乐有章 刘义满 魏玉翔
水芹[Oenanthe javanica(Blume) DC.]的栽培模式和栽培方式在《水生蔬菜答农民问》之40、41 及42[1~3]中进行了介绍。 水芹不仅栽培模式丰富,栽培方式多样,而且栽培技术也极具地区特色。 其中,基本的栽培方式为无性繁殖种苗露地水田土壤越冬青芹栽培,在此基础上演化出其他栽培方式,如有性繁殖种苗栽培、设施栽培、越夏栽培、湿润栽培(旱地栽培)、浮水栽培、软化栽培、人工培植基质栽培及水培等。 这里主要介绍无性繁殖种苗露地水田土壤越冬青芹栽培基础内容及常见的重栽 (深栽)软化栽培。 同时,为了促进有性繁殖技术在水芹生产中的应用,对有性种子育苗和有性种子留种方面的试验研究结果亦予以较为详细的介绍。
我国水芹种质资源非常丰富, 例如孔庆东等[4]在《中国水生蔬菜品种资源》专著中图文并茂介绍的水芹种质资源就有67 份。 目前,生产上应用的水芹“品种”大致可以分为 4 类(图 1)。
其一,传统地方品种。 以江苏地方品种为主,是我国水芹生产应用的主要品种。
图1 部分水芹品种资源
①江苏地方品种 水生蔬菜专家方家齐[5]和鲍忠洲[6]曾经对江苏水芹主要的地方传统品种进行过详细介绍,主要包括如下品种。
a.常熟白芹。 江苏常熟市地方品种。 早熟,株高60 cm,主茎直径1.3 cm,小叶卵圆形。
b.常熟小青种。 江苏常熟市地方品种,张家港、苏州、昆山等地有种植。早熟,株高40 cm,小叶尖卵形。
c.玉祁红芹。原产江苏常州市武进,后引入无锡玉祁乡,再后苏州从玉祁乡引入种植,成为苏州主栽品种。 中熟,株高 50~60 cm,主茎直径 1.5 cm,小叶卵形。
d.溧阳白芹。江苏常州市溧阳县地方品种。中早熟,株高45~50 cm,小叶卵圆形。
e.扬州长白芹。江苏扬州市地方品种,现分布扬州、宝应、高邮、泰州及南通等地。 中熟,株高70~80 cm,最高达90 cm,主茎直径0.9 cm,小叶长卵形。
f.丹阳白芹。 江苏丹阳市地方品种。 中晚熟,株高90 cm,主茎直径0.7~1.0 cm,叶片长卵形至披针形。
g.宜兴水芹。 江苏宜兴市地方品种,溧阳、溧水及高淳等地栽培。 株高50 cm,小叶尖卵形。
②我国其他省市的知名地方品种 a. 桐城水芹。 安徽桐城市地方品种。 株高50 cm, 主茎直径0.8 cm,小叶尖卵形。
b.高梗水芹。安徽庐江县地方品种,分布安徽庐江、芜湖、繁昌、无为等地。 株高 60~70 cm,主茎直径 0.7~1.0 cm,小叶长卵形[7]。
c.衢州水芹。 浙江衢州市地方品种。 株高50~60 cm,小叶卵形[8]。
d.乐平大叶水芹。 江西乐平市地方品种。 此外,湖北大冶市的保安水芹和蕲春市的蕲春水芹、海南省屯昌新兴水芹和临高水芹(当地根据产地称为多文水芹和波藏岭水芹)等亦可视为地方品种。
其二,新育成品种。 主要为江苏省选育,如苏芹杂 5 号、苏芹 7 号、苏芹杂 8 号、苏芹杂 9 号及G0601、D07 等品系,以及武汉市农业科学院蔬菜研究所育成品种鄂水芹1 号。
其三,国外引进品种。 例如武汉市农业科学院蔬菜研究所引进日本水芹品种进行种子繁殖和生产应用多年。
其四,野生资源直接利用。 水芹分布广泛,适应性强。 不少地方拥有优良的野生水芹资源,除可以直接采收食用外,还可以就地采集,直接用于栽培。实际上,我国部分地区的传统地方品种与野生水芹植株性状并无明显区别。
①种茎采集 传统水芹栽培采用种茎无性繁殖。 通常,早熟品种(如武汉地区8 月下旬9 月上旬栽植的品种)应催芽,在栽植前15 天采集种茎;晚熟品种(如武汉地区9 月中旬至10 月上旬栽植的品种)可以不催芽,在栽植前1~2 天采集种茎。种茎应从专用留种田内采集,采集种茎用的种株应具品种典型性状、健壮、无病虫为害或者病虫为害轻。 种茎直径以0.5~1.5 cm 为好,用量应根据品种、栽培模式和栽培目的确定[1,2]。 一般生产大田种茎用量200~500 kg/667 m2。
②捆扎与堆码 割取种茎后, 切除种茎顶梢,剩余部分切成茎段,每段长 30~35 cm,每 15~30 个茎段扎成1 捆,交叉堆码于树荫或遮阳网棚架等阴凉处。 堆码前垫10 cm 厚秸秆或用竹竿、树枝等架空垫底,堆垛高度不超过1.5 m,堆垛直径或宽度不超过1 m,堆码后覆盖10 cm 厚秸秆,浇透水后覆盖遮阳网。 之后,每天早、晚各浇水1 次,保持堆垛内温度 20~25℃。 每隔 3 天翻垛 1 次,洗去烂叶残屑,调动位置,重新堆码。 10~12 天后,种茎50%以上腋芽萌发, 且芽长达2~3 cm 时结束催芽, 用于排种(图 2)。
水芹种茎无性繁殖最大缺点是用种量太大。 有性繁殖用种量小、繁殖系数高,但由于水芹有性种子落粒性较强等,难以大量获得,因此,有性繁殖在我国水芹生产栽培中极少, 相关研究也相对较少。笔者认为,水芹由种茎无性繁殖为主改为种子有性繁殖为主,应该更具优势。 这里,专门介绍部分相关的试验研究结果,供生产者参考应用。 在我国,武汉市农业科学院蔬菜研究所利用水芹有性种子繁育实生苗,人工配制营养液水培设施周年栽培,起到很好的示范作用[8]。
水芹种子休眠和适宜发芽条件问题,是水芹有性种子育苗过程中需要面对的首要问题。 叶安华等[9]和张志鹏等[10,11]试验研究认为,水芹种子存在休眠,引起休眠的主要原因可能是发芽抑制物质的存在;过氧化物酶(peroxidase,POD)活性在打破水芹种子生理休眠上起重要作用(与水芹种子发芽率之间有正相关关系), 采用湿沙层积处理方法能有效提高种子POD 活性, 进而起到打破种子休眠的作用,而且效果显著,其中,20~30℃温度条件下沙藏层积30 天,打破休眠效果最好;另外,每天8 h 30℃高温、16 h 20℃打破休眠的效果亦好。
龙启炎等[12,13]试验结果表明,水芹种子发芽温度范围为10~30℃,恒温处理以20℃恒温时发芽率最高,达 60.33%;变温处理以 10~25℃变温(8 h 25℃+16 h 10℃)发芽率最高,达72.67%;发芽期间,每天6 h 普通光照即可满足需要。 试验结果还表明,50℃以上热水浸种抑制水芹种子发芽,60℃以上热水浸种则导致不发芽;0.1%~3.0%硝酸钾溶液浸种24 h,或49%硫酸溶液浸种10 min 或20 min,对快速破除水芹种子休眠均具有显著效果,但与沙藏层积处理相比,破除休眠的效果仍然有限。
图2 水芹种茎催芽育苗繁殖
韩国 Kim 等[14]试验结果表明,20℃、25℃及25℃/15℃(12 h/12 h)变温处理 4 周,种子发芽率不超过 14%;5℃/5℃、15℃/6℃、20℃/10℃、25℃/15℃处理10 周,可以进一步提高发芽率,其中以较低温度处理种子发芽率更高;水芹种子胚生长历经温暖和低温环境, 且需要在一定低温下完成胚生长;GA3处理可以打破休眠, 并显著提高水芹种子发芽率,但提高的绝对值较小; 低温处理8~10 周可以有效打破休眠和提高发芽率。 杨雪鹏等[15]应用吡咯喹啉醌(PQQ)浸泡水芹种子,发现对脂肪酶和过氧化物酶活力有明显增强作用; 不同质量浓度的PQQ 浸泡水芹种子48 h,种子发芽率、发芽势、发芽指数和呼吸强度均随着PQQ 质量浓度增加而提高,其中,质量浓度16 μg/mL 的PQQ 浸种效果最佳。
就播种量而言,应根据大田面积、育苗苗床面积、种子千粒质量、种子发芽率、种子净度等因素综合计算。 其中,水芹种子千粒质量为 1.2~1.5 g[16~18],发芽率可能在不同种子批(seed lot)之间存在较大差异。叶安华等[8]采用海绵为吸水基质和载体育苗,每个长2.3 cm、宽2.3 cm、厚2.8 cm 小海绵块上播种量为 10粒左右, 约相当于 19 000 粒/m2(22.8~28.5 g/m2)(图3)。播种后,保障阳光充足,防风雨、避鸟兽,每天喷水 2~4 次,保持海绵及种子湿润。30%~40%种子萌发(约播种后15 天)后,喷施低浓度叶面肥。 幼苗 3~4 片真叶时(约播种后 30 天)定植于栽培浮床(泡沫固定板,定植孔间距12 cm×10 cm,每孔定植1 个育苗小海绵块,每个小海绵块带 4~6 株苗)。
田秋芳等[19]利用大棚土壤苗床播种水芹种子育苗(11 月上旬播种,图3),为扩大营养面积进行分苗培养时(12 月上旬),以 2~3 片真叶期分苗效果最好,该苗龄分苗后培育的秧苗叶柄长、叶柄粗、植株鲜质量、根系活力、壮苗指数均为最高。
图3 水芹种子播种育苗繁殖
耕深25~30 cm,要求清除杂草、耙平泥面、排灌便利。田块四周开围沟,中间间隔2~3 m 开厢沟,围沟与厢沟深和宽皆为15 cm。 至于大田准备期间的基肥施用,要根据土壤肥力状况、栽培模式和方式、预期产量等具体情况确定。根据赵莉等[20]资料,一般中等肥力田块,每667 m2施肥量可以为氮(N)20 kg(相当于 N 含量 46%的尿素 43.5 kg)、磷(P2O5)6 kg(相当于 P2O5含量 12%的过磷酸钙 50 kg)、钾(K2O)22 kg( 相 当 于 K2O 含 量 60% 的 氯 化 钾36.7 kg)。 为便于记忆,该施肥量可以大致表述为:每 667 m2施肥量为“1 袋 50 kg 尿素+1 袋 50 kg 过磷酸钙+1 袋40 kg 氯化钾”。在大田准备期间,过磷酸钙可以作为基肥一次性施入; 氮肥和钾肥施入30%~40%的量作为基肥, 即尿素15~20 kg、氯化钾 12~15 kg。 其实,氮、磷、钾等大量元素的来源,可以为化肥,亦可为有机肥料,而且利用有机肥代替化肥,效果更好。 赵莉等[20]试验表明,在基肥和追肥施用中,利用沼液代替化肥态氮50%时,产量较单纯施用化肥态氮增加66.7%。 如果施用其他形态的肥料,亦可根据氮、磷、钾含量折算。 另外,提倡施用钙、镁、硫、硅及锌、锰、硼等中微肥。
在生产实践中,大田准备期间基肥施用, 大多仍然以经验为主,参见表1。
栽植材料为前述催芽的种茎(早熟品种)或未催芽而切段的种茎(晚熟品种)。时间一般为早熟品种8月下旬9 月上旬, 晚熟品种9 月下旬10 月上旬。 先排播四周,后播中间,排播行距6 cm,种茎单条接连摆放。 亦可撒播,先在四周排播2 周,行距6 cm,至中间再行均匀撒播。对于种子繁殖的实生苗,可按穴距10~12 cm、每穴 2~3 株定植。
栽植后15 天内田沟中保水, 使畦面湿润而无水层,遇雨应及时排水;栽植后15~20 天排水搁田1~2 天,使土壤稍干或表面出现细裂纹。 搁田后灌水 3~5 cm 深。
水芹追肥量应为总需求量减去基肥施用量后所剩余的部分,可分2~3 次施入。 如果按氮-磷-钾20-6-22(kg/667 m2)的总需求量计算,减去前述基肥施用量,则每667 m2追肥施用量为尿素30~35 kg、氯化钾24~28 kg。 目前,水芹追肥实践仍以经验方法为主,不同地区差别较大(表1)。 水芹根系浅,节部易生不定根,须根系和通气组织发达,水田土壤栽培和浮水栽培时养分吸收特性与豆瓣菜、水蕹菜等相似[38],可以通过分子扩散运动及水体对流作用,吸收利用远离植株的营养物质。 部分地区利用自然湖塘水体、农田灌溉水或一定浓度的养殖粪污水浮水栽培水芹,尽管植株所处局部范围内营养物质浓度低、数量少,而且未曾人工施用额外的肥料,但水芹植株仍然表现出旺盛的长势, 获得较高的产量,其原因就是利用了水芹在水体中的养分吸收特性。
表1 我国主要水芹产区水芹基肥和追肥施用参考
图4 水芹无性繁殖用种茎留种
将秧苗从过密处移栽至过稀或缺苗处。 苗高15 cm 时匀苗,使穴间距为 10~12 cm,每穴 2~3 株。
软化栽培的水芹,并不是新的品种,只是同一个品种的不同产品形态。 与其他蔬菜软化栽培(blanching culture)一样,水芹软化栽培也可视为一种特殊的保护地栽培方法,是将一定生长阶段的水芹植株栽植于黑暗(弱光)和温暖潮湿环境中,培育出具有特殊风味的水芹产品。 就软化栽培的一般要求而言,需要预先培养健壮的植株,或具有丰富营养的贮藏器官(粗壮的根茎),以供软化生长中的养分之需;软化过程中昼夜温差不必过大,以便快速生长;不同阶段要求温度不同,但温度过高,产量低、品质差;要求较高土壤湿度和空气湿度以及适度通风,防止腐烂;可以适量施肥,促进生长[39]。水芹现行软化栽培技术具有较强的地区性[3],具体软化技术的应用往往与当地环境条件、 生产栽培习惯、市场消费习惯、产业劳动力状况等因素有关。 其实,针对我国部分地区水芹软化栽培中劳动强度大、劳动用工多、劳动环境差等缺点,可以依据蔬菜软化栽培的基本原理进行技术改进。 笔者认为,武汉市农业科学院蔬菜研究所利用水芹种子繁殖实生苗进行设施水培栽培,同时获取青芹和软化水芹产品的技术是一项非常有意义的创新性探索。
这里简要介绍水芹重栽软化技术。 武汉等地区重栽软化可在10 月中下旬,即株高35~40 cm 时进行。将植株连根拔起,理齐根部后重栽。每穴栽20~30 株,栽深 15~20 cm,穴间距 15 cm。软化期间可以不施肥。 水位要求随气温降低而逐渐加深,植株生长点露出水面3 cm 左右即可。
水芹病虫害主要有水芹斑枯病、水芹锈病及蚜虫等。水芹斑枯病宜于初期用50%多菌灵可湿性粉剂500 倍液和50%代森锰锌可湿性粉剂600 倍液各喷雾1 次。水芹锈病用25%粉锈宁(三唑酮)可湿性粉剂1 000 倍液和50%代森锰锌可湿性粉剂600倍液交替喷雾1 次。 蚜虫可采用短时间内灌深水淹没植株的方法除去。在蚜虫发生初期,用3%啶虫脒乳油 10~20 mg/kg 或 10%吡虫啉可湿性粉剂25 mg/kg 稀释液喷雾防治。
不同栽培模式和不同栽培方式中, 水芹采收季节不同[2]。 一般深栽软化20 天后开始分批采收,可持续至翌年4 月上旬;未软化栽培的,直接采收青芹上市;设施栽培时,青芹亦可分批采收至次年4 月。
图5 水芹种子繁殖
水芹无性繁殖用种茎留种技术比较简单。 其一,选留专门的留种田,要求交通方面、排灌便利、无淹水、外界干扰少。 留种田面积与生产大田面积之比约为 1∶(10~15)。 其二,注意去杂。 留种植株要求健壮、具有品种典型性状,对于杂株及时拔除。 其三,适度施肥和控水。 留种田可施三元复合肥(15-15-15)20~30 kg/667 m2,田间见干见湿,湿润为主。其四,做好病虫害防治。 留种田历经春夏季节,气温高、湿度大,容易孳生病虫害,应及时做好病虫害防治(图4)[5]。
有人认为,水芹属于异花授粉植物,其种子繁殖后代会因基因分离重组,导致植株性状出现较大分离。 其实,水芹可以有性繁殖,自然产生一定量的种子,形成实生苗。 同时,水芹通常以无性繁殖方式生存繁衍,在自然界通常表现为多年生。 而且,生产栽培中的水芹也大多实行无性繁殖。 观察我国传统水芹品种及日本水芹品种自然种子实生苗,其实生后代植株之间在株型、茎色、茎粗、叶形、叶色、物候期等与栽培有关的主要性状差异并不大,特别是产品器官(茎叶)性状差异不明显,没有达到影响产品品质的程度。 推测,传统水芹品种或野生水芹的主要性状基因型纯合度较高,因而其自然授粉实生后代性状分离也不明显。 生产用水芹种子繁殖技术尚需要进一步研究和改进,但为了促进水芹种子繁殖技术的应用,这里对有关研究进行专门介绍。
汪李平[40]曾经探索过桐城水芹种子繁种技术,种子产量达到30 kg/667 m2,种子发芽率90%以上。 主要技术措施包括种株选择 (11 月中旬至12 月中旬,或3 月上旬至4 月上旬)、重施基肥、旱地栽培、合理密植(穴距 30 cm、行距 20 cm,每穴 2~4 株)、植株调整 (4 月以后每穴选留 4~6 个粗壮花茎,6~8 月每 1花穗选留中间5~8 个小花枝,每1 花枝选留中间4~6朵小花)、肥水促控(地下追施复合肥,地上喷施叶面肥,控水保持畦面湿润)、辅助授粉(人工掸花或蜜蜂授粉)、插杆绑缚花茎、做好病虫防治、分期分批及时采收(黄熟而种子未脱落前采收)等(图5)。
龙启炎等[16~18]在武汉地区利用日本水芹进行的有性种子繁殖试验表明,种茎繁殖种株与种子繁殖种株相比,种子产量、发芽势及发芽率等指标均显著提高;轮作田留种与连作田留种相比较,种子产量、发芽势及发芽率等指标亦均显著提高。 水芹植株不同部位种子产量差异较大, 其中主枝产量占57.3%,一级侧枝占21.3%,二级侧枝占14.7%,其余侧枝种子产量所占比例很低; 喷施400~800 mg/L 多效唑(5 月上旬和6 月上旬各喷施1 次)可以显著提高种子产量。 而且,水芹植株花后25~30 天种子质量好、活力高。 生产上宜在花后25 天、种子黄褐色时采收。 水芹种子在室温湿沙条件贮藏1 年,发芽率仍然可达62%,贮藏效果最好;含水量4.5%的种子在3~8℃下贮藏2~3 年,发芽率仍达40%以上。 相同含水量的种子,低温贮藏效果明显好于室温贮藏(图5)。