水培小白菜营养液配方及管理模式的筛选

林黄昉，林碧英，彭雨欣，钟路明，翟挺楷

（福建农林大学 园艺学院，福建 福州 350000）

小白菜为常见绿叶蔬菜，其生长速度快，营养物质丰富，生产的经济效益突出，日常需求量极高，但近年的新冠肺炎疫情对城市绿叶蔬菜的就近供给造成了严重的影响［1-2］。为了满足市场对小白菜产量、品质、食品安全及周年供应等方面的需求，设施水培技术成为突破口之一，该项技术既能克服连作障碍，又能提高栽培产量与品质［3］，已被广泛应用于实际生产。

在水培营养液配方研究方面，日本园试营养液配方的应用提升了作物的形态指标，而对品质的改善效果较差；Hoagland营养液配方的应用提升了作物的品质，但产量较低［4］；华南农业大学的叶菜A配方的应用相较于日本山崎营养液在作物产量的提升上有所突破［5］。在水培营养液管理模式方面，李嘉佳等［6］研究指出，Hoagland营养液每10 d更换1次浓度（依次选用标准浓度的1/8、1/4、1/2）有利于营养液成本的降低，但生菜的产量和品质指标无明显优化；王瑞等［7］在菠菜上的研究结果表明，前期使用1/4倍浓度、后期使用1/2倍浓度的日本园试配方营养液，可使菠菜的生物量积累最大化；徐加林［8］则对标准山崎营养液的浓度进行了分段管理研究，得出采用“低—中—高”（1/2倍—1倍—2倍）浓度管理模式对生菜的产量与品质最优。

虽然前人在小白菜营养液配方上做了一些研究，但研究主要集中在传统配方的改良及筛选［9-10］、浓度控制［11-12］等方面。笔者在前人研究的基础上，将改良的山崎营养液作为对照，以生产上常用的水溶性肥料为基础，配制不同配方的营养液，并设置不同的营养液管理模式，探究了不同的营养液配方及不同的营养液管理模式对小白菜生长、品质的影响，以期筛选出最适宜的营养液配方及其管理模式，找到水溶性肥料在小白菜水培中的使用方法，为提高小白菜的产量与品质，降低生产成本提供科学依据和技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

早熟5号白菜种子购于福州昌育农业开发有限公司；普乐收无土栽培专用肥料由上海永通生态公司提供，其中普乐收无土栽培A肥适用于茄果类蔬菜，普乐收无土栽培B肥适用于叶菜类蔬菜。

1.2 试验方法

试验于2021年2—8月在福建农林大学园艺学院的温室大棚中进行；利用水平管道水培装置，采用营养液膜栽培法（NFT法）进行试验。

1.2.1 营养液配方的筛选 试验设置4个营养液配方处理（表1），每个处理重复3次。各处理选取50株3叶1心期的小白菜幼苗进行定植；在定植后每3 d调整1次营养液的浓度，并控制营养液液面高度在1～2 cm之间。在定植后30 d采收小白菜，用于各项指标的检测。

表1 营养液配方筛选试验方案

1.2.2 营养液管理模式的筛选 在上述营养液配方筛选试验的基础上，对普乐收无土栽培A肥+B肥（1∶1）混合营养液设置3种不同的管理模式，分别于定植后10、20 d更换1次该营养液的EC值（表2）。每个处理重复3次。各处理选取50株3叶1心期的小白菜幼苗进行定植，其他管理同上。在定植后30 d采收小白菜，进行各项指标的检测。

表2 A肥+B肥（1∶1）混合营养液管理模式筛选试验方案

1.3 测定指标及测定方法

处理后30 d，各处理随机选取30株小白菜，分别用于生物量、光合色素及品质指标的测定。除干重和鲜重测定外，测定其余指标所需的样品均从第2轮叶取样。

鲜重：分开小白菜地上部与地下部后，采用精确度为0.0001 g的电子天平进行称量。干重：在测量鲜重后，将植株样品用恒温烘烤箱烘干，然后用精确度为0.0001 g的电子天平称量。叶面积：应用EPSON Expression 110000XL扫描仪测量叶片并读取数据。此外，采用蒽酮比色法［13］测定可溶性糖含量；采用考马斯亮蓝G-250法［14］测定可溶性蛋白含量；采用浸提法［15］测定叶绿素含量。

1.4 试验数据分析

采用Microsoft Excel软件记录并整理试验数据，并绘制相关图表。采用AHP-模糊隶属函数法［16-17］对各处理的效果进行综合评价。

2 结果与分析

2.1 营养液配方的筛选

2.1.1 不同配方营养液对小白菜生物量的影响 处理后30 d，不同营养液配方处理对小白菜形态指标的影响如表3所示。小白菜地上部鲜重（即产量）与全株鲜重均表现为T3＞T2＞T1＞CK，其中T3较CK分别提高了152.758%、138.624%，且T3与其他处理均呈显著性差异；地下部鲜重则表现为T3＞T1＞CK＞T2，但T3与CK无显著性差异；不同营养液配方处理的小白菜地上部、地下部及全株干重均表现为T3＞T1＞T2＞CK，T3较CK分别提高了111.540%、137.288%、112.831%，且与CK均呈显著性差异；各处理的叶面积表现为T2＞T3＞T1＞CK，其中T2、T3分别比CK提高了71.869%、67.275%。综上所述，与对照配方相比，不同营养液配方处理的小白菜生物量及产量总体均有提高，其中以T3配方处理的综合表现最优。

表3 4种不同营养液配方对小白菜生物量的影响

2.1.2 不同配方营养液对小白菜光合色素含量的影响 从表4可知，不同处理小白菜的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素总量均表现为T1＞T3＞CK＞T2，其中T3分别比CK提高了19.431%、20.670%、13.793%、19.435%，T1与CK间各光合色素指标均呈显著性差异，但在T1与T3处理间除类胡萝卜素含量外其他指标无显著差异。综上所述，T1配方处理相较于CK可以显著提高小白菜的光合色素含量，T3处理的效果次之。

表4 4种不同营养液配方对小白菜光合色素含量的影响 mg/g FW

2.1.3 不同配方营养液处理对小白菜可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响 由图1可知，不同配方营养液处理小白菜的可溶性蛋白含量表现为CK＞T3＞T2＞T1，但在各处理间均无显著性差异。从图2可以看出，不同处理小白菜的可溶性糖含量表现为T1＞CK＞T3＞T2，其中T1处理显著高于其他处理的，而在其他处理间无显著性差异，这说明T1处理最有利于小白菜可溶性糖含量的提升。

图1 4种不同营养液配方处理对小白菜可溶性蛋白含量的影响

图2 4种不同营养液配方处理对小白菜可溶性糖含量的影响

2.1.4 不同配方营养液处理对小白菜影响的综合评价 采用AHP-模糊隶属函数法对小白菜的各项指标进行综合分析，结果如表5所示，综合评价值排序为T3＞T1＞T2＞CK，故确定T3处理即普乐收无土栽培A肥+B肥（1∶1）混合液为最优营养液配方。

表5 4种不同营养液配方对小白菜产量与品质影响的综合评价结果

2.2 营养液管理模式筛选

2.2.1 不同营养液管理模式对小白菜生物量的影响 如表6所示，处理后30 d，不同营养液管理模式处理小白菜的地上部、地下部、全株鲜重均表现为T3B＞T3A＞T3，其中T3B显著高于T3A、T3的，且T3B的地上部鲜重和全株鲜重比T3分别提高了18.458%和19.903%。不同处理小白菜的地上部、全株干重均表现为T3B＞T3A＞T3，但在各处理间均无显著性差异；地下部干重表现为T3A＞T3＞T3B，其中T3A与T3、T3B存在显著性差异，而T3B与T3无显著性差异。不同处理小白菜的叶面积表现为T3B＞T3＞T3A，T3B与T3A、T3呈显著性差异，而T3A与T3无显著性差异。综合各因素得出，T3B管理模式最有利于小白菜产量的提高，T3A处理的效果次之。

表6 3种不同营养液管理模式对小白菜生物量的影响

2.2.2 不同营养液管理模式对小白菜光合色素含量的影响 如表7所示，不同营养液管理模式处理小白菜的叶绿素a、叶绿素b与叶绿素总量均表现为T3A＞T3B＞T3，而类胡萝卜素含量则表现为T3A＞T3＞T3B，但在各处理间4项指标差异均不显著，说明3种营养液管理模式对小白菜光合色素含量的影响不明显。

表7 3种不同营养液管理模式对小白菜光合色素含量的影响 mg/g FW

2.2.3 不同营养液管理模式对小白菜可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响 如图3所示，不同营养液管理模式处理小白菜的可溶性蛋白含量排序为T3＞T3A＞T3B，但在各处理间无显著性差异。在图4中，可溶性糖含量表现为T3A＞T3＞T3B，其中T3A与T3间无显著性差异，而T3B显著低于T3A、T3的，这表明T3A提高小白菜可溶性糖含量的效果最优。

图3 3种不同营养液管理模式对小白菜可溶性蛋白含量的影响

图4 3种不同营养液管理模式对小白菜可溶性糖含量的影响

3 讨论与结论

3.1 不同营养液配方对水培小白菜的影响

小白菜的地上部生长情况直接影响到小白菜的产量，植物的地下部起固定植株及吸收运输水分、养分等作用［18］，且对植株地上部的生长发育也起重要作用。小白菜的可溶性糖、可溶性蛋白含量均为衡量其品质的重要指标［19］。本试验综合评价不同营养液配方处理对小白菜产量与品质的影响后得出，T3处理［普乐收无土栽培A肥+B肥（1∶1）混合液］的综合效果排名第1，同时该混合营养液的生产成本最低，因此，普乐收无土栽培A肥+B肥（1∶1）混合液为最优营养液配方。

3.2 不同营养液管理模式对水培小白菜的影响

电导率（EC值）可以直观地反映营养液的浓度及营养供给情况，其过高或过低均不利于植株的生长［20］。在本研究的营养液管理模式筛选试验中，处理T3B小白菜的各部位鲜重、地上部干重及叶面积均最高，说明前期采用电导率为1.20 dS/m、后期采用电导率为3.60 dS/m的普乐收无土栽培A肥+B肥（1∶1）混合营养液对小白菜的促生效果较好，这与张子颖等［21－22］研究得出的结论“在一定EC值范围内，植株产量将随营养液EC值的上升而先增后减”类似。T3A处理小白菜的可溶性糖含量显著高于其他处理的，表明小白菜的可溶性糖含量随营养液EC值在一定范围内升高而表现出先上升后下降的趋势，这与庞强强等［23－24］的研究结果类似。各阶段营养液EC值不同对各处理小白菜可溶性蛋白及叶绿素含量的影响不显著，这与李嘉佳等［6］的研究结果一致。

综上所述，本研究认为小白菜水培采用普乐收水溶性A肥+B肥（1∶1）混合液于定植后1、10、20 d分别控制混合液的EC值为1.68、2.40、3.12 dS/m的管理模式可有效提高小白菜的品质；而分别控制EC值为1.20、2.40、3.60 dS/m的管理模式则有利于小白菜的增产。