土壤调理剂对生菜生产及土壤养分的影响研究

为探究土壤调理剂对生菜生产及土壤养分的影响,本研究通过对生菜施加富都一号、土康健1号和土康健2号等4种土壤调理剂,测定其对生菜产量、株高、株幅和叶片数(商品菜)等指标的影响,初步筛选适宜该地区施用的土壤调理剂。结果表明,土康健2号、矿源黄腐酸钾处理的生菜较CK(未施加调理剂)分别增产了2.60%和3.66%;矿源黄腐酸钾处理的株高和株幅较CK分别提高了1.01%和1.04%,4种调理剂均可提高生菜叶片数、叶绿素含量、氮含量和叶面湿度,以富都一号处理的促进作用较强;土康健1号处理的叶片维生素C和蛋白质含量较CK分别提高30.23%、12.26%,矿源黄腐酸钾处理较CK分别提高29.46%、10.38%;矿源黄腐酸钾处理的土壤pH、速效钾和有效磷含量较CK分别提高了2.18%、0.73%和3.77%。综上,矿源黄腐酸钾处理可促进生菜增产,提高生菜叶片维生素C、蛋白质含量和叶绿素含量,同时对土壤pH、速效钾和有效磷含量提升有一定的促进作用,在土壤调理和生菜生产中综合促进效果较好,可在本地推广应用。

UV-B对不同品种生菜生长和品质的影响

以生菜为试材,以荧光灯为对照,采用相同功率的红∶蓝=4∶1组合光(RB)和红∶蓝∶UV-B=20∶5∶1(RBU)对绿叶、红叶、紫叶和深紫叶4个品种生菜进行全光照处理,比较不同光质处理对不同品种生菜生长、产量和品质的影响,以期探索UV-B对不同品种生菜(Lactuca sativa L.)生产的影响。结果表明:4个品种生菜均在荧光灯处理下表现最差,RBU处理下绿叶生菜在茎粗和地上鲜质量上显著低于RB处理,但绿叶生菜维生素C含量在RBU处理下显著高于RB处理,紫叶和深紫叶生菜在RBU处理下各生长指标和生物量与RB处理无显著差异,但RBU处理下二者花青素含量比RB处理显著提高。

设施生菜光合和蒸腾速率影响因素分析与预测模型构建

光合速率及蒸腾速率是植物的2个重要生理指标。在全人工环境下,选取意大利生菜作为对象,设计并开展多环境变量对生菜光合速率及蒸腾速率影响的嵌套实验,得到环境因子对生菜光合速率及蒸腾速率的影响规律,应用神经网络构建生菜幼苗期光合速率及蒸腾速率预测模型。针对幼苗期生菜,选择温度、相对湿度、光子通量密度(Photosynthetic photon flux density, PPFD)及CO_(2)浓度共4个环境影响因素,采用随机森林方法对数据进行相关性分析。结果表明,与蒸腾速率相关性由大到小的因素依次为CO_(2)浓度、温度、相对湿度、PPFD,与光合速率相关性由大到小的因素依次为CO_(2)浓度、PPFD、温度、相对湿度;采用枚举法确定隐藏层节点数和训练函数,通过遗传算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,构建GA-BP神经网络生理指标预测模型。应用测试数据对模型进行验证,光合速率及蒸腾速率预测值与实测值的决定系数分别为0.962 12、0.979 44,均方根误差(RMSE)分别为2.983 2μmol/(m^(2)·s)、0.001 435 8 mol/(m^(2)·s),表明GA-BP神经网络在模型精度和迭代次数方面性能显著提高。研究结果可为设施生菜生产环境调控提供有效依据。

UV-B不同剂量辐照下生菜生长和代谢组学分析

以奶油生菜为研究材料,在植物工厂人工光源中设置3种紫外线B(UV-B)剂量[0、8.64、17.28 kJ/(m^(2)·d)]处理,利用广靶代谢组学技术,分析不同剂量UV-B辐照下生菜叶片中的差异代谢物质,研究UV-B辐照对生菜生物量、光合参数和次生代谢物的影响。结果表明,与0剂量相比,低剂量UV-B处理对生菜生物量、光合参数均未产生显著影响,代谢组检测到30种差异代谢产物,主要为生物碱、酚类、萜类等物质,其中9种上调表达,21种下调表达;高剂量UV-B处理显著降低了生菜地上部干重、地下部干重、气孔导度和蒸腾速率,但地上部鲜重、净光合速率均未呈现显著差异,共检测到35个差异表达代谢物,其中21种上调表达,14种下调表达,上调表达的代谢物主要为黄酮类、单萜等,生菜叶片槲皮素含量在低剂量、高剂量UV-B处理下均显著增加。研究结果可为利用UV-B辐照提高设施生菜营养品质提供理论依据和参考。

大棚薄皮甜瓜吊蔓套作生菜高效栽培技术

大棚薄皮甜瓜吊蔓套作生菜高效栽培技术与单一甜瓜吊蔓栽培相比,提高了大棚的土地利用率,合理利用土壤地力,在不增加甜瓜栽培成本的同时,每667 m^(2)新增效益2000~2500元,应用前景广阔。现从育苗、定植、田间管理等方面对大棚薄皮甜瓜吊蔓套作高效栽培技术进行介绍。

尾菜发酵液对生菜生长的影响机理

目的将尾菜发酵制成液体肥料及土壤调理剂,解决大量设施尾菜处理难题,促进废弃物合理利用。方法将番茄藤蔓打碎后添加酶、红糖,经厌氧发酵制成发酵液,测定主要成分;以乳酸,硫酸铵、磷酸二氢钾和硫酸钾代替发酵液中有机酸和养分,进行生菜盆栽试验。结果施用发酵液、乳酸与肥料均会使土壤速效养分含量上升,与对照组相比,100%发酵液能使土壤中速效磷增加29.8%,67%发酵液处理使速效钾提高20.9%;发酵液的施用不仅提高了生菜产量,而且改善了生菜品质,施用后使生菜叶片中可溶性糖含量增加,并降低了叶片中的硝酸盐含量。结论尾菜发酵液对生菜生长的效果以乳酸对土壤速效磷、速效钾养分的活化作用为主,从而提高土壤养分含量并增加作物产量,同时发酵液能够改善生菜农艺性状。

水培生菜中锶的迁移富集及其生理影响

目的:研究锶(Sr)在生菜中的迁移富集情况,以及Sr对生菜吸收其他主要营养元素、生菜鲜质量和叶绿素的影响,定量分析Sr在生菜组织中的分布。方法:采用水培方式培养生菜,设置1个对照组(不添加Sr)和5个Sr处理组(0.1、0.5、1、5和10 mmol/L)。使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)检测生菜茎叶和根组织中Ca、Fe、K、Mg、Na、P、S和Sr元素的含量,采用叶绿素测定仪检测生菜的叶绿素相对含量,扫描电子显微镜-X射线能谱仪(SEM-EDX)分析生菜叶片和根部组织细胞中Sr的分布。结果:生菜茎叶中的Ca、S、Sr和根中Sr的质量分数在不同浓度Sr处理组间的差异具有统计学意义(P<0.05)。在5和10 mmol/L Sr处理下,S的迁移系数(TF)低于对照组(P<0.05);随Sr处理浓度的增加,Sr的TF值降低。5和10 mmol/L Sr处理下,水培液中S的浓度与对照组相比显著降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。与对照组相比,5和10 mmol/L Sr处理下生菜的叶绿素相对含量(SPAD)显著升高,差异有统计学意义(P<0.05)。生菜组织中Sr的质量百分比分布大致为:叶表保卫细胞>表皮,叶横切面叶肉≈表皮,根横切面表皮>中柱鞘>韧皮部。结论:Sr在生菜根部的质量分数大于茎叶部分;Sr处理浓度的增加,使得从生菜根部向叶片迁移的Sr占比降低,并且生菜根部S的质量百分比增加,叶片的SPAD值增加;生菜根部吸收的Sr主要固定在根部的表皮。

外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响

本研究以生菜高温敏感品种“黑木耳”为试验材料,研究外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响。结果表明,高温胁迫下,经过甜菜碱预处理后的生菜种子发芽率、发芽指数和种子活力与对照相比均显著提高。对种子相关生理指标进行测定,发现丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_(2)O_(2))和超氧阴离子(O_(2)^(·-))与对照相比含量显著下调,而脯氨酸(Pro)含量增加,同时过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)三种酶活性显著上调。说明高温胁迫导致生菜种子中活性氧(ROS)水平升高并引起过氧化反应从而抑制种子萌发,外源甜菜碱可以通过增强抗氧化系统、清除活性氧,以及累积Pro,进而提高生菜种子的耐高温能力,起到很好的种子引发作用。

基于图像处理的水培生菜冠层图像叶面积估测研究

为实现精准、高效、无损地获取植物工厂环境下水培生菜相关长势参数叶面积(Leaf area,LA),基于数字图像处理和机器学习回归方法建立单株水培生菜冠层图像LA估测模型。首先,通过智能手机获取2个生菜品种不同生长期的冠层可见光图像,利用Photoshop图像处理软件将原始图像统一剪裁为900像素×900像素大小,采用中值滤波(MedianBlur)法对剪裁后的图像进行去噪运算,将RGB图像转化为HSV颜色空间,再采用mask掩膜法分割彩色图像;然后,利用图像法获取单株生菜LA实测值,构建以LA实测值为因变量,以生菜冠层投影面积(Projected leaf area,PLA)为自变量的线性回归(Linear regression,LR)模型和以全局图像特征(颜色、形状、纹理等)为自变量的支持向量回归(Support vector regression,SVR)、多元线性回归(Multiple linear regression,MLR)和随机森林(Random forest,RF)等LA估测模型进行对比分析;最后,采用决定系数(Coefficient of determination,R^(2))和均方根误差(Root mean square error,RMSE)评估模型的准确性。结果表明:RF模型估测效果最好,对于生菜品种‘绿萝’单株LA估测结果的R^(2)为0.9714、RMSE为8.89 cm2,对于品种‘碧霄’估测结果的R^(2)为0.9201、RMSE为23.34 cm2。本研究验证了RF回归模型能够较准确地估测生菜单株叶面积,可为植物工厂水培生菜LA无损估测提供新的解决方案和研究基础。

微生物菌肥对结球生菜产量和品质的影响

针对京郊结球生菜生产中化肥用量偏多的问题,以北京地区春大棚结球生菜为研究对象,通过设置常规施肥(T1)、减氮施肥(T2)和微生物菌肥部分替代化肥(T3)3个处理,探究微生物菌肥部分替代化肥对结球生菜产量和品质的影响。结果表明,与常规施肥相比,减氮施肥阻碍了结球生菜的生长,降低了产量,而微生物菌肥部分替代化肥促进了结球生菜的生长,显著提升了结球生菜的单株质量和产量,改善了结球生菜的品质,显著降低了硝酸盐含量,提升维生素C含量。T3处理投入养分最少,但是N肥偏生产力达到了730.92 kg/kg,较T1提高了57.17%。因此,施加微生物菌肥,不仅能减少化肥投入,而且能够提升结球生菜的产量和品质,可以作为京郊结球生菜生产中推荐施肥的措施之一。

上海市某区生菜中阪崎克罗诺杆菌的半定量风险评估

为了评估上海市某区居民通过生菜暴露阪崎克罗诺杆菌(Cronobacter sakazakii)的健康风险,本文按照微生物风险评估的程序,应用半定量风险评估工具Risk Ranger和sQMRA软件,结合居民膳食消费量数据进行评估。预计上海市某区健康成人每人每天因进食污染了阪崎克罗诺杆菌的生菜而患病的概率为1.66×10^(-9),每年发病7.63×10^(-3)例,风险系数为9,健康成人的发病概率很低。说明上海市某区即食生菜中阪崎克罗诺杆菌危害为低风险,可维持现有风险控制措施,但需严格执行生产过程风险监测,制定安全事件发生应急预案,并加强对消费者家庭食品安全的科普宣传。本研究为生菜中致病微生物风险评估补充数据,可供定量风险评估和食源性疾病的防控提供科学参考。

养殖尾水混合不同比例水溶肥种植水培生菜的综合效益评价

以“奶油生菜”为研究对象,将不同量的山崎配方水溶肥溶于工厂化养鱼尾水,配制成混合营养液,进行营养液膜栽培(NFT)水培生菜实验,以期筛选出最佳水肥配比,为实现工厂化养鱼尾水资源化利用提供理论依据。实验设置5个处理,分别为S1(123g水溶肥+150L养鱼尾水)、S2(98.4g水溶肥+150L养鱼尾水)、S3(73.8g水溶肥+150L养鱼尾水)、S4(49.2g水溶肥+150L养鱼尾水)、S5(24.6g水溶肥+150L养鱼尾水),以CK(123g水溶肥+150L清水)作为对照,探究不同处理对生菜产量和品质的影响。采用基于熵权法的TOPSIS综合效益评价模型分析确定最佳水肥配比参数。结果表明,混合营养液能提高生菜对水肥的吸收量,但随水溶肥浓度增加,生菜耗肥量呈先增大后减小的趋势;不同处理下生菜耗水耗肥量均低于CK处理,S1-S5处理相比CK处理分别节肥25.01%、19.15%、34.12%、51.89%和74.10%。混合营养液能有效促进生菜生长,但生菜各项生长指标均随水溶肥浓度上升呈先增大后减少的趋势,S2处理下生菜产量最高,为1.88kg·m^(-2),相比CK处理增加15.32%。此外,混合营养液可提高生菜品质,可溶性糖和可溶性蛋白含量呈先增大后减小的趋势,S2处理下生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量最高;维生素C(VC)含量、硝酸盐含量均与水溶肥浓度呈正相关,S1处理下VC含量最高,S1-S5处理下硝酸盐含量均低于CK处理。综合效益评价结果表明,S2处理对生菜的生长最为有利,可以获得较高的产量并兼具较好的品质,为最佳配比,养鱼尾水与水溶肥合理配施后,可显著促进水肥吸收,提高生菜产量和品质,实现作物生产效益最佳。

梯度比例有机肥混施复合肥对生菜生长及土壤养分的影响

为探讨在复合肥减量处理下适宜区域生产条件的有机肥投入比例,在当地复合肥习惯用量减量25%的情况下,根据商品有机肥推荐用量设置20%、40%、60%、80%、100%、120%的投入比例,研究复合肥减量混施不同比例有机肥对生菜生长及土壤的影响。结果表明:复合肥减量下,20%、40%投入比例的有机肥处理生菜增产了8.77%、5.65%,20%投入比例下叶片SPAD值、叶片氮含量较对照分别提高了1.33%、1.10%。各有机肥处理均提高了生菜叶片维生素C含量,增幅在7.41%~36.30%,除40%投入比例外,各有机肥处理下叶片蛋白质含量均较对照提高,20%投入比例处理叶片亚硝酸盐含量与对照持平,其余处理较对照提高8.33%~50.00%。各有机肥处理下土壤pH值均降低,40%投入比例处理下,土壤有机质、碱解氮、速效钾、有效磷较复合肥处理分别提高了3.42%、14.61%、11.11%、14.80%。综上,复合肥减量条件下以20%、40%有机肥投入比例可以促进生菜增产,提高生菜品质,40%投入比例可以提高土壤养分含量,在生菜种植中可在复合肥减量时配施20%、40%有机肥。

生菜LsMYB4基因在拟南芥中异位表达并提高其耐旱性的研究

MYB转录因子家族是植物中较大的转录因子家族之一,它们以含有保守的MYB结构域为共同特征,广泛参与植物非生物胁迫的应答。前期工作中,作者从紫色生菜(Lactuca sativa L.)申选5号基因组中分离了LsMYB4全长基因。该研究构建了LsMYB4过量表达载体并转化拟南芥,利用潮霉素多代筛选获得了遗传稳定的T3代纯合株系。培养基实验表明,LsMYB4转基因拟南芥对ABA超敏感,而对甘露醇表现出明显抗性。土壤实验证实LsMYB4基因的超量表达可以显著提高转基因拟南芥的耐旱性。生理生化及扫描电镜结果也进一步证明LsMYB4在植物抗旱方面具有正向调控作用。

复配保鲜剂处理对鲜切生菜的护色效果

为明确柠檬酸与抗坏血酸钙复配处理对鲜切生菜的护色效果,将质量分数分别为0.1%,0.2%的柠檬酸与质量分数分别为0.5%,1.5%,2.5%的抗坏血素酸钙复配成6种保鲜剂,然后分别浸泡处理鲜切生菜2 min,定期测定生菜的感官品质、失重率、褐变指数、维C含量。结果表明,在4℃条件下,柠檬酸与抗坏血酸钙复配处理对鲜切生菜的护色效果显著,且能维持鲜切生菜良好的感官品质和较高的维C含量。其中,以0.1%柠檬酸+0.5%抗坏血酸钙、0.1%柠檬酸+2.5%抗坏血酸钙复配处理表现最好,保鲜期14 d。建议生产上采用0.1%柠檬酸+0.5%抗坏血酸钙复配对鲜切生菜进行护色,7 d内生菜褐变指数最低为13.7%,14 d时褐变指数为16.7%,且感官品质佳,无腐烂、萎蔫、黄化。该研究结果为鲜切生菜的加工护色提供了有效参考。

微纳米气泡处理对水培生菜生长的影响

作者以生菜为研究对象,设置微纳米气泡发生期每2 h增氧15 min、每2 h增氧20 min及不增氧3个处理,比较不同处理水培生菜的生长发育情况。试验结果表明,采收时(移栽后35 d),应用微纳米气泡发生期每2 h增氧15 min处理生菜的株高为21.0 cm、根长为14.1 mm、鲜质量为104.8 g、叶绿素含量为13.7(SPAD值),各项指标均高于不增氧和每2 h增氧20 min处理。但从水培生菜不同生长阶段来看,应用微纳米气泡技术每2 h增氧15 min或20 min对生菜生长发育既有促进作用也有抑制作用,说明生菜不同生育时期对营养液溶氧量的需求不同。

UVA紫外光在植物工厂生菜生产中的适量试用研究

本文研究了在植物工厂中使用不同剂量的UVA紫外光对生菜的生长、品质和贮藏的影响。以白光为基础增加不同剂量的UVA紫外光模拟太阳光,制成了植物工厂生菜光照专用的LED灯管。试验选用了意大利生菜作为测试品种,控制植物工厂内的生长条件和采后贮藏条件,测试UVA紫外光对生菜生长、品质和贮藏的影响;结果表明,UVA紫外光照射对生菜生生长、品质和贮藏具有剂量饱和效应,只有适量的UVA紫外光照射可以促进生菜的生长,改善生菜品质,延晚贮藏的叶色褐变以及养分流失。这为植物工厂的光能高效利用提供理论依据,为生菜的优质高效生产和贮藏提供技术支持。

植物工厂环境条件下生菜的产量与品质评价

植物工厂是一种通过设施内高精度环境控制实现作物周年连续生产的高效农业系统,是不受或较少受自然条件制约的省力型生产方式。作者以沪芊、碧霄、红橡叶3种生菜为试验材料,在植物工厂环境条件下开展生菜产量和品质比较试验。试验结果表明,不同生菜品种在植物工厂营养液栽培环境下表现出不同的产量和品质特征。3个参试生菜品种中,红橡叶生菜产量最高,碧霄生菜地上部干物质积累能力最强,碧霄和红橡叶生菜叶片的维生素C含量和可溶性糖含量高于沪芊生菜。从营养品质角度分析,碧霄和红橡叶生菜的营养品质优于沪芊;从口感角度分析,沪芊生菜因维生素C含量明显低于碧霄和红橡叶生菜,因此苦味更淡、口感更佳。

薄膜包装对鲜切生菜货架期品质的影响

目的探究不同薄膜包装对鲜切生菜货架期色泽和营养品质的影响,以期为鲜切生菜的保鲜提供便捷高效的方法。方法本研究采用不同厚度(20、30和40μm)的聚乙烯(PE)薄膜以及微孔PE薄膜包装鲜切生菜,于(4±1)℃条件下模拟货架8 d,以带孔PE薄膜包装作为对照组,研究这5种薄膜包装对鲜切生菜货架期间表型、感官评分、质量损失率、袋内O_(2)和CO_(2)、色差、叶绿素、类胡萝卜素、叶黄素、可滴定酸、抗坏血酸(VC)和丙二醛(MDA)含量的影响。结果不同厚度的PE薄膜以及微孔PE薄膜包装能在一定程度上减少鲜切生菜色泽的变化、质量损失率的上升以及营养成分的损失。其中,20μm薄膜和微孔膜包装可以显著抑制鲜切生菜质量损失率,a^(*)、b^(*)和MDA的升高,保持袋内较高的O_(2),并抑制CO_(2)的积累,减缓叶绿素、类胡萝卜素、叶黄素、可滴定酸、抗坏血酸和感官评分的下降,进而维持较高的品质,延长货架期。与20μm薄膜相比,微孔膜会造成鲜切生菜相对较高的质量损失率。结论20μm厚度的PE薄膜更适合作为鲜切生菜保鲜的包装材料,可延长货架期2~3 d。本研究为鲜切生菜保鲜包装袋的选择提供依据,推动鲜切预制菜产业的发展。

不同品种生菜的多酚、黄酮差异比较与抗氧化活性

生菜富含多种酚酸、黄酮类化合物,是获取膳食多酚的良好食物来源。本研究对50个不同品种(34种绿色品种和16种红色品种)生菜中的总酚、总黄酮含量及其抗氧化能力进行测定,同时采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱法和超高效液相色谱法对生菜中17种特征酚酸和黄酮类化合物进行鉴定及含量测定,再结合多元统计分析进行分类和相关性分析。结果表明,红色品种生菜的总酚、总黄酮含量及抗氧化能力高于绿色品种生菜;50种生菜中鉴定出绿原酸、咖啡酸、异绿原酸A/B、菊苣酸、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、槲皮素-3-O-葡萄糖酸苷和槲皮素-3-O-葡萄糖苷7种多酚类化合物,整体在红色品种生菜中含量更高。多元统计分析结果表明绿原酸、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷和槲皮素-3-O-葡萄糖苷与抗氧化能力的相关性较高。综上,G21K104、W3088、H20K6457等5个红色新品种及商业种,G21K212、G21K117等4个绿色新品种为高抗氧化活性生菜品种。本研究可为生菜育种、种质资源创新和营养健康、功能性产品开发提供参考依据。