一种提高设施栽培芹菜叶片叶绿素含量的氮肥施用方法与流程

1.本发明属于农业种植技术领域，尤其涉及一种设施栽培芹菜增产增质的氮肥叶面喷施方法。


背景技术：

2.芹菜又名芹、香芹，是一二年生草本植物。芹菜是我国主要的蔬菜作物之一，作为我国蔬菜产业中不可缺少的一部分，其种植面积常年稳定在千万亩。当前我国设施蔬菜产业正处在蓬勃发展阶段，已初步形成了设施生产栽培体系，设施芹菜的种植规模逐年递增。
3.芹菜生长过程中喜冷凉环境，植株喜光，是常见的长日照植物之一，其叶片是主要食用部位。芹菜含有丰富的维生素c、可溶性糖和膳食纤维等营养成分，具有清热解毒、平肝降压、美容养颜等保健功能。此外，芹菜也具有鲜美清新的口感及多样的烹饪食用方式，常作为日常煮食或凉拌菜品的重要原材料之一。
4.氮作为蔬菜生长必需的营养元素之一，适量供应氮肥能明显提高农产品的产量，使蔬菜作物生长茂盛。近年来氮肥作为应用最广的一类肥料，其施用量在农业生产中占据首位。但在生产过程中农户为了提高经济效益，往往盲目过量施用氮肥。导致了当前我国氮肥消耗量超过世界总量的三分之一，施用后氮肥吸收率则不到三分之一。在芹菜生产过程中，尤其是芹菜的设施栽培中，氮肥施用是否合理是影响芹菜产量和品质的重要因素。过量施用氮肥不仅不利于芹菜生长发育，降低芹菜的品质，还会加剧土壤的盐渍化和酸化，影响芹菜产业的可持续发展。
5.包括芹菜在内的大多数植物，都可以通过地下部和地上部两个途径吸收养分满足自身对肥料的需求。目前，对芹菜氮肥施用的研究多集中在露地栽培生产中，施肥的方式也主要以根部施用为主，对设施芹菜生产中氮肥合理施用的研究还不够深入。芹菜设施生产过程中，采用叶面施肥可以通过叶片吸收养分，改善土壤肥力不足导致的问题，提高芹菜产量品质和肥料的利用率。
6.设施芹菜生产过程中，生育期氮肥的施用量和方式是影响其产量和品质的重要因素。就目前我国芹菜产业生产现状而言，仍存在资源利用率低和水肥管理不科学等问题，和发达国家相比还存在一定差距。近年来，为追求更高的经济效益，芹菜生产过程中往往存在盲目、过量地施用化肥，尤其是氮肥的现象。过量施用氮肥会加剧环境污染，不利于设施农业的可持续发展，因此，科学系统地研究不同氮肥浓度对设施芹菜生长和品质的影响，对芹菜的栽培管理具有重要的借鉴和指导意义。
7.本发明以芹菜品种
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’为试验材料，以碳酸氢铵(纯度＞99％)配置的不同浓度氮肥为变量，采用叶面喷施氮肥后采收芹菜植株，测定单株重、可溶性糖和抗坏血酸含量等指标，明确最优的设施栽培芹菜氮肥叶面喷施浓度。致力于建立一种设施栽培芹菜增产增质的氮肥叶面喷施方法，应用于芹菜设施栽培生产。


技术实现要素：

8.本发明的目的是提供一种设施栽培芹菜增产增质的氮肥叶面喷施方法，提高设施栽培芹菜单株重、抗坏血酸、可溶性糖等含量，从而实现设施栽培芹菜的增产提质。
9.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
10.本发明提供一种设施栽培芹菜增产增质的氮肥叶面喷施方法，包括以下步骤：
11.步骤1)设施栽培芹菜的播种和育苗
12.将芹菜品种
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’的种子用45℃温水浸泡20 分钟，转入凉水浸种24小时。沥干水分后于15℃环境下保湿催芽，待芹菜种子70％露白进行播种。
13.步骤2)设施栽培芹菜的定植与管理
14.芹菜品种
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’出苗后，进行间苗，疏苗，去除病苗、弱苗，以保证芹菜幼苗的质量。至芹菜幼苗株高达到8厘米，5片真叶展开时，进行芹菜设施移栽定植。
15.设施栽培芹菜定植畦面宽1.5米，沟宽0.4米。移栽密度株行距为15厘米
×
20厘米。
16.设施栽培芹菜生长过程中的田间管理依常规开展。
17.步骤3)设施栽培芹菜叶面喷施氮肥的配置
18.分别称取适量碳酸氢铵粉末，加入纯水，配置不同浓度含氮溶液，分别为：2.82g碳酸氢铵/100 g水(0.5％)、11.29g碳酸氢铵/100g水(2.0％)、28.2g碳酸氢铵/100g水(5.0％)。试验所用碳酸氢铵采购自北京伊诺凯科技有限公司(纯度＞99％)。
19.步骤4)设施栽培芹菜的叶面氮肥喷施
20.从定植后20天开始，每隔5天分别对芹菜
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’叶面进行一次氮肥喷施，连续喷施4次，用量为每平方米喷施100毫升，并以喷施等量纯水作为对照。
21.步骤5)设施栽培芹菜的采收
22.定植60天后，进行设施栽培芹菜的采收，人工拔取完整的芹菜植株。
23.步骤6)设施栽培芹菜单株重、可溶性糖和抗坏血酸含量的测定
24.本发明公开了以下技术效果：
25.本发明为一种设施栽培芹菜增产增质的氮肥叶面喷施方法，对不同浓度(0.0％、0.5％、2.0％和5.0％)氮素叶面施肥处理的芹菜，进行单株重、可溶性糖和抗坏血酸含量的测定与比较分析。与对照相比，2.0％氮素叶面喷施处理的芹菜
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’植株的单株重均显著增加，分别增加了69％、41％、230％和61％；芹菜叶片中可溶性糖的含量增量分别为23％、170％、71％、33％；抗坏血酸增量分别为76％、184％、51％、94％。
26.本发明通过采用2.0％的碳酸氢铵配置的氮素肥液，对定植20天的芹菜连续进行4次叶面喷施。不仅提高了芹菜植株的单株重，还改善了芹菜相应品质指标，起到增产增质的作用。该发明能够为设施栽培芹菜的科学肥料管理技术提供理论依据，并通过增加氮肥的利用效率减少氮肥施用量，间接改善设施栽培芹菜生产田块的土壤理化性状，对于保护生态环境也有重要意义。
附图说明
27.图1是芹菜
‘
紫衣仙子’、
‘
赛雪’、
‘
四季西芹’、
‘
宁芹1号’植株
28.图2是芹菜
‘
紫衣仙子’、
‘
赛雪’、
‘
四季西芹’、
‘
宁芹1号’植株不同氮素叶面喷施后单株重。不同小写字母表示差异显著(p＜0.05)。
29.图3是芹菜
‘
紫衣仙子’、
‘
赛雪’、
‘
四季西芹’、
‘
宁芹1号’植株不同氮素叶面喷施后叶片可溶性糖含量。不同小写字母表示差异显著(p＜0.05)。
30.图4是芹菜
‘
紫衣仙子’、
‘
赛雪’、
‘
四季西芹’、
‘
宁芹1号’植株不同氮素叶面喷施后叶片抗坏血酸含量。不同小写字母表示差异显著(p＜0.05)。
具体实施方式
31.实施例
32.植物材料
33.以芹菜品种
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’作为试验材料。
34.下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析。
35.实施例1芹菜的设施栽培
36.将芹菜品种
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’的种子45℃温水浸泡20分钟后，转入凉水浸种24小时。沥干水分后于15℃环境下保湿催芽，待芹菜种子70％露白进行播种。
37.芹菜品种
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’出苗后，进行间苗，疏苗，去除病苗、弱苗，以保证芹菜幼苗的质量。至芹菜幼苗株高达到8厘米，5片真叶展开时，进行芹菜设施移栽定植。
38.设施栽培芹菜定植畦面宽1.5米，沟宽0.4米。移栽密度株行距为15厘米
×
20厘米。
39.设施栽培芹菜生长过程中的田间管理依常规开展。
40.图1为设施栽培定植60天采收的芹菜植株。
41.实施例2设施栽培芹菜叶面喷施用不同浓度氮肥配置
42.称取适量碳酸氢铵粉末加入纯水，配置不同浓度含氮溶液，其配置用量与浓度分别为：2.82g 碳酸氢铵/100g水(0.5％)、11.29g碳酸氢铵/100g水(2.0％)、28.2g碳酸氢铵/100g水(5.0％)。碳酸氢铵采购自北京伊诺凯科技有限公司(纯度＞99％)。
43.实施例3对设施栽培芹菜
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’进行氮肥叶面喷施
44.本试验于2020年秋季在宿迁设施园艺研究院(南京农业大学)设施大棚中进行，试验设置四个处理：处理1为纯水对照；处理2为0.5％浓度氮肥；处理3为2.0％浓度氮肥；处理4为5.0％浓度氮肥。试验芹菜品种为
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’，在芹菜定植20天后开始喷施叶面肥，叶片正反两面需均匀喷施。每个处理设3个重复，每个试验小区面积为5平方米，每小区单次喷施500毫升。每隔5天喷施一次，一共喷施4次。
45.实施例4设施栽培芹菜的采收与取样
46.定植后60天进行芹菜采收，采收时人工拔取完整的芹菜植株。每个小区随机选取5～10株芹菜植株进行取样。
47.实施例5设施栽培芹菜农业性状的调查与分析
48.对芹菜品种为
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’植株开展农业性状的调查与分析。对8个主要农艺性状进行测定。其中株高、小叶长、小叶宽采用直尺进行测量，叶柄宽、叶柄厚采用游标卡尺进行测量，叶片数、叶柄数采用人工计数方法进行测量，单株重采用电子天平进行测量。
49.与对照组植株相比，
‘
赛雪’和
‘
四季西芹’在浓度为5.0％的氮素处理下株高显著增加。
‘
四季西芹’在浓度为2.0％氮素处理下叶片数达到最大且达显著水平。在氮素处理后，
‘
赛雪’的叶柄宽、叶柄厚与对照相比均有显著差异；四季西芹’和
‘
宁芹1号’在浓度为2.0％和5.0％的氮素处理下，小叶长和小叶宽显著增加(表1)。
50.测定不同浓度氮素处理后植株单株重的变化。结果发现，与对照相比，
‘
紫衣仙子’在浓度为 2.0％和5.0％的氮素处理下单株重均显著增加，且在叶面喷施氮浓度为2.0％时单株重的增加量最大，相比于对照增加了2.3倍；
‘
赛雪’的单株重随施用氮素浓度的增加而增加，并在浓度为5.0％的氮素处理下显著高于对照。经5.0％浓度的氮肥处理，
‘
四季西芹’的单株重约为对照的2倍，达到显著水平。
‘
黄太极’的各处理组单株重与对照之间均没有显著变化。
‘
宁芹1号’在2.0％氮肥处理下的单株重增加，且显著高于对照，而当施用氮肥浓度增加至5.0％时其单株重降低(图2)。其中与对照相比，2.0％氮素叶面喷施施肥的芹菜
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’植株单株重均显著增加，分别增加了69％、41％、230％和61％。
51.表1不同浓度氮素处理芹菜的农艺性状
52.注：不同小写字母表示差异显著(p＜0.05)。
53.实施例5设施栽培芹菜可溶性糖测定
54.使用可溶性糖含量检测试剂盒(茁彩生物科技有限公司，上海，中国)进行芹菜叶片中可溶性糖含量测定。称取鲜样2g，加入蒸馏水1ml研磨成匀浆，沸水浴10min，冷却后室温下8000rpm 离心10min。取上清液于10ml容量瓶中，用蒸馏水定容，摇匀。吸取待测液，使用酶标仪于波长 620nm下检测吸光值，以蒸馏水为对照调零，记录试验数据。每个样品设置3个生物学重复，根据样品质量计算可溶性糖含量。
55.可溶性糖标准曲线的建立：在10mg无水葡萄糖中加入1ml蒸馏水溶解，配制成10mg/ml 的葡萄糖母液备用。通过蒸馏水将母液稀释配置成浓度为0.2、0.1、0.05、0.025、0.0125、0.00625mg/ml 的标准液。以浓度为纵坐标(y)，吸光度为横坐标(x)建立标准曲线。根据标准曲线，将吸光度带入公式中计算样品中可溶性糖的浓度(mg/ml)。
56.公式为：可溶性糖(mg/g)＝(y
×
v1)
÷
(w
×
v1
÷
v2)
57.其中y：od值；v1：加入样品体积(ml)；v2：提取液体积(ml)；w：样品质量(g)。
58.实施例6设施栽培芹菜抗坏血酸测定
59.使用高效液相色谱法测定芹菜品种叶片中的抗坏血酸含量。准确称取0.2g新鲜芹菜叶片作为试验材料，每个样品设置3个生物学重复。在每份样品中加入2ml预冷的0.1％(w/v)的草酸(oxalicacid，h2c2o4)溶液迅速研磨，将研磨完的植物匀浆离心10min(12000rpm，4℃)，并用0.45μm水系滤膜过滤得到上清液放入小棕瓶中。再将10μl滤液注入超高效液相色谱仪(ultra performance liquidchromatography，uplc，美国thermo ultimate uplc系统)的色谱柱。测定波长为245nm，柱温30℃，流动相为0.1％(v/v)乙酸(acetic acid，ch3cooh)，流速为1ml
·
min-1
。本研究中使用的抗坏血酸标样来自上海源叶生物科技有限公司，抗坏血酸含量通过标样的标准曲线计算，单位为μg
·
g-1
鲜重(μg
·
g-1
fw)。
60.实施例7不同氮肥叶面喷施后设施栽培芹菜叶片可溶性糖和抗坏血酸含量比较
61.叶面喷施氮肥后，
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’芹菜叶片中的可溶性糖含量相比于对照均显著增加。
‘
紫衣仙子’和
‘
四季西芹’的可溶性糖含量在处理所用氮浓度为5.0％时达到最大值，与对照相比分别增加了43％和40％。
‘
赛雪’和
‘
宁芹1号’可溶性糖含量在浓度为 2.0％的氮素处理下达到最大值，前者与对照相比增加幅度达1.5倍。与对照相比，2.0％氮素叶面喷施施肥的芹菜
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’芹菜叶片可溶性糖的含量分别增加 23％、170％、71％、33％(图3)。与对照相比，
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’芹菜叶片中的抗坏血酸含量在浓度为2.0％的氮素处理下显著增加，芹菜叶片抗坏血酸的含量分别增加76％、184％、51％、94％(图4)。
62.综上所述，本发明以
‘
四季西芹’、
‘
赛雪’、
‘
宁芹1号’和
‘
紫衣仙子’为材料，建立了一种设施栽培芹菜增产增质的氮肥叶面喷施方法，能够为设施栽培芹菜的肥料管理提供理论依据。本发明采用的叶面喷施技术，还可以增加氮肥的利用效率，减少氮肥的施用量，间接改善设施栽培芹菜生产田块的土壤理化性状，对保护生态环境也有重要的意义。该体系通过采用不同浓度碳酸氢铵配置的氮素对定植20天的芹菜叶面进行喷施，连续喷施4次，测定农艺性状和品质性状。在此基础上，明确通过采用2.0％的碳酸氢铵配置的氮素对定植20天的芹菜叶面进行喷施，连续喷施4次，不仅提高了芹菜植株的单株重，还增加了芹菜的品质指标，起到增产增质的作用。
63.以上结合具体实施例，对本发明技术方案的具体实施方式进行了进一步描述，此
具体实施方案是为了对本技术方案的详细描述，而不是为了限制本技术方案。以上所述的具体实施方案，仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的技术构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通技术人员对本技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。