于洪娟,侯喜林,季俊杰,胡春梅,①
近年來農(nóng)業(yè)化肥的過量施用以及規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖的廢棄物排放導(dǎo)致江河湖泊的污染,使水體N、P富集問題日趨嚴(yán)重,造成濕地和湖泊生態(tài)治理困難重重。及時吸收和利用水體中富集的N、P等元素,不僅可以減少農(nóng)業(yè)投資的浪費,還有助于防止江河湖泊的生態(tài)惡化,凈化污染水體;同時可以充分利用其中的有效成分,產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益[1]。
相關(guān)研究結(jié)果表明:用富營養(yǎng)化污水灌溉能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、提高土壤肥力,甚至能替代肥料的營養(yǎng)[2-4];廖林仙等[5]用添加EM(復(fù)合微生物菌劑)的牛奶廠廢水灌溉不結(jié)球白菜(Brassica campestris ssp.chinensis Makino),其產(chǎn)量沒有明顯變化;邵孝侯等[6]用生活污水灌溉不結(jié)球白菜,其生長與品質(zhì)均有不同程度下降;周振民[7]認(rèn)為:以生活污水澆灌作物,常常存在重金屬及其他有毒物質(zhì)超標(biāo)的問題;王衛(wèi)平等[8]的研究結(jié)果顯示:用沼液進(jìn)行澆灌,對蘿卜(Raphanus sativus L.)產(chǎn)量的影響不大,但可以提高蘿卜的品質(zhì)。因而,盡管污水栽培對植物生長與作物品質(zhì)影響的相關(guān)研究較多,但結(jié)論并不一致[9-11]。
不結(jié)球白菜又稱青菜、小白菜或油菜,是常用蔬菜之一;不結(jié)球白菜屬于葉菜類,生長快、生產(chǎn)周期短,是用于農(nóng)業(yè)秸稈浸提液漂浮栽培的理想材料之一。作者以不結(jié)球白菜為實驗材料,研究了農(nóng)業(yè)秸稈浸提液漂浮栽培對不結(jié)球白菜產(chǎn)量及相關(guān)品質(zhì)性狀的影響,以期為農(nóng)業(yè)秸稈等有機(jī)廢棄物的有效利用和農(nóng)業(yè)水體的生態(tài)修復(fù)提供理論依據(jù)。
供試的不結(jié)球白菜品種‘短白?!N子由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)白菜課題組提供。
將等體積的莧菜(Amaranthus tricolou L.)和番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)植株殘體混合,加水浸沒并泡漚2周,取浸提液,加入植株殘體55倍體積的自來水混合均勻,以園試營養(yǎng)液母液調(diào)節(jié)秸稈浸提液電導(dǎo)率至725μS·dm-1,混勻后即為供試的秸稈浸提液。經(jīng)測定,此秸稈浸提液中不含重金屬元素。對照為1/4園試營養(yǎng)液,含4.333 mmol·L-1N、0.333 mmol·L-1P、2.0 mmol·L-1K、1.0 mmol·L-1Ca、0.5 mmol·L-1Mg和0.5 mmol·L-1S及1/4通用配方的微量元素,電導(dǎo)率為725μS·dm-1。
實驗設(shè)3次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組設(shè)計。培養(yǎng)池容積約2.5 m3(長250 cm、寬225 cm、高45 cm)。對照組水池3個,分別放入1/4園試營養(yǎng)液2.2 m3;處理組水池3個,分別放入同體積攪拌均勻的秸稈浸提液。
2010年5月11日,將不結(jié)球白菜種子浸種催芽后播種在72孔穴盤中,在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗大棚中育苗。育苗基質(zhì)為V(草炭)∶V(蛭石)=3∶1,每3天澆灌1次1/2園試營養(yǎng)液,當(dāng)植株長至三葉一心時(5月25日)移栽到培養(yǎng)池中;以5 cm厚泡沫板做支撐,栽培間距為12 cm×11 cm;每池用2塊泡沫板栽培160棵苗,正好覆蓋水面的1/2。用充氣泵每小時充氣20 min。移栽后的前3天,覆蓋透光率60%的遮陽網(wǎng)緩苗,以后在正常光照條件下培養(yǎng)。
移栽后的第3天(5月28日)、第10天(6月4日)、第17天(6月11日)和第24天(6月18日),從每一培養(yǎng)池中隨機(jī)選取3株植株,從根頸處切開,取莖葉,用千分之一天平稱取鮮質(zhì)量;然后于105℃條件下處理5 min,并于60℃條件下干燥至恒質(zhì)量,稱取干質(zhì)量。選取植株上部第4片至第5片完全展開的新鮮功能葉,用2,2-二聯(lián)吡啶比色法[12]測定VC含量;用考馬斯亮藍(lán)法[13]測定可溶性蛋白質(zhì)含量;用蒽酮比色法[14]測定葡萄糖、蔗糖、果糖含量和可溶性糖總含量。
用SAS8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
用番茄和莧菜秸稈的混合浸提液漂浮培養(yǎng),不同時間不結(jié)球白菜莖葉單株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的變化見表1。由表1可見:從移栽后第3天(5月28日)開始,對照組(1/4園試營養(yǎng)液)和處理組(秸稈浸提液)的莖葉單株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量迅速增加,至第24天(6月18日)時,對照組的莖葉單株鮮質(zhì)量增加幅度明顯減小,而處理組的莖葉單株鮮質(zhì)量繼續(xù)保持增加趨勢;在栽培后,對照組及處理組的莖葉單株干質(zhì)量隨培養(yǎng)時間的延長均呈逐漸增加的趨勢。
“讓方便的地方更方便,讓衛(wèi)生的地方更衛(wèi)生。”這是城市驛站門口一條標(biāo)語。這也是城市驛站建設(shè)的初衷和目標(biāo)。
由表1的數(shù)據(jù)還可見:在第3天對照組及處理組的莖葉單株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量差異不顯著;自第10天(6月4日)開始對照組的莖葉單株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均顯著高于處理組,其中第24天處理組和對照組的莖葉單株鮮質(zhì)量分別可達(dá)279.22和230.34 g,單株干質(zhì)量分別可達(dá)13.77和11.63 g。實驗結(jié)果表明:秸稈浸提液漂浮培養(yǎng)對不結(jié)球白菜的生長量有一定的抑制作用。
表1 秸稈浸提液漂浮培養(yǎng)對不結(jié)球白菜莖葉單株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的影響1)Table1 Effect of floating culture by straw extraction solution on fresh and dry weights of shoot per plant of non-heading Chinese cabbage(Brassica campestris ssp.chinensis Makino)1)
經(jīng)番茄和莧菜秸稈的混合浸提液漂浮培養(yǎng),不同時間不結(jié)球白菜葉片的VC含量見表2。由表2可見:處理組不結(jié)球白菜葉片的VC含量變化規(guī)律與對照組基本一致。栽培初期(5月28日)葉片VC含量均最高,且對照組的葉片VC含量顯著高于處理組;第10天(6月4日)至第17天(6月11日),葉片VC含量迅速降低,且處理組葉片的VC含量高于對照組但二者差異不顯著;第24天(6月18日),葉片VC含量有所增加,且對照組的葉片VC含量略高于處理組,但二者差異不顯著。實驗結(jié)果表明,除栽培初期對照組和處理組植株的VC含量有所差異外,秸稈浸提液漂浮培養(yǎng)對不結(jié)球白菜葉片的VC含量無明顯影響;且栽培后需大約2周的時間,葉片的VC含量可逐漸積累和提高。
表2 秸稈浸提液漂浮培養(yǎng)對不結(jié)球白菜葉片VC含量的影響1)Table2 Effect of floating culture by straw extraction solution on VC content in leaf of non-heading Chinese cabbage(Brassica campestris ssp.chinensis Makino)1)
經(jīng)番茄和莧菜秸稈的混合浸提液漂浮培養(yǎng),不同時間不結(jié)球白菜葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量的變化見表3。
表3 秸稈浸提液漂浮培養(yǎng)對不結(jié)球白菜葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的影響1)Table3 Effect of floating culture by straw extraction solution on soluble protein content in leaf of non-heading Chinese cabbage(Brassica campestris ssp.chinensis Makino)1)
處理組葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的變化規(guī)律與對照組基本一致,二者均呈波動變化。栽培初期(5月28日)葉片可溶性蛋白質(zhì)含量較低,第10天(6月4日)則大幅增加,在第17天(6月11日)降至最低,第24天(6月18日)又大幅增加。另外,總體上看,對照組與處理組的葉片可溶性蛋白質(zhì)含量差異不顯著。實驗結(jié)果表明:秸稈浸提液漂浮培養(yǎng)對不結(jié)球白菜葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量無明顯影響。
經(jīng)番茄和莧菜秸稈的混合浸提液漂浮培養(yǎng),不同時間不結(jié)球白菜葉片中的蔗糖、果糖、葡萄糖含量及可溶性糖總含量的變化見表4。
由表4可以看出:處理組和對照組葉片中的蔗糖含量變化趨勢一致,均呈現(xiàn)波動變化,在第3天(5月28日)、第10天(6月4日)和第17天(6月11日),處理組與對照組葉片蔗糖含量差異不顯著,但在第24天(6月18日)對照組的葉片蔗糖含量顯著高于處理組??傮w上看,對照組與處理組葉片蔗糖含量差異不明顯。
表4 秸稈浸提液漂浮培養(yǎng)對不結(jié)球白菜葉片可溶性糖類含量的影響1)Table4 Effect of floating culture by straw extraction solution on soluble sugar content in leaf of non-heading Chinese cabbage(Brassica campestris ssp.chinensis Makino)1)
移栽后的第3天,處理組和對照組葉片果糖含量均較高,且二者差異不顯著;在第10天,處理組與對照組葉片果糖含量均大幅度降低,且處理組顯著高于對照組;在第17天,對照組葉片果糖含量略有增加,而處理組則持續(xù)降低,但仍高于對照組,且二者差異不顯著;在第24天,對照組葉片果糖含量變化幅度很小,而處理組則大幅度提高,且顯著高于對照組,為對照組的1.81倍??傮w上看,處理組葉片果糖含量均高于對照組。
對照組和處理組葉片葡萄糖含量的變化趨勢均呈先升高后降低的趨勢,且對照組葉片葡萄糖含量均高于處理組,但差異不顯著。而處理組和對照組葉片可溶性糖總含量均呈波動的變化趨勢,二者基本一致;且總體上對照組的可溶性糖總含量高于處理組,但差異不顯著。
由上述分析結(jié)果可見:用秸稈浸提液漂浮培養(yǎng)對不結(jié)球白菜葉片的可溶性糖類的合成沒有明顯的抑制作用,甚至對果糖的合成和積累還表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用。
采用漂浮方法栽培蔬菜作物,產(chǎn)量是重要指標(biāo)之一。采用腐熟發(fā)酵的莧菜和番茄秸稈浸提液培養(yǎng)的不結(jié)球白菜莖葉單株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量在栽培后24 d內(nèi)均低于對照,一方面是因為該秸稈浸提液中所含的N、P元素的比例未經(jīng)科學(xué)調(diào)配,營養(yǎng)元素的不平衡致使不結(jié)球白菜生長較緩慢;另一方面,該秸桿浸提液未經(jīng)消毒和殺蟲,其中可能含有一些致病菌或啃食性生物,浸染或啃食植株根系,對根系生長有直接影響,進(jìn)而抑制地上部分器官的生長,致使不結(jié)球白菜產(chǎn)量降低。
VC含量是評價蔬菜品質(zhì)的首要指標(biāo)[15-16]。用莧菜和番茄秸稈浸提液培養(yǎng)的不結(jié)球白菜葉片VC含量在栽培初期(5月28日)低于對照組,在第10天(6月4日)和第17天(6月11日)略高于對照組,在第24天(6月18日)略低于對照,但總體差異不顯著,說明栽培初期處理組的植株緩苗較慢,但由于該秸稈浸提液含有一些有機(jī)成分以及大量的微生物,對植物體內(nèi)的VC合成有一定的促進(jìn)作用,從而使不結(jié)球白菜體內(nèi)的VC含量恢復(fù)至對照的水平。用秸稈浸提液培養(yǎng)的不結(jié)球白菜葉片可溶性蛋白質(zhì)含量與對照差異不顯著,表明該秸稈浸提液中的養(yǎng)分能夠滿足可溶性蛋白質(zhì)合成所需。
含糖量是葉菜品質(zhì)評價的重要指標(biāo)之一。蔗糖是植物儲藏、積累和運輸糖分的主要形式,也是蔬菜品質(zhì)構(gòu)成的重要因素[17]。用莧菜和番茄秸稈浸提液培養(yǎng)的不結(jié)球白菜葉片的蔗糖和葡萄糖含量及可溶性糖總含量與對照差異不顯著;而果糖含量均高于對照。表明該秸稈浸提液所含的營養(yǎng)成分可以滿足植株體內(nèi)的糖代謝,且其中可能含有一些對果糖合成有益的成分。
采用番茄和莧菜秸稈浸提液培養(yǎng)的不結(jié)球白菜的莖葉單株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均小于對照組,表明該秸稈浸提液可導(dǎo)致不結(jié)球白菜的產(chǎn)量有所下降;但用該秸稈浸提液培養(yǎng)的不結(jié)球白菜葉片的VC、可溶性蛋白質(zhì)、葡萄糖和蔗糖含量以及可溶性糖總含量均與對照差異不顯著,且葉片的果糖含量均高于對照組,表明不結(jié)球白菜品質(zhì)與對照相比沒有顯著的變化。研究結(jié)果顯示:采用該秸稈浸提液漂浮培養(yǎng),雖然不結(jié)球白菜的產(chǎn)量有所減少但其品質(zhì)變化不大,說明此種富含N、P的秸稈浸提液可用于不結(jié)球白菜的栽培,具備生產(chǎn)商品不結(jié)球白菜的潛力。
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