不同EC和pH值的營養(yǎng)液對溫室黃瓜生長發(fā)育的影響

趙 敏 馬萬征 鄒長明 郝 祥 萬 夢 徐彥涵

（1.蚌埠市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心安徽蚌埠 233000；2.安徽科技學院資源與環(huán)境學院安徽鳳陽 233100；3.農(nóng)業(yè)部生物有機肥創(chuàng)制重點實驗室安徽蚌埠 233000）

無土栽培是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分,而營養(yǎng)液管理技術(shù)又是無土栽培技術(shù)體系中的核心部分[1]。營養(yǎng)液作為無土栽培的核心,其濃度的管理方式是水培生產(chǎn)獲得成功的重要技術(shù)保障[2]。我國無土栽培技術(shù)發(fā)展于改革開放后期,起步較晚,但發(fā)展較快。目前國內(nèi)無土栽培營養(yǎng)液的研究中,特定配方的研究較多,營養(yǎng)液管理方法的研究相對較少[3]。分析營養(yǎng)液濃度對EC和pH值的影響，有利于更好的對營養(yǎng)液濃度的管理，對保障無土栽培生產(chǎn)取得成功具有重要的意義。

我國在生產(chǎn)上采用的營養(yǎng)液管理模式絕大多數(shù)是基于電導率值(EC)的管理方法,卞曉東等[4]研究網(wǎng)紋甜瓜無土栽培時、亓德明[5]和郭唯偉等研究生菜水培技術(shù)時、梁崢等[6]研究不同營養(yǎng)液濃度對葉類菜水培苗的影響時,均通過調(diào)節(jié)EC值來管理營養(yǎng)液的濃度。倪紀恒[7]等人在基于EC值、作物模型以及關(guān)于養(yǎng)分添加方面三種營養(yǎng)液的管理模式的基礎(chǔ)上提出構(gòu)建關(guān)于多啟動模式的溫室營養(yǎng)液管理系統(tǒng)的展望。郭愛珍[8]等人在討論關(guān)于營養(yǎng)液濃度、pH值、溶解氧和溫度管理的同時指出我國目前關(guān)于施肥模型方面還缺乏理論的統(tǒng)一。

本次試驗在Venlo型智能玻璃溫室進行，采用的營養(yǎng)液配方是霍格蘭營養(yǎng)液。以營養(yǎng)液中氮、磷、鉀的濃度為自變量，以營養(yǎng)液的EC 和pH 值為因變量，通過對營養(yǎng)液的EC值、pH 值、氮的濃度、磷的濃度、鉀的濃度進行測定，并用SPSS 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，并以此來分析氮的濃度、磷的濃度、鉀的濃度分別對營養(yǎng)液EC和pH值的影響強度，從而來確定各元素對營養(yǎng)液EC和pH值的權(quán)重值和靈敏度，有利于更好的對營養(yǎng)液濃度的管理，對提高溫室生產(chǎn)水平，提高水肥利用率具有重要的推動作用。

一、材料與方法

（一）試驗材料。

試驗所選取的黃瓜品種——京津優(yōu)二號。

（二）霍格蘭營養(yǎng)液。本次試驗在安徽科技學院西區(qū)Venlo型智能玻璃溫室中進行，用裝有珍珠巖的A280型的栽培盆進行黃瓜培養(yǎng)，用不同濃度的霍格蘭營養(yǎng)液澆灌[9]。

（三）測定項目和方法。

1.黃瓜栽培試驗。選取籽粒相對飽滿、大小比較均勻的種子為試驗材料，以裝有葉糠的穴盤為培養(yǎng)槽，將種子均勻放置其中[10]。將穴盤放置Venlo型玻璃溫室中，定期澆灌自來水，保持葉糠濕潤，觀察種子萌發(fā)生長情況。待黃瓜幼苗生長出四片葉子時，開始進行黃瓜幼苗的移栽，將葉片大小、長勢相同的黃瓜幼苗移栽入裝有珍珠巖的土盆中，第一周使用自來水進行澆灌，觀察黃瓜移栽后是否出現(xiàn)死亡或者病害，若出現(xiàn)較大面積的死亡或病害，則試驗移栽失敗。當黃瓜幼苗生長狀況良好長勢相同時，開始進行營養(yǎng)液的處理，試驗設霍格蘭營養(yǎng)液T1、T2、T3、T4、T5這5種濃度處理，每種濃度下黃瓜幼苗棵數(shù)為35棵。

2.營養(yǎng)液pH值的測定。先配制T1、T2、T3、T4、T5的營養(yǎng)液，T1：A桶、B桶各20毫升營養(yǎng)液，加水定容至10L。T2：A桶、B桶各40毫升營養(yǎng)液，加水定容至10L。依次類推，配制好溶液后，取適量的溶液于5個干凈的燒杯中，分別貼上標簽。然后將pH計電源開關(guān)插上，接著對pH計進行調(diào)節(jié)，當pH計調(diào)好后，開始對營養(yǎng)液進行測定。先用蒸餾水仔細沖洗電極，然后用干凈的薄紙巾擦干凈電極外壁的蒸餾水，接著將電極浸入裝有T1營養(yǎng)液的燒杯中，攪拌，待讀數(shù)穩(wěn)定后記錄下T1營養(yǎng)液的pH值。接著測定T2營養(yǎng)液的pH值，先用蒸餾水沖洗電極，再用干凈的薄紙巾擦干凈電極外壁的蒸餾水，然后按上述的方法測定T2的營養(yǎng)液的pH值。T3、T4、T5營養(yǎng)液也按上述方法測定，測定好后，分別記下讀數(shù)。3.營養(yǎng)液EC值的測定。取適量的溶液于5個干凈的燒杯中，分別貼上標簽。然后將電導率儀電源開關(guān)插上，先用蒸餾水沖洗數(shù)次電導池，然后用干凈的薄紙巾擦干凈電導率儀外壁的蒸餾水，接著將電電導池浸入裝有T1營養(yǎng)液的燒杯中，待讀數(shù)穩(wěn)定后記錄下T1營養(yǎng)液的EC值。接著測定T2營養(yǎng)液的EC值，先用蒸餾水沖洗數(shù)次電導池，再用干凈的薄紙巾擦干凈電導率儀外壁的蒸餾水，然后按上述的方法測定T2的營養(yǎng)液的EC值，記下讀數(shù)。T3、T4、T5營養(yǎng)液也按上述方法測定，測定好后，分別記下讀數(shù)。

4.營養(yǎng)液N、P、K的測定。N:納氏試劑光度法，P:鉬銻抗分光光度法，K:火焰光度法。

二、結(jié)果與分析

（一）營養(yǎng)液元素濃度對EC值的影響。

表3.1 EC值與營養(yǎng)元素濃度的相關(guān)性

由表3.1相關(guān)性可以看出，以營養(yǎng)液中氮、磷、鉀的濃度為自變量，以營養(yǎng)液EC值為因變量，所對應的Pearson相關(guān)系數(shù)為 0.754、0.610、0.966，顯著系數(shù)分別為 0.000、0.001、0.000。由于氮、磷、鉀的濃度顯著系數(shù)都小于0.05，但Pearson 相關(guān)性分別為 0.754、0.610、0.966。由 SPSS 書中知0.754、0.610絕對值是大于0.5，小于0.8的，可以得出EC值與N 的濃度、P 的濃度之間顯著相關(guān)。因為0.966 絕對值大于0.8，小于1，可以得出EC值與K的濃度之間高度相關(guān)。

表3.2 EC值與氮、磷、鉀的濃度關(guān)系的模型系數(shù)a

表3.2 給出了非標準化系數(shù)、標準系數(shù)、T 統(tǒng)計量、顯著性系數(shù)以及95%至信區(qū)間。由表可以得知，EC值與氮、磷、鉀的濃度關(guān)系模型為y=0.009x1+0.052x2-0.173x3+0.777(y表示EC值、x1表示K的濃度、x2表示N的濃度、x3表示P的濃度。）由模型的構(gòu)造以及表3.1相關(guān)性可以看出，EC值與氮、磷、鉀的濃度呈線性相關(guān)。

1.N的濃度對EC值的影響。

表3.3 不同濃度的營養(yǎng)液氮的濃度與之相對應的EC值

由圖 3.1 和表 3.3 知，當 N 的濃度由 1.620mg/l 增大到3.495mg/l時，隨著N的濃度增大，EC值增大了0.28ms/cm，求得兩點之間的斜率為0.149，當N的濃度由3.495mg/l增大到5.947mg/l時,EC值增大了0.97ms/cm，求得兩點之間的斜率為0.396，當EC值增大了0.08ms/cm，求得兩點之間的斜率為0.030，當N的濃度由8.591mg/l增大到12.582mg/l時，EC值增大了1.57ms/cm，求得兩點之間的斜率為0.393。從圖中可以看出隨著N的濃度增大，EC值整體呈上升趨勢,尤其當N的濃度由5.947mg/l增大到8.591mg/l時，EC值上升趨勢最小。

氮元素對營養(yǎng)液EC值的靈敏度可以由EC值之間的差值與氮的濃度之間的差值的比值來表示，所以氮元素對營養(yǎng)液EC 值的靈敏度的值可以由圖3.1 中5 個點兩兩之間斜率的平均值來表示，由上一段知這五個點兩兩之間的斜率分別為0.149、0.396、0.030、0.393，可以求得氮元素對營養(yǎng)液EC值的靈敏度值為0.242。由表3.1相關(guān)性知營養(yǎng)液EC值與氮的濃度之間的相關(guān)系數(shù)為0.754，可以得出氮元素對營養(yǎng)液EC值的權(quán)重值為0.3236。

2.P的濃度對EC值的影響。

表3.4 不同濃度的營養(yǎng)液磷的濃度與之相對應的EC值

由圖 3.2 和表 3.4 知，當 P 的濃度由 1.351mg/l 增大到1.708mg/l時，EC值增大了0.27ms/cm，求得兩點之間的斜率為0.756，當P的濃度由1.708mg/l增大到2.592mg/l時，EC值增大了1.04ms/cm，求得兩點之間的斜率為1.176，當P 的濃度由2.592mg/l增大到3.155mg/l時，EC值增大了0.61ms/cm，求得兩點之間的斜率為1.083，當P的濃度由3.155mg/l增大到3.982mg/l時，EC值增大了0.52ms/cm，求得兩點之間的斜率為0.629。可以看出隨著P的濃度增大，EC值整體呈上升趨勢，尤其當P 的濃度由2.592mg/l 增大到3.155mg/l 時，EC值上升趨勢最大。

磷元素對營養(yǎng)液EC值的靈敏度可以由EC值之間的差值與磷的濃度之間的差值的比值來表示，所以磷元素對營養(yǎng)液EC 值的靈敏度的值可以由圖3.2 中5 個點兩兩之間斜率的平均值來表示。由上一段知這五個點兩兩之間的斜率分別為0.756、1.176、1.083、0.629。可以求得磷元素對營養(yǎng)液EC 值的靈敏度值為0.911。由表3.1 相關(guān)性知營養(yǎng)液EC 值與磷的濃度之間的相關(guān)系數(shù)為0.610，可以得出磷元素對營養(yǎng)液EC值的權(quán)重值為0.2618。

3.K的濃度對EC值的影響。

表3.5 不同濃度的營養(yǎng)液鉀的濃度與之相對應的EC值

由圖 3.3 和表 3.5 知，當 K 的濃度由 32.102mg/l 增大到64.661mg/時，隨著 K 的濃度增大，EC 值增大了 0.27ms/cm，求得兩點之間的斜率為0.0083，當K的濃度64.661mg/l增大到198.516mg/l時，隨著K的濃度增大，EC值增大了1ms/cm，求得兩點之間的斜率為0.0075，當K的濃度由198.516mg/l增大到263.634mg/l時，EC值增大了0.61ms/cm，求得兩點之間的斜率為0.0094，當K 的濃度由263.634mg/l 增大到325.135mg/l時，EC值增大了0.56ms/cm，求得兩點之間的斜率為0.0091。可以看出隨著K 的濃度增大，EC 值整體呈上升趨，尤其當K的濃度由64.661mg/l增大到198.516mg/l時，EC值上升趨最大。

鉀元素對營養(yǎng)液EC值的靈敏度可以由EC值之間的差值與鉀的濃度之間的差值的比值來表示，所以鉀元素對營養(yǎng)液EC 值的靈敏度的值可以由圖3.3 中5 個點兩兩之間斜率的平均值來表示。由上一段知這五個點兩兩之間的斜率分別為0.0083、0.0075、0.0094、0.0091。可以求得鉀元素對營養(yǎng)液EC值的靈敏度值為0.0086。由表3.1相關(guān)性知營養(yǎng)液EC值與鉀的濃度之間的相關(guān)系數(shù)為0.966，可以得出鉀元素對營養(yǎng)液EC值的權(quán)重值為0.4146。

（二）營養(yǎng)液元素濃度對pH值的影響。

表3.6 PH值與營養(yǎng)濃度的相關(guān)性

由表3.6相關(guān)性可以看出，以營養(yǎng)液中氮、磷、鉀的濃度為自變量，以營養(yǎng)液pH值為因變量，所對應的Pearson相關(guān)系數(shù)為-0.609、-0.500、-0.840，顯著系數(shù)分別為0.001、0.005、0.000。由于 氮、磷、鉀的濃度顯著系數(shù)都小于0.05，但Pearson 相關(guān)性分別為-0.609、-0.500、-0.840。-0.609、-0.840的絕對值是大于 0.5，小于 0.8 的，可以得出 EC 值與 N 的濃度、K 的濃度之間顯著相關(guān)。因為-0.500的絕對值小于等于0.5，大于0.3，可以得出pH值與P的濃度之間低度相關(guān)相關(guān)。

表3.7 PH值與氮、磷、鉀的濃度關(guān)系的模型系數(shù)a

表3.7 給出了非標準化系數(shù)、標準系數(shù)、T 統(tǒng)計量、顯著性系數(shù)以及95%至信區(qū)間。由表可以得知，pH值與氮、磷、鉀的濃度關(guān)系模型y=-0.003x1-0.009x2+0.059x3+7.930(y表示EC值、x1表示K的濃度、x2表示N的濃度、x3表示P的濃度。）由模型的構(gòu)造以及表3.6相關(guān)性可以看出，pH值與氮、磷、鉀的濃度呈線性相關(guān)。

1.N的濃度對pH值的影響。

表3.8 不同濃度的營養(yǎng)液氮的濃度與之相對應的pH值

由圖 3.4 和表 3.8 知，當 N 的濃度由 0.370mg/l 增大到0.563mg/l 時，pH 值減小了0.22，求得兩點之間的斜率為-1.140，當N的濃度由0.563mg/l增大到3.111mg/l時，pH值減小了0.42，求得兩點之間的斜率為-0.165，當N 的濃度由3.111mg/l 增大到 5.995mg/l 時，pH 值減小了 0.17，求得兩點之間的斜率為-0.059，當N 的濃度由5.995mg/l 增大到9.361mg/l 時，pH 值減小了0.12，求得兩點之間的斜率為-0.036，可以看出隨著N 的濃度增大，可以看出pH 值整體呈下降趨勢,尤其N的濃度由5.995mg/l增大到9.361mg/l時，pH值下降趨勢最小。

氮元素對營養(yǎng)液pH值的靈敏度可以由pH值之間的差值與氮的濃度之間的差值的比值來表示，所以氮元素對營養(yǎng)液pH 值的靈敏度的值可以由圖3.4 中5 個點兩兩之間斜率的平均值來表示，由上一段知這五個點兩兩之間的斜率分別為-1.140、-0.165、-0.059、-0.036，可以求得氮元素對營養(yǎng)液pH值的靈敏度值為-0.350。氮元素對營養(yǎng)液pH的靈敏度的值為負值是因為pH值隨著營養(yǎng)液的濃度增大而減小，所以氮元素對營養(yǎng)液pH值的靈敏度值為負值。由表3.6相關(guān)性知營養(yǎng)液pH值與氮的濃度之間的相關(guān)系數(shù)為-0.609,可以得出氮元素對營養(yǎng)液pH值的權(quán)重值為0.3125。

2.P的濃度對pH值的影響。

表3.9 不同濃度的營養(yǎng)液磷的濃度與之相對應pH的值

由圖 3.5 和表 3.9 知，當 P 的濃度由 1.276mg/l 增大到1.765mg/l時，pH值減小了0.3，可以求得兩點之間的斜率為-0.613，當 P 的濃度由 1.765mg/l 變化到 2.798mg/l 時,pH 值減小了0.34,可以求得兩點之間的斜率為-0.329，當P的濃度由2.798mg/l增大到3.287mg/l時，pH值減小了0.2，可以求得兩點之間的斜率為-0.409，當P 的濃度由3.287mg/l 增大到3.776mg/l 時，pH 值減小了0.09，求得兩點之間的斜率為-0.184，隨著磷的濃度增大，可以看出pH值整體呈下降趨勢，尤其當P的濃度由3.287mg/l增大到3.776mg/l時，pH值下降趨勢最小。

磷元素對營養(yǎng)液pH值的靈敏度可以由pH值之間的差值與磷的濃度之間的差值的比值來表示，所以磷元素對營養(yǎng)液pH 值的靈敏度的值可以由圖3.5 中5 個點兩兩之間斜率的平均值來表示，由上一段知這五個點兩兩之間的斜率分別為-0.613、-0.329、-0.409、-0.184，可以求得磷元素對營養(yǎng)液pH值的靈敏度值為-0.384。磷元素對營養(yǎng)液pH的靈敏度的值為負值是因為pH值隨著營養(yǎng)液的濃度增大而減小，所以磷元素對營養(yǎng)液pH值的靈敏度值為負值。由表3.6相關(guān)性知營養(yǎng)液pH值與磷的濃度之間的相關(guān)系數(shù)為-0.500,可以得出磷元素對營養(yǎng)液pH值的權(quán)重值為0.2565。

3.K的濃度對pH值的影響。

表3.10 不同濃度的營養(yǎng)液鉀的濃度與之相對應的pH值

由圖 3.6 和表 3.10 知，當 K 的濃度由 24.867mg/l 增大到50.191mg/l時，pH 值減小了0.11，可以求得兩點之間的斜率為-0.0043。當P的濃度由50.191mg/l增大到147.868mg/l時,pH值減小了0.39，可以求得兩點之間的斜率為-0.0040，隨著K 的濃度增大，可以看出pH 值下降趨勢。當K 的濃度由147.868mg/l 增大到 220.222mg/l 時，pH 值減小了 0.09，可以求得兩點之間的斜率為-0.0012，當K 的濃度由220.222mg/l增大到270.869mg/l時，pH值減小了0.15，求得兩點之間的斜率為-0.0030，可以看出隨著K的濃度增大，pH值整體呈下降趨勢,尤其當K的濃度由147.868mg/l增大到220.222mg/l時，pH值下降趨勢最小。

鉀元素對營養(yǎng)液pH值的靈敏度可以由pH值之間的差值與鉀的濃度之間的差值的比值來表示，所以鉀元素對營養(yǎng)液pH 值的靈敏度的值可以由圖3.6 中5 個點兩兩之間斜率的平均值來表示，由上一段知這五個點兩兩之間的斜率分別為-0.0043、-0.0040、-0.0012、-0.0030，可以求得鉀元素對營養(yǎng)液pH值的靈敏度值為-0.0032。鉀元素對營養(yǎng)液pH的靈敏度的值為負值是因為pH值隨著營養(yǎng)液的濃度增大而減小，所以鉀元素對營養(yǎng)液pH值的靈敏度值為負值。由表3.6相關(guān)性知營養(yǎng)液EC值與鉀的濃度之間的相關(guān)系數(shù)為-0.840，可以得出鉀元素對營養(yǎng)液pH值的權(quán)重值為0.4310。

三、討論

本次試驗在安徽科技學院西區(qū)Venlo型智能玻璃溫室中進行,所用的營養(yǎng)液配方是霍格蘭營養(yǎng)液，整個試驗過程中可能存在下列相關(guān)問題：未能充分考慮到溫度對EC值和pH值的影響。

四、結(jié)論

通過實驗對營養(yǎng)液氮的濃度、磷的濃度、鉀的濃度、EC值、pH 值進行出測定，采用SPSS 對這些數(shù)據(jù)進行線性回歸分析，由表3.1營養(yǎng)液EC值與氮、磷、鉀濃度的相關(guān)性可以看出EC值與氮的濃度、磷的濃度是顯著相關(guān)的，與鉀的濃度是高度相關(guān)的，可以得出氮元素、磷元素、鉀元素對營養(yǎng)液EC值的權(quán)重值分別為0.3236、0.2618、0.4146。由氮、磷、鉀三者對營養(yǎng)液EC的權(quán)重值可以看出氮、磷、鉀對營養(yǎng)液EC值的影響分別占32.36%、26.18%、41.46%。由表3.6營養(yǎng)液pH值與N、P、K濃度的相關(guān)性可以看出pH值與氮的濃度、鉀的濃度是顯著相關(guān)的，與磷的濃度是低度相關(guān)的,可以得出氮元素、磷元素、鉀元素對營養(yǎng)液pH 值的權(quán)重值分別為0.3125、0.2565、0.4310。由氮、磷、鉀三者對營養(yǎng)液pH值的權(quán)重值可以看出氮、磷、鉀對營養(yǎng)液pH 值的影響分別占31.25%、25.65%、43.10%。