营养液中添加糖醇锌对水培生菜生长与品质的影响＊

刘晓宇，谭杰挥，刘厚诚（华南农业大学，广州 510642）

生菜（Lactuca sativaL.）是菊科莴苣属一年或二年生的草本植物，也是一种在全球广泛生产和消费的叶用蔬菜，同时也是莴苣素、VC、叶酸以及其他有益人体健康生物活性物质的良好来源[1]。锌是植物必需的微量元素之一，在植物体内参与多种酶、蛋白质、生长素的合成，同时影响着植物光合、呼吸等生理活动,还可以提高植株的抗逆性[2]。许多研究表明增施外源锌肥可以提高蔬菜的产量和品质[3-4]。糖醇锌[(C6H8O6)Zn3]是一种有机螯合态水溶性液态锌肥，相比无机锌肥，具有性质稳定不易受pH 影响而沉淀失效的特点[5]。其螯合剂糖醇是天然小分子有机物质，能携带矿质养分在植物韧皮部快速运输，糖醇螯合锌可以使锌易于被植物吸收运转。因此，糖醇锌相比无机锌肥，更加适用于水肥一体化管理，提高锌肥利用效率。本试验旨在探讨施用糖醇锌对水培生菜产量和品质的影响，以期为水培蔬菜科学施用锌肥提供参考。

材料与方法

试验材料

试验材料供试生菜品种为‘红珊瑚’生菜品种，购自北京鼎丰现代农业发展有限公司。糖醇锌由广州申晶雅农业科技有限公司提供，Zn 含量为230 g/L。

试验时间与地点

本试验于2021 年11 月～2022 年1 月在华南农业大学设施园艺试验基地进行。

试验方法

在植物工厂中用海绵块播种育苗，光源为光强300 μmol/(m²·s) 白光LED 灯，营养液配方为1/2 剂量Hoagland 配方。在生菜长至5 叶1 心时，选取长势一致的壮苗定植于塑料薄膜连栋温室内的60 cm×40 cm×12 cm 水培箱中(图1)，定植后23 天采收。

图1 水培生菜栽培照片

试验采用1/2 剂量的Hoagland 营养液配方。对照组（CK）不添加糖醇锌，营养液中Zn 浓度为0.05 mg/L。分别补充以下锌离子浓度的糖醇锌：0.05 mg/L（T1）、0.10 mg/L（T2）和0.15 mg/L（T3）。每个水培箱盛装19 L 营养液，定植6 株生菜，重复3 次。CK、T1、T2、T3 初始营养液的EC 约为1.5 dS/m，pH约为6.5。生菜定植到采收期间不更换营养液，整个生长期维持营养液的pH 为6.5～7.5，EC为1.2～1.5 dS/m。每天利用定时增氧气泵增氧4次，每次30 min。

指标测定

形态指标

每个处理取6 株生菜，用百分之一的电子天平称量测定其地下部、地上部鲜重。后将植株装入信封中置于105℃下杀青30 min，75℃下烘干至恒重后，用万分之一电子天平称重，以测定地下部、地上部干重。单株总叶面积采用ImageJ 1.42 软件测定。

生理指标

用丙酮乙醇混合法测定光合色素含量[6]；采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量、考马斯亮蓝 G-250 染色法测定可溶性蛋白含量、钼蓝比色法测定VC 含量，水杨酸法测定硝酸盐含量[7]；参照pH 示差法测定花色苷含量[8]；参考Folin-Cioealteu 法测定多酚含量[9]、Mashiba 法测定类黄酮含量[10]、Tadolini 法测定DPPH 自由基清除率[11]、Benzie 法测定FRAP 抗氧化能力[12]。

数据处理与分析

数据采用SPSS 19.0 软件进行分析处理。在P＜0.05 显著水平下，采用单因素方差分析和邓肯法进行多重比较，图表采用Excel 2016 绘制。

结果与分析

不同浓度糖醇锌对水培生菜生长的影响

不同浓度糖醇锌处理影响对水培生菜生长的影响见表1。T1、T2、T3 处理生菜的地上部的鲜重和干重和单株叶面积均有增加（图2）。与对照相比，T1、T2 和T3 处理的地上部鲜重分别增加了10.69%、30.25%、15.24%，其中T2 处理的地上部鲜重最大，比T1、T3 分别显著增加了17.85%、13.02%。T1、T2 和T3 处理的生菜地上部干重显著高于CK，且较CK 分别显著增加了12.21%、28.49%、15.12%。与T1 和T3 相比，T2 处理的地上部干重显著增加，分别增加了14.51%、11.62%。各处理的地下部的干重、鲜重差异不显著。T1、T2、T3 处理的叶面积均显著大于CK，分别增大了9.04%、15.13%、9.65%。因此，不同浓度的糖醇锌处理均能促进生菜的生长，提高生菜的生物量和叶面积。

图2 不同浓度糖醇锌对水培生菜生长的影响

表1 不同浓度糖醇锌对水培生菜生长的影响

不同浓度糖醇锌对水培生菜光合色素含量的影响

不同浓度糖醇锌处理影响水培生菜的光合色素含量见图3。T1、T2、T3 处理的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量均显著高于CK。与CK 相比，T1、T2、T3 处理的叶绿素a 含量分别显著提高了102.05%、70.35%、60.30%；类胡萝卜素含量分别显著提高了117.45%、54.28%、38.97%。其中T1 处理的生菜叶绿素a、类胡萝卜素含量最高，与T2 相比分别显著提高 18.61%、40.94%，与T3 相比则分别显著提高26.04%、56.47%。T1、T2、T3 处理的叶绿素b 含量分别比CK 显著提高了45.51%、58.55%、44.85%，而总叶绿素含量则分别显著提高了83.25%、66.42%、55.16%。T1、T2、T3 处理组之间叶绿素b 和总叶绿素含量的差异性不显著。因此，不同浓度的糖醇锌处理均能显著提高生菜中光合色素含量。

图3 不同浓度糖醇锌对水培生菜光合色素含量的影响

不同浓度糖醇锌处理对水培生菜营养品质的影响

不同浓度糖醇锌处理影响水培生菜的营养品质见图4。T2、T3 处理的可溶性蛋白含量相比CK 分别显著提高了10.48%、8.27%。与对照组相比，T1、T2 处理的可溶性糖含量和VC 含量差异性不显著，但T3 处理的可溶性糖含量和VC含量分别降低了10.89%、15.75%。不同处理之间生菜的硝酸盐含量无显著性差异。这说明营养液中添加适宜浓度的糖醇锌有利于提高生菜的营养品质。

图4 不同浓度糖醇锌对水培生菜营养品质的影响

不同浓度糖醇锌处理对水培生菜抗氧化物质含量及能力的影响

不同浓度糖醇锌处理影响水培生菜的抗氧化能力和抗氧化物质含量见图5。随着糖醇锌用量的增加，生菜中多酚、类黄酮、花色苷的含量和FRAP 值呈先升后降趋势。T1 处理类黄酮含量最高，显著高于T2、T3 和CK，与CK 相比提高了18.76%；T2、T3 处理类黄酮含量相比CK 差异未达显著性水平。与CK相比，T1、T2、T3 处理多酚含量分别显著提高了38.09%、27.05%、22.95%。T1、T2 处理的FRAP 值均显著高于对照组CK，分别比CK 增加了27.83%、34.43%；T3 与CK 之间的FRAP 抗氧化能力没有显著性差异。T2 处理的花色苷含量最高，显著高于其它处理，比对照高11.55%，但T3 处理花色苷含量则显著低于其他处理，比对照低16.23%。各处理之间DPPH 自由基清除率差异性不显著。这说明营养液中添加适宜浓度的糖醇锌有利于提高生菜的抗氧化能力。

图5 不同浓度糖醇锌对水培生菜抗氧化物质含量及能力的影响

讨论

不同浓度糖醇锌对水培生菜生长的影响

增施锌肥可以促进植株生长，提高作物的产量[13]。喷施和根施糖醇锌均可以显著增加小白菜的单株鲜重[14]。增施糖醇锌（0.07% Zn）可以显著增加辣椒单株果数、单果鲜重，增产率达到12.42%[15]。本研究中，0.10 mg/L 锌离子浓度糖醇锌处理的生菜地上部鲜重、干重和单株叶面积最大，且与其他处理有显著性差异（表1），说明该浓度糖醇锌处理有利于生菜地上部分的生长，提高水培生菜的产量的效果最好。

不同浓度糖醇锌对水培生菜光合色素含量的影响

锌元素与叶绿素的合成有关[16]，对维持叶绿体的结构和功能有重要作用[17]。研究表明，适量基施和叶面喷施锌肥能促进蕹菜叶片中叶绿素含量的积累[18]。本研究中，在营养液中添加糖醇锌能够显著提高水培生菜光合色素的含量（图3）。T1 处理的叶绿素a、类胡萝卜素和总叶绿素含量均最高，且叶绿素b 含量显著高于对照，表明在营养液中补充0.05 mg/L 锌离子浓度糖醇锌处理对提高水培生菜光合色素含量的效果最好。

不同浓度糖醇锌对水培生菜营养品质的影响

有研究表明增施锌肥可以提高蔬菜VC、可溶性糖和蛋白质含量[19-20]。本研究中，适宜浓度的糖醇锌处理可以显著提高生菜中可溶性蛋白的含量（图4）。但0.15 mg/L 锌离子浓度的糖醇锌处理显著降低了生菜的VC 含量，原因之一可能是在植物的生长和发育过程中，高浓度金属离子对抗坏血酸合成相关酶活性有抑制作用[21]。

不同浓度糖醇锌对水培生菜抗氧化物质含量及能力的影响

花青素、类黄酮和多酚有强抗氧化作用，可以降低患慢性疾病的风险。外源施用锌肥可以提高苦瓜叶片多酚、类黄酮等物质的含量[22]。叶面喷施硫酸锌可以显著提高水培生菜的多酚、类黄酮含量和DDPH 值[23]。本研究中，适当在营养液中添加糖醇锌可以提高水培生菜抗氧化物质的含量及能力，且0.05 mg/L 和0.10 mg/L 锌离子浓度的糖醇锌处理效果比0.15 mg/L 的糖醇锌处理效果好（图5）。生菜叶片红色的形成主要是由于花青素的积累。0.10 mg/L 锌离子浓度的糖醇锌处理可以显著提高红叶生菜的花色苷含量，从而改善其商品品质。

结论

本试验表明，营养液添加糖醇锌一方面可以增大水培生菜的叶面积，提高生菜光合色素含量，进而提高水培生菜地上部的鲜重、干重与产量，另一方面还可以增加生菜可溶性蛋白的含量，提高水培生菜的多酚、类黄酮、花色苷的含量和FRAP 值，从而提高生菜的营养品质与抗氧化能力。然而，糖醇锌用量过多（0.15 mg/L 锌离子浓度）会降低VC 和可溶性糖的含量。水培生菜生产以补充0.05～0.10 mg/L 锌离子浓度的糖醇锌较好。