CN110612899A - 低钾生菜的水培方法 - Google Patents

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颜志明
王媛花
王全智
解振强
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    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种低钾生菜的水培方法，包括：在生菜的水培后期，降低水培营养液中钾离子的含量，增加钙离子的含量；所述钾离子的浓度降低至初始的40～60％，钙离子的浓度增加至初始的140～160％；水培后期，向生菜叶面施用脯氨酸。本发明在降低生菜叶片含钾量的前提下，提高低钾生菜产量，并且增加叶片中的含钙量和Vc含量，该方法不需要配备人工光源且仅需调整一次营养液配方，操作简单、节能方便，效果良好。

Description

低钾生菜的水培方法
技术领域
本发明涉及蔬菜的栽培方法，尤其涉及一种低钾生菜的水培方法。
背景技术
据统计，我国患有慢性肾病的患者高达1.3亿，慢性肾病已成为我国重要的公共卫生与健康问题。慢性肾病患者的饮食需要严格控制钾的摄入量，新鲜蔬菜含钾量较高，不适合慢性肾病患者食用，通常需要经过淋洗、浸泡、烹煮等方式降低蔬菜中的含钾量。然而，这些处理方式也会导致生菜叶片中的维生素、矿质元素等营养成分大量流失，造成蔬菜品质和口感的下降，因此，研究和生产低钾蔬菜，丰富肾病患者的食物选择，改善肾病患者的生活质量不仅是肾病患者的迫切需求，也是相关领域的研究重点。
生菜(Lactuca sativa L.)又称叶用莴苣，属菊科莴苣属，为一年生或二年生草本作物，是一种重要的世界性绿叶蔬菜。生菜叶片可以生食，叶片口感脆嫩，营养含量丰富，深受消费者和种植者的青睐，发展前景良好。同时，由于生菜植株体积小、生长周期短、适宜水培种植、易于管理，是目前生产低钾蔬菜的主要研究对象之一。生菜叶片的含钾量约为510mg/100g，通过在水培生菜的生长后期使用清水代替前期营养液是一种获得含钾量较低生菜的方法。然而，由于钾是植物生长发育所必须的营养元素之一，参与植株的生长发育、光合作用和物质代谢等生理生化过程，钾素缺失会影响植株的生长发育和光合作用，降低生菜的产量和品质。尽管结合人工光源照射可以使生菜的产量或品质得到一定的改善，然而，人工光源提高了生产成本，限制了生产场地并且增加了管理难度，在农业技术推广中存在一定难度。
发明内容
发明目的：针对现有技术中低钾生菜生产存在的产量和品质下降的问题，本发明提供了一种低钾生菜的水培方法。
技术方案：本发明所述的低钾生菜的水培方法，包括：在生菜的水培后期，降低水培营养液中钾离子的含量，增加钙离子的含量。
在生菜的水培后期，通过降低水培营养液中钾离子的含量，可以降低生菜叶片中的含钾量，通过增加水培营养液中钙离子的含量，一方面可以增加生菜叶片中的含钙量，另一方面可以缓解营养液中钾离子含量的减少给生菜生长带来的不利影响，发明人发现，减少营养液中钾含量的同时适当增加钙含量，不仅可以达到生产低钾高钙生菜的效果，还可以提高叶片中维生素C(Vc)的含量，相较于钠离子替代钾离子，不仅能够提升生菜的地上部鲜重和Vc含量，而且可以避免因为吸收过多的钠离子造成生菜叶片中钠离子含量过高导致对肾病患者的潜在伤害。
本发明中，所述生长后期是指生菜的地上部鲜重达到70～80g/株开始直至采收的时期，一般将具有3～4片真叶的生菜苗水培14d左右即开始进入生长后期，再培养7d左右即可采收。
优选的实施方式，所述钾离子的浓度降低至初始的40～60％，进一步为45～55％，所述钙离子的浓度增加至初始的140～160％，进一步为145～155％。其中初始是指在生菜水培前期水培营养液中元素含量。初始的水培营养液可以采用1/2倍的日本园试配方，具体配方组分为：Ca(NO3)2·4H2O 472.5mg/L，KNO3 404.5mg/L，NH4H2PO4 76.5mg/L，MgSO4·7H2O246.5mg/L，FeSO4·7H2O 27.8mg/L，EDTA-2Na 37.2mg/L，H3BO3 2.86mg/L，MnSO4·4H2O2.13mg/L，ZnSO4·7H2O0.22mg/L，CuSO4·5H2O 0.08mg/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.02mg/L。
水培营养液中，所述钾离子以硝酸钾形式添加，所述钙离子以硝酸钙形式添加，水培后期通过调整硝酸钾和硝酸钙的含量调节钾离子和钙离子的含量。提升硝酸钙的含量，在提高钙离子含量的同时补充硝酸根，尽可能达到硝酸根的平衡。
优选的实施方式，水培后期，水培营养液中Ca(NO3)2·4H2O的浓度为690～720mg/L，KNO3的浓度为180～220mg/L，更优选的，Ca(NO3)2·4H2O的浓度为708.5mg/L，KNO3的浓度为202.2mg/L。
进一步，水培后期，向生菜叶面施用脯氨酸。脯氨酸是一种水溶性小分子渗透物质，可以提高细胞吸水能力、稳定亚细胞结构、调节细胞质的渗透势，可以提高植物自身的抗氧化酶活性，清除逆境胁迫下产生的活性氧，通过施用脯氨酸提升生菜对缺钾胁迫的抗逆性，降低缺钾对生菜的伤害。
优选的实施方式，施用脯氨酸与调整水培营养液成分同步进行。
所述脯氨酸浓度为0.8～1.5mmol/L，进一步为0.8～1.0mmol/L。每天喷施脯氨酸1～2次，以叶面有液珠掉落为止，连续喷施2～4d。
有益效果：
通过在生菜生长后期进行营养液配方调整，可以降低生菜叶片中钾含量，提高钙含量，对于患有慢性肾病的患者，由于其身体比较虚弱，对钙的吸收能力较差，容易出现缺钙情况，食用含钾量低而含钙量高的蔬菜可以满足肾病患者对钙的需求，有助于肾病的治疗和康复。
与一价钠离子部分取代一价钾离子来降低水培营养液中的钾含量从而降低生菜叶片中含钾量的方式相比，提高营养液中钙含量的方法不仅实现降低生菜叶片中的含钾量，还使产量提高了38％以上，Vc的含量也有所提高。本方法得到的低钾生菜叶片中含钙量比普通生菜叶片中含钙量提高20％以上；低钾生菜叶片中Vc含量比普通生菜叶片中Vc含量提高75％以上。
本发明方法仅需要在生菜生长后期进行一次营养液配方的调整与叶面喷施脯氨酸外源物质，不需要增加人工光源等设备，操作简单方便、节能环保、安全性高，易于实现标准化、规模化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
(1)试验于2018年10月至11月在江苏农林职业技术学院的科研基地连栋温室内进行，整个实验期间温室内平均气温为25/18℃(白天/夜晚)，相对湿度为50～65％，CO2浓度为380～390μmol·mol-1，日平均光照强度为400～500μmol·m-2·s-1。将罗曼生菜种子按照常规方式浸种催芽，播种于300孔含海绵块的育苗穴盘中，置于温室内育苗培养。
(2)育苗21d后，将具有3～4片真叶的长势一致、健壮无病虫害的生菜幼苗移栽至栽培槽中，采用深液流水培技术进行栽植，每个栽培箱容量为30L，每箱种植6株生菜，用空气压缩泵通气。营养液选择1/2倍的日本园试配方，配方组分为：Ca(NO3)2·4H2O 472.5mg/L，KNO3 404.5mg/L，NH4H2PO4 76.5mg/L，MgSO4·7H2O 246.5mg/L，FeSO4·7H2O 27.8mg/L，EDTA-2Na 37.2mg/L，H3BO32.86mg/L，MnSO4·4H2O 2.13mg/L，ZnSO4·7H2O 0.22mg/L，CuSO4·5H2O 0.08mg/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.02mg/L，营养液每7d更换一次。移栽14d后(地上部鲜重达到70～80g/株)，开始进行不同处理，7d后采收，处理方法具体如下：
对照组(CK)：保持栽培过程中的营养液配方不变并且不进行任何外源物质的叶面喷施处理；
实验组1(T1)：将营养液配方中的钾离子含量减半，保证营养液中其它营养元素含量不变，用NaNO3代替KNO3，即配方组分中的大量元素含量为：Ca(NO3)2·4H2O 472.5mg/L，KNO3 202.2mg/L，NaNO3 170mg/L，NH4H2PO4 76.5mg/L，MgSO4·7H2O 246.5mg/L，微量元素含量同CK；
实验组2(T2)：增加营养液配方中的钙离子含量并且将钾离子含量减半，即配方组分中的大量元素含量为：Ca(NO3)2·4H2O 708.5mg/L，KNO3 202.2mg/L，NH4H2PO4 76.5mg/L，MgSO4·7H2O 246.5mg/L，微量元素含量同CK；
实验组3(T3)：与实验组2的处理大致相同，区别在于在营养液更换后立即进行叶面喷施脯氨酸处理，脯氨酸浓度为1.0mmol/L，每天18:00进行叶面喷施，以叶面有液珠掉落为止，连续喷施3d。
(3)生菜采收后进行地上部鲜重，叶片中含钾量、含钙量、Vc含量和可溶性糖含量的测定；其中钾含量和钙含量的测定采用火焰原子吸收分光光度法；Vc含量测定采用比色法；可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法，结果如下：
表1
表格中数据采用平均值±标准差表示，同列不同字母表示不同处理间在0.05差异显著，采用Duncan’s多重比较(n＝6)。
由表1可知，T1、T2的地上部鲜重均显著低于CK，分别下降30.3％、13.8％，T3的地上部鲜重与CK无显著差异；与CK相比，T1、T2、T3生菜叶片中的含钾量分别下降41.7％、40.6％、36.7％，并且差异显著；T2、T3生菜叶片中的含钙量均显著高于CK，分别提高29.2％、20.4％，而T1生菜叶片中的含钙量略有下降，但差异并不显著；T1、T2、T3生菜叶片中的Vc含量均显著高于CK，分别提高39.3％、81.7％、79.5％；不同处理对生菜叶片中的可溶性糖含量没有影响。

Claims (9)

1.一种低钾生菜的水培方法，其特征在于，包括：在生菜的水培后期，降低水培营养液中钾离子的含量，增加钙离子的含量。
2.根据权利要求1所述的低钾生菜的水培方法，其特征在于，所述钾离子的浓度降低至初始的40～60％，钙离子的浓度增加至初始的140～160％。
3.根据权利要求1所述的低钾生菜的水培方法，其特征在于，水培营养液中，所述钾离子以硝酸钾形式添加，所述钙离子以硝酸钙形式添加，水培后期通过调整硝酸钾和硝酸钙的含量调节钾离子和钙离子的含量。
4.根据权利要求1所述的低钾生菜的水培方法，其特征在于，水培后期，水培营养液中Ca(NO3)2·4H2O的浓度为690～720mg/L，KNO3的浓度为180～220mg/L。
5.根据权利要求1所述的低钾生菜的水培方法，其特征在于，初始的水培营养液采用1/2倍的日本园试配方。
6.根据权利要求1所述的低钾生菜的水培方法，其特征在于，水培后期，向生菜叶面施用脯氨酸。
7.根据权利要求6所述的低钾生菜的水培方法，其特征在于，施用脯氨酸与调整水培营养液成分同步进行。
8.根据权利要求6所述的低钾生菜的水培方法，其特征在于，脯氨酸浓度为0.8～1.5mmol/L。
9.根据权利要求6所述的低钾生菜的水培方法，其特征在于，每天喷施脯氨酸1～2次，以叶面有液珠掉落为止，连续喷施2～4d。
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