姚紅艷，谷建田，何洪巨

(1．北京農(nóng)學(xué)院 植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京102206；2．北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京100097)

芥藍(lán)是十字花科蕓薹屬一二年生草本植物，是甘藍(lán)的一個(gè)變種[1]。芥藍(lán)原產(chǎn)于中國(guó)南部，是中國(guó)著名的特產(chǎn)蔬菜之一。芥藍(lán)中富含維生素、胡蘿卜素、礦質(zhì)元素等，被譽(yù)為營(yíng)養(yǎng)蔬菜[2-3]。芥藍(lán)中含有的硫代葡萄糖苷，它的降解產(chǎn)物具有抗炎、保護(hù)心血管和降低癌癥風(fēng)險(xiǎn)的功效，且與植物風(fēng)味、抗病蟲(chóng)性以及誘蟲(chóng)性等有關(guān)[4]。

中國(guó)土地資源緊張，種植戶為追求高產(chǎn)長(zhǎng)期過(guò)量使用化肥，導(dǎo)致農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分失衡，過(guò)量施肥不但無(wú)法提高產(chǎn)量，而且造成肥料資源浪費(fèi)，蔬菜品質(zhì)降低，土壤板結(jié)、鹽堿化等一系列問(wèn)題[5-6]。植物的生產(chǎn)和保護(hù)應(yīng)以促進(jìn)其生長(zhǎng)和發(fā)育為基礎(chǔ)，同時(shí)減少對(duì)人類和環(huán)境的危害，并確保安全的高質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品[7]。生物刺激素可以改善作物營(yíng)養(yǎng)和健康狀況，農(nóng)藥效果和肥料的利用率，為作物創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境，提高作物的抗病能力，最終改善作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，對(duì)未來(lái)農(nóng)業(yè)的發(fā)展起到很重要的作用[8]。隨著人類對(duì)綠色健康優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的需求不斷增加，基于生物刺激素研發(fā)的功能水溶肥成為近幾年來(lái)研究的熱點(diǎn)。不同類別的生物刺激素的功能和作用機(jī)理存在差異，對(duì)于作用功效和應(yīng)用技術(shù)等的研究一直十分缺乏[9]。現(xiàn)以芥藍(lán)為試材，研究不同種類功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)的作用效果，為基于生物刺激素研發(fā)的功能水溶肥在蔬菜生產(chǎn)上的實(shí)際應(yīng)用和產(chǎn)品的改進(jìn)提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地土壤概況

試驗(yàn)于2019 年9—11月于北京市海淀區(qū)上莊鎮(zhèn)昌寧農(nóng)莊2號(hào)塑料大棚中進(jìn)行，前茬種植茄子， 0～20 cm耕層土壤含有機(jī)質(zhì)48.5 g/kg、全氮2.09 g/kg、有效磷182 mg/kg、速效鉀156 mg/kg，pH值7.81，質(zhì)地為壤土。

1.2 試驗(yàn)材料

供試芥藍(lán)為廣東和利農(nóng)種業(yè)股份有限公司提供的利寶芥藍(lán)，供試的肥料為海銳普水溶肥(含海藻酸水溶肥，有機(jī)質(zhì)≥100 g/L，N+P2O5+K2O≥200 g/L，pH 5～7，)，市購(gòu)；普利登魚(yú)蛋白肥濃縮型(含氨基酸水溶肥，有機(jī)質(zhì)≥320 g/L，N+P2O5+K2O≥6%，pH 3～5)，市購(gòu)；華孚愛(ài)農(nóng)肥(含腐殖酸水溶肥，腐殖酸≥30 g/L，N+P2O5+K2O≥200 g/L，pH 4～10)，由河北廊坊市安次區(qū)華孚有機(jī)農(nóng)業(yè)有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

隨機(jī)小區(qū)試驗(yàn)，小區(qū)面積3 m2，4個(gè)處理，3次重復(fù)，種植前均勻施入商品有機(jī)肥400 kg(有機(jī)質(zhì)≥45%，N+P2O5+K2O≥5%)，穴盤育苗，10月9日定植芥藍(lán)，株行距25 cm×20 cm，采用滴灌進(jìn)行澆水，定植成活后追施1次大量元素水溶肥(20-20-20+TE)，11月19日收獲。以噴施清水為對(duì)照T0，噴施海銳普水溶肥為T1，噴施普利登魚(yú)蛋白肥為T2，噴施華孚愛(ài)農(nóng)肥為T3，每種肥料稀釋800倍，10月17日第一次噴施，以后每間隔10 d噴施1次，整個(gè)生長(zhǎng)期噴施3次，常規(guī)管理。

1.4 取樣及測(cè)定

定植12 d后，每個(gè)小區(qū)選取5株有代表性的植株，每隔5 d觀察芥藍(lán)綠葉數(shù)、葉片大?。欢ㄖ?0 d后采收，采收后測(cè)量芥藍(lán)株高、莖粗、單株重、收獲株數(shù)和產(chǎn)量；每個(gè)小區(qū)收取8株植株，3株取鮮樣測(cè)定糖、酸和維生素C的含量，5株均勻切成1 cm的小塊后于真空冷凍干燥機(jī)凍干，粉碎后于-80 ℃冰箱中保存用于測(cè)定粗纖維、蛋白質(zhì)、β-胡蘿卜素、礦質(zhì)元素和硫代葡萄糖苷含量。蒽酮法測(cè)定可溶性糖含量[10]，酸堿滴定法測(cè)定有機(jī)酸含量[11]，采用丹麥FOSS生產(chǎn)的纖維素分析儀FibertecTM8000測(cè)定粗纖維含量[12]，采用丹麥FOSS生產(chǎn)的Kjeletc 8400凱氏定氮儀測(cè)定蛋白質(zhì)含量[13]，采用日本島津生產(chǎn)的電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICPE-9000測(cè)定礦質(zhì)元素含量[14]，采用日本島津生產(chǎn)的UFLCSHIMAPZU高效液相色譜儀測(cè)定維生素C、β-胡蘿卜素、硫代葡萄糖苷含量[15-17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)生長(zhǎng)的影響

圖1是噴施3種功能水溶肥后，芥藍(lán)葉片數(shù)量和葉片大小隨時(shí)間的變化情況。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，11月11日之前芥藍(lán)的綠葉數(shù)增加量和葉片大小變化比較一致，11月11日以后芥藍(lán)的綠葉數(shù)快速增加，噴施普利登魚(yú)蛋白肥和華孚愛(ài)農(nóng)肥的芥藍(lán)綠葉數(shù)較對(duì)照分別增加了9.73%和9.10%，達(dá)到顯著水平，而葉片大小的變化量減小，三種肥料的處理結(jié)果差異不明顯。圖2為采收時(shí)各處理和對(duì)照間莖粗和株高的對(duì)比情況。三種功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)株高的影響不顯著，對(duì)莖粗的促進(jìn)比較明顯，其中處理T2(普利登魚(yú)蛋白肥)和T3(華孚愛(ài)農(nóng)肥)的莖粗分別比對(duì)照增加6.53%和6.13%，達(dá)到顯著水平。

2.2 功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)產(chǎn)量的影響

三種功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)產(chǎn)量有明顯的促進(jìn)作用(表1)。噴施普利登魚(yú)蛋白肥和華孚愛(ài)農(nóng)肥的芥藍(lán)單株重較對(duì)照分別增加了17.45%和22.70%，達(dá)到顯著水平，收獲株數(shù)分別增加了6.56%和4.71%，噴施普利登魚(yú)蛋白肥的芥藍(lán)的產(chǎn)量較對(duì)照提高了17.77%，達(dá)到顯著水平。噴施海銳普水溶肥的芥藍(lán)的單株重和收獲株數(shù)沒(méi)有顯著增加，產(chǎn)量較對(duì)照沒(méi)有顯著增加。

2.3 功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

表2是3種功能水溶肥處理后幾個(gè)主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的變化情況。從方差分析的結(jié)果看，三種肥料對(duì)芥藍(lán)產(chǎn)品中可溶性糖、粗纖維、蛋白質(zhì)、維生素C、β-胡蘿卜素、干物質(zhì)含量沒(méi)有顯著影響。有機(jī)酸的變化比較突出。噴施普利登魚(yú)蛋白肥的芥藍(lán)可溶性糖、粗纖維、蛋白質(zhì)、維生素C、β-胡蘿卜素、干物質(zhì)含量較對(duì)照分別增加了6.12%、2.93%、11.11%、0.09%、9.67%、5.30%，有機(jī)酸的含量增加了23.14%，達(dá)到顯著水平。噴施海銳普水溶肥的芥藍(lán)有機(jī)酸含量較對(duì)照增加了28.38%，達(dá)到顯著水平，干物質(zhì)含量增加了5.30%，可溶性糖、維生素C和β-胡蘿卜素含量與對(duì)照相比降低了1.02%、5.16%和6.83%。噴施華孚愛(ài)農(nóng)肥的芥藍(lán)干物質(zhì)含量比對(duì)照降低了0.60%，可溶性糖含量降低了3.57%。

表1 功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)產(chǎn)量的影響

表2 功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的影響Tab.2 Effects of functional water-soluble fertilizers on content of nutritional quality of Chinese kale

2.4 功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)礦質(zhì)元素含量的影響

表3是三種功能水溶肥處理后9種礦質(zhì)元素含量的變化情況。從方差分析的結(jié)果來(lái)看各處理之間的礦質(zhì)元素含量差異不顯著。

表3 功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)礦質(zhì)元素含量的影響Tab.3 Effects of functional water-soluble fertilizers on mineral content of Chinese kale

2.5 功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)硫代葡萄糖苷含量的影響

三種功能水溶肥處理后芥藍(lán)產(chǎn)品中總硫苷和主要硫苷含量的變化情況見(jiàn)表4。硫代葡萄糖苷(Glucosinolates，簡(jiǎn)稱硫苷)，這里指所測(cè)不同種類硫苷之和，即總硫苷。噴施海銳普水溶肥和噴施普利登魚(yú)蛋白肥的芥藍(lán)總硫苷含量較對(duì)照分別增加了4.16%和14.40%，噴施華孚愛(ài)農(nóng)肥的芥藍(lán)總硫苷含量較對(duì)照降低了1.38%，各處理之間差異不顯著。噴施普利登魚(yú)蛋白肥的芥藍(lán)總脂肪族硫苷和總吲哚族硫苷較對(duì)照增加了15.28%和9.69%，各處理之間差異不顯著；4種脂肪族硫苷2-羥基-3-丁烯基硫苷(Progoilrin，PRO)、2-丙烯基硫苷(Sinigrin，SIN)、4-甲基硫氧丁基硫苷(Glucoraphanin，RAA)、3-丁烯基硫苷(Gluconapin，NAP)的含量比對(duì)照增加了25.91%、14.62%、14.91%、15.12%；3種吲哚族硫苷4-羥基吲哚基-3-甲基硫苷(4-Hydmxygucobmssicin，4OH)、3-甲基吲哚基硫苷(Glucobrassicin，GBC)、4-甲氧基吲哚基-3-甲基硫苷(4-Methoxyglucobrassicin，4ME)的含量較對(duì)照增加了130%、6.42%、39%，4OH的含量達(dá)到顯著水平，1-甲氧基吲哚基-3-甲基硫苷(Neoglucobrassicin，NEO)的含量比對(duì)照降低了4.48%。噴施海銳普水溶肥和華孚愛(ài)農(nóng)肥的芥藍(lán)中8種硫苷含量較對(duì)照差異不顯著。芥藍(lán)中的硫苷以脂肪族硫苷為主，約占總硫苷含量的80%以上，RAA和NAP為硫苷的主要成分。

表4 功能水溶肥對(duì)芥藍(lán)硫代葡萄糖苷含量的影響Tab.4 Effects of functional water-soluble fertilizers on glucosinolate content of Chinese kale μmol/g

3 討 論

綜合分析上述結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不同的功能水溶肥處理對(duì)芥藍(lán)效果存在差異。供試的三種功能水溶肥中，普利登魚(yú)蛋白肥處理的芥藍(lán)的各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較對(duì)照均有所提高，優(yōu)于其它兩種功能水溶肥。經(jīng)普利登魚(yú)蛋白肥處理的芥藍(lán)后期葉片數(shù)、莖粗、產(chǎn)量以及營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)方面都表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用。芥藍(lán)以其花薹和嫩葉為食用部分[18]，開(kāi)始抽薹后，新生葉片顯著變小，葉片數(shù)量迅速增加，莖不斷增粗，采收時(shí)，莖的粗度和菜薹向下5～6片葉對(duì)產(chǎn)量影響比較大。普利登魚(yú)蛋白肥處理后，芥藍(lán)花莖顯著增粗，綠葉數(shù)顯著增加，這可能是其促進(jìn)產(chǎn)量提高的原因之一。除了單株收獲產(chǎn)品的重量外，單位面積收獲株數(shù)對(duì)產(chǎn)量也有很大影響[19-20]。芥藍(lán)生長(zhǎng)過(guò)程中，由于種子個(gè)體的差異及局部環(huán)境的不同，一些植株生長(zhǎng)受阻，無(wú)法達(dá)到采收標(biāo)準(zhǔn)，這種現(xiàn)象勢(shì)必影響蔬菜產(chǎn)量。普利登魚(yú)蛋白肥不僅促進(jìn)芥藍(lán)花莖增粗，可收獲的植株比例也增加，從而促使產(chǎn)量顯著提高。本試驗(yàn)的研究結(jié)果與前人在生菜、芹菜上噴施氨基酸水溶肥可有效提高產(chǎn)量[21～22]的結(jié)果一致。

隨著生活水平的提高，人們對(duì)蔬菜的消費(fèi)不再局限于量的滿足，越來(lái)越注重產(chǎn)品的多樣性、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)保健功能。這些指標(biāo)與遺傳基因有很多關(guān)系，但在一定程度上，蔬菜生長(zhǎng)過(guò)程中生態(tài)環(huán)境因子的變化，包括生產(chǎn)中的施肥過(guò)程，也會(huì)給產(chǎn)品的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量帶來(lái)不同的影響。不同的功能水溶肥對(duì)蔬菜產(chǎn)生不同的效果，同一種肥料處理對(duì)不同的檢測(cè)指標(biāo)有不同的效應(yīng)。在生產(chǎn)中需要針對(duì)不同的蔬菜、不同的功能水溶肥相應(yīng)調(diào)整。

芥藍(lán)中所含的硫代葡萄糖苷是十字花科蔬菜中十分重要的生物活性物質(zhì)，普利登魚(yú)蛋白肥對(duì)芥藍(lán)產(chǎn)品中硫苷含量的促進(jìn)作用比較明顯。普利登魚(yú)蛋白肥含有Phe、Trp、Gly、Glu、Cys等19種氨基酸以及Ca、Mg、S、Fe、Zn、Cu等多種中、微量元素。硫苷是以氨基酸為前體的含氮、硫次生代謝物，其含量及組分不僅受遺傳、環(huán)境和氣候條件等因子影響，也受大量及微量營(yíng)養(yǎng)元素供應(yīng)狀況的制約[24]。宋敏[25]通過(guò)對(duì)芥藍(lán)噴施不同種類氨基酸發(fā)現(xiàn)：Phe、Trp、Gly、Glu和Cys處理均提高了其總硫苷含量，Cys、Phe和Gly處理提高了其脂肪族硫苷總含量。這可能是普利登魚(yú)蛋白肥可以提高芥藍(lán)中硫代葡萄糖苷含量的原因。

噴施三種功能水溶肥后的芥藍(lán)礦質(zhì)元素含量沒(méi)有顯著提高，個(gè)別元素含量較對(duì)照降低了，這和前人研究的結(jié)果有所差異[23]，原因有待進(jìn)一步研究。從本試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，普利登魚(yú)蛋白肥比較適合在芥藍(lán)生產(chǎn)中應(yīng)用,但為防止芥藍(lán)生長(zhǎng)過(guò)快導(dǎo)致礦物質(zhì)含量降低，應(yīng)輔施中微量元素和磷酸二氫鉀。