黃天嬌 ,董怡玲 ,劉珍伶 ,蔣夢婷 ,陳修斌 ,2,楊彬
(1.河西學院農業(yè)與生物技術學院,甘肅張掖,734000;2.河西走廊精準設施園藝工程技術研究中心)
韭黃也稱韭芽、黃韭芽、黃韭,俗稱韭菜白,為百合科多年生草本植物,是韭菜經軟化栽培變黃的產品,利用日光溫室栽培韭黃,可實現韭黃的周年生產。近年來,甘肅河西走廊的五地市認真貫徹省政府 《關于河西戈壁農業(yè)發(fā)展的意見》[甘政辦發(fā)(2017)138號],在戈壁、沙灘和荒漠區(qū)大力建造日光溫室,以日光溫室為主體的保護地生產發(fā)展較快,利用日光溫室種植瓜果、蔬菜可以取得良好的經濟效益和社會效益。
目前,有關基質在蔬菜應用方面的研究,國內學者程立巧等[1]研究了不同基質對番茄根際微生物、酶活性及幼苗生長的影響,得到了以草炭、爐渣、蛭石為原料,按1∶1∶1的體積比配成基質,最適宜于番茄壯苗培育;鄭冬梅等[2]研究了椰糠復合基質對設施大棚番茄栽培的影響,得出以椰糠∶珍珠巖∶泡沫=2∶1∶1的基質配方,栽培番茄的產量最高、品質最優(yōu);孫升學等[3]研究了椰糠復合基質對設施大棚番茄栽培的影響,篩選出適合西安地區(qū)栽培的番茄有機生態(tài)型無土栽培基質的最優(yōu)基質配比;崔廣祿[4]通過設置基質與椰糠不同比例配比,研究出基質∶椰糠=7∶3這一配比綜合表現良好,可運用于小果型西瓜無土栽培技術中。而有關有機生態(tài)型韭黃無土栽培的基質,國內尚缺少系統(tǒng)報道。本研究選取幾種本地區(qū)產業(yè)化發(fā)展過程中產生的大量農業(yè)廢棄物為原料,配比成不同種類的有機生態(tài)型無土栽培基質,進行日光溫室韭黃的試驗研究,以期為本區(qū)戈壁溫室韭黃的集約化生產和提高當地農業(yè)廢棄物循環(huán)利用提供技術支撐。
試驗于2017年10月至2018年7月在河西學院農業(yè)與生物技術學院實踐教學基地1號溫室進行,以韭菜的品種791雪韭為試材。
采用盆栽試驗,共設5個處理,分別為對照(CK):商品基質∶食用菌下腳料=1∶0.2(生產上常用的基質);A1:商品基質∶玉米秸稈=1∶0.2;A2:玉米秸稈:食用菌下腳料∶腐熟牛糞=5∶3∶2;A3:玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=3∶5∶2;A4:玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=6∶3∶1。 各處理種植 1盆,隨機區(qū)組排列,重復3次。供試的塑料盆規(guī)格為長×寬×高=45 cm×30 cm×25 cm,商品基質由山東魯浩農業(yè)科技有限責任公司生產、食用菌下腳料在使用前粉碎,用塑料薄膜包裹放入溫室內自然發(fā)酵35 d后應用、玉米秸稈經過粉碎,加尾菜腐熟劑發(fā)酵6~7 d;將以上基質按照不同處理確定的體積比,混合均勻后裝入內。將二年生韭根,剪去地上部分,地下部分進行分株,分別栽到不同種類的基質中,每盆栽2行,每行10株,每盆20株,保苗數9.88萬株/667 m2,然后搭建小拱棚,其上覆蓋無紡布,拱棚內溫度控制在白天25~28℃、夜間揭去無紡布。
①形態(tài)指標測定 第15天統(tǒng)計各處理的成活率,第45天每處理隨機選6株,測定其葉片數、最大葉長、最大葉寬、地上部分鮮質量、地下部分鮮質量等指標。
②生理指標測定 第45天每處理隨機選6株,測定幼苗根系活力、葉片POD活性、葉片SOD活性、可溶性蛋白含量等生化指標;用TTC法測定根系活力、用考馬斯亮藍G-250染色法測定可溶性蛋白[5];參照李合生[6]的方法測定生化指標,丙二醛(MDA)含量的測定采用硫代巴比妥酸法;過氧化氫酶(CAT)活性測定采用紫外吸收法。
③產量統(tǒng)計 進入采收期,每20 d收獲1次,生長期內收割5次,每次收獲按處理不同,分別統(tǒng)計產量進行匯總。
采用DPS 9.50和Excel 2003軟件進行數據計算與分析,采用Duncan's法進行差異顯著性分析(=0.05)。
從表1可以看出,以處理A3(玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=3∶5∶2)的韭黃葉數、短縮莖粗、最大葉長、最大葉寬和成活率的數值最大,分別為8.25片、2.13 mm、30.5 cm、0.45 cm 和 92.38%,處理A3的韭黃葉片數與 CK、A1、A2與 A4相比,分別高出2.57、1.78、1.74和0.87片;移栽成活率A3分別比CK、A1、A2與 A4高出 17.14、4.73、13.91 和 8.62 個百分點;不同處理間呈現顯著差異,說明采用處理A3配比 (玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=3∶5∶2)最適合韭黃葉片數的發(fā)生與生長,能夠替代商品基質用于韭黃生產。
表1 不同處理對韭黃生長與成活率的影響
①不同處理對韭黃根系活力與葉片蛋白質含量的影響 根系活力反映植株吸收養(yǎng)分能力的強弱[7],本試驗中以處理A3(玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=3∶5∶2)的韭黃根系活力最強(圖 1),其值為 528 μg·g-1·h-1, 分別比 CK、A1、A2與 A4高出269、206、261 和 364 μg·g-1·h-1,不同處理間呈現顯著差異,說明處理A3的基質營養(yǎng)配比最為適宜,從而促進了韭黃對基質中營養(yǎng)成分吸收能力。
蛋白質是細胞原生質的主要組成部分,其含量高低是衡量植株體對氮素營養(yǎng)吸收、運輸與積累等代謝能力的大小[8]。試驗結果顯示(圖2),以處理A3基質配比的韭黃,其植株體葉片內蛋白質的含量最高,其值為 7.13 μg·g-1,顯著高于其他處理,說明處理A3有利于促進韭黃的生理代謝,因此其葉片內蛋白質積累較多。
②不同處理對韭黃MDA含量與CAT活性的影響 丙二醛(MDA)是膜脂過氧化物的主要產物,其含量的高低可以反映細胞膜脂過氧化的水平[9],本試驗中以處理A3的韭黃葉片的MDA含量最低(圖 3),其值為 2.48 μmol·g-1,與處理 CK、A1、A2與A4相比,分別降低 35.48%、47.98%、45.56%和22.98%;不同處理間的MDA含量呈顯著差異,這說明以處理A3的基質配比,韭黃葉片的細胞膜脂過氧化程度低,受傷害小,韭黃植株保持了正常生長代謝。
過氧化氫酶(CAT)主要參與活性氧代謝過程,它能清除細胞內高濃度的H2O2,其活性的高低直接反映了植物體本身抗逆性強弱[10],本試驗條件下,以處理A3的韭黃葉片CAT活性最高(圖4),其值為29.14 U·g-1·min-1,分別比處理 CK、A1、A2與 A4高出4.89、11.05、9.91 和 7.57 U·g-1·min-1。 這主要是由于不同基質配比構成了不同營養(yǎng)環(huán)境,在不適宜的基質配比條件下,不同基質環(huán)境產生了不同脅迫條件,因此反映在植株細胞清除胞內H2O2濃度能力強弱的差異方面;試驗中以處理A3的基質配比最宜,本處理下更能有效保護韭黃細胞免受傷害,因此韭黃保持了正常良好的生長。
圖1 不同處理對韭黃根系活力影響
圖2 不同處理對韭黃蛋白質含量影響
圖3 不同處理對韭黃MDA含量影響
圖4 不同處理對韭黃CAT活性影響
從表2可以看出,不同處理對韭黃地上部分鮮質量的影響,以處理A4最為顯著,對地下部分鮮質量以A5影響較大,不同處理間呈顯著差異水平;各處理對生物學產量的影響大小順序為A3>A4>A2>A1>CK,對單株產量與經濟產量的影響均呈現A3>A4>A2>A1>CK的規(guī)律,韭黃的經濟產量以A3最高,可達 2 350 kg/667 m2, 與處理 CK、A1、A2與A4相比,分別高出34.90%、18.27%、16.80%和10.17%,說明采用處理A3的配比,其營養(yǎng)成分最適宜于植株對營養(yǎng)的吸收,韭黃保持較強的生長勢,因此產量最高。
從表3可以看出,由于基質配比不同,其投入成本存在一定差異;從產值、凈產值與凈增產值比較看,處理A3顯著高于其他處理,分別為3.99萬、3.79萬和1.03萬元/667 m2,處理之間呈現顯著差異水平;說明本試驗條件下,采用處理A3的基質配比,韭黃的經濟效益最為顯著。
表2 不同處理對韭黃產量的影響
表3 不同處理韭黃經濟效益比較
本試驗從韭黃生長過程中的根系活力、葉片蛋白質含量、葉片內MDA含量與CAT活性的變化上,研究了不同有機生態(tài)型無土栽培基質對韭黃生長的影響,結果表明,采用處理A4的基質配比,韭黃的根系活力最強,其值為528 μg·g-1·h-1,同時韭黃葉片可溶性蛋白質的含量和過氧化氫酶(CAT)活性最高,其值分別為 7.13 μg·g-1和 29.14 U·g-1·min-1, 丙二醛(MDA)含量最低為 2.48 μmol·g-1,究其原因,可能主要是不同基質配比中所含的營養(yǎng)成分存在一定差異,以處理A3的基質配比最適宜韭黃生長對營養(yǎng)的吸收,反映在植株生長上表現為移栽成活率高、生長速率快、產量高;其他的基質配比由于營養(yǎng)失調,營養(yǎng)元素之間產生離子拮抗作用,在逆境脅迫環(huán)境條件下,韭黃體內活性氧產生與抗氧化保護系統(tǒng)之間的平衡被打破,從而干擾細胞代謝,破壞細胞膜的功能,因此表現出這些指標在含量上存在差異[11]。
本研究表明,采用處理A3(玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=3∶5∶2)的基質配比,最適合韭黃的生長,其栽植的成活率、經濟產量與凈產值最高,分別為 92.38%、2 350 kg/667 m2和 3.79萬元/667 m2,這一研究結論可為荒漠區(qū)戈壁溫室韭黃實現高產優(yōu)質化栽培提供技術支撐,同時也為提高農業(yè)廢棄物循環(huán)利用提供了有效的新途徑。