T3＞T3B，其中T3A與T3、T3B存在顯著性差異，而T3B與T3無顯著性差異。不同處理小白菜的葉面積表現為T3B＞T3＞T3A，T3B與T3A、T3呈顯著性差異，而T3A與T3無顯著性差異。綜合各因素得出，T3B管理模式最有利于小白菜產量的提高，T3A處理的效果次之。

表6 3種不同營養液管理模式對小白菜生物量的影響

2.2.2 不同營養液管理模式對小白菜光合色素含量的影響 如表7所示，不同營養液管理模式處理小白菜的葉綠素a、葉綠素b與葉綠素總量均表現為T3A＞T3B＞T3，而類胡蘿卜素含量則表現為T3A＞T3＞T3B，但在各處理間4項指標差異均不顯著，說明3種營養液管理模式對小白菜光合色素含量的影響不明顯。

表7 3種不同營養液管理模式對小白菜光合色素含量的影響 mg/g FW

2.2.3 不同營養液管理模式對小白菜可溶性蛋白和可溶性糖含量的影響 如圖3所示，不同營養液管理模式處理小白菜的可溶性蛋白含量排序為T3＞T3A＞T3B，但在各處理間無顯著性差異。在圖4中，可溶性糖含量表現為T3A＞T3＞T3B，其中T3A與T3間無顯著性差異，而T3B顯著低于T3A、T3的，這表明T3A提高小白菜可溶性糖含量的效果最優。

圖3 3種不同營養液管理模式對小白菜可溶性蛋白含量的影響

圖4 3種不同營養液管理模式對小白菜可溶性糖含量的影響

3 討論與結論

3.1 不同營養液配方對水培小白菜的影響

小白菜的地上部生長情況直接影響到小白菜的產量，植物的地下部起固定植株及吸收運輸水分、養分等作用［18］，且對植株地上部的生長發育也起重要作用。小白菜的可溶性糖、可溶性蛋白含量均為衡量其品質的重要指標［19］。本試驗綜合評價不同營養液配方處理對小白菜產量與品質的影響后得出，T3處理［普樂收無土栽培A肥+B肥（1∶1）混合液］的綜合效果排名第1，同時該混合營養液的生產成本最低，因此，普樂收無土栽培A肥+B肥（1∶1）混合液為最優營養液配方。

3.2 不同營養液管理模式對水培小白菜的影響

電導率（EC值）可以直觀地反映營養液的濃度及營養供給情況，其過高或過低均不利于植株的生長［20］。在本研究的營養液管理模式篩選試驗中，處理T3B小白菜的各部位鮮重、地上部干重及葉面積均最高，說明前期采用電導率為1.20 dS/m、后期采用電導率為3.60 dS/m的普樂收無土栽培A肥+B肥（1∶1）混合營養液對小白菜的促生效果較好，這與張子穎等［21－22］研究得出的結論“在一定EC值范圍內，植株產量將隨營養液EC值的上升而先增后減”類似。T3A處理小白菜的可溶性糖含量顯著高于其他處理的，表明小白菜的可溶性糖含量隨營養液EC值在一定范圍內升高而表現出先上升后下降的趨勢，這與龐強強等［23－24］的研究結果類似。各階段營養液EC值不同對各處理小白菜可溶性蛋白及葉綠素含量的影響不顯著，這與李嘉佳等［6］的研究結果一致。

綜上所述，本研究認為小白菜水培采用普樂收水溶性A肥+B肥（1∶1）混合液于定植后1、10、20 d分別控制混合液的EC值為1.68、2.40、3.12 dS/m的管理模式可有效提高小白菜的品質；而分別控制EC值為1.20、2.40、3.60 dS/m的管理模式則有利于小白菜的增產。