陶瓷粉及“依飞水”对菠菜生长和品质的影响

李芳霞，孔祥华，温 丹，王 晓，孙凯宁，杨 宁*

（1.济南护理职业学院，山东济南 250100；2.山东省农业科学院蔬菜花卉研究所/山东省设施蔬菜生物学重点实验室/国家蔬菜改良中心山东分中心/农业农村部黄淮地区蔬菜科学观测实验站（山东），山东济南 250100）

陶瓷粉是制备陶瓷时所有原料经充分混合均匀后焙烧后的粉末状物质，具有保暖、增温、抑菌等多种功能，可广泛应用于衣料的保暖、动植物的培育及建筑涂料、医疗保健等方面。随着科技的不断发展，多功能陶瓷粉末的应用领域日益扩大[1]。目前陶瓷粉的研究多集中在化工材料合成方面[2-3]，如用于冶炼微晶泡沫玻璃[4]；用于PP（聚丙烯）材料的复合，增加硬度和结晶度[5]；陶瓷粉热物理性能及抗腐蚀方面[6]，以及制造业方面[7-9]等，在农业栽培上的研究应用还未见报道。

菠菜（Spinacia oleraceaL.）是一种常见的绿叶菜类蔬菜，为世界上公认的健康蔬菜之一，富含多种维生素和矿物质[10]。近年来，随着农业种植结构的调整，大棚蔬菜种植面积逐年增大[11]，但在栽培过程中，出现了土壤酸化及盐渍化等多种问题，我国蔬菜栽培方式逐步由传统的单一土壤栽培模式向现代自动化的土壤栽培、基质栽培、营养液栽培等多元化方式发展[12]，在菠菜种植过程中，由于部分菜农缺乏科学的防护措施，致使早春或越冬栽培的菠菜出现低温障碍，导致菠菜品质下降，直接影响了菠菜产业的发展[13]。有资料显示，土壤中添加陶瓷粉能促进土壤的离子交换性能[14]，使土壤的透气性、吸湿性以及保水性能增加[15-16]，改良土壤物理结构和化学性质，为蔬菜生长提供良好的生长环境。有学者提出，通过特殊装置的过滤水（简称“依飞水”）能够净化水中的有害微生物，避免菠菜生长过程中病害的发生和发展，为蔬菜提供良好的生长环境[15-16]。本试验探究了陶瓷粉、“依飞水”对菠菜生长和品质的影响，以期为和“依飞水”在菠菜生产中的应用提供理论数据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2019 年12 月—2020 年5 月在济南市长清区济南市农业科学院实验基地塑料大棚内进行，大棚南北走向，面积550 m2（长55 m、宽10 m），土壤质地为中壤，地势平坦，排灌条件较好。土壤基础肥力状况见表1。

表1 土壤基础肥力状况Table 1 Basic fertility of soil

1.2 试验设计

供试菠菜为市场上的商用品种‘黑旋风’，购于济南市某种子公司。

试验设3 个处理和1 个对照（CK），具体见表2，每个处理1 个小区，重复3 次，随机区组排列，共18 个小区，设保护行。每个小区长7 m，宽为1.2 m。于2019 年12 月17 日播种，每小区菠菜种子的用量为3.0 g/m2。

常规基质为普通田间土壤，添加陶瓷粉的基质是常规田间土壤添加用量为130 g/m2的陶瓷粉。常规水为普通的田间井水，“依飞水”为普通田间井水通过特定的依飞传导陶瓷环流出的水（具体见下页图1），除栽培基质和灌溉水不同外，其它管理按常规方式进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 菠菜生长指标

在菠菜收割期，每个小区选取0.72 m2（长1.2 m、宽0.6 m）作为菠菜产量统计面积，用称量法测定小区产量，并换算成每667 m2产量；每个小区随机选取20 株菠菜，采用直尺测量菠菜的总长、根长、叶长、叶宽；采用天平称量菠菜的单株质量；采用烘干称重法测定根、叶含水量，均取平均值。

1.3.2 菠菜营养品质

VC 采用2,6-二氯靛酚染色法测定[17]，可溶性固形物采用便携式糖度仪测定[18]，可溶性糖采用NY/T1278—2007 蔬菜及其制品中可溶性糖的测定——铜还原碘量法测定[19]，总酸采用中和法测定[20]，硝酸盐采用GB5009.33—2016 食品中亚硝酸盐与硝酸盐含量——第三法蔬菜水果中硝酸盐的测定[21]，可溶性蛋白质含量用考马斯亮蓝法测定[22]。

1.4 数据统计

采用Microsoft Excel 2010 进行数据处理，SPSS 17.0进行统计分析，采用LSD 检测法进行差异显著性分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对菠菜生物学性状及产量的影响

由表3 可知，不同处理对菠菜生物性状的影响不同。T1 和T2 处理菠菜的总长、根长、叶长、叶宽和单株质量均显著高于对照，土壤中单独添加陶瓷粉和单独浇灌“依飞水”均能显著提高菠菜的生物学性状，而T3 处理的菠菜总长、根长、叶长、叶宽和单株质量均显著高于对照，分别高25.24%、52.80%、15.90%和30.28%，且T3 处理均显著高于其他处理，可见土壤中添加陶瓷粉或浇灌“依飞水”能显著提高菠菜的总长、根长、叶长、叶宽和单株质量，两者同时使用效果更佳。

表3 不同处理对菠菜生物学性状的影响Table 3 Effects of different treatments on biological traits of spinach

表3 显示，T3 处理的菠菜，其根和叶的含水量显著高于对照，分别高出1.83%和1.12%，T2 处理的叶含水量与对照差异显著，土壤中添加陶瓷粉并浇灌“依飞水”能显著提高菠菜根和叶含水量，添加陶瓷粉或浇灌“依飞水”对根含水量影响不明显，单独浇灌“依飞水”能显著提高菠菜叶含水量。

2.2 不同处理对菠菜产量的影响

由图2 可知，不同处理对菠菜产量的影响不同。T1、T2 和T3 处理的菠菜每667 m2产量均显著高于CK，分别高13.30%、14.07%和27.80%，其中T3 处理菠菜产量最高，较其他处理差异显著。因此，添加陶瓷粉或浇灌“依飞水”均能显著提高菠菜产量，两者同时使用效果更佳。

图2 不同处理对菠菜产量的影响Fig.2 Effects of different treatments on the yield of spinach

2.3 不同处理对菠菜营养品质的影响

由表4 可知，相比与CK 和其他处理，T3 处理的VC、可溶性固形物、糖及可溶性蛋白含量最高，分别较对照高24.33%、9.12%、78.42%、46.66%，差异达显著水平。T3 处理的总酸和硝酸盐含量均低于CK，分别降低17.90%和41.03%，可见土壤中添加陶瓷粉并浇灌“依飞水”能显著降低菠菜的总酸和硝酸盐含量；且单独添加陶瓷粉和单独浇灌“依飞水”均能提高菠菜的品质，两者共同使用效果更佳。

表4 不同处理对菠菜品质的影响Table 4 Effects of different treatments on the quality of spinach

3 小结

本试验在土壤中添加定量的陶瓷粉并灌溉通过特殊装置的“依飞水”，得出试验结果如下：

（1）土壤中添加陶瓷粉并浇灌“依飞水”能显著提高菠菜的总长、根长、叶长、叶宽、单株质量、根和叶含水量，较对照分别提高25.24%、52.80%、15.90%、30.28%、1.83%和1.12%。

（2）土壤中添加陶瓷粉并浇灌“依飞水”，每667 m2菠菜产量能提高27.80%。

（3）陶瓷粉和“依飞水”能显著改善菠菜的品质，可使其VC 含量、可溶性固形物、糖、可溶性蛋白含量显著提高24.33%、9.12%、78.42%、46.66%，并降低菠菜中的总酸和硝酸盐含量。

可见，土壤中添加陶瓷粉和灌溉“依飞水”均可提高菠菜的品质和产量，二者结合使用效果更佳。后期的研究中，可拓宽陶瓷粉加入量的梯度，根据土壤肥力状况精准使用，能有效节约资源。