張稱稱 戴曲順

(福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 南平 353000)

蕹菜(IpomoeaaquaticaForsk)是旋花科番薯屬的1年生草本植物，又名空心菜、通菜。蕹菜喜濕潤溫暖的氣候，能適應(yīng)35 ℃的高溫，不耐寒冷，其口感柔嫩，具有防暑降脂的作用，在我國的東南地區(qū)普遍栽培，深受消費者喜愛[1,2]。目前國內(nèi)蕹菜的栽培生產(chǎn)以露地栽培或基質(zhì)栽培為主，容易出現(xiàn)葉菜地栽的各種病蟲害，且受地域和氣候的影響較大。水培(Hydroponics)即營養(yǎng)液栽培，其核心是將植物生長所需的各種礦質(zhì)元素溶于水中，讓植物的根系直接浸潤于營養(yǎng)液，代替土壤為植物提供水分、養(yǎng)分和氧氣，進而增強作物長勢，促進其產(chǎn)量的增加和品質(zhì)的改善。目前，將水培技術(shù)用于蕹菜的研究報道較少見，本研究通過對比4種水培設(shè)備下蕹菜生長的差異，探討分析不同水培模式下蕹菜的商品性狀，以期為蕹菜的工廠化水培生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

本次試驗的地點位于南平市延平區(qū)夏道鎮(zhèn)小鳩村的智能溫室大棚。試驗的品種為福建中蔬農(nóng)業(yè)科技有限公司的泰國空心菜[種子生產(chǎn)經(jīng)營許可證編號: D(閩)農(nóng)種許字(2018)第0001號]。試驗所用蕹菜均采用統(tǒng)一的播種方式、播種時間、催芽基質(zhì)和培育環(huán)境，于播種后第10 d移栽定植到不同的栽培設(shè)備。

1.2 試驗時間及環(huán)境

試驗時間為2020年4—8月，室外日平均溫度為20—38 ℃；溫室內(nèi)白天溫度為15—30 ℃、相對濕度50%—99%，夜間溫度為15—20 ℃、相對濕度30%—99%。

1.3 試驗設(shè)備

本試驗采用智能溫室大棚及水肥一體化的供應(yīng)系統(tǒng)。試驗所用的營養(yǎng)液均為葉菜通用型配方，每200 L濃縮液的各成分含量見表1。使用時將濃縮液稀釋至EC值1.5、pH值5.5、營養(yǎng)液溫度保持在20—30 ℃。

表1 葉菜通用型營養(yǎng)液配方 單位：g

NFT模式“A字架”、NFT模式單層平鋪、DFT模式植物墻、氣霧培模式“A型”等無土栽培設(shè)備(見圖1)，電子天平，電子游標卡尺，直尺等。

圖1 不同水培設(shè)備模式圖

NFT全稱為營養(yǎng)液膜栽培技術(shù)(Nutrient Film Technique)，通過管道將營養(yǎng)液從較高的一端流向較低的一端，再流回營養(yǎng)液槽過濾，循環(huán)利用。因水流較小，如一層薄膜，僅覆蓋植物根系的1—2cm而得名，是目前植物工廠綠葉蔬菜栽培的主要方式之一，可用于白菜[3]、菠菜[4]等作物的生產(chǎn)。研究表明，營養(yǎng)液栽培的生菜鮮重較土壤栽培生菜增幅81.51%[5]。

DFT又稱深液流栽培技術(shù)(Deep Flow Technique)，通過管道將營養(yǎng)液從高處輸出并流向低處，再經(jīng)過過濾回到配液池，重新調(diào)配后可再次利用。DFT因營養(yǎng)液層較深，一般5.0—15.0cm，因此對根系的緩沖能力大，適合溫差較大的地區(qū)使用，可用于生菜[6]、小白菜[7]等作物的生產(chǎn)。使用DFT栽培番茄，可使番茄株幅達到8.0—10.0m，株高達到3.0—3.5m，類似樹形，且觀賞期和采收期延長1—2個月[8]。

氣霧培(Aeroponics)的原理是用種植板和回流槽組成一個密閉空間，在密閉空間里，營養(yǎng)液通過高壓水泵加壓，然后通過霧狀噴頭噴出，霧氣直接噴到植物根系上，未被利用的營養(yǎng)液在回流槽聚集，然后經(jīng)由過濾器回流到配液池，可用于生菜[9]、鐵皮石斛[10]、郁金香[11]等作物的生產(chǎn)。研究表明，采用氣霧培生產(chǎn)模式，其垂直栽培面積是傳統(tǒng)栽培面積的3.51倍以上[12]。

1.4 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置4種處理，3次重復(fù)，每種處理60株，分別為處理1：NFT模式“A字架”結(jié)構(gòu)；處理2：NFT模式單層平鋪結(jié)構(gòu)；處理3： DFT模式植物墻結(jié)構(gòu)；處理4：氣霧培模式“A型”結(jié)構(gòu)。使用同一批播種育苗獲得的柳葉蕹菜10日苗，移栽到不同處理上進行培育，統(tǒng)一水肥供給，每個月收割1次，連續(xù)采收3次。

采收后，將植株自然平鋪于工作臺，每次使用電子天平、游標卡尺等儀器對采收的所有植株進行各性狀的測量。同一植株取最長的莖為植株莖高，取最粗的莖為植株莖粗，取植株自然伸展寬度最長數(shù)據(jù)為株寬，取最大葉片記錄葉長、葉寬和葉柄長度。

1.5 種子及幼苗管理

試驗于2020年4月15日進行播種。將長×寬×高為1.0cm×1.0 cm×1.0cm的正方體“工”字型水培育苗專用海綿放入托盤中，先讓海綿充分吸水，再將蕹菜種子放入“工”字開口的中間，距離底部0.5cm，置于催芽室進行催芽，每天早晚各根據(jù)海綿濕度進行補水，待8—10d子葉伸展開后進行移苗。

1.6 數(shù)據(jù)記錄及處理

試驗數(shù)據(jù)使用excel及DPS軟件進行統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水培處理對蕹菜植株凈重及株形的影響

不同處理下的蕹菜長勢差異極大(見表2)。處理1的凈重為45.79g，與處理2接近，與處理3和處理4的差異極顯著，比處理4高出1.44倍；株寬為38.70cm，與其他各處理的差異極顯著，比處理4高出1.19倍；莖高、莖粗、分支數(shù)均處于較高水平；株型偏向于健壯型。處理2的莖粗、分支數(shù)均最高，分別為26.19mm、2.86個，與其他各處理均有顯著差異，與處理3的差異最大，分別高出1.89倍、0.71倍；凈重、株寬、莖高均處于較高水平；株型偏向于矮壯型。處理3的株高超出其他處理，但凈重、株寬、莖粗、分支數(shù)均較低；株型偏向于徒長型。處理4的各性狀均低于其他處理，株型偏向于徒長型。

表2 不同處理下蕹菜凈重及株型差異

2.2 不同栽培模式對植株葉片的影響

4組處理的葉片數(shù)無顯著差異，均在9—12片，其中處理2最高，為11.62片(見表3)。處理1的葉長、葉寬、葉柄長均最高，分別高出其他3組處理最低值的22.27%、28.31%、28.59%。處理2的葉長和葉柄長均略低于處理1，高于其余兩組，葉片寬與其余兩組無顯著差異。處理3和處理4的葉長、葉柄長均較低且無顯著差異。根據(jù)多數(shù)消費者較喜愛吃蕹菜葉的習慣，處理1及處理2的葉片性狀較高，更能滿足消費需要。

表3 不同處理下蕹菜葉片性狀差異

2.3 不同栽培模式對植株根系的影響

處理1和處理2的根重較接近，顯著高于處理3和處理4，超出最小值31.74%(見表4、圖2)。處理4的植株根長明顯高于其他處理，超出最小值113.03%；前3個處理之間的根長無顯著差異。處理2的根域?qū)挾蕊@著高于其他處理，與處理4的差異最顯著，超出248.13%。根據(jù)水培設(shè)備的結(jié)構(gòu)，根域?qū)挾扔欣跀U大根系的分布面積，提高根系的吸收能力，因此處理2的根系性狀更有優(yōu)勢。

圖2 不同處理的根系對比圖

表4 不同處理下蕹菜根系差異

3 小結(jié)與討論

水培技術(shù)被廣泛地運用在園藝植物的蔬菜生產(chǎn)上，但關(guān)于蕹菜的研究不多見。李建設(shè)等[13]在DFT模式下使用不同營養(yǎng)液配方，結(jié)果顯示不同配方對蕹菜的長勢、產(chǎn)量、葉綠素含量、根系活力、Vc含量均產(chǎn)生顯著影響；陳杰等[14]研究表明，DFT模式下的蕹菜硝酸鹽含量高于基質(zhì)栽培；伍金偉等[15]在蕹菜的氣霧培中加入特殊工藝的沼氣，使每667蕹菜的運行成本降低2.4萬元。本研究中，NFT模式“A字架”結(jié)構(gòu)和NFT模式單層平鋪結(jié)構(gòu)的蕹菜在株形、葉片和根系性狀等方面均較好，其中NFT模式“A字架”的凈重、株寬最高，分別達為45.79g、38.70cm；葉長、葉寬、葉柄長均最高，分別高出其他處理2.27%、28.31%、28.59%；根長和根域?qū)捑^適中，株型偏向于健壯型。而DFT植物墻和氣霧培模式下的蕹菜植株性狀較差，株型偏向于徒長型?？梢娫谵巢说乃嗌a(chǎn)中，更適合營養(yǎng)液膜栽培模式。原因一：可能是因為NFT營養(yǎng)液膜能夠更好地解決蕹菜根系水氧矛盾的平衡；DFT植物墻的根系雖然水和養(yǎng)分充足，但供氧效果不如NFT；氣霧培模式雖然能夠有效解決水氧矛盾，但其根系過長，整個根域面積過狹窄，同時由于根頸處嵌入栽培板，不利于地上部分的伸展。原因二：可能是因為NFT營養(yǎng)液膜式“A字架”及“單層平鋪”植株分布合理，受光充足，能夠滿足蕹菜對光照的需求；而植物墻和氣霧培模式中蕹菜下部植株莖葉被上部植株遮擋，從而影響光照，導(dǎo)致植株偏向徒長。

本次試驗主要對比不同水培模式設(shè)備下的蕹菜植株性狀和根系的差異，所使用的營養(yǎng)液為非葉菜專用的通用型營養(yǎng)液，對蕹菜的生長存在一定的影響。因此，將在下一階段對比NFT模式“A字架”結(jié)構(gòu)和NFT模式單層平鋪結(jié)構(gòu)下，不同營養(yǎng)液配方對蕹菜的植株性狀和營養(yǎng)品質(zhì)的影響，以期進一步為蕹菜的水培生產(chǎn)提供參考。