哈婷 張向梅 高艷明 李建設

【摘要】為探究夏秋茬基質培茄子合理的營養(yǎng)液供液量，提高產量及水分利用效率，試驗設計每株每天供液量300、500、700、900、1100、1300、1500、1700 mL共8個處理，研究供液量對茄子生長生理指標、品質及產量等影響，以期為農民提供精準的灌溉制度。結果表明：供液量為700 mL時，可有效促進植株生長，株高達到129.35 cm，葉面積提高15.56%，根冠比最大；地上部鮮物質量與300、1700 mL處理相比提高39.3%、28.5%；品質指標隨供液量的增加先增大后減小，700、900 mL處理可溶性總糖、VC含量高于其他處理，VC含量分別增加2.14、2.43 mg/g。900 mL處理根系活力、光合速率、單果質量表現(xiàn)最好，但700 mL處理產量最大，水分利用效率高于900 mL；700ml處理產值高于其他處理，以2.2元/kg計算，產值為150222元。綜合考慮，每株每天供液700 mL為茄子理想的供液量。

隨著科技的進步，設施蔬菜成為我國主要的經濟產業(yè)，蔬菜種植面積約200萬hm2，人均食用量達到57 kg[1-2]。茄子是北方設施園藝主栽蔬菜，屬茄科茄屬，深根系作物，具有較高的營養(yǎng)、經濟價值。水肥是促進茄子生長、增產增收的必要因素。合理的水肥調控可以調節(jié)土壤理化性質，促進地上部與地下部協(xié)調生長，減少無效的蒸發(fā)量，從而提高水分利用效率，促進產量及品質的形成[3]。在實際生產中，為了節(jié)約成本，種植者多采用粗放的管理模式，水肥供液量不合理，導致產量、品質及水分利用效率下降，影響生長發(fā)育。因此，確定科學合理的水肥供液量，提高茄子產量及品質，一直是國內外學者研究的課題。鄭國保等[4]通過設定5個不同的灌溉定額，認為產量隨供液量的增加而減少，設施茄子最佳的灌溉定額為550～700 mm最佳。徐軍用[5]、米國全[6]認為適度的灌水下限有利于提高茄子產量。也有學者指出，適度的水分脅迫能夠促進根系生長，最終提高果實產量及品質[7]。近幾年，國內的學者指出采用水肥一體化的營養(yǎng)液基質栽培技術能夠提高蔬菜水分利用效率、增加產量[8-9]。但對精準化營養(yǎng)液供液量的研究鮮有報道，因此該試驗以茄子‘黑帥為試材，分析不同供液量對茄子生長、生理、品質及產量等指標的影響，確定每株每天的供液量，以期為農民提供合理的生產技術指導。

試驗材料與方法

試驗材料

試驗于2016年7～12月在寧夏園藝博覽園科研開發(fā)區(qū)智能玻璃溫室中進行，該地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候，四季分明。栽培基質為混合基質，理化性質為：pH為6.54，電導率1.603 mS/cm，速效氮509 mg/kg，速效鉀154 mg/kg，速效磷1359.5 mg/kg，體積質量0.33 g/cm3。供試材料為‘黑帥（沈陽德億農業(yè)發(fā)展有限公司提供），營養(yǎng)液（寧夏大學研發(fā)的營養(yǎng)液）具體配方見表1。

試驗設計

試驗設每株每天供液量300、500、700、900、1100、1300、1500、1700 mL共8個處理，采用隨機區(qū)組設計，3次重復?；|槽培，雙排定植，每槽栽2株，行距60 cm，株距30 cm，小區(qū)面積11.4 m2。試驗于7月31日定植，緩苗1周后按處理進行灌水，灌水時間為每天9：00，12月2日試驗結束，全生育期共125天。

試驗裝置

首先在營養(yǎng)液池中將營養(yǎng)液配好，然后通過水泵將營養(yǎng)液輸送到200 L的水桶中，在每個水桶中放置1個45 W潛水泵，將營養(yǎng)液通過插箭滴灌系統(tǒng)輸送至植株根部，每株配置一個插箭，每個潛水泵控制1個處理（3個小區(qū)）。通過前期預試驗將灌溉所需時間計算好，利用時間控制器（金科德定時器，慈溪市科德電器廠生產）進行灌水處理，具體試驗裝置如圖1所示。

試驗測定指標

生長指標測定

定植后每小區(qū)選5株長勢均勻的植株進行標記掛牌，從開始處理灌水后，每隔15天測定茄子植株株高（用卷尺測量莖基部到生長點的自然高度）、莖粗（采用精度為0.02 mm的游標卡尺在子葉下1 cm進行測定）、葉面積（利用卷尺測量最大葉片的長和寬，采用吳遠藩公式[10]計算）、葉綠素含量（采用便攜式葉綠素測量儀測定）。

地上部與地下部的干鮮比

在拉秧前，每小區(qū)取3株完整的茄子植株，稱取地上、地下部鮮重，然后放入烘箱，105℃殺青25 min后，于80℃恒溫烘干48 h，稱取地上部與地下部的干物質質量，計算根冠比。

根系的發(fā)育情況

茄子拉秧前挖取根系，每小區(qū)取3個根樣，采用Epson expression 1680型掃描儀對根樣進行掃描，掃描出的圖像用Win-RHIZO根系分析軟件進行分析得到根樣的根長。

光合指標的測定

于盛果期測定光合指標（德國 WALZ GFS3000光合儀）的日變化，分別于9：00、11：00、13：00、15：00、17：00進行測量，每處理隨機取3株，選取從頂部往下數(shù)第3片功能葉進行測定。

生理指標的測定

于茄子盛果期，10：00選3株植株，取頂部的3片功能葉，測定電導率、細胞膜透性、丙二醛及根系活力（依據(jù)植物生理試驗指導書[11]）。

果實品質指標的測定

在茄子第2穗果成熟期，每小區(qū)隨機取5個茄子于實驗室測定品質指標。可溶性總糖采用蒽酮比色法、VC采用鉬藍比色法、可溶性固形物采用TD-45數(shù)字折光儀測定、有機酸采用NaOH滴定法、蛋白質采用考馬斯亮藍法、硝態(tài)氮采用水楊酸法測定。

產量及水分利用率計算

采摘時，測定單果重、單株結果數(shù)，計算各小區(qū)的平均產量并折算，計算水分利用率（產量/灌水量）。

數(shù)據(jù)處理方法

利用Excel2007進行數(shù)據(jù)處理，采用DPS7.05軟件進行方差分析。

結果與分析

不同供液量對茄子生長指標及葉綠素的影響

株高、莖粗是反映植株生長狀況的重要指標，由圖2可知，各處理株高隨生育期的延長而增大。前期茄子生長速度較快而后期減慢，主要是由于進入結果期，生殖生長加快，營養(yǎng)生長減慢。生長前期處理間無顯著差異，9月1日后差異逐漸增大，隨供液量的增加植株株高呈先增后降趨勢，700、900 mL處理顯著高于其他處理。10月1日700 mL處理株高達到最大值，較300?500 mL處理提高21.28%、13.56%。莖粗的變化趨勢與株高基本一致，各處理差異顯著，整個生育期700、900 mL處理始終高于其他處理。10月1日，900 mL處理的莖粗達到16.94 mm，較1500、1700 mL處理分別提高18.87%、22.66%?？梢?，供液量過多或過少均不利于茄子植株的橫向生長。葉片是植株進行光合作用的重要場所，葉面積隨供液量的增加先增后減，前期處理間無顯著差異，但生長速度較快，后期趨于平穩(wěn)，茄子盛果期的葉面積顯著高于開花期，10月1日各處理達到最大值，由高到低分別為700、900、1100、1300、1500、1700、500、300 mL處理。700、900 mL與300 mL處理相比葉面積分別提高15.56%、11.44%。葉綠素是光合作用的重要組成部分，間接影響植株生長發(fā)育，圖中各處理隨時間推移，曲線變化穩(wěn)定，處理間無顯著差異，可能是因為除水分影響葉綠素含量的因素外，溫度、光照的高低也會直接導致含量的增加。綜合分析可知，當供液量為700、900 mL處理時，有利于植株的生長。

不同供液量對茄子地上部分、地下部分干鮮物質量及根冠比的影響

由表2可知，隨供液量的增加，茄子地上、地下部鮮干物質量呈先增加后減小的趨勢。當供液量為700、900 mL處理時，地上部鮮、干物質量高于其他處理，此后隨供液量的增加而下降，700 mL處理的地上部鮮物質量與300、1700 mL處理相比提高39.3%、28.5%。而在1100 mL處理時地下部鮮、干物質量達到最大值，這主要是由于供液量的加大導致地下部的徒長，可見供液量過少或過多均不利茄子地上部的生長。根冠比是反映地上部與地下部的相關性，由表2可知，隨供液量增加根冠比呈先增加后減小趨勢，以700 mL處理最大，300 mL處理次之，1700 mL處理最小。由此發(fā)現(xiàn)，在適當?shù)墓┮悍秶鷥仍黾庸┮毫靠纱龠M植株地上部與地下部的協(xié)調生長，過多則會抑制。

不同供液量對茄子根系的影響

根系是功能器官，也是植株吸收養(yǎng)分并轉化的主要場所，發(fā)育情況的好壞直接影響植株生長及產量品質。由表3可知，單株根總體積及根總面積隨供液量的增加呈先增大后減小趨勢，供液量為700、900 mL處理的根總面積顯著高于其他處理，較1700 mL處理分別提高了54.03%、54.90%。根總體積表現(xiàn)為700、900 mL處理較好，1700 mL處理最小。各處理根總長隨供液量的增加而增大，以1300、1500、1700 mL處理較好，與700 mL處理相比分別提高了17.04%、16.9%、24.44%，這主要是由于茄子屬于深根作物，需水量大，但是水量過大會造成根縱向生長。各處理根平均直徑無顯著差異，但900 mL處理的根平均直徑最大，700 mL處理次之，1700 mL處理最小。

不同供液量對茄子光合指標的影響

光合作用是植物將光能轉化為化學能的過程，水和礦質元素作為原料之一，直接影響根系的活動，從而間接對光合作用產生影響。光合速率、葉片氣孔導度是衡量光合作用的重要指標。由圖3可知，葉片氣孔導度隨時間的推移呈雙峰變化趨勢，峰值分別出現(xiàn)在11：00和15：00，9：00各處理無顯著差異。11：00達到最大值，此時氣孔張開程度最大，溫度、光照也逐漸增強，為光合作用的高峰期，700 mL處理的葉片氣孔導度最大，達到204.46。13：00各處理達到最小值，這主要是由于溫度過高導致葉片氣孔關閉，進行“午休”。此后隨溫度降低，氣孔張開，各處理氣孔導度略有上升，15：00后開始下降，1500、1700 mL處理下降速度較快。光合速率的日變化趨勢則成單峰型，隨時間推移先增大后減小，13：00出現(xiàn)峰值，這是由于清晨太陽輻射強度小，室內氣溫較低，隨輻射強度的增加氣溫開始回升。正午時到達最大值，各處理光合速率差異顯著，700、900 mL處理顯著高于其他處理，此后開始隨溫度的降低而下降。隨供液量的增加，300、500、700 mL處理的下降速度較慢，1500、1700 mL處理的下降速度快，由此可見，光合作用與供液量之間是有一定閾值的，超過了這個閾值則會出現(xiàn)抑制狀態(tài)。

不同供液量對茄子電導率、細胞膜透性、丙二醛及根系活力的影響

細胞膜透性、電導率及丙二醛是衡量植物是否受到逆境脅迫的主要指標，水分脅迫下這些指標會有不同程度的變化，間接的影響植物生長。由表4可知，隨供液量的增加各指標呈下降趨勢，300、500 mL處理的細胞膜透性、電導率、丙二醛高于其他處理，1700 mL最小，其中300 mL的細胞膜透性、電導率與1700 mL相比分別增加了58.52%、32.15%。可見隨著供液量的減少，各處理受到不同程度的水分脅迫，300、500 mL處理脅迫程度較為嚴重。根系活力是反映根系功能強弱的主要依據(jù)，隨供液量的增加先增加后下降，700、900 mL處理的值高于其他處理，與最低的300 mL處理相比根系活力分別提高了73.03%、73.4%，各處理差異顯著。900 mL處理后，根系活力開始下降，可能是由于水分過多，導致根系對水分的需求達到飽和狀態(tài)，抑制了根系的吸收功能，使根系活力下降。

不同供液量對茄子品質的影響

果實品質的優(yōu)劣決定蔬菜的商品價值，水肥是影響品質的重要因素。由表5可知，不同供液量處理對茄子果實品質的影響基本一致，隨供液量增加先增加后減小。700、900 mL處理的可溶性總糖、VC含量高于其他處理，與水量最大的1700 mL處理相比，可溶性糖含量分別增加3.9%、3.7%，與水量最小的300 mL相比，VC含量分別增加了2.14、2.43 mg/g。各處理有機酸含量差異不顯著，但當供液量為700 mL處理時，有機酸含量最大，此后隨供液量的增加有所下降。水肥是蛋白質形成的主要組成部分，表中各處理蛋白質含量有一定的差異性。供液量為300、500、700 mL處理的含量較高，以700 mL處理最大，達到1.56 mg/100 g，而1300、1500、1700 mL處理顯著低于其他處理，以1700 mL處理最小，僅為0.03 mg/100 g。硝態(tài)氮的含量在一定水量范圍內隨供液量的增加呈上升趨勢，700 mL處理最大，此后開始下降。可見供液量過低或過高會降低果實品質。

不同供液量對產量及水分利用效率的影響

由表6可知，不同處理對茄子單果質量、單株結果數(shù)及產量有一定的影響，隨供液量的增加先增加后減小，900 mL處理的單果質量顯著高于其他處理，比水量最大的1700 mL增加0.15 kg。產量表現(xiàn)為700 mL處理最大，達到68282.54 kg/hm2，900 mL處理次之、300 mL處理最小。這主要是由于供液量過低時，基質含水率小，不利于植株根系對水分的吸收，導致茄子果實生長受到限制，但供液量過高會導致基質中氧氣減少，降低根系呼吸作用，減弱生殖生長，影響產量。水分利用效率則成相反的變化趨勢，隨供液量增加而降低，300 mL處理的水分利用效率最大，1700 mL處理最小，可能與基質含水量是否達到飽和狀態(tài)有關。

結論與討論

營養(yǎng)液供液量對茄子生長、生理指標有一定的影響，試驗結果表明：隨供液量的增加，株高、莖粗、葉面積呈先增大后減小趨勢，700 mL處理生長勢最好。茄子地上、地下部鮮干物質量也表現(xiàn)為相同的變化趨勢，700、900 mL處理顯著高于其他處理。此結論與楊振宇等[12]研究結果基本一致，供液量過多，使根部透氣性變差，降低了根系對養(yǎng)分的吸收，抑制地上部與地下部的協(xié)調生長，不利于茄子的生長。葉片氣孔導度、光合速率的日變化隨供液量的增加先增大后減小，在光合作用的高峰期，700 mL處理的葉片氣孔導度最大。正午時，各處理光合速率差異顯著，700、900 mL處理顯著高于其他處理。這是由于水量與溫度之間有一定關聯(lián)，供液量過多導致土壤表層含水量多，溫度下降快，致使外部環(huán)境不利于光合作用[13]。

不同供液量對果實品質有影響，水量過高或過低會顯著降低果實中的可溶性糖、蛋白質及硝態(tài)氮含量，供液量為700 mL處理時，有利于品質的形成。此與李文霞[14]研究結論基本一致，過低的供液量滿足不了植株對養(yǎng)分的需求，阻礙根系養(yǎng)分的向上運輸，抑制果實營養(yǎng)物質的積累。供液量對產量及水分利用效率也有影響，有研究表明適當?shù)脑黾庸┮毫靠商岣弋a量及水分利用效率[15-17]。該試驗研究表明，適當?shù)脑黾庸┮毫刻岣吖麑嵉膯喂|量、單株結果數(shù)，產量表現(xiàn)為700 mL處理最大，達到68282.54 kg/hm2，但供液量過大，抑制果實的生長，降低了水分利用效率，可能與土壤含水量是否達到飽和狀態(tài)有關。

從供液量來看，700 mL較500、300 mL處理整個生育期分別增加965.4、482.7 m3/hm2，營養(yǎng)液按成本10元/m3計算，分別增加9654、4827元。但從產值看，茄子按2.2元/kg計算，則700、500、300 mL處理產值分別為150222、110072、100309元，減去多澆灌的營養(yǎng)液支出，700 mL較500、300 mL處理產值分別增加35323、40259元，由此表明，700 mL處理產值最高。綜合茄子植株生長的光合作用、品質、產量幾個指標和產值，每株每天供液700 mL是茄子較為合理的營養(yǎng)液供液量。

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