全 文 ：蕹菜（Ipomoea aquatica Forsk）又名空心菜、 竹
叶菜等， 是人们夏季常食的蔬菜品种之一。 在福建
春早熟栽培时， 多以塑料大棚、 小拱棚、 双膜覆盖
等设施栽培为主。 设施栽培给人们带来良好经济效
益的同时， 也引发了新的生产问题， 如封闭环境中
CO2匮乏致使产量降低。 CO2是绿色植物进行光合
作用的主要原料， 设施内增施 CO2 是实现设施蔬
菜高产优质的重要技术手段之一。 许多研究表明，
设施内增施 CO2 可提高设施作物的光合性能， 促
进作物光合产物的合成与积累[1-5]。
目前， 增施 CO2对植物光合作用、 产量及生理
生化指标的影响等方面已有大量研究， 如在豆类、
瓜果（黄瓜、 番茄）和一些绿叶蔬菜（莴苣、 芹菜）
都有过相关报道 [6-8]， 但对蕹菜的研究较少， 赖汉
龙等 [9]在研究悬吊式 CO2气体肥料的应用中仅分析
了对蕹菜产量的影响， 未研究对品质的影响。 本试
验以提高产量和品质为目的， 通过研究不同浓度
CO2 对蕹菜生长发育过程中一些重要形态指标（株
高、 茎粗、 叶面积和鲜重）和叶片中光合色素、 可
溶性糖、 可溶性蛋白质、 硝酸盐含量的影响， 探索
其变化规律， 以期为蕹菜高产、 优质的设施栽培提
供一定的理论和技术依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试品种为泰国柳叶蕹菜， 其种子由福州高达
种业有限公司提供。
热带作物学报 2012， 33（12）： 2166-2170
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期： 2012-09-19 修回日期： 2012-11-21
基金项目： 福建省重点项目（No. 2009N1003）。
作者简介： 谢鑫鑫（1988 年—）， 女， 在读硕士。 研究方向： 蔬菜学。 *通讯作者： 林碧英， E-mail： lby3675878@163.com。
不同浓度 CO2对蕹菜产量和品质的影响
谢鑫鑫， 陈满堂， 林碧英 *
福建农林大学园艺学院， 福建福州 350002
摘 要 在南方温室大棚栽培环境下， 以泰国柳叶蕹菜为试材， 研究不同浓度 CO2对蕹菜生长发育及若干生理
生化指标的影响。 结果表明： 蕹菜的株高、 茎粗、 叶面积、 鲜重随 CO2浓度的升高而增加， 其中以 CO2 浓度为
1 200 μL/L 增加的效果最佳。 CO2施肥可明显提高蕹菜叶片碳水化合物的积累， 促进光合产物的运输和分配， 蕹
菜叶片中可溶性糖含量随 CO2浓度的升高而明显增加， 可溶性蛋白质含量在浓度 1 200 μL/L 的 CO2处理 14 d 时
增加效果最佳。 而叶片中的硝酸盐含量在处理 7 d 和 14 d 时随着 CO2浓度的升高而增加， 处理 21 d 后随 CO2浓
度的升高而减少。
关键词 蕹菜； CO2； 形态指标； 生理生化指标
中图分类号 S636.9 文献标识码 A
The Influence of Different CO2 Concentrations on the
Yield and Quality of Water Spinach
XIE Xinxin, CHEN Mantang, LIN Biying
College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China
Abstract The growth and physiological and biochemical index effects of Thai willow leaf water spinach in
different CO2 concentration were studied in southern greenhouse cultivation environment. The results showed that
the plant height, stem diameter, leaf area, fresh weight were increased with CO2 concentrations increasing, and the
best increasing effect was for 1 200 μL/L CO2 concentration. Using CO2 fertilization obviously increased the
accumulation of carbohydrates and promoted the photosynthesis product transportation and distribution. The content
of soluble sugar in water spinach leaves was increased significantly with CO2 concentration increasing, a nd the
best increasing effect was for 1200 μL/L CO2 concentration for 14 d The nitrate content was increased in the 7 d to
14 d as the CO2 concentration increasing, but reduced after 21 d.
Key words Water spinach; CO2; Morphological index; Physiological and biochemical index
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2012.12.009
第 12 期 谢鑫鑫等： 不同浓度 CO2对蕹菜产量和品质的影响
大量元素 微量元素
化合物 化合物用量/（mg/L） 化合物 化合物用量/（mg/L） 元素含量/（mg/L）
Ca（NO3）2·4H2O 472 N：8.00 NaFe-EDTA 20.00 2.80
KNO3 267 P：0.74 H3BO3 2.86 0.50
NH4NO3 53 K：4.74 MnSO4·4H2O 2.13 0.50
NH4H2PO4 100 Ca：2.00 ZnSO4·7H2O 0.22 0.05
K2SO4 116 Mg：1.00 CuSO4·7H2O 0.08 0.02
MgSO4·7H2O 264 S：1.67 （NH4） 6Mo7O24·4H2O 0.02 0.01
元素含量/（mmol/L）
表 1 营养液配方
说明： 营养液配方采用华南农业大学农化室（1990）叶菜A配方。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 消毒后的种子直播于盛有细沙
（1％高锰酸钾消毒）的育苗穴盘中， 待植株长出 2
片真叶时移至盛有细沙的塑料营养钵（直径 13 cm，
高度 15 cm）中， 每个营养钵中种植 2 株， 每个处
理种植 30个营养钵， 重复 3 次。
试验于 2011 年 2~4 月在福建农林大学园艺学
院设施专业温室大棚和蔬菜生理生化实验室进行。
CO2浓度设 900、 1 200、 1 500 μL/L 3 个处理， 以
温室中自然 CO2 浓度（300 μL/L）为对照（CK）。 参
照林碧英等 [10]CO2的施肥方法， 用聚乙烯无滴膜扣
3 个长 2 m， 宽和高各 1 m 的塑料小方棚。 根据所
扣小方棚体积及 CO2罐（气源由福州宏升达机电设
备有限公司提供）的出气速率计算每个 CO2浓度所
对应小方棚施用 CO2的时间， 同时， 不定期用浓度
测定仪（台湾生产、 型号 TES-1370CO2）对各小方棚
内的 CO2浓度进行测定核实。
待蕹菜幼苗长出 3~4 片真叶时， 选取长势一
致的幼苗， 每天上午 9∶ 00~11∶ 00 进行 CO2 施肥
处理（阴雨天不施肥， 中午温度过高时进行通风换
气， 温室内温度控制在 25 ℃左右）， 其余时间依常
规栽培管理， 每天浇 1 次水， 前期每 3 d 喷 1 次营
养液 [11]（见表 1）， 后期每 2 d 喷 1 次营养液。 各处
理均采用随机排列的方式， 营养钵摆放的密度以叶
片不互相遮荫为准。 增施 CO2后 7、 14、 21 d， 分
别随机取样进行形态指标和生理生化指标的测定，
重复 3 次。
1.2.2 测定项目与方法 形态指标的测定： 株高、
叶长用直尺测量， 茎粗用游标卡尺测量， 叶面积用
叶面积测定仪测定， 计算各处理取样测定值的平均
值； 用感量为 0.01 g 的电子天平测出各处理蕹菜总
质量， 计算平均重量。
生理生化指标的测定： 光合色素含量采用分光
光度法 [12]， 可溶性糖含量采用蒽酮比色法 [13]， 可溶
性蛋白质含量采用考马斯亮蓝 G250 法 [14]， 硝酸盐
含量采用硝酸试粉比色法[12]。
1.2.3 数据处理 使用 DPS（7.05）软件 Duncan 新
复极差法进行差异显著性分析； 用 Excel（2003 版）
软件绘图。
2 结果与分析
2.1 不同浓度 CO2对蕹菜形态指标的影响
不同浓度 CO2对蕹菜形态指标的影响见表 2。
增施 CO2 后 7、 14、 21 d， 蕹菜的株高 、 茎粗 、
叶面积及鲜重与 CK 相比均有所增加， 大小依次
为： 1 200 μL/L>900 μL/L>1 500 μL/L>CK。 其中，
在1 200 μL/L 浓度下增加最明显， 与 CK 相比有显
著差异， 部分达极显著差异。 CO2浓度在 1 200 μL/L，
蕹菜的株高、 茎粗、 叶面积以及鲜重增加最多， 最
有利于蕹菜形态指标的形成。
2.2 不同浓度 CO2 对蕹菜叶片生理生化指标的
影响
2.2.1 光合色素含量 不同浓度的 CO2施肥对蕹
菜叶片的光合色素含量的影响见表 3。 随着 CO2
浓度的增加， 叶片的叶绿素 a、 叶绿素 b、 叶绿素
（a+b）、 类胡萝卜素含量均有所增长 。 与 CK 相
比， 除 14 d、 900 μL/L 处理的类胡萝卜素含量增
加不明显外， 900、 1 200、 1 500 μL/L 浓度的 CO2
处理后的蕹菜叶片的叶绿素 a、 叶绿素 b、 叶绿素（a+
b）、 类胡萝卜素含量均有显著的增长， 大多呈极显
著增长。 在相同 CO2浓度处理下， 随着处理时间的
增加， 各光合色素的含量也随之增加。 其中最为
显著的是处理 21 d 后， 浓度为 1 200 μL/L 时光合
色素的含量， 叶绿素 a、 叶绿素 b、 叶绿素（a+b）、
类胡萝卜素含量分别达到了 12.64、 6.15、 18.75、
3.33 mg/g FW。
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第 33 卷热 带 作 物 学 报
说明： 同列数据后小写字母表示 0.05 水平的差异显著性， 大写字母表示 0.01 水平的差异显著性， 下同。
处理天数/d CO2浓度/（μL/L） 株高/cm 茎粗/mm 叶面积/cm2 鲜重/g
7
300（CK） （15.57±0.666）bB （3.78±0.203）aA （3.49±0.300）bAB （1.69±0.076）bA
900 （17.70±0.721）abAB （3.99±0.609）aA （3.61±0.035）abAB （2.33±0.580）abA
1 200 （19.77±1.662）aA （4.11±0.318）aA （3.85±0.171）aA （2.36±0.247）aA
14
300（CK） （29.30±2.893）bA （4.90±0.491）bB （5.81±0.070）cC （3.81±0.161）bA
900 （29.80±0.361）bA （5.24±0.147）bAB （6.83±0.115）bB （4.05±0.442）abA
1 200 （34.63±3.125）aA （6.01±0.234）aA （7.86±0.078）aA （4.32±0.085）aA
21
300（CK） （32.63±0.586）bA （5.73±0.415）bB （11.07±0.185）cC （4.95±1.779）bA
900 （35.17±1.935）abA （6.21±0.271）bAB （11.38±0.105）cC （6.38±0.244）abA
1 200 （36.63±1.242）aA （6.97±0.123）aA （14.19±0.156）aA （7.30±1.334）aA
1 500 （32.70±3.061）bA （5.84±0.348）bB （12.18±0.318）bB （5.60±0.287）abA
1 500 （16.53±1.823）bAB （3.86±0.231）aA （3.31±0.026）bB （1.75±0.171）abA
1 500 （28.17±2.732）bA （5.07±0.380）bAB （5.57±0.339）cC （4.00±0.095）abA
表 2 不同浓度 CO2施肥对蕹菜形态指标的影响
处理天数
/d
处理浓度
/（μL/L）
叶绿素 a 含量
/（mg/g FW）
叶绿素 b 含量
/（mg/g FW）
叶绿素（a+b）含量
/（mg/g FW）
类胡萝卜素含量
/（mg/g FW）
7
300（CK） （7.98±0.665）cC （3.54±0.072）bB （11.53±0.737）cC （1.43±0.038）cC
900 （9.5±0.459）bB （4.22±0.183）aA （13.73±0.586）bB （1.75±0.147）bB
1 200 （11.27±0.402）aA （4.56±0.316）aA （15.83±0.717）aA （2.06±0.075）aA
14
300（CK） （8.51±0.317）cC （3.87±0.085）cC （12.38±0.234）cC （1.65±0.161）bB
900 （10.30±0.394）bB （4.41±0.131）bB （14.71±0.288）bB （1.95±0.182）bB
1 200 （11.90±0.397）aA （5.13±0.085）aA （17.02±0.482）aA （2.63±0.127）aA
21
300（CK） （9.22±0.182）cC （4.90±0.076）cC （14.12±0.258）cC （1.90±0.119）cC
900 （11.29±0.168）bB （5.62±0.111）bB （16.91±0.233）bB （2.74±0.083）bB
1 200 （12.64±0.365）aA （6.15±0.150）aA （18.75±0.513）aA （3.33±0.155）aA
1 500 （10.73±0.611）bB （5.49±0.052）bB （16.22±0.573）bB （2.09±0.203）cC
1 500 （9.14±0.208）bBC （4.21±0.262）aA （13.35±0.450）bB （1.72±0.093） bB
1 500 （9.86±0.165）bB （4.33±0.098）bB （14.19±0.119）bB （1.82±0.139）bB
表 3 不同浓度 CO2施肥对蕹菜叶片光合色素的影响
7
6
5
4
3
2
1
0
7 d
14 d
21 d
图 1 不同浓度 CO2对蕹菜叶片中可溶性糖含量的影响
CK 900 1 200 1 500
CO2浓度/（μL/L）
可
溶
性
糖
含
量
/％
2.2.2 可溶性糖含量 不同浓度的 CO2施肥对蕹
菜叶片中可溶性糖含量的影响见图 1。 在相同处理
天数下， 随着 CO2 浓度的升高， 蕹菜叶片可溶性
糖的含量有明显的增加， 各 CO2 浓度处理的可溶
性糖含量均高于 CK。 相同 CO2浓度下的蕹菜叶片
中的可溶性糖的含量也随处理天数的增加而有所提
高。 尤其是在 1 500 μL/L 的 CO2 浓度下增长最为
明显， 处理 21 d 时， 1 500 μL/L 浓度处理的蕹菜
的可溶性糖含量达到 5.84％， 明显高于 CK。 可见，
增施 CO2 对蕹菜叶片可溶性糖含量积累有明显的
促进作用， 并且 CO2 浓度越高、 施肥时间越长效
果越明显， 可溶性糖含量越高。 本试验结果表明，
增施 CO2能提高蕹菜叶片中可溶性糖含量， 有利于
提高蕹菜的品质。
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第 12 期 谢鑫鑫等： 不同浓度 CO2对蕹菜产量和品质的影响


7 d
14 d
21 d
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
可
溶
性
蛋
白
质
含
量
/（
m
g/
g）
CK 900 1 200 1 500
CO2浓度/（mg/L）
图 2 不同浓度 CO2对蕹菜叶片可溶性蛋白质含量的影响


CK 900 1 200 1 500
CO2浓度/（mg/L）
7 d
14 d
21 d
120
100
80
60
40
20
0硝
酸
盐
含
量
/（
μg
/g
）
图 3 不同 CO2浓度对蕹菜叶片中硝酸盐含量的影响
2.2.3 可溶性蛋白质含量 不同浓度 CO2对蕹菜叶
片中可溶性蛋白质含量影响见图 2。 施肥 7 d 时， 蕹
菜叶片可溶性蛋白质含量与 CK 相比均增加 ， 且
随CO2 溶度的升高增加越多 ， 施肥 14 d 和 21 d
时蕹菜叶片中可溶性蛋白含量大小为： 1200 μL/L＞
1 500 μL/L＞900 μL/L＞CK。 从总体来看， 不同浓度
的 CO2 处理后， 蕹菜叶片中可溶性蛋白质含量较
CK 有不同程度的提高。 从图 2 中可以看出， 在不
同 CO2浓度下， 叶片中可溶性蛋白质含量的最大值
都出现在处理 14 d 时， 尤其是 1 200 μL/L CO2 浓
度下， 可溶性蛋白质含量达到 41.44 mg/g。 增施
CO2 有利于蕹菜叶片可溶性蛋白质积累 ， 浓度
1 200μL/L， 施肥 14 d时效果最明显。
2.2.4 硝酸盐含量 不同浓度 CO2施肥对蕹菜叶
片中硝酸盐含量的影响见图 3。 在处理 7 d 和 14 d
后蕹菜叶片中硝酸盐含量随着 CO2浓度的升高而增
加， 但在处理 21 d 后却随着 CO2浓度的升高而降
低； 在相同 CO2浓度处理下随着处理时间的增加蕹
菜叶片中硝酸盐含量呈降低趋势。
3 讨论与结论
CO2对植物形态指标有着重要的影响。 罗赣丰
等 [15]和赖汉龙等 [9]分别在结球莴苣、 美国西芹和蕹
菜上的研究结果表明， 增施 CO2可促进植株各种形
态指标的形成， 产量极显著地提高了。 张朋等 [16]、
崔庆法 [17]分别在大豆和黄瓜上的试验结果也表明，
CO2浓度倍增能显著增加株高和植株鲜重。 本试验结
果也表明， 增施CO2后7、 14、 21d， 蕹菜的株高、 茎粗、
叶面积、 鲜重等形态指标明显增加， 且在 1 200 μL/L 浓
度下效果最为明显。 但并非 CO2施肥浓度越高越好，
当 CO2施肥浓度达到 1 500μL/L 时， 蕹菜植株的株
高、 茎粗、 叶面积、 鲜重则比 1 200 μL/L 减小。 因
此， 在早春蕹菜设施栽培时， 可通过增施适宜浓度
的 CO2达到增产和提早采收的目的。
CO2对植物生理生化指标有着重要的影响。 本
试验结果表明， 随着 CO2浓度的升高， 叶绿素 a、
叶绿素 b、 叶绿素（a+b）、 类胡萝卜素含量都随之
增长， 这与蒋跃林等[18]在大豆植株上的试验结果相
一致。 较高浓度 CO2可提高植物对 CO2的同化， 增
加叶绿素含量或扩大蕹菜叶片的叶面积， 促进有机
物积累， 提高产量。
增施 CO2可提高植株的光合能力， 在一定程
度上促进蕹菜叶片可溶性糖和可溶性蛋白质的积
累 [19-22]。 单国雷等 [23]对西瓜幼苗施用不同浓度的
CO2后， 可溶性糖含量和可溶性蛋白含量分别提高
了 6.60％~41.08％和 12.01％~22.05％。 本试验结
果与其一致， 试验处理 7 d 时， 随着 CO2浓度的增
加， 可溶性糖含量和可溶性蛋白含量明显提高 ，
14、 21 d 时， 在 CO2浓度为 1 500 μL/L 时， 可溶
性蛋白质增加量有所下降， 这可能是 CO2浓度过高
所致。 此外， 施肥 21 d 时与施肥 14 d 时相比， 各
CO2处理溶度下蕹菜叶片中的可溶性蛋白质含量和
硝酸盐含量均减少， 这可能与植株生长后期体内 N
含量下降有关。 有研究表明， 水稻生长后期 N 吸
收能力下调[24-25]， Hogy等[26]和 Donnelly等[27]分别在小
麦籽粒和土豆的试验中也发现 N 含量随 CO2浓度
升高而下降。 因此， 蕹菜栽培过程中必须严格控制
CO2溶度， 在生产上可在采收前增施 CO2降低蕹菜
中硝酸盐含量， 达到提高品质的效果。
综上所述， 在相对密闭的设施内， 蕹菜植株进
行光合作用消耗大量 CO2， 易造成 CO2 匮乏， 因
此， 可通过适当增施 CO2促进植株的生长发育， 提
高产品的品质， 改善口感， 增加经济价值。 本试验
条件下， CO2施肥以 1 200 μL/L 浓度时效果最佳。
但不同发育阶段的植株 CO2的需求量和敏感性不
同， 同时植株对 CO2的吸收还受到光、 温、 水、 土
等各种环境因子的影响。 因此 1 200 μL/L是否为设
施栽培蕹菜整个生长发育过程的最优施肥溶度还需
进一步研究完善。
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第 33 卷热 带 作 物 学 报
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责任编辑： 黄东杰
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