灌溉量对鸡毛菜生长和品质的影响

李梅玲等

摘 要：以鸡毛菜为材料，通过控制穴盘质量，研究不同灌水量（100% ET、90% ET、80% ET和70% ET）对鸡毛菜生长和生理的影响。试验结果表明，补充灌水量100% ET及90% ET处理下鸡毛菜地上部干鲜质量、株高、茎粗均最高；80% ET处理下鸡毛菜叶片叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量最优，但该处理下鸡毛菜生物量显著低于100% ET和90% ET处理的；70% ET处理除鸡毛菜可溶性蛋白质外，生物量与品质均显著低于其他处理。但100% ET处理耗水量高于90% ET处理的，因此，综合鸡毛菜生物量、品质以及耗水量，在试验设计的范围内90% ET灌水量是最适合鸡毛菜生长的灌水处理。

关键词：蒸腾蒸发量（ET）；灌溉量；鸡毛菜；穴盘质量

中图分类号：S634.3；S274 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2014）10-0027-05

设施栽培中水分管理是一项重要的工作，水分不仅是设施蔬菜产量形成的重要限制因子，在一定程度上也限制作物对养分的吸收利用，从而影响作物的品质。研究表明，亏缺灌溉和过量灌溉均不利于作物生物量的积累，适宜的灌水量不仅可以提高植物的生物量，同时也利于作物有效利用养分[1，2]，增加作物产量和品质。据相关部门统计，中国大部分地区仍旧采用传统的灌溉方式和灌溉技术，管理比较粗放，水分利用效率较低，水分的有效利用率仅为30%～40%，远远落后于农业较发达的国家和地区[3]。随着农业劳动者节水意识的增强以及设施农业灌溉技术的迅猛发展，提高水分利用效率、优化水肥管理，仍然是当今设施农业可持续发展战略亟待解决的问题[4]。

蔬菜作物是耗水量比较大的一类作物，因此，在蔬菜生产和栽培中，其节水灌溉的研究和优化更为重要。近年来，关于国内外保护地栽培中设施内蔬菜灌溉指标已有广泛研究[5]，但以往的研究多以果菜类蔬菜如黄瓜、番茄等[1，6，7]为主，而在叶菜蔬菜栽培中的研究颇少。鸡毛菜（Brassica campestris ssp. chinensis）是十字花科植物小白菜幼苗的俗称， 此叫法在上海一带较为普遍[8]，是人们喜爱并广泛食用的叶菜类蔬菜之一，目前，关于鸡毛菜水分管理的研究报道较少，本试验以鸡毛菜为材料，研究不同灌溉量处理对鸡毛菜生长和品质的影响，为鸡毛菜栽培灌溉量的探索提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为华王鸡毛菜。采用200 孔穴盘育苗，基质为草炭和珍珠岩（体积比7∶3），雷力有机肥按质量比为15%施入。

1.2 试验设计

本试验于2013年7月19日至8月16日在上海交通大学农业与生物学院工程训练中心温室进行。整个生长周期温室内平均气温约为37℃（昼）/28℃（夜），温室内环境参数及基质温、湿度采用农用通远程监控。生长期内为了减少天气变化时白天温室内温、湿度剧烈波动，当温室内温度超过35℃时，打开排风扇及顶窗进行降温、除湿，正午当温室内温度高于40℃时，打开遮阳网并对温室内进行人工喷水降温、排风除湿。播种10 d后开始进行水分处理，每隔4 d取样，进行生长和生理指标的测定，整个生长期内共取样5次。试验采用农用通监测基质含水量，统一复水下限基质含水量为50%，试验共设定4个灌水量处理，分别为处理Ⅰ（T1）补充灌水量为100% ET，处理Ⅱ（T2）补充灌水量为90% ET，处理Ⅲ（T3）补充灌水量为80% ET，处理Ⅳ（T4）补充灌水量为70% ET。其中ET表示蒸腾蒸发量，是指24 h基质（土壤）以及植物蒸发蒸腾散失水分的总和。ET受气候状况影响，故本试验中每隔4 d对ET值进行一次标准化。整个生长期内，共5次对ET进行标准化，每次标准化为6次重复后平均所得，具体见表1。

1.3 指标测定与方法

每次复水前后称量穴盘质量、基质相对湿度。基质相对湿度采用农用通监测，为水分与基质的体积比。选取长势一致的植株，每隔4 d测定一次鸡毛菜生长和生理指标，每次随机抽取3棵植株，称量地上部分干、鲜质量，每个处理3次重复，整个生长期共取样4次。用扫描仪测定其单株叶面积。叶绿素采用浸提法[9]测定，叶片可溶性糖采用蒽酮比色法[10]测定，叶片可溶性蛋白质采用考马斯亮蓝-G250 染色法[10]测定。

ET标准化通过称量穴盘质量而得，其具体过程为使穴盘中基质充分吸水，30 min后测得穴盘质量为m0，24 h后测得该穴盘质量为m1，ET= m0-m1[11]。

1.4 数据分析

试验数据均采用Excel 2010及SAS 9.1.3 Portable软件分析。

2 结果与分析

2.1 灌溉量对穴盘质量及耗水量的影响

由图1可以看出，不同灌水量对穴盘质量有显著性影响。随着处理时间的延长，不同处理穴盘质量均有一定程度的降低，水分亏缺导致穴盘质量（基质含水量）显著降低，T1处理穴盘质量显著高于其他3个处理。随时间延长，T4穴盘质量降低最大，其次为T3，再次为T2。在整个生长期间T1处理穴盘质量变化幅度不明显，基本是恒定的。穴盘质量大小与基质含水量变化一致，即穴盘质量可反映基质含水量的大小[12]，基质含水量的大小直接影响鸡毛菜的生长状况。不同处理耗水量大小依次为T1>T2>T3>T4（表2）。

2.2 灌溉量对鸡毛菜形态指标的影响

鸡毛菜株高、茎粗是形成其产量的基础，其变化量大小反映了鸡毛菜生物量的多少。由图2可以看出，不同灌水量处理显著影响鸡毛菜的生长。在生长前期，不同处理间随着灌水量的增加株高增大，其中处理T1与T2显著高于T4（P=0.034 4，P=0.008 1），其他处理间株高差异不显著。由图2A可以看出，T2株高在整个生长期持续稳定增加，且生长速度最快，在生长末期上升至最大。图2B显示，在整个生长周期，T1、T2、T3处理间茎粗无显著性差异，但T4茎粗显著低于T1（P=0.028 5）、T2（P= 0.042 5）。在生长前期T3茎粗最大，说明一定程度的水分亏缺有利于鸡毛菜茎部的横向生长。在整个生长期T4茎粗最小、T1次之，说明长时间水分过多、过少均不利于鸡毛菜茎部生长，影响植株健壮，最终影响植株产量形成。

2.3 灌溉量对鸡毛菜地上部生物量的影响

由图3可以看出，在整个生长期内，T1、T2、T3、T4鸡毛菜单株鲜质量、干质量均总体呈现上升趋势。在生长前期各处理间差异不显著，但在生长末期T4单株鲜质量显著（P= 0.001）低于另外3个处理。在生长前期，鸡毛菜单株鲜质量、干质量并非随着灌溉量的增加而增加。如图3所示，T3单株鲜质量、干质量均高于T2，这可能是由于T3在苗期水分适当亏缺，鸡毛菜植株长势健壮，但随着处理时间延长，与T3相比，T2始终保持较高的生长速率，故在生长末期其单株鲜质量、干质量均达到最高。

2.4 灌溉量对鸡毛菜叶片中叶绿素含量的影响

由图4可以看出，在整个生长周期，各处理鸡毛菜叶绿素含量均呈现先下降再上升又下降的趋势，但不同灌溉量对鸡毛菜叶绿素含量影响差异不显著（P =0.467 5）。该结果与图3中产量指标并不一致，可能是由于鸡毛菜叶面积相对其他植物较小，在该叶面积条件下，叶绿素含量的多少对植株光合产物积累的影响是有限的。尽管在一些逆境条件下（如低温等），可能由于叶片生长受阻，叶绿素含量畸形富集[13]，但在正常生长条件下，一般认为叶绿素含量与叶片光合能力成正比关系。对幼苗来说，由于叶面积相对较小，在正常发育的情况下提高叶绿素含量对提高整株光合能力就显得更为重要。

2.5 灌溉量对鸡毛菜可溶性蛋白质和可溶性糖含量的影响

本试验中不同灌溉量对可溶性蛋白质含量无显著性（P=0.652 5）影响，但显著影响鸡毛菜可溶性糖含量（P=0.003），由图5A可以看出，在整个生长期内T1和T4鸡毛菜叶片中可溶性蛋白质含量最高，T3次之，T2最低，这是由于T1、T4处理水分胁迫严重导致叶片中可溶性蛋白质积累以缓解水分胁迫，说明水分过低和过高均显著影响植物细胞代谢物质的分配。图5B中不同处理鸡毛菜叶片可溶性糖含量大小依次为T3>T1>T2>T4。可溶性糖不仅是植物细胞内光合产物之一，也是细胞内重要的渗透调节物质，其含量不仅反映植物的品质，也反映了植物对胁迫的响应。如图5B所示，适度的水分过量、水分亏缺均导致可溶性糖含量增加，T4中叶绿素含量最低，可能是由于鸡毛菜水分亏缺严重，导致细胞内代谢紊乱、可溶性糖降解，而使其含量呈现下降趋势。

3 讨论

3.1 灌溉量对基质含水量以及耗水量的影响

基质中水分含量与蔬菜作物的生理活动有密切关系，基质含水量的变化直接引起作物体内的生理变化，最终影响作物的形态建成与产量形成[14，15]。本试验通过称量穴盘质量控制灌溉量，从而控制不同处理中基质的水分含量。研究结果表明，不同灌溉量对基质含水量有显著性影响，其基质含水量大小分别为T1>T2>T3>T4（图1），且各处理间差异显著。不同处理耗水量大小依次为T1>T2>T3>T4（表2），由此可见，在生物量无显著性差异的情况下T1耗水量显著高于T2，在考虑高效利用水分，T2处理更能实现高效生产，在此层面上T2处理优于T1。

3.2 灌溉量对鸡毛菜产量的影响

本试验研究结果表明，不同灌溉量处理显著影响鸡毛菜的生长。在鸡毛菜的整个生长周期，灌溉量为100% ET和90% ET处理条件下鸡毛菜的地上部鲜质量、干质量、株高、茎粗均最大，但两者差异不显著；灌溉量为70% ET处理条件下鸡毛菜地上部的鲜质量、干质量、株高、茎粗均最小，说明随着灌溉量增加，鸡毛菜生物量增加，增加灌溉量在夏季栽培中可显著提高鸡毛菜生物量积累，该结果与裴芸等[16]在以生菜为材料中的试验结果一致。

3.3 灌溉量对鸡毛菜品质的影响

适当降低灌溉量可提高鸡毛菜的品质，该结果与前人结果一致[17～19]。本试验结果表明，在一定程度上，随着灌溉量的降低，鸡毛菜可溶性蛋白含量、可溶性糖含量均呈递增趋势，当灌溉量过低时导致可溶性糖含量降低，这可能是由于细胞内代谢紊乱导致可溶性糖形成受阻而分解加剧，从而使其积累减低[20]。灌溉量为80% ET处理下，综合可溶性糖和可溶性蛋白含量显著高于其他3个处理，灌溉量为70% ET处理下，鸡毛菜中可溶性糖含量极显著低于其他2个处理，且T4处理下鸡毛菜可溶性蛋白质含量最高，也说明了此时水分亏缺严重，细胞内代谢失调，不仅影响其品质，而且严重抑制其正常生长，综合以上因素，我们得出控制灌溉量要有一定限度，本试验研究表明，为了保证鸡毛菜具有良好的品质，灌溉量不宜低于80% ET。

4 结论

在实际生产中，鸡毛菜产量和品质是生产者都要考虑的重要因素。本试验中，尽管80% ET处理条件下鸡毛菜综合品质最优，但其产量显著低于T1（100% ET）和T2（90% ET）2个处理（图3）。100% ET和90% ET灌溉量处理条件下鸡毛菜产量显著高于80% ET灌溉量处理，其品质略低于80% ET灌溉量处理，因此，综合产量和品质因素考虑，100% ET和90% ET灌溉量是较适宜鸡毛菜菜产量和品质的补充灌水量，但在考虑耗水量的问题上，为了尽可能地提高水分利用效率，90% ET处理下为处理范围内最适宜的理论灌溉量。该结论可用于指导潮汐灌溉，潮汐式灌溉穴盘内基质水分含量瞬间达到饱和，在不考虑耗水量的基础上，本试验证明，高灌溉量有利于鸡毛菜的生长，又因潮汐式灌溉量系统具有回收多余灌溉水的能力，故能减少灌溉水的散失，从而有效利用水分，降低耗水量。

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