土壤含水量及栽培茬次对水芹生长和品质的影响

龚小雅 吴凤芝 朱维伟

摘要：为了解土壤不同含水量及种植茬次对水芹生长和品质的影响，以水芹为试验材料，采用盆栽方法，研究了水芹的生长与品质。试验设置4种不同栽培方式：（1）水芹-水芹：100%土壤含水量（SS1），（2）水芹-水芹：80%土壤含水量（SS8），（3）冬闲-水芹：100%土壤含水量（OS1），（4）冬闲-水芹：80%土壤含水量（OS8）。结果表明，栽培1茬水芹的淹水和湿栽处理的地上部鲜质量、干质量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量显著高于栽培2茬的水芹处理，栽培1茬水芹的淹水处理的株高、分蘖数、地下部鲜质量及干质量显著高于栽培2茬的水芹处理;此外，栽培2茬水芹的淹水处理的可溶性糖含量和可溶性蛋白含量显著高于湿栽处理;水芹的纤维素和亚硝酸盐含量未受影响。相关性分析表明，栽培1茬水芹的淹水处理的可溶性蛋白含量与分蘖数正相关，栽培1茬水芹的湿栽处理的亚硝酸盐含量与分蘖数负相关，则增加分蘖数可使水芹可溶性蛋白含量升高，亚硝酸盐含量降低。因此，进行1茬水芹淹水与湿栽后，水芹的生长与品质均优于2茬栽培，而进行2茬栽培水芹淹栽优于湿栽处理。

关键词：土壤含水量;水芹生长;品质;淹栽;湿栽

中图分类号：S636.304   文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2020）14-0183-04

水芹（Oenanthe stolonifera D.C.）是伞形花科草本植物，别称紫堇、水英等[1]，在我国栽培历史久远，以茎和叶柄为主要食用部位，具有很高的营养和医疗价值，具有清热解毒、降血压的作用[2-3]。水芹有较强的耐寒性和抗性，病虫害少，产量高稳，生长周期短，栽培方式多样，既可以露地栽培又可以保护地栽培[4-6]。北方温室冬季寒冷，受条件的制约许多作物无法生产，大多数温室冬季处于空闲状态，因此在秋冬生产结束、冬春生产开始之间的休闲时期种植水芹，可有效提高土地利用率。

当前，我国各方面处于蓬勃发展时期，人民物质生活水平显著提升，对食品的需求从基于温饱果腹到追求营养保健，除了更加关注外在形态也更加注重内在品质。为提高蔬菜品质，研究者们提出很多建议措施并提供了科学依据。例如，李丽等研究表明，向土壤施用20～40 t/hm2生物炭时，能提高西芹产量，降低西芹硝酸盐含量[7];分别用冷白光、暖白光、多色光为光源对紫花苜蓿芽苗菜进行照明，多色光处理下的紫花苜蓿芽苗菜子叶有更高含量的叶绿素和类胡萝卜素[8];近年来，关于水芹田间栽培技术及配套设施的研究也层出不穷[6，9]，水芹的品质也因环境条件与栽培方式而产生差异[10-13]，对水芹进行适当的暗处理，会影响水芹叶绿素代谢相关基因的表达量，促进叶绿素分解，改善其外观质量和风味[14]。比较湿地栽培与深水栽培对水芹株高与产量的影响发现，深水栽培的水芹株高与产量均高于湿地栽培[15];石如琼等也报道了关于水芹栽培生长适宜的最低土壤含水量在 80%～90%之间，G0601品系的水芹在土壤含水量90%～100%时的可溶性蛋白和可溶性糖含量更高[16]。关于不同生境下水芹品质的测定研究有很多，同时栽培茬次也会影响蔬菜生长与品质，但将不同土壤含水量与栽培茬次相结合，探讨水芹品质的研究还很少。本试验进行了土壤含水量分别在100%和80%时，栽培1茬和2茬水芹对水芹生长与品质影响的研究，茬次选择以不影响正常温室冬春生产为主，故而选择1茬栽培和2茬栽培。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019年1月20号在东北农业大学设施园艺工程中心的温室内采用桶栽法进行，供试水芹由扬州大学提供;土壤为东北农业大学设施工程中心的黄瓜连作土。

1.2 试验方法

试验采用盆栽，盆的规格为上内径23 cm，下内径17 cm，高20 cm，装土10 kg。试验设置4个处理（表1，以下统称100%土壤含水量栽培为淹水栽培，80%土壤含水量栽培为湿润栽培），每个处理3次重复，每个重复栽培5盆，每盆种植5株水芹。SS1、SS8种植第1茬水芹时，OS1、OS8休闲，栽培40 d水芹采收后，4个处理同时定植水芹，40 d后同时取样，测定生长及品质指标。试验期间用MEET-1000+型土壤湿度计（大连祺峰科技有限公司）监测土壤含水量（体积含水量）。

1.2.1 土壤含水量及茬次对水芹生长的影响

SS1和SS8的第2茬水芹与OS1和OS8的水芹同时定植，栽培40 d后采收，试验测定SS1及SS8的第2茬水芹，OS1和OS8的水芹。以盆栽土层为分界，分为地上部和根系2个部分，分别测定鲜质量和干质量，并在采收时田间统计水芹主茎长与分株数。

1.2.2 土壤含水量及茬次对水芹品质的影响

栽培40 d后，取SS1和SS8的第2茬水芹与OS1和OS8的水芹鲜茎测定品质指标，包括亚硝酸盐、可溶性糖、可溶性蛋白、纤维素的含量。

1.3 测定项目和方法

主茎长：每个处理的单次重复随机选取15株，测量每个处理中水芹单株主茎长。

分蘖数：每个处理的单次重复随机选取15株，记录每个处理中水芹单株分蘖数。

鲜质量、干质量：每个处理的单次重复随机选取15株，用自来水洗净擦干后分为地上部与根系2个部分，称量鲜质量后在105 ℃下杀青30 min，80 ℃ 烘干，再称量干质量。

可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[17];可溶性蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝G-250法[17];硝酸盐含量测定采用水杨酸比色法[17];纤维素含量测定参考王学奎的方法[17]。

1.4 数据分析

試验中原始数据均采用Microsoft Excel Office 2016软件进行整理，数据处理采用SAS 8.1软件中Tukey进行方差分析，相关性分析采用SPSS的Pearson相关分析，采用Origin 85进行绘图，采用Microsoft Excel Office 2016绘制三线表。

2 结果与分析

2.1 土壤含水量及栽培茬次对水芹生长的影响

由表2可知，不同栽培土壤含水量及栽培茬次对水芹主茎长和分蘖数的影响中，只栽培一茬的水芹淹水处理（OS1）的主茎长显著高于栽培至第二茬淹水（SS1）及第二茬湿栽（SS8）水芹处理;所有淹水栽培的水芹处理的分蘖数显著高于所有湿润种植的水芹（P<0.05）。

土壤含水量及栽培茬次对水芹鲜质量和干质量的影响中，只种植1茬水芹处理的地上部鲜质量和干质量显著高于种植第2茬水芹的处理，且栽培至第2茬的水芹湿栽处理（SS8）的地上部干质量显著高于栽培至第2茬的水芹淹水处理（SS1）（图1-a）;只种植1茬水芹的淹水处理（OS1）的地下部鲜质量显著高于其他处理，其地下部干质量显著高于所有栽培至第2茬水芹的处理（图1-b）;只栽培1茬的水芹处理的全株鲜质量和全株干质量显著高于种植至第2茬的水芹处理，且栽培1茬水芹的淹水处理（OS1）全株鲜质量显著高于湿栽处理（OS8），种植至第2茬的湿栽处理（SS8）全株干质量显著高于淹水处理（SS1）（图1-c）。

2.2 土壤含水量及栽培茬次对水芹营养品质的影响

如图2所示，土壤含水量及栽培茬次对水芹亚硝酸盐含量的影响中，各处理间无显著性差异（图2-a）;土壤含水量及栽培茬次对水芹可溶性糖含量的影响中，只栽培1茬水芹处理的可溶性糖含量显著高于栽培至第2茬的水芹处理，且栽培至第2茬的水芹淹水处理（SS1）显著高于栽培至第2茬的水芹湿栽处理（SS8）（图2-b）; 土壤含水量及茬次对水芹可溶性蛋白含量的影响中，只栽培1茬水芹的处理显著高于栽培至第2茬的水芹处理，且栽培至第2茬的水芹淹水处理（SS1）显著高于栽培至第2茬的湿栽处理（SS8）（图2-c）;土壤含水量及茬次对水芹纤维素含量的影响中，各处理间无显著性差异（图2-d）。

2.3 水芹生长与品质的相关性分析

由表3可知，水芹生长与品质的相关性分析表明，栽培1茬水芹的湿栽处理（OS8）与水芹亚硝酸盐含量呈显著负相关，栽培1茬水芹的淹水处理（OS1）与水芹可溶性蛋白含量呈显著正相关。

3 讨论与结论

大量研究表明，土壤水分变化会直接影响植株的产量与品质。马彦麟在紫花苜蓿的不同生育期进行水分调控，粗蛋白含量对水分调控程度的减轻呈现先增后降的趋势，粗脂肪和粗灰分含量呈递增趋势[18];石如琼等的研究表明，不同品种的水芹在土壤含水量为90%～100%时的株高与产量均处于较高的水平[16]。本研究表明，只栽培1茬的水芹淹水处理的主茎长、分蘖数、干质量及鲜质量显著高于栽培至2茬的水芹处理，可能是由于土壤淹水有利于土壤中有效磷的释放，铁磷是植物难以吸收利用的形态，淹水的土壤处于持续缺氧状态，三价铁被还原为二价铁，无定形铁生成，二价铁与有效磷呈显著正相关，则有效磷释放[19-20]，这有利于植株生长发育、提高产量[21];也有可能是淹水时淹水的水面将光反射到水芹叶背面，叶片进行了更多的光合作用，积累了更多的有机物质，水芹生长更快。

本研究还发现只栽培1茬的水芹处理的可溶性糖和可溶性蛋白含量都显著高于栽培至第2茬的水芹处理，且栽培了2茬水芹的第2茬水芹淹水处理的可溶性蛋白和可溶性糖含量显著高于栽培至第2茬的水芹湿栽处理。栽培1茬水芹的淹水处理的可溶性蛋白含量与分蘖数显著正相关，则可溶性蛋白含量的增加可能与分蘖数增加有關。此外，可能的原因：一是与更长时间的淹水和湿栽后土壤速效养分含量下降有关[22];二是连续栽培2茬水芹时，土壤更长时间处于缺氧状态，土壤孔隙度下降、氧化还原电位降低，土壤中的养分活化时间短，未能被植株充分利用。随着土壤含水量的上升，植株的净光合速率会上升[23]，即在土壤含水量高时，植物进行了更强的光合作用，合成更多有机物，转运了更多可溶性糖和可溶性蛋白。

在本研究中，各处理间水芹的亚硝酸盐和纤维素含量没有显著性差异，但进行1茬水芹湿栽的处理亚硝酸盐含量与分蘖数显著负相关。蔬菜中硝酸盐积累过程复杂，纤维素是一种多糖类物质，以碳为骨架，土壤的碳氮水平对农业生产来说也是关键的质量参数，直接影响植株吸收利用与转运，因为其与作物的营养供应、田间持水量等有着紧密联系[24]。因此在不同土壤含水量和栽培茬次的影响下，土壤中碳、氮的运转形态会发生怎样的变化，有待进一步研究。

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收稿日期：2019-08-02

作者简介：龚小雅（1994—），女，内蒙古呼伦贝尔人，硕士研究生，研究方向为设施园艺与蔬菜生理生态。E-mail：782793084@qq.com。

通信作者：吴凤芝，教授，博士生导师，主要从事设施园艺与蔬菜生理生态连作障碍的克服研究。E-mail：fzwu2006@aliyun.com。