李永恩，羅健，伏廣農(nóng)，劉士哲（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣州 510000）

鹿茸是脊索動(dòng)物門哺乳綱鹿科的梅花鹿或馬鹿的雄鹿未骨化密生帶茸毛的幼角，是中國名貴藥材之一。其化學(xué)成分較復(fù)雜，主要有氨基酸、脂肪酸、蛋白質(zhì)、維生素及其他無機(jī)元素等[1]。氨基酸包括色氨酸、賴氨酸、谷氨酸等約19 種以上[2]。脂肪酸類化合物包括：豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸等10 種[3]。無機(jī)元素包括常量元素Ca、Na、K、P、Mg 和微量元素Fe、Zn、Cu、Cr、Sr、Ni、Mo、Co、Mn、V、Sn[4]。另外，因?yàn)槁谷资且环N特殊的骨組織，其上沒有肌肉附著，而是由一層豎毛的表皮層覆蓋。每年在鹿茸的生長期（90～120 天），骨軸的延伸很快，可達(dá)1～2 cm/ 天，為便于覆蓋新增長的骨質(zhì)，相應(yīng)表皮層也要增生，且每年鹿茸都進(jìn)行周期性替換[5]。因此人們推測(cè)鹿茸中可能存在某種活性物質(zhì)，控制并刺激鹿茸的生長。這種活性物質(zhì)主要由氨基酸、生物酶、神經(jīng)生長因子、表皮生長因子、胰島素樣生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子組成。前人分別對(duì)鹿茸蛋白多肽、鹿茸多糖、鹿茸生長因子的藥理作用進(jìn)行了研究，證實(shí)了這類活性營養(yǎng)物質(zhì)的藥用價(jià)值[6-10]。研究者也證明了鹿茸的醫(yī)學(xué)價(jià)值，可作為人體的健康補(bǔ)品食用[11-13]。這類活性物質(zhì)及無機(jī)元素不僅對(duì)人體有益，而且有利于蔬菜的生長，如亮氨酸和甘氨酸可提高幼水稻苗的干重[14]。色氨酸是植物生長素的前體物質(zhì)，可起到類激素作用[15]。同時(shí)也使棉花各項(xiàng)生長指標(biāo)顯著提高[16]。同時(shí)若這些活性物質(zhì)能被蔬菜吸收并利用，還可作為功能性蔬菜供人們食用。藥材應(yīng)用于種植上的相關(guān)研究主要集中于藥渣制備成有機(jī)肥[17]及基質(zhì)[18]，可看出藥渣應(yīng)用于蔬菜種植上的潛力，本文首次將鹿茸應(yīng)用于蔬菜種植上，加入形式選擇鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液，初步探究其對(duì)葉菜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，為藥材在蔬菜種植上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

材料和方法

試驗(yàn)材料

供試植物：油麥菜（Lactuca sativavar.longifoliaf.Lam），品種為‘蘇仔’；生菜（Lactuca sativaL.），品種為‘至尊寶’，菊科萵苣屬；芥菜（Brassica junceaL.），品種為‘客家芥’；上海青（Brassica chinensisL.），品種為‘華櫻’，十字花科蕓苔屬。幼苗均由廣州綠垠農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司提供。

供試鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液由韓國CELLOGIN 有限公司提供，零售價(jià)為200 元/L，其理化性質(zhì)：pH 為7.74、NO3

-含量12.92 mg/L、NH4+含量50.68 mg/L、P2O5含量35.81 mg/L、K2O含量98.07mg/L、Ca含量117.05mg/L、Mg含量31.97 mg/L、游離氨基酸總量312.73 mg/L。

供試營養(yǎng)液：以華南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉菜B 配方[19]和通用微量元素配方為基礎(chǔ)。試驗(yàn)中營養(yǎng)液化合物原料均來自化學(xué)肥料，供試水源為自來水。

試驗(yàn)裝置：藍(lán)色塑料箱（385 mm×280 mm×140 mm），每箱盛放10 L 營養(yǎng)液，上面覆蓋均勻?qū)ΨQ開6 個(gè)孔的20 mm 泡沫板。

試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用靜止水培的方法，試驗(yàn)一供試植物為油麥菜與芥菜，兩種作物放置于同一裝置中種植，設(shè)置7 個(gè)處理，即營養(yǎng)液中添加7 個(gè)濃度鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液，分別為0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.6%、0.8%，每個(gè)處理設(shè)置4 個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)二供試植物為生菜與上海青，設(shè)置5 個(gè)處理，即營養(yǎng)液中添加5 個(gè)濃度鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液，分別為0、0.4%、0.6%、0.8%、1%，每個(gè)處理設(shè)置4 個(gè)重復(fù)。其中0 濃度為對(duì)照處理，即1 個(gè)劑量的華南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉菜B 配方營養(yǎng)液。栽培期間每天觀察植物生長情況并做記錄，每3 天測(cè)定1 次營養(yǎng)液pH 和EC 并攪拌營養(yǎng)液，每5天拍照記錄植物長勢(shì)。試驗(yàn)于2019 年10～11 月、2019 年12 月～2020 年1 月在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院教學(xué)實(shí)踐基地溫室大棚內(nèi)進(jìn)行。

測(cè)定項(xiàng)目及方法

營養(yǎng)液EC 使用便攜式電導(dǎo)率儀測(cè)定，pH使用METTLER TOLED MP120 型pH 儀測(cè)定。

植株鮮重、根重及干重使用電子天平稱量，株高用軟尺測(cè)量，莖粗使用游標(biāo)卡尺測(cè)量，葉綠素含量使用葉綠素SPAD-502 儀測(cè)定。

VC 的測(cè)定采用紫外分光光度法[20]，游離氨基酸的測(cè)定采用茚三酮顯色法；根系活力的測(cè)定采用α-萘胺氧化法。

數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)采用SPSS、Microsoft Office Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析。

結(jié)果與分析

不同濃度鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理對(duì)水培葉菜生長的影響

對(duì)油麥菜和芥菜生長的影響

由表1 可知，與對(duì)照組對(duì)比，0.8% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理顯著抑制油麥菜生物量及株高的提高，可食部分鮮重顯著降低38.35%，根系顯著降低38.99%，株高顯著降低12%。油麥菜生長不佳一方面可能是由于靜止水培條件下高濃度有機(jī)物質(zhì)的添加影響植株根系的生長，從而影響植株整體生長狀況。另一方面可能是添加濃度高，導(dǎo)致某些活性物質(zhì)抑制蔬菜整體生長。相反，0.8% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理顯著提高芥菜相對(duì)葉綠素值，且鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液的添加對(duì)芥菜的產(chǎn)量無顯著影響。

表1 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)油麥菜及芥菜產(chǎn)量、株高、莖粗和葉綠素的影響

對(duì)生菜和上海青生長的影響

由表2 可知，與對(duì)照組對(duì)比，鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)生菜產(chǎn)量無顯著影響。1% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理下生菜株高顯著降低，可能是由于1% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理下生菜的長勢(shì)較小，導(dǎo)致株高受影響。與生菜不同的是，鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液濃度為0.4% 和0.6% 時(shí)，上海青的可食部分鮮重顯著高于對(duì)照組處理，分別增產(chǎn)7.96% 和8.22%，其余指標(biāo)則無顯著差異。

表2 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)生菜及上海青產(chǎn)量和株高的影響

不同濃度鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理對(duì)水培葉菜品質(zhì)的影響

對(duì)油麥菜和芥菜VC 含量、游離氨基酸總量與根系活力的影響

由表3 可知，添加鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液組間VC含量變化幅度是先上升后下降的趨勢(shì)，0.6% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理下油麥菜VC 含量最高，顯著高于0.2% 處理。鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理下的油麥菜根系活力均比對(duì)照組高，且0.6% 的鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液呈顯著差異。一方面可能是由于營養(yǎng)液內(nèi)加入了有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生了微生物，微生物的活動(dòng)提高了其根系活力。另一方面可能是由于鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液中的豐富的活性物質(zhì)刺激根系生長。相反，添加鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)芥菜品質(zhì)的影響不大。

表3 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)油麥菜及芥菜品質(zhì)的影響

對(duì)生菜和上海青葉綠素、游離氨基酸總量與根系活力的影響

由表4 可知，對(duì)生菜來說，0.4% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理顯著提高游離氨基酸總量，0.4%、0.8% 和1% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理顯著提高根系活力。對(duì)上海青來說，0.6% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理顯著提高游離氨基酸總量。說明添加適量鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)生菜及上海青的品質(zhì)均有積極影響。

表4 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)生菜及上海青品質(zhì)的影響

不同濃度鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理下營養(yǎng)液pH、EC 動(dòng)態(tài)變化

營養(yǎng)液pH 變化情況

營養(yǎng)液pH 不僅影響營養(yǎng)元素存在狀態(tài)，也對(duì)作物生長狀況產(chǎn)生一定的影響，適宜大多數(shù)作物生長的營養(yǎng)液的pH 在5.5～6.5。鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理下營養(yǎng)液pH 變化見圖1。葉菜生長前期營養(yǎng)液pH 逐漸升高，芥菜與油麥菜、生菜與上海青的最高值分別為7.73、6.70、6.83；生長中期各處理營養(yǎng)液pH 出現(xiàn)了不同程度的降低，各自最低的pH 均出現(xiàn)在11 月10 日、12 月21 日，最低值分別為6.51、5.96、6.20，隨后又不斷升高至7.19～7.33、7.01～7.11、7.06～7.14 范圍內(nèi)。十字花科蔬菜對(duì)鐵的吸收與營養(yǎng)液pH 有很大關(guān)系，雖然葉菜生長營養(yǎng)液pH 均高于7，但是在試驗(yàn)過程中均未發(fā)現(xiàn)葉菜有缺素癥狀，這可能與鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液中豐富的無機(jī)養(yǎng)分或活性物質(zhì)有關(guān)，相關(guān)原因仍需后續(xù)試驗(yàn)驗(yàn)證。通過其變化幅度或變異系數(shù)可知，不同濃度鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)葉菜生長周期內(nèi)栽培營養(yǎng)液pH 有不同程度的調(diào)節(jié)和緩沖作用，且鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液濃度越高，緩沖作用越明顯。但由于栽培營養(yǎng)液pH 都在植株生長正常范圍內(nèi)波動(dòng)，所以其調(diào)節(jié)緩沖作用效益不大。

圖1 芥菜和油麥菜、生菜、上海青的栽培營養(yǎng)液pH 的動(dòng)態(tài)變化

營養(yǎng)液EC 變化情況

溶液的EC 不但間接反映了營養(yǎng)液濃度大小，而且直接影響了作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。圖2是不同濃度鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理下的營養(yǎng)液電導(dǎo)率的變化過程。在植株生長周期內(nèi)芥菜和油麥菜、生菜、上海青營養(yǎng)液的EC 分別在1.10～1.70 mS/cm、1.20～1.91 mS/cm、1.05～1.88 mS/cm 范圍內(nèi)波動(dòng)，且隨著添加鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液濃度的增加，營養(yǎng)液中EC 逐漸升高。在整個(gè)生育期中，0.8% 和1% 的鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理電導(dǎo)率最高，這是因?yàn)槁谷准?xì)胞培養(yǎng)液中含有豐富的礦質(zhì)元素，從而使?fàn)I養(yǎng)液的離子濃度升高。由于溫度與作物耗水速度的不同，當(dāng)作物耗水量大于其吸收礦質(zhì)元素的量時(shí)，栽培營養(yǎng)液的EC 就會(huì)出現(xiàn)最大值，芥菜與油麥菜、生菜與上海青的各處理EC 最大值分別出現(xiàn)在11 月1 日、12 月18 日，之后耗水速度減慢，EC 也隨后降低。芥菜與油麥菜的栽培營養(yǎng)液EC 在生長初期出現(xiàn)上升趨勢(shì)是因?yàn)闇囟容^高，植株的水分蒸騰速率大于根系吸收養(yǎng)分的速率，導(dǎo)致營養(yǎng)液中各種礦質(zhì)元素濃度逐漸升高，EC 上升。

圖2 芥菜、油麥菜和生菜、上海青的栽培營養(yǎng)EC 動(dòng)態(tài)變化

結(jié)論與討論

經(jīng)過試驗(yàn)研究可得出以下4 點(diǎn)結(jié)論：①0.8% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理顯著抑制油麥菜整體生長，導(dǎo)致減產(chǎn)，但根系活力顯著提高。②0.8% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理顯著促進(jìn)芥菜相對(duì)葉綠素值升高。鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液的添加對(duì)芥菜的產(chǎn)量及品質(zhì)無顯著影響。③添加0.4% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液均可顯著提高生菜游離氨基酸總量和根系活力，但1% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理使株高顯著降低。④添加0.4% 和0.6% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液分別顯著提高上海青產(chǎn)量7.96% 和8.22%，0.4% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理對(duì)游離氨基酸總量也有顯著提高。綜上所述，添加0.4% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)上海青的生長及品質(zhì)和生菜的品質(zhì)均有積極影響，相反添加過量鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液抑制油麥菜及生菜的生長。

不同濃度鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)植物生長周期內(nèi)栽培營養(yǎng)液pH 有不同程度的調(diào)節(jié)緩沖作用，且處理鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液濃度越高，緩沖作用越明顯。但由于栽培營養(yǎng)液pH 都在植株生長正常范圍內(nèi)波動(dòng)，所以其調(diào)節(jié)緩沖作用效益不大。同時(shí)隨著添加鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液濃度的增加，營養(yǎng)液中的EC 逐漸升高，在整個(gè)生育期中，1% 的鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液處理電導(dǎo)率最高，這是由于鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液中含豐富的礦質(zhì)元素，進(jìn)而增加營養(yǎng)液的離子濃度。

本試驗(yàn)僅對(duì)鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)葉菜生長及品質(zhì)影響進(jìn)行探究，具體影響葉菜生長的機(jī)理及其功能性還需要做進(jìn)一步研究。鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液雖含有豐富的無機(jī)及有機(jī)養(yǎng)分與活性物質(zhì)，也有利于部分蔬菜的生長，但若要應(yīng)用在生產(chǎn)上，成本問題是主要限制因素，以本次試驗(yàn)種植的上海青為例，大棚內(nèi)按照22.5 萬株/hm2的密度進(jìn)行蔬菜種植，試驗(yàn)的上海青對(duì)照處理（未加入鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液）的產(chǎn)量為85.35g/ 株，折算每公頃產(chǎn)量為1.92 萬kg，而添加了0.4% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液之后的產(chǎn)量為92.14 g/ 株，即產(chǎn)量為2.07 萬kg/hm2，添加了0.4% 鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液的每公頃增產(chǎn)0.15 萬kg，如果按照蔬菜4.00 元/kg 的價(jià)格計(jì)算，則添加了0.4% 的鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液增加的產(chǎn)值為6000 元，添加0.6%的鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液的產(chǎn)量增加與添加0.4% 的沒有顯著差別。按照每茬（28 天）消耗1 L/ 株?duì)I養(yǎng)液量計(jì)算，此時(shí)如果添加0.4% 和0.6% 的鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液的額外種植成本約為1.80 萬元和2.70萬元，所以鹿茸細(xì)胞培養(yǎng)液應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中的效益很低，但從提高蔬菜的氨基酸含量方面有其積極的作用，今后是否可選用價(jià)格更經(jīng)濟(jì)的藥材來促進(jìn)蔬菜生長和產(chǎn)量的提高，還有待于開展深入的研究。