不同水培處理在蕹菜生長(zhǎng)的影響
時(shí)間:2022-09-21 17:35:28
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摘要:以蕹菜為研究對(duì)象,對(duì)比不同水培處理對(duì)蕹菜生長(zhǎng)的影響,篩選出適合的水培模式。結(jié)果表明,在同一營(yíng)養(yǎng)液和管理模式下,營(yíng)養(yǎng)液膜“A字架”處理的蕹菜凈重和株寬最高,分別為45.79g和38.70cm;葉長(zhǎng)、葉寬、葉柄長(zhǎng)均最高,分別高出其他處理2.27%、28.31%和28.59%;根長(zhǎng)和根域?qū)捑^適中,株型偏向于健壯型。營(yíng)養(yǎng)液膜單層平鋪處理的莖粗和分支數(shù)最高,分別為26.19mm和2.86個(gè),根長(zhǎng)較短,根域?qū)捵罡?,株型偏向于矮壯型。深液流植物墻處理和氣霧培處理的蕹菜各項(xiàng)性狀較低,株型偏向于徒長(zhǎng)型。可見(jiàn)采用營(yíng)養(yǎng)液膜栽培模式更適合水培蕹菜的生長(zhǎng)。
關(guān)鍵詞:NFT;DFT;氣霧培;蕹菜
1年生草本植物,又名空心菜、通菜。蕹菜喜濕潤(rùn)溫暖的氣候,能適應(yīng)35℃的高溫,不耐寒冷,其口感柔嫩,具有防暑降脂的作用,在我國(guó)的東南地區(qū)普遍栽培,深受消費(fèi)者喜愛(ài)[1,2]。目前國(guó)內(nèi)蕹菜的栽培生產(chǎn)以露地栽培或基質(zhì)栽培為主,容易出現(xiàn)葉菜地栽的各種病蟲(chóng)害,且受地域和氣候的影響較大。水培(Hydroponics)即營(yíng)養(yǎng)液栽培,其核心是將植物生長(zhǎng)所需的各種礦質(zhì)元素溶于水中,讓植物的根系直接浸潤(rùn)于營(yíng)養(yǎng)液,代替土壤為植物提供水分、養(yǎng)分和氧氣,進(jìn)而增強(qiáng)作物長(zhǎng)勢(shì),促進(jìn)其產(chǎn)量的增加和品質(zhì)的改善。目前,將水培技術(shù)用于蕹菜的研究報(bào)道較少見(jiàn),本研究通過(guò)對(duì)比4種水培設(shè)備下蕹菜生長(zhǎng)的差異,探討分析不同水培模式下蕹菜的商品性狀,以期為蕹菜的工廠化水培生產(chǎn)提供參考依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料與地點(diǎn)本次試驗(yàn)的地點(diǎn)位于南平市延平區(qū)夏道鎮(zhèn)小鳩村的智能溫室大棚。試驗(yàn)的品種為福建中蔬農(nóng)業(yè)科技有限公司的泰國(guó)空心菜[種子生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)許可證編號(hào):D(閩)農(nóng)種許字(2018)第0001號(hào)]。試驗(yàn)所用蕹菜均采用統(tǒng)一的播種方式、播種時(shí)間、催芽基質(zhì)和培育環(huán)境,于播種后第10d移栽定植到不同的栽培設(shè)備。1.2試驗(yàn)時(shí)間及環(huán)境試驗(yàn)時(shí)間為2020年4—8月,室外日平均溫度為20—38℃;溫室內(nèi)白天溫度為15—30℃、相對(duì)濕度50%—99%,夜間溫度為15—20℃、相對(duì)濕度30%—99%。1.3試驗(yàn)設(shè)備本試驗(yàn)采用智能溫室大棚及水肥一體化的供應(yīng)系統(tǒng)。試驗(yàn)所用的營(yíng)養(yǎng)液均為葉菜通用型配方,每200L濃縮液的各成分含量見(jiàn)表1。使用時(shí)將濃縮液稀釋至EC值1.5、pH值5.5、營(yíng)養(yǎng)液溫度保持在20—30℃。NFT模式“A字架”、NFT模式單層平鋪、DFT模式植物墻、氣霧培模式“A型”等無(wú)土栽培設(shè)備(見(jiàn)圖1),電子天平,電子游標(biāo)卡尺,直尺等。NFT全稱為營(yíng)養(yǎng)液膜栽培技術(shù)(NutrientFilmTechnique),通過(guò)管道將營(yíng)養(yǎng)液從較高的一端流向較低的一端,再流回營(yíng)養(yǎng)液槽過(guò)濾,循環(huán)利用。因水流較小,如一層薄膜,僅覆蓋植物根系的1—2cm而得名,是目前植物工廠綠葉蔬菜栽培的主要方式之一,可用于白菜[3]、菠菜[4]等作物的生產(chǎn)。研究表明,營(yíng)養(yǎng)液栽培的生菜鮮重較土壤栽培生菜增幅81.51%[5]。DFT又稱深液流栽培技術(shù)(DeepFlowTechnique),通過(guò)管道將營(yíng)養(yǎng)液從高處輸出并流向低處,再經(jīng)過(guò)過(guò)濾回到配液池,重新調(diào)配后可再次利用。DFT因營(yíng)養(yǎng)液層較深,一般5.0—15.0cm,因此對(duì)根系的緩沖能力大,適合溫差較大的地區(qū)使用,可用于生菜[6]、小白菜[7]等作物的生產(chǎn)。使用DFT栽培番茄,可使番茄株幅達(dá)到8.0—10.0m,株高達(dá)到3.0—3.5m,類似樹(shù)形,且觀賞期和采收期延長(zhǎng)1—2個(gè)月[8]。氣霧培(Aeroponics)的原理是用種植板和回流槽組成一個(gè)密閉空間,在密閉空間里,營(yíng)養(yǎng)液通過(guò)高壓水泵加壓,然后通過(guò)霧狀噴頭噴出,霧氣直接噴到植物根系上,未被利用的營(yíng)養(yǎng)液在回流槽聚集,然后經(jīng)由過(guò)濾器回流到配液池,可用于生菜[9]、鐵皮石斛[10]、郁金香[11]等作物的生產(chǎn)。研究表明,采用氣霧培生產(chǎn)模式,其垂直栽培面積是傳統(tǒng)栽培面積的3.51倍以上[12]。1.4試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)置4種處理,3次重復(fù),每種處理60株,分別為處理1:NFT模式“A字架”結(jié)構(gòu);處理2:NFT模式單層平鋪結(jié)構(gòu);處理3:DFT模式植物墻結(jié)構(gòu);處理4:氣霧培模式“A型”結(jié)構(gòu)。使用同一批播種育苗獲得的柳葉蕹菜10日苗,移栽到不同處理上進(jìn)行培育,統(tǒng)一水肥供給,每個(gè)月收割1次,連續(xù)采收3次。采收后,將植株自然平鋪于工作臺(tái),每次使用電子天平、游標(biāo)卡尺等儀器對(duì)采收的所有植株進(jìn)行各性狀的測(cè)量。同一植株取最長(zhǎng)的莖為植株莖高,取最粗的莖為植株莖粗,取植株自然伸展寬度最長(zhǎng)數(shù)據(jù)為株寬,取最大葉片記錄葉長(zhǎng)、葉寬和葉柄長(zhǎng)度。1.5種子及幼苗管理試驗(yàn)于2020年4月15日進(jìn)行播種。將長(zhǎng)!寬!高為1.0cm!1.0cm!1.0cm的正方體“工”字型水培育苗專用海綿放入托盤(pán)中,先讓海綿充分吸水,再將蕹菜種子放入“工”字開(kāi)口的中間,距離底部0.5cm,置于催芽室進(jìn)行催芽,每天早晚各根據(jù)海綿濕度進(jìn)行補(bǔ)水,待8—10d子葉伸展開(kāi)后進(jìn)行移苗。1.6數(shù)據(jù)記錄及處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用excel及DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。
2結(jié)果與分析
2.1不同水培處理對(duì)蕹菜植株凈重及株形的影響不同處理下的蕹菜長(zhǎng)勢(shì)差異極大(見(jiàn)表2)。處理1的凈重為45.79g,與處理2接近,與處理3和處理4的差異極顯著,比處理4高出1.44倍;株寬為38.70cm,與其他各處理的差異極顯著,比處理4高出1.19倍;莖高、莖粗、分支數(shù)均處于較高水平;株型偏向于健壯型。處理2的莖粗、分支數(shù)均最高,分別為26.19mm、2.86個(gè),與其他各處理均有顯著差異,與處理3的差異最大,分別高出1.89倍、0.71倍;凈重、株寬、莖高均處于較高水平;株型偏向于矮壯型。處理3的株高超出其他處理,但凈重、株寬、莖粗、分支數(shù)均較低;株型偏向于徒長(zhǎng)型。處理4的各性狀均低于其他處理,株型偏向于徒長(zhǎng)型。2.2不同栽培模式對(duì)植株葉片的影響4組處理的葉片數(shù)無(wú)顯著差異,均在9—12片,其中處理2最高,為11.62片(見(jiàn)表3)。處理1的葉長(zhǎng)、葉寬、葉柄長(zhǎng)均最高,分別高出其他3組處理最低值的22.27%、28.31%、28.59%。處理2的葉長(zhǎng)和葉柄長(zhǎng)均略低于處理1,高于其余兩組,葉片寬與其余兩組無(wú)顯著差異。處理3和處理4的葉長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)均較低且無(wú)顯著差異。根據(jù)多數(shù)消費(fèi)者較喜愛(ài)吃蕹菜葉的習(xí)慣,處理1及處理2的葉片性狀較高,更能滿足消費(fèi)需要。2.3不同栽培模式對(duì)植株根系的影響處理1和處理2的根重較接近,顯著高于處理3和處理4,超出最小值31.74%(見(jiàn)表4、圖2)。處理4的植株根長(zhǎng)明顯高于其他處理,超出最小值113.03%;前3個(gè)處理之間的根長(zhǎng)無(wú)顯著差異。處理2的根域?qū)挾蕊@著高于其他處理,與處理4的差異最顯著,超出248.13%。根據(jù)水培設(shè)備的結(jié)構(gòu),根域?qū)挾扔欣跀U(kuò)大根系的分布面積,提高根系的吸收能力,因此處理2的根系性狀更有優(yōu)勢(shì)。
3小結(jié)與討論
水培技術(shù)被廣泛地運(yùn)用在園藝植物的蔬菜生產(chǎn)上,但關(guān)于蕹菜的研究不多見(jiàn)。李建設(shè)等[13]在DFT模式下使用不同營(yíng)養(yǎng)液配方,結(jié)果顯示不同配方對(duì)圖2不同處理的根系對(duì)比圖蕹菜的長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量、葉綠素含量、根系活力、Vc含量均產(chǎn)生顯著影響;陳杰等[14]研究表明,DFT模式下的蕹菜硝酸鹽含量高于基質(zhì)栽培;伍金偉等[15]在蕹菜的氣霧培中加入特殊工藝的沼氣,使每667蕹菜的運(yùn)行成本降低2.4萬(wàn)元。本研究中,NFT模式“A字架”結(jié)構(gòu)和NFT模式單層平鋪結(jié)構(gòu)的蕹菜在株形、葉片和根系性狀等方面均較好,其中NFT模式“A字架”的凈重、株寬最高,分別達(dá)為45.79g、38.70cm;葉長(zhǎng)、葉寬、葉柄長(zhǎng)均最高,分別高出其他處理2.27%、28.31%、28.59%;根長(zhǎng)和根域?qū)捑^適中,株型偏向于健壯型。而DFT植物墻和氣霧培模式下的蕹菜植株性狀較差,株型偏向于徒長(zhǎng)型??梢?jiàn)在蕹菜的水培生產(chǎn)中,更適合營(yíng)養(yǎng)液膜栽培模式。原因一:可能是因?yàn)镹FT營(yíng)養(yǎng)液膜能夠更好地解決蕹菜根系水氧矛盾的平衡;DFT植物墻的根系雖然水和養(yǎng)分充足,但供氧效果不如NFT;氣霧培模式雖然能夠有效解決水氧矛盾,但其根系過(guò)長(zhǎng),整個(gè)根域面積過(guò)狹窄,同時(shí)由于根頸處嵌入栽培板,不利于地上部分的伸展。原因二:可能是因?yàn)镹FT營(yíng)養(yǎng)液膜式“A字架”及“單層平鋪”植株分布合理,受光充足,能夠滿足蕹菜對(duì)光照的需求;而植物墻和氣霧培模式中蕹菜下部植株莖葉被上部植株遮擋,從而影響光照,導(dǎo)致植株偏向徒長(zhǎng)。本次試驗(yàn)主要對(duì)比不同水培模式設(shè)備下的蕹菜植株性狀和根系的差異,所使用的營(yíng)養(yǎng)液為非葉菜專用的通用型營(yíng)養(yǎng)液,對(duì)蕹菜的生長(zhǎng)存在一定的影響。因此,將在下一階段對(duì)比NFT模式“A字架”結(jié)構(gòu)和NFT模式單層平鋪結(jié)構(gòu)下,不同營(yíng)養(yǎng)液配方對(duì)蕹菜的植株性狀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響,以期進(jìn)一步為蕹菜的水培生產(chǎn)提供參考。
作者:張稱稱 戴曲順 單位:福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院