营养液EC值对三叶菜生长的影响

郭丽，徐伟韦，李松花，崔永一

（1.浙江农林大学农业与食品科学学院，临安，311300；2.慈溪市农业技术推广中心；3.龙井市农村经济管理服务中心）

无土栽培技术是指用溶有矿物质的水溶液来替代天然土壤的一种新型作物栽培技术[1]。随着无土栽培技术日趋成熟和完善，其在农业生产上的推广与应用也步入了一个新的发展阶段，栽培面积增加迅速[2]。无土栽培技术由于其节水、节肥、节能、无污染、高效益、提高产量等优点，便于工厂化生产，可实现集约化、自动化，有效解决了作物生产中气、热、水、肥的供需矛盾[3～6]。我国的无土栽培技术虽然起步晚，但近年来很多地区已相继投入生产，并取得较好的经济效益。无土栽培中不同EC值处理的营养液对蔬菜的生长发育有着不同程度的影响，因此，筛选出最适营养液的EC值有助于蔬菜的高产，对生产应用具有重要的参考价值。

目前，在国内三叶菜的研究甚少，对三叶菜培育的正规生产基地也较少，但三叶菜在国外如日本等市场上广为人们所爱，每1 kg价格为200元，每年需求量达几十万吨。近年来，国内有公司小面积生产三叶菜（如杭州水阳绿色食品有限公司），将其出口到日本市场，年收入不菲。为了掌握三叶菜的生长习性，提高三叶菜的品质和产量，故对三叶菜的无土栽培做探索性的研究，以摸索最适三叶菜无土栽培的营养液EC值，并探索其对三叶菜无土栽培中养分吸收的特性，为三叶菜无土栽培的规模化生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为相对整齐的三叶菜穴盘苗。

1.2 试验方法

试验于2016年在浙江农林大学智能温室进行，营养液选用了日本园试配方（表1）。3月，将三叶菜的种子播种在穴盘中，每天补充适量的无菌水。当幼苗出土后，浇灌400倍pH值为6.18日本园试配方的营养液。当幼苗长至1～2片真叶时，定植到12个栽培槽中，采用上述营养液（pH值保持在 5.8～6.0）， 其 EC 值 分 别 设 置 为 0.5、1.0、1.5、2.0 mS/cm，每个处理设置3个重复。

将三叶菜穴盘苗栽培在自行设计的用白色泡沫制作的栽培槽（120 cm×32.3 cm）内，铺上塑料薄膜。定植板采用聚苯乙烯泡沫板（120 cm×32.3 cm×2 cm），板面根据植物的大小和一定的需求空间均匀打成规格为2 cm×2 cm的定植孔264个。海棉切成规格3.0 cm×3.0 cm×3.5 cm的块状，沿侧高在海绵中间割一刀，包住三叶菜幼苗的根系后固定在栽培槽内，使一部分根系进入营养液中吸收养分和水分，将栽培槽中通入氧气，24 h供应，保证三叶菜根系中氧气的供给。从12个栽培槽中分别选20株三叶菜植株以标记作为调查的样品，定期对其进行生物量的测定和统计。

1.3 测定项目和方法

①营养液pH值和EC值测定 生长期每隔6 d用pH测定仪（HM-20E，TOA）测定营养液酸碱度，用EC测定仪（CM-20ETOA）测定供试溶液的EC值。

②三叶菜植株的生长指标 株高和叶片数：生长期间，每隔6 d用游标卡尺测量4种处理中20株三叶菜样品高度，并对叶片数进行统计。

干质量和根系长度：移栽生长36 d后，用电子天平称量三叶菜植株的地上部分和地下部分的干质量，用游标卡尺测量其根系长度。

③叶绿素含量测定 叶绿素含量是采用日产的SPAD-502Plus便携式叶绿素仪测定，以三叶菜植株的叶片作为测定对象。在4种处理中分别选取20株生长健壮的三叶菜植株，选择各植株相同部位生长良好的叶片，测定选点时避开叶脉，计算平均值作为该叶片叶位的SPAD值。

④三叶菜植株地上部分元素的测定 大量元素的测定参考中华人民共和国国家环境保护标准[7～9]；微量元素含量使用等离子发射仪测定[10]。

表1 营养液配方

2 结果与分析

2.1 营养液EC值和pH值的变化分析

由图1可知，4种处理营养液的EC值均有所下降。EC值1.0 mS/cm的处理组营养液EC值下降幅度最大，其次是EC值1.5 mS/cm的处理组，而EC值0.5 mS/cm处理组EC值下降趋势相对平缓。

由图2可以看出，4种处理营养液的pH值整体呈现下降趋势。最初营养液pH值略有上升，处理6 d后，pH值呈现较明显的下降趋势；处理12 d后，4种营养液的pH值又有不同程度的回升，这可能与三叶菜根系从营养液中吸收硝态氮和铵态氮及其生理酸碱性盐不同程度有关。三叶菜在营养生长时期，根系对NO3-等阴离子吸收的较多，为维持电荷平衡，根系分泌出的H+多于HCO3-，造成根际pH值不同程度的变化。

2.2 不同EC值营养液对三叶菜生长的影响

不同EC值的营养液处理对三叶菜生长发育的影响较大。由图3、4可知，在三叶菜生长发育进程中，株高逐步增加，且EC值越大三叶菜株高变化越明显。但EC值2.0 mS/cm的处理组与其他处理组相比三叶菜株高变化相对较小。同时，三叶菜叶片数也逐步增加，且EC值1.0 mS/cm处理组叶片数变化最明显。

由表2可以看出，EC值0.5 mS/cm处理组的株高、叶片最大长度和宽度的生长指标与其他3个处理组相比均存在显著差异，但EC值1.0、1.5 mS/cm和EC值2.0 mS/cm处理组之间，除了根系长度外，其他生物量指标均无显著性差异。但EC值1.0 mS/cm处理组的株高、叶片数、叶长及叶宽的生物量指标相对较高。

从表3可知，三叶菜在移栽后生长36 d，EC值1.0 mS/cm处理组的地上部分和地下部分的总鲜质量和总干质量最高，与EC值0.5、2.0 mS/cm处理组相比存在显著性差异，与EC值1.5 mS/cm处理组无显著性差异。说明营养液的EC值偏低或偏高均不利于三叶菜的无土栽培。综上所述，EC值1.0 mS/cm的处理营养液最有利于三叶菜无土栽培。

图1 处理周期内营养液EC值的变化

图2 处理周期内营养液pH值的变化

图3 EC值对水培三叶菜株高的影响

图4 EC值对水培三叶菜叶片数的影响

表2 EC值对移植36 d后水培三叶菜营养生长和叶绿素含量的影响

表3 EC值对移植36 d后水培三叶菜植株鲜质量和干质量的影响

2.3 不同EC值的营养液对三叶菜体内矿质元素含量的影响

从表4可知，随着营养液EC值的增加，无土栽培的三叶菜体内 P、K、Ca、Mg 等元素含量增加，但EC值1.0 mS/cm处理组的三叶菜体内N元素含量最高，EC值 0.5 mS/cm处理组的三叶菜体内N元素含量最低。

虽然微量元素在植物体内含量较低，但对植物的生长发育却起着至关重要的作用。从表4可知，营养液EC值偏低或偏高时，三叶菜体内微量元素含量偏低，EC值 1.0、1.5 mS/cm处理组三叶菜体内微量元素含量相对较高。

3 结论与讨论

无土栽培的核心是营养液，EC值的高低直接反映栽培营养液浓度的高低变化，关系到作物养分的供给情况，从而影响到作物的生长发育。过高或过低的营养液浓度 （即EC值过高过低）会对作物的生长发育产生不利影响，适宜的营养液浓度是可以促进作物的正常生长发育、产量和品质的提高[11，12]。

表4 EC值对水培三叶菜植株体内矿质元素含量的影响

株高、根系长度和叶片数等是反映作物营养生长状况的重要指标。Rouphael等[13]研究表明，在适宜营养液浓度（即具有适宜的EC值）条件下，作物株高值较大、枝叶茂盛，而营养液浓度较低则造成营养液养分供应不足，植株矮小、叶片小且少。本试验结果表明，4种营养液浓度处理中，EC值1.0 mS/cm时，三叶菜株高和叶片长度均最大。干物质积累与作物的养分供给密切相关，它是产量形成和营养生长的基础。林多等[14]、李邵等[15]研究表明，栽培营养液浓度适当增加有利于作物光合作用，且可以有效增加干物质的累积。本试验结果表明，在营养生长期间，三叶菜干质量和鲜质量的增长趋势一致，均是EC值1.0 mS/cm处理组最高，说明EC值过高和过低均不利于三叶菜的生长和干物质的积累。

矿质元素是作物生长发育重要的组成部分，也是作物进行生理活动不可或缺的参与者。Zhang等[16]研究表明，高浓度营养液可以促进作物对营养元素的吸收。本试验结果表明，三叶菜植株对磷、钾、钙、镁、钠的吸收量随营养液浓度的提高呈现逐渐增大的趋势。EC值1.0、1.5 mS/cm处理组三叶菜体内氮含量较高，EC值0.5、2.0 mS/cm处理组氮含量较低。同时，三叶菜属于叶菜类蔬菜，培养期内处在营养生长阶段，需要较多的氮肥。因此较低的营养液浓度更适合三叶菜氮的吸收，有利于生物量的增加（表 3）。

综上所述，营养液不同EC值对三叶菜的生物量和矿质元素含量的影响显著，且EC值为1.0 mS/cm的营养液最适合三叶菜无土栽培。