刘 吉，赵敏华，葛晨辉，王全华，王小丽*

（1.上海师范大学生命科学学院，上海 200234；2.上海师范大学植物种质资源开发协同创新中心，上海 200234）

0 引言

随着市场对蔬菜供应量、品质和安全性的需求不断提高，蔬菜设施栽培方式应运而生，使蔬菜栽培类型逐步由单一的传统露地土壤栽培向基质栽培、水培和雾培等多元化栽培方式发展，不同的栽培方式对不同蔬菜的品质影响不同.目前，相关研究主要集中在比较不同栽培方式和栽培营养成分对蔬菜生长和营养品质的影响［1］.有研究表明，基质栽培能显著提高菠菜和生菜的营养品质［1］，而ZHAI等［2］发现基质栽培的番茄和茄子的产量显著低于土培产量.ZHOU等［3］发现水培的“上海青”的叶面积、单株质量等指标明显较基质栽培更优.SELMA等［4］对比了生菜在基质和土培两种模式下的生长情况，发现土培产品质量和可溶性糖含量较高，而基质栽培生菜的抗坏血酸（VC）含量和质构属性更优越.

抗氧化物是清除自由基的重要物质，人类必须通过日常饮食，才能摄取足够的抗氧化物，以免除自由基对人体健康造成伤害.不同栽培方式会影响作物抗氧化活性.WANG等［5］研究发现，露地栽培的草莓的抗氧化物VC、花青苷和总酚含量均高于温室栽培的草莓.YANG等［6］通过研究分析发现，大棚栽培的番茄中VC含量显著高于露地栽培的，但维生素E含量和总抗氧化活性却呈相反趋势.而不同栽培方式对蔬菜抗氧化物质影响的报道较少.

菠菜（Spinacia oleraceaL.）和生菜（Lactuca sativaL.）是重要的世界性叶菜，风味鲜美，经济价值高，尤其含有丰富的VC、类胡萝卜素、总黄酮、总酚、花色苷等抗氧化物质，广泛被土培和无土栽培［7-9］.但不同栽培方式下菠菜和生菜的抗氧化物质的具体变化规律尚不明确，因此本文作者选择了菠菜和生菜各5个品种，对土培、水培以及基质栽培下菠菜和生菜的主要抗氧化物质含量和活性的变化进行探究，旨在为高品质菠菜和生菜生产提供参考.

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试5个菠菜品种为“西星1号”（西由种子公司）、“西星2号”（西由种子公司）、“西星3号”（西由种子公司）、“哈里姆”（哈里姆种子（天津）有限公司）和“久绿”（北京硕源种子有限公司）；5个生菜品种为“香港玻璃生菜”（青丰种业）、“特级奶油生菜”（惠禾种业）、“汉堡奶油咖啡菜”（春花秋实种业）、“L14-68”（上海师范大学种质资源开发中心保存）、“L14-75”（上海师范大学种质资源开发中心保存）作为试验材料.

1.2 材料培养与处理

挑选颗粒饱满的种子于同期同条件下播于穴盘后，大棚温室内育苗，定期浇水保持穴盘内基质湿度并观察记录幼苗的生长状况.当菠菜、生菜幼苗长至标准4片真叶时，筛选出长势较好、大小一致幼苗，分别移栽至装有土壤、基质和营养液的50 L定植桶中，每处理重复5次，每重复10株.供试土壤采自上海师范大学金汇港基地菜园土，土壤理化性质见表1.基质为按草炭、蛭石、珍珠岩以1∶1∶1体积比混合的复合基质；水培营养液配方为1/2的Hoagland营养液，每隔15 min间歇通气培养.所有供试材料全部在智能玻璃温室培养，定期浇灌或补充相同的氮（N）、磷（P）、钾（K）肥.待生长1月后，采样测定.

表1 供试栽培介质基本理化性质

1.3 样品处理与提取

处理结束后，采集菠菜、生菜地上部分，称重.一部分材料准确称取2.5 g鲜样用于VC含量测定；其余转入纸袋，冻干机冻干，粉碎机粉碎，一部分冻干粉用于花色苷测定；一部分用80 mL 95%（体积分数）乙醇在避光处浸提48 h，过滤，旋转蒸发浓缩至10 mL左右，用60%的乙醇溶解后定容至20 mL，过滤，用于总黄酮含量、总酚含量及总抗氧化能力的测定等.

1.4 理化指标测定

VC含量采用紫外分光光度法测定［4］；花色苷含量按TENG等［10］方法测定，1个花色苷单位（U）表示1 mL提取液中花色苷的相对浓度；总酚含量采用福林酚法进行测定［11］，样品中总酚含量以每g（干重）样品中没食子酸的当量（mg GAE·g-1）表示；总黄酮含量参考LIU等［12］的方法进行测定，样品中黄酮含量以每g（干重）样品中芦丁的当量（mg RE·g-1）表示；总抗氧化能力采用南京建成总抗氧化能力（T-AOC）测定试剂盒测定.

1.5 数据统计与分析

试验数据采用SPSS 25.0软件分析，采用Sigamaplot 14.0进行图表绘制.

2 结果与分析

2.1 栽培方式对VC含量的影响

不同的栽培方式对菠菜和生菜的影响不一致.3种栽培方式对菠菜VC含量（质量分数）影响差异显著，如图1（a）、表2所示，且水培的（平均2.10 mg·g-1）大于基质栽培的（平均1.72 mg·g-1），大于土培的（平均1.42 mg·g-1）.不同菠菜品种间VC含量也差异显著，“西星1号”的VC质量分数最高，为1.95 mg·g-1；“哈里姆”的最低，为1.44 mg·g-1.供试3种栽培方式对生菜VC含量无显著影响，且品种间VC含量差异也未达到统计学显著水平（表2，图1（b））.

2.2 栽培方式对不同菠菜和生菜品种花色苷含量的影响

由图1（c）和表2可知，菠菜花色苷含量受品种间影响差异显著，但不受栽培方式的影响.“哈利姆”的花色苷相对含量为2.68 U·g-1，显著高于其余4个菠菜品种.

表2 栽培方式和品种类型对菠菜、生菜主要抗氧化物质含量与活性影响的方差（P值）分析

图1 不同栽培方式下菠菜、生菜主要抗氧化物质含量和活性比较.

栽培方式对生菜花色苷含量的影响受品种的交互作用，没有明显的规律性，如基质栽培的“汉堡”的花色苷相对含量（43.03 U·g-1）最高，而“香港玻璃”在3种栽培方式下的花色苷相对含量均最低（平均1.94 U·g-1），如图1（d）所示.

2.3 栽培方式对总酚含量的影响

不同栽培方式下，基质栽培的菠菜的总酚含量明显低于水培和土培的，如图1（e）、表2所示，并且显著受品种影响，其中“久绿”和“西星1号”总酚含量在水培条件下最高，而“哈里姆”和“西星3号”总酚含量在土培条件下最高（表3）.

表3 不同栽培方式下各菠菜品种主要抗氧化物质含量、活性及鲜重比较

生菜的总酚含量受栽培方式和品种的交互影响，没有明显的规律性，其中基质栽培下的“香港玻璃”以及土培条件下的“L14-75”的总酚含量显著高于其他栽培方式下不同品种的总酚含量，而水培下“香港玻璃”的总酚质量分数最低，仅为2.88 mg GAE·g-1（表4，图1（f））.

2.4 栽培方式对总黄酮含量的影响

与总酚含量变化规律一致，菠菜总黄酮含量均受栽培方式和品种的共同作用.总体看，菠菜总黄酮含量在基质栽培条件下低于水培和土培，其中“久绿”和“西星1号”总黄酮含量在水培条件下最高，而“哈里姆”和“西星3号”总黄酮含量在土培条件下最高（表2，图1（g））.

生菜的总黄酮含量受栽培方式和品种的交互影响，没有明显的规律性.土培下“汉堡”的总黄酮含量最高，为11.42 mg RE·g-1，土培下“香港玻璃”的总黄酮含量最低，仅为1.36 mg RE·g-1，如图1（h）所示.

2.5 栽培方式对总抗氧化能力的影响

方差分析结果表明，栽培方式和品种对菠菜总抗氧化能力存在交互影响（表2）.除“哈里姆”的总抗氧化能力在基质栽培和水培中无显著差异外，其余品种的总抗氧化能力均表现为基质栽培显著大于水培和土培的（表3）.同样，生菜的总氧化能力受栽培方式和品种的共同影响，没有明显的规律性（表2）.其中水培“汉堡”的总抗氧化能力最高，为30.52 U·g-1；而基质栽培下“L14-75”的总抗氧化能力最低，为6.42 U·g-1（表4，图1（i）～1（j））.

表4 不同栽培方式下各生菜品种主要抗氧化物质含量、活性及鲜重多重比较

2.6 栽培方式对地上部分鲜重的影响

栽培方式和品种对菠菜地上部分鲜重存在交互影响（表2）.除基质栽培的“西星2号”、水培的“西星3号”与其土培下的鲜重差异不显著外，其余处理下的菠菜地上部分鲜重均表现为土培大于基质栽培和水培的，说明土培更有利于菠菜生长（图2，表3）.其中土培“西星1号”的地上部分鲜重最大，为12.77 g/株；而水培的“西星2号”最小，为3.93 g/株（图2，表3），说明“西星1号”更适于土壤栽培.

图2 不同栽培方式下（a）菠菜和（b）生菜（平均）地上部分鲜重比较

同样，生菜地上部分鲜重也受栽培方式和品种的共同影响（表2）.“特级奶油”“香港玻璃”和“汉堡”地上部分鲜重显著高于其他栽培方式下的生菜品种，最适宜水培；其余品种和栽培方式的组合差异幅度不大（表4）.

3 讨论与结论

不同栽培方式因其水肥供应方式以及根际微生态环境的变化，通常会对作物生长发育产生不同的影响，如水培西兰花的长势优于基质栽培与土壤栽培［13］；樱桃番茄在水培条件下生长状况优于基质栽培［14］；HU等［1］通过对基质栽培、水培与土培对生菜生长及品质影响的比较发现，水培生菜的产量最高，而基质栽培生菜的综合营养品质最高，与本试验结果相似.本实验中生菜品种“特级奶油”“香港玻璃”和“汉堡”在水培条件下的地上部分鲜重显著高于其他栽培方式，更适宜水培.相较于土培、基质栽培，水培能明显提高生菜的产量，这可能是由于生菜对营养液溶解氧和pH值稳定性要求不高，同时水培可以满足生菜迅速生长对充足水分与养分的需求有关［15］.而菠菜是一种对溶解氧浓度需求较高的蔬菜，其根系属于直根系，水培前期根系生长较为缓慢，极受营养液条件的影响，在淹水条件下，除“西星2号”“西星3号”以外，其他菠菜品种的地上部分鲜重均显著低于基质栽培和土培，土培可能更有利于菠菜生长.

除产量外，菠菜和生菜的抗氧化物质含量和活性指标在不同栽培方式下也差异较大.抗氧化能力是评价生菜和菠菜品质高低的重要指标.植物的抗氧化活性通常被认为与总酚、总黄酮含量相关［16］.抗氧化物质的合成代谢不仅与蔬菜品种的遗传特性有关，而且还受到栽培条件、栽培季节、栽培地点、气候等许多生产中相关环境因素的影响［17］.本研究发现，栽培方式对两种蔬菜抗氧化能力的影响差异较大，且受具体品种的影响.供试菠菜品种“西星1号”在水培条件下的总酚和总黄酮含量均显著高于基质栽培的，而除“哈里姆”外的其他菠菜品种的总抗氧化能力均为基质栽培下最高，说明基质栽培可在一定程度上提高菠菜的总酚和总黄酮含量.相反，生菜各品种抗氧化指标的高低与栽培方式没有明显的相关性，不同品种间差异较大.此外，试验结果表明：菠菜和生菜的总抗氧化能力与总酚、总黄酮含量变化规律不一致，没有太大的相关性，可能是因为试验所测指标不是菠菜和生菜总抗氧化能力的主要贡献者，总抗氧化能力可能还与其他抗氧化物质，如各种抗氧化酶活性有关［18-19］.综上，栽培方式对菠菜、生菜抗氧化能力表现与品种密切相关.菠菜品种如“久绿”“西星1号”“西星2号”“西星3号”在基质栽培下总抗氧化能力较高，土培中较低；“西星1号”是水培下VC、总酚和总黄酮含量均较高的品种，可作为水培优良菠菜品种加以利用.生菜品种“汉堡”在基质栽培下的花色苷含量较高，在土培下总黄酮含量较高，在水培下抗氧化能力和地上部分鲜重较高，生产上可结合需要选择合适的栽培方式，发挥其优势作用.为获得最佳抗氧化表现的生菜，品种选择可能比栽培方式更重要.