不同配方营养液对盆栽荆芥生长和品质的影响

余 婷，巴合旦，尼萨古力·阿布拉，吴 慧，秦 勇

(1.新疆农业大学林学与园艺学院，乌鲁木齐 830052；2.木垒县农业技术推广站，新疆木垒 831900；3.塔城地区农业科学研究所，新疆塔城 834700)

0 引 言

【研究意义】荆芥(Schizonepetatenuifolia(Benth.) Briq.) 别名香荆荠、线荠、假苏，为唇形科荆芥属，是1年生草本植物，茎叶具有特殊异香、无苦涩且微甜[1]，基部木质化，多分枝，高40～150 cm[2]。荆芥在蔬菜中属于绿叶菜类，富含芳香油，以叶片含量最高，味鲜美，可驱虫灭菌[3]，且具有发表祛风、利咽及透疹等功能[4]。具有奇特的香味及其药理价值[1]，目前主要分布于我国东北、华北等地，具有耐高温、适应性强的特点，是一种经济效益显著高于常规农作物、保健型辛香蔬菜。在农业结构调整中发挥着重要作用，适宜大面积推广[5-6]。现在市场上常见的叶菜类蔬菜种类很多，比如叶用莴苣、芹菜、小白菜等。但叶菜类蔬菜的生产过程中存在各种各样的问题，例如，在生产过程中为了追求高产，过量施用化肥以及频繁大水灌溉[7-8]，这不仅增加了氮、磷淋失的风险[9-10]，也会导致次生盐渍化和连作障碍的产生[11-13]，影响了蔬菜的营养和卫生安全品质[14-15]。基质盆栽叶菜具有生产速度快、安全、绿化家庭环境的优点，养分的供应可以采用固体颗粒肥或营养液的形式，而营养液是基质栽培的关键，不同作物要求不同的营养液配方[16]。筛选出适宜基质盆栽荆芥生长的营养液配方，对指导盆栽荆芥生长和保证品质有实际意义。【前人研究进展】前人在叶菜类蔬菜的营养液配方方面做了研究，陈艳丽等[17]发现适宜水培荆芥的营养液配方是Hoagland和Anon配方、华南农业大学叶菜B配方、日本园试配方，侯迷红等[18]发现种植叶菜的最佳营养液配方是荷兰配方，庄华才等[19]发现栽培日本牛油生菜时使用华南农业大学果菜的营养液配方，作物的生长表现良好，硝酸盐和亚硝酸盐的含量较低，丁文娜等[20]发现适宜气雾栽培生菜的营养液配方是华南农大叶菜B配方。株高、茎粗、叶绿素相对含量(SPAD值)等是体现植株生长状况的重要指标，但是单一指标无法评判植株形态的优劣，而根冠比能较好地反映植株地上部和地下部生物量相互关系的影响[23-25]，根冠比值越大，则地下部生长旺盛；干鲜比能有效地反映植株营养物质的积累状况，干鲜比值越大，则植株干物质积累越多。【本研究切入点】前人针对基质盆栽荆芥的营养液配方的选择研究报道相对较少。研究筛选出适宜基质盆栽荆芥生长的营养。【拟解决的关键问题】试验以大叶荆芥作为研究对象，以草炭、蛭石、珍珠岩体积比为2∶1∶1的复合基质作为栽培基质，用6种不同配方的营养液浇灌植株，通过观测并比较大叶荆芥的生长指标及品质指标，分析不同配方营养液对大叶荆芥植株生长及品质的影响，筛选出适宜基质盆栽荆芥的营养液配方，为荆芥进行基质盆栽提供一定的理论依据和技术指导。

1. 材料与方法

1.1 材 料

试验于2018年6～8月在新疆农业大学林学与园艺学院校内实验基地及林园学院综合试验室进行。

供试荆芥品种：大叶荆芥(北京欧凯农业科技有限公司)。

材料、用具及药品：草炭(丹麦品氏托普)、蛭石(市售)、珍珠岩(市售)、塑料薄膜、塑料长条盆(长×宽×高=60 cm×17 cm×14 cm)、SPAD 502叶绿素测定仪、游标卡尺、直尺、天平烧杯、量筒、80%多菌灵粉剂、Ca(NO3)2·4H2O、KNO3等。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验采用随机区组设计，以不同营养液配方为变量设置单因素试验，共设置6个处理，每个处理3次重复，每个重复1盆。试验中采用的六个营养液的原配方[12]，列出化合物的用量。配方间各浓度差异比较大，为避免因浓度的差异而使植株的性状产生误差，将各配方营养液总浓度控制在1 500 mg/L左右。试验6个处理分别为：处理A：2/3个浓度单位Hoagland Snyde配方；处理B：2/3个浓度单位日本园试配方；处理C：2个浓度单位日本山崎叶用莴苣配方；处理D：4/5个浓度单位日本山崎茼蒿配方；处理E：5/4个浓度单位华南农业大学叶菜B配方；处理F：4/5个浓度单位荷兰温室配方[16]，列出重新调整后的各化合物量。表1，表2

1.2.2 栽培基质及营养液

塑料长条盆用0.1%高锰酸钾溶液浸泡消毒后洗净备用；草炭、蛭石、珍珠岩按2∶1∶1体积比混合均匀后配成栽培基质，按每立方基质加入80 g·的多菌灵粉剂配成药液浇透基质，然后用塑料薄膜覆盖7 d，揭去薄膜后待药味挥发后将消毒后的复合基质装入塑料长条盆中待用。

选用饱满、优质的大颗粒种子，用55℃温水浸种10 min，常温下浸种12 h后捞出。播种前基质浇透水，采用1穴2粒形式播种每盆20穴，覆盖基质1 cm厚并覆盖塑料薄膜增温保湿[2]，当出苗达到80%左右时，撤去塑料薄膜；植株2片真叶时，进行间苗，每盆保苗20株。。

大叶荆芥不同生长时期对养分的需求不同，在植物不同生长期需浇灌不同浓度的营养液。各时期营养液总盐分浓度分别为：2～3片真叶时期，800 mg/L；3～4片真叶时期，1 000 mg/L；4～5片真叶时期，1 200 mg/L；5片真叶以上，1 500 mg/L。各时期水和营养液的浇灌按照“一清一浊”的形式每隔1d进行。植株生长过程中，为了确保受光均匀，定期转动栽培盆的方向[16]。

1.2.3 测定指标

第一片真叶展平后，每隔4 d从每盆中随机选取6株，测量株高(茎基部到生长点的距离)、第一节间长(子叶节到第一片真叶的距离)、茎粗(贴近基质表面处的茎粗)、叶绿素相对含量(SPAD值)。最后一次测定株高、茎粗等指标后，每盆随机选择6株，清洗干净植株根系所带基质吸水纸吸干水分后，称取植株的全株鲜重、地下部鲜重和地上部鲜重、测定根体积、测量根系长度，测定完成后将其用牛皮纸袋分装于105℃条件下杀青15 min，再放入75℃的烘箱烘干至恒重，称量地上部干重、地下部干重、全株干重。通过计算得到干鲜比、根冠比；根系活力测定采用TTC法[21]。

植株叶片叶绿素含量、VC含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量分别采用酒精萃取法、2，6-二氯酚靛酚钠法、硫酸-蒽酮比色法、考马斯亮蓝G-205法[21]进行测定。

1.3 数据处理

数据、图表在Microsoft Excel 2013、DPS v7.05软件进行处理和分析。并使用隶属函数对生长及品质指标进行分析，隶属函数值计算方法：R(Xi)=(Xi-Xmin) / (Xmax-Xmin) 式中Xi为指标测定值，Xmax、Xmin为所有参试材料某一指标的最大值和最小值[22]。

图1 不同配方营养液中大量元素含量变化
Fig.1 Analysis of the content of numerous elements in nutrient solution with sifferent formulations

2 结果与分析

2.1 不同配方营养液中元素含量

2.2 不同营养液配方条件下荆芥植株生长比较

研究表明，不同配方营养液浇灌植株后对植株的生长有明显的影响，处理F的株高最高为25.572 cm，根体积最大为1.044 cm3，处理E的株高最矮为23.15 cm，根体积最小为0.412 cm3。在株高方面处理E、F、D、B之间差异达到极显著水平，根体积方面处理B、C之间差异达到极显著水平。处理D的茎粗最粗为3.043 mm，处理E的茎粗最小为2.486 mm，处理C、D、E之间差异达到极显著水平。处理E的根系长度最长为8.699 cm，第一节间长度最短为3.635 cm，，处理C的根系长度最短为7.019 cm，第一节间长度最长为4.600 cm。在根系长度方面，处理A、B和C和D之间差异达到极显著水平，第一节间长度方面，处理A、B、D、E、F之间差异达到极显著水平。处理C的根系活力最大为0.117 2 TTCg/(g·h)，处理F的根系活力最小为0.036 4 TTCg/(g·h)，处理A、B、C、E、F之间差异达到极显著水平，处理B、D之间差异达到显著水平。处理A的叶绿素含量(SPAD值)最高为28.921，处理C最低为27.266，处理A、B、D、F之间差异达到极显著水平。表3

表3 不同营养液配方条件下盆栽荆芥形态比较
Table 3 Comparison of the morphology of potted schizonepetae in different nutrient solution

处理Treatment株高Plantheight(cm)茎粗Stemdiameter(mm)根系长度Rootlength(cm)根体积Rootvolume(cm3)根系活力Rootactivity(TTCg/(g·h))第一节间长度Thefirstinternodelength(cm)叶绿素含量(SPAD值)Chlorophyllcontent(SPADvalue)A23.7663dC2.778bC8.597aA0.430bB0.093bB3.841dD28.921aAB24.011cC2.813bC7.315cC0.422bB0.061cC4.540aA27.337cCC23.878cdC2.820bBC7.019dD0.972aA0.1172aA4.600aA27.266cCD24.706bB3.043aA7.636bB1.027aA0.0571dCD4.342bB28.183bBE23.154eD2.486cD8.699aA0.412bB0.0565dD3.635eE28.243bBF25.572aA2.984aA7.651bB1.044aA0.0364eE4.131cC27.515cC

注:每列中字母相同者表示差异未达显著水平(P>0.05)，字母不同者表示差异达显著水平(P<0.05)

Note:The same alp habets in right side of the same list show no significance (P>0.05), on the contrary, having significance (P<0.05)

2.3 不同营养液配方条件下荆芥植株干鲜重的比较

研究表明，不同营养液配方对植株鲜重、干重等有明显的影响，处理D的地上部鲜重最重为4.56 g，地下部鲜重最重为0.36 g，全株鲜重最重为4.92 g，地上部干重、地下部干重、全株干重最重分别为0.43、0.032 5 和0.46 g，处理C的地上部鲜重最轻为2.45 g，地下部鲜重最轻为0.22 g，全株鲜重最轻为2.67 g，地上部干重、地下部干重、全株干重最轻分别为0.23、0.019 2和0.25 g。全株鲜重方面，处理A、B、C、D、E之间差异达到极显著水平。全株干重方面，处理A、B、C、D之间差异达到极显著水平，处理B、E之间差异达到显著水平。处理E的根冠比最高为0.095，处理B的根冠比最低为0.077。处理B的干鲜比最高为0.097，处理F的干鲜比最低为0.090。表4

表4 不同营养液配方条件下盆栽荆芥植株干鲜重比较
Table 4 Comparison of dry fresh weigh of potted schizonepetae in different nutrient solution

处理Treatment鲜重Freshweight(g)干重Dryweight(g)地上部Above-ground地下部Undergroundportion全株Totalplant地上部Above-ground地下部Undergroundportion全株Totalplant冠比Root-shootratio干鲜比DryfreshratioA4.05bB0.36aA4.41bB0.39bB0.0324aA0.42bB0.0890.095B3.39dD0.26dD3.65dD0.32dC0.0297bcBC0.35dC0.0770.097C2.45eE0.22eE2.67eE0.23eD0.0192dD0.25eD0.090.092D4.56aA0.36aAB4.92aA0.43aA0.0325aA0.46aA0.0790.093E3.57cC0.34bB3.91cC0.34cC0.0307bAB0.37cC0.0950.095F3.57cC0.31cC3.88cC0.32dC0.0284cC0.35dC0.0870.09

注:每列中字母相同者表示差异未达显著水平(P>0.05)，字母不同者表示差异达显著水平(P<0.05)

Note:The same alp habets in right side of the same list show no significance (P>0.05), on the contrary, having significance (P<0.05)

2.4 不同营养液配方条件下荆芥品质比较

研究表明，不同营养液配方对荆芥植株品质有明显的影响，处理D的可溶性糖含量最高为1.53 mg/g，处理A的可溶性糖含量最低为1.23 mg/g，处理A、B、C、E、F之间差异达到极显著水平。处理F的可溶性蛋白最高为0.81 mg/g，处理A的可溶性蛋白最小为0.59 mg/g，处理D、E之间差异达到极显著水平。处理D的VC含量最高为0.61 mg/g，处理A的VC含量最低为0.39 mg/g，各处理之间差异达到极显著水平。处理B的叶绿素含量最高为0.940 7 mg/g，处理C最低为0.833 mg/g，处理A、B、C、E、F之间差异达到极显著水平。表5

表5 不同营养液配方条件下盆栽荆芥品质比较
Table 5 Comparison of the quality of potted schizonepetae in different nutrient solution

处理Treatment可溶性糖含量Solublesugarcontent(mg/g)可溶性蛋白Solubleproteincontent(mg/g)VC含量VCcontent(mg/g)叶绿素含量Chlorophyllcontent(mg/g)A1.23fF0.59cdC0.39fF0.8923bBB1.33dD0.61cdBC0.48dD0.9407aAC1.52aA0.602cdC0.42eE0.833eED1.53aA0.75abAB0.61aA0.892bBE1.42bB0.68bcABC0.54cC0.8643cCF1.38cC0.81aA0.58bB0.8523dD

注:每列中字母相同者表示差异未达显著水平(P>0.05)，字母不同者表示差异达显著水平(P<0.05)

Note:The same alp habets in right side of the same list show no significance (P>0.05), on the contrary, having significance (P<0.05)

2.5 不同营养液配方条件下盆栽荆芥品质及生长指标隶属函数值的比较

研究表明，对影响荆芥品质和生长的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、VC含量、叶绿素含量、株高、茎粗、全株干重、全株鲜重、根冠比值、干鲜比、根体积这11个指标进行隶属函数分析，处理D的隶属函数平均值最大为0.766，明显优于其他处理，而处理C的隶属函数平均值最小只有0.359。表6

表6 不同营养液配方条件下盆栽荆芥品质及生长指标隶属函数值比较
Table 6 Comparison of subordinate function values of the quality and growth index of potted schizonepetae in different nutrient solution

处理TreatmentR(1)R(2)R(3)R(4)R(5)R(6)R(7)R(8)R(9)R(10)R(11)S(1)A0000.5510.2530.5240.810.7730.6670.7140.0290.393B0.3330.0910.40910.3540.5870.4760.436010.0160.428C0.9670.0550.13600.2990.6000.7220.2860.8860.359D10.72710.5480.6421110.1110.4290.9730.766E0.6330.4090.6820.291000.5710.55110.71400.441F0.510.8640.17910.8940.4760.5380.556010.637

注：R(1)、R(2)、R(3)、R(4)、R(5)、R(6)、R(7)、R(8)、R(9)、R(10)、R(11)分别表示可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、VC含量、叶绿素含量、株高、茎粗、全株干重、全株鲜重、根冠比值、干鲜比、根体积的隶属函数值，S(1)表示隶属函数的平均值

Note: R(1)、R(2)、R(3)、R(4)、R(5)、R(6)、R(7)、R(8)、R(9)、R(10)indicate he subordinate function values of soluble sugar content, soluble protein content, vitamin C content, chlorophyll content, plant height, stem diameter, Fresh weight of total plant, Dry weight of total plant, Root-shoot ratio, Dry fresh ratio, Root volume, S(1) indicates the average value of subordinate function values

3 讨 论

3.1 不同配方处理对荆芥植株生长及品质的影响

研究表明,处理E根冠比最大为0.095，处理B最小为0.077，干鲜比方面，处理B最大为0.097，处理F最小为0.090，处理E能够满足荆芥植株生长的需要，根系发达，地下部生长旺盛且能将更多营养物质输送到地上部从而植株积累更多的干物质；处理F不能满足荆芥植株生长的需求，使得其根系相对较弱，地下部生长相对较虚弱，因此植株积累的干物质相对较少。

叶绿素是植物进行光合作用的重要色素，叶绿素含量的高低反映植株的生长环境是否适宜，植物自身是否缺乏矿质元素或水分。VC和可溶性糖含量是衡量蔬菜营养品质的重要指标，其含量高低决定蔬菜营养价值和口味，进而影响蔬菜的商品价值，而可溶性蛋白是重要的渗透调节物质和营养物质，它对细胞的生命物质和生物膜有保护作用[26-27]。试验中，可溶性糖、VC、可溶性蛋白方面处理D的植株含量为最高，处理A的植株含量为最低，说明了处理D的植株其营养价值高、口感好，其品质比较优秀，而处理A的植株口感略差、营养价值稍低，其品质表现稍逊于其他处理；叶绿素含量方面处理B的植株为最高，处理C的植株为最低，说明了处理B的植株比较适应生长环境，且不缺矿质元素和水分，而处理C的植株相比与其他处理，或是不适应生长环境或是缺乏一定的矿质元素和水分。

3.2 各配方中大量元素对植株生长及品质的影响

前人发现在一定的范围内，植物叶片中叶绿素的含量与施氮的量呈极显著的正相关[28-29]。在低磷条件下，叶片中可溶性蛋白低于正常供磷水平的对照。适当提高钾的含量可以提高果实中的VC、还原糖、可溶性糖和有机酸的含量[30]。向沼液中加入的K肥越多，蔬菜VC的含量就赿高[31]。配方处理的植株表现出较高的可溶性糖和蛋白质含量，与其配方中钾水平较高有关[32-33]。

不同配方的营养液对盆栽荆芥植株的生长有不同的影响，可能是不同配方中大量元素的含量的不同造成的。试验中处理D中P含量最高为1.06 mmol/L，K含量相对较高为6.4 mmol/L，而处理D的植株可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、VC含量为最高，这与前人的研究一致；处理C的N含量最高为13 mmol/L，但其叶绿素含量却为最低，这可能是由于该处理中Mg含量最低为1 mmol/L，而Mg是叶绿素的中心金属离子，且影响着叶绿素的形成[23]所造成的。

3.3 隶属函数对盆栽荆芥进行综合评价

在浇灌不同配方营养液的条件下，盆栽荆芥植株的各生长指标的最佳值未统一出现在一个处理中，有的处理生长状况好，但品质稍差，有的品质较好但生长状况稍逊一筹，这时就不能用单一指标来评价营养液配方的好坏进而成为选择营养液配方的依据。采用综合各项指标得到的隶属函数平均值可以作为评价处理好坏的依据，隶属函数平均值越高，该处理越优秀；平均值越低，该处理越不适用。试验中隶属函数平均值最高为处理D(0.766)，最低为处理C(0.359)，处理D的植株在多项指标综合后，其均值最高，该处理表现最为优秀，而处理C的植株在多项指标综合后，均值最低，说明该配方最不适用于盆栽荆芥。

4 结 论

在进行基质盆栽荆芥时，施用处理D(4/5个浓度单位日本山崎茼蒿)的植株茎粗最粗为3.043 cm，总植株鲜重最重为4.92 g，可溶性糖、可溶性蛋白含量最高分别为1.53 、0.75 mg/g，隶属函数平均值最大为0.766，而施用处理C(2个浓度单位日本山崎叶用莴苣)的植株第一节间长度最长为4.6 cm，叶绿素含量(SPAD值)最低为0.833 mg/g、总植株鲜重最低为2.67 g，隶属函数平均值最小为0.359，在基质盆栽荆芥时使用4/5个浓度单位日本山崎茼蒿配方，不建议使用2个浓度单位日本山崎叶用莴苣配方。