周 楊，李 濤，，姚建剛，王虹云，夏秀波，曹守軍，張麗莉，尹國香，姜法祥

(1.煙臺大學生命科學學院，山東煙臺 264005； 2.山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學研究院，山東煙臺 265500)

海水蔬菜是指利用海水部分替代淡水種植的蔬菜。海水蔬菜除營養(yǎng)價值比普通蔬菜高以外，還具有很高的保健功效。近年來，隨著可耕地面積的減少、淡水資源的匱乏、土地鹽漬化日益加劇等問題的不斷出現(xiàn)，對沿海灘涂和海水的開發(fā)利用逐漸成為了研究熱點。目前我國海水蔬菜的發(fā)展還處于初級階段，研究主要集中在海水對蔬菜種子萌發(fā)和生長的影響等方面[1-3]，但對海水是否會影響蔬菜品質(zhì)的研究報道較少[4]。本試驗以芹菜為供試作物，用海鹽配制成不同濃度的海水營養(yǎng)液，研究芹菜在不同濃度海水脅迫下生長和品質(zhì)的變化情況，以期為海水芹菜的生產(chǎn)提供理論依據(jù)，促進海水蔬菜的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 供試材料及試驗設計

試驗于2017年3—8月在山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學研究院蔬菜所連棟溫室中進行。供試品種為美國西芹圣帝。用長×寬×高為50 cm×38 cm×27 cm規(guī)格的泡沫箱為培養(yǎng)槽，每個培養(yǎng)槽蓋上鉆有15個孔，每個孔直徑為4 cm，孔與孔豎向間距為10 cm，橫向間距為10 cm，箱內(nèi)裝有簡易循環(huán)裝置。營養(yǎng)液配方參照華南農(nóng)業(yè)大學葉菜A配方[5]，海水用青島海之鹽水族科技有限公司生產(chǎn)的固體海鹽配制而成，33.5 g固體海鹽溶于1 L淡水中，即為濃度為100%的海水，其鹽度對應為3.5%。

本試驗共設置6個處理，每個處理先期加入等量的營養(yǎng)液母液，然后按海水在營養(yǎng)液中的體積比為10%、20%、30%、40%、50%，以不加海水的營養(yǎng)液為對照，用海水和淡水將不同處理定容至相同體積，分別用T1、T2、T3、T4、T5、CK表示，各處理電導率為7.32、12.47、16.13、30.8、34.53、1.77 mS/cm。采用隨機區(qū)組試驗設計，每個處理重復3次。2017年3月初開始育苗，4葉1心時移栽定植，將根部洗凈后定植于泡沫板上，每箱種植15株，各處理營養(yǎng)液7 d更換 1次。

1.2 試驗方法和測定項目

每隔7 d測定各處理芹菜的株高、莖粗和葉片數(shù)，取平均值。采收時各處理選擇長勢一致的10株芹菜分別稱其鮮質(zhì)量，然后將樣品置于恒溫鼓風干燥箱105 ℃下殺青30 min，在75 ℃下烘72 h至恒質(zhì)量，稱其干質(zhì)量，計算單株生物量。

收獲前隨機選取3株芹菜鮮樣將莖按四分法取樣，3次重復，測定其營養(yǎng)成分含量[6]?？扇苄怨绦挝锖坑檬殖终凵鋬x(RHBO-90)測定；維生素C含量采用2，6-二氯靛酚法測定；硝酸鹽含量采用紫外吸收法測定[7]；葉綠素含量測定采用丙酮萃取法[8]；光合速率測定使用LI-6400XT便攜式光合儀(英國LI-COR公司)，采用Li-6400-2B光源，設定氣體流速為500 μmol/s，控制葉溫25 ℃，設置光合有效輻射強度(PAR)為1 000 μmol/(m2·s)。測定前用PAR為 1 500 μmol/(m2·s) 對葉片進行光誘導，使葉片活化，每7 d對功能葉進行葉綠素含量和光合速率的測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海水濃度對芹菜生長的影響

由表1可知，在芹菜株高方面，隨處理時間的延長，14 d開始，除T1和T2外，其余各處理均顯著低于CK，而且海水濃度越高，株高越低。在莖粗方面，從14 d開始，各處理之間莖粗開始出現(xiàn)差異，除14 d時T1處理外均顯著低于CK，而且海水濃度越高，差異越大。在葉片數(shù)方面，從21 d開始，各處理之間開始出現(xiàn)差異，但T1處理與CK之間差異不顯著。由此表明，芹菜株高、莖粗和葉片數(shù)等生理特性對海水的耐受性是不一樣的，海水對芹菜生長的影響最早在株高上表現(xiàn)出來，而對莖粗和葉片數(shù)的影響則隨處理時間延長而逐漸表現(xiàn)出來。

表1 不同處理對芹菜生長的影響

注：同列后不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

2.2 不同濃度海水對芹菜單株質(zhì)量的影響

由表2可知，在芹菜單株質(zhì)量方面，各處理地上鮮質(zhì)量均顯著低于CK處理，且海水濃度越大，差異越大。而在地上部干質(zhì)量方面，各處理雖然均低于CK處理，但T1和T2處理與CK差異不顯著。在地下部鮮質(zhì)量方面，各處理均低于CK處理，但T1和T2處理與CK在地下部干質(zhì)量方面差異不顯著。在根冠比方面，各處理隨海水濃度的增加呈上升趨勢，除T1外，其余處理與CK差異顯著。由此表明，營養(yǎng)液中海水濃度與芹菜單株產(chǎn)量二者關(guān)系為負相關(guān)，且海水濃度的變化對芹菜地上部的影響要大于對地下部的影響，對芹菜鮮質(zhì)量的影響要大于對干質(zhì)量的影響。

2.3 不同濃度海水對芹菜光合作用的影響

由表3可知，隨海水濃度的提高和處理時間的延長，CK、T1、T2三者之間光合速率差異不顯著；各處理芹菜的氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率等均呈先上升后下降的趨勢，其中T1和T2處理與CK差異不顯著，海水濃度越高，對氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率的降低作用越大。芹菜光合速率與葉綠素含量相關(guān)性不大。

2.4 不同濃度海水對芹菜品質(zhì)的影響

由表4可見，芹菜可溶性固形物含量隨海水濃度的增加而顯著升高，T5處理比CK增加了96.40%；硝酸鹽含量隨海水濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，總體要高于CK；維生素C含量方面，T1、T2和T3處理與CK相差不大，但T4和T5維生素C含量大幅增加；葉綠素含量則隨著海水濃度的增加呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。

參照王鵬勃等的評價方法[9]，在評價芹菜品質(zhì)時，單項品質(zhì)指標很難判斷芹菜的綜合品質(zhì)，因而采用多目標綜合評價方法來評價芹菜的綜合品質(zhì)。本研究選取可溶性固形物含量(X1)、維生素C含量(X2)、硝酸鹽含量(X3)、葉綠素含量(X4)這4個品質(zhì)因素作為評價因子。首先，對這4個指標進行同趨化(低優(yōu)指標)和標準化，然后利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行主成分分析，并得到相關(guān)矩陣的特征值及特征向量累積貢獻率(表5)，前2項特征根的累積貢獻率為89.1%>85%，所以，可用第一主成分和第二主成分作為評價的綜合指標，且評價的可信度為89.1%。

表2 不同處理對芹菜單株產(chǎn)量的影響

通過計算各指標與前2個主成分的關(guān)系為：

F1=0.530 9X1+0.566 5X2-0.321 9X3+0.541 8X4；

F2=0.186 8X1+0.011 6X2+0.917 8X3+0.350 1X4。

綜合評值：F=0.679 8F1+0.210 9F2，由第一主成分和第二主成分與客觀權(quán)重之積，得到營養(yǎng)液中不同濃度海水處理對芹菜品質(zhì)綜合評判結(jié)果(表6)，綜合評價值越高，芹菜品質(zhì)越好。

3 討論與結(jié)論

海水屬于復鹽體系，植物在海水處理下會受到鹽脅迫[10-11]，海水通過對植物細胞產(chǎn)生離子毒害和水分滲透等生理生化反應來影響植株的生物量和品質(zhì)。本試驗中不同濃度海水配制的營養(yǎng)液對芹菜的生長造成了不同程度的抑制，濃度越大，抑制的程度也越大，而且地上部受抑制的程度要大于地下部，這可能與脅迫條件下芹菜根系吸收能力降低，首先須要滿足根系自身生長的需要，從而減少向地上部的營養(yǎng)輸送有關(guān)，這與梁勇等在生菜上的試驗結(jié)果[12]一致。而海水濃度對芹菜鮮質(zhì)量的抑制程度要大于對干質(zhì)量的抑制程度，則可能是由于營養(yǎng)液中Na+和Cl-等離子含量的增加，通過滲透作用，導致芹菜水分的損失要大于干物質(zhì)的損失，這與Sato等的研究結(jié)果[13]一致。

表3 不同處理對芹菜光合和葉綠素的影響

表4 不同處理對芹菜品質(zhì)的影響

表5 主要主成分的特征值、貢獻率和累積貢獻率

在本試驗中，當海水濃度不超過20%時，各處理芹菜光合速率與對照差異不顯著，是由于海水中的Ca2+可有效降低鹽脅迫對光合作用的氣孔限制，緩解鹽脅迫對光合器官的傷害，保護光合器官的穩(wěn)定性，使葉片保持較高的光合性能[14-15]。但當海水濃度進一步增加，就會對芹菜葉片PSⅡ造成傷害，從而降低光合性能，使其光合作用受到明顯的抑制[16]。

本試驗中芹菜可溶性固形物含量隨海水濃度的增加而顯著增加，這主要是因為可溶性固形物作為滲透調(diào)節(jié)的重要物質(zhì)，隨鹽脅迫的增加其合成數(shù)量也大幅增加。但由于海水富含各種微量元素，并且離子種類較多，對硝酸鹽和維生素C等物質(zhì)的促進或抑制作用機制還須進一步探究。

綜上所述，利用含有適當比例濃度海水的營養(yǎng)液種植芹菜，產(chǎn)量雖有下降，但可以顯著提高芹菜的品質(zhì)，提升其產(chǎn)品價值。今后通過對海水利用的深入研究，將為在我國鹽堿地和沿海灘涂發(fā)展海水蔬菜生產(chǎn)提供技術(shù)支持，大幅增加蔬菜有效供給，提高相關(guān)地區(qū)農(nóng)民的收入，解決淡水緊缺的問題，具有重大的經(jīng)濟和社會意義。