小青菜潮汐式穴盤栽培營養(yǎng)液配方及基質(zhì)篩選試驗

朱強， 田丹青， 葛亞英， 潘剛敏， 謝盧鵬

(浙江省園林植物與花卉研究所，浙江 杭州 311251)

潮汐式灌溉(Ebb and flow irrigation)起源于設施農(nóng)業(yè)發(fā)達的荷蘭，通過模擬潮起潮落定時定量的將水或者營養(yǎng)液從栽培容器底部注入，通過毛細作用浸潤整個基質(zhì)，剩余的水或營養(yǎng)液將被抽回儲液罐內(nèi)，具有節(jié)水減肥、保持植株干燥、減少環(huán)境污染等優(yōu)點[1-2]。目前潮汐式灌溉在國內(nèi)花卉栽培和蔬菜育苗上已開始規(guī)模化應用[3-4]，并取得不錯的效果。對潮汐式灌溉的研究目前主要集中在設備研發(fā)[5]、適宜的灌溉模式[6-7]及栽培基質(zhì)篩選[8-9]等方面。

為了滿足城鎮(zhèn)居民吃到新鮮蔬菜，以及美化家居和休閑生活的需求，陽臺農(nóng)業(yè)成為現(xiàn)代都市生活的時尚引領。陽臺農(nóng)業(yè)一般采用無土栽培，有利于保持陽臺環(huán)境干凈清潔，最常用的就是基質(zhì)栽培。基質(zhì)塊是以優(yōu)質(zhì)泥炭、椰糠等為主要原料，添加適量營養(yǎng)元素、保水劑、固化成型劑等，經(jīng)科學配方和高壓定型而成，具有使用方便、清潔無病蟲害等優(yōu)點，適合陽臺農(nóng)業(yè)使用。現(xiàn)階段對陽臺農(nóng)業(yè)的研究較少，且多集中在發(fā)展情況的調(diào)查[10-11]，隨著市場需求的日益增加，陽臺農(nóng)業(yè)的研究將向具體的栽培管理技術方面轉(zhuǎn)移，栽培基質(zhì)的篩選、栽培設備的研發(fā)和智能化系統(tǒng)的設計等將成為今后的重點研究方向[12]。將潮汐式灌溉系統(tǒng)與無土栽培相結合，讓陽臺種植更加簡便輕松，是未來陽臺種植設備研發(fā)的重要方向。

小青菜營養(yǎng)豐富，生長迅速，栽培簡單，產(chǎn)量高，是城鎮(zhèn)居民最常食用的葉菜之一，也是最適合陽臺栽培的葉菜之一。本試驗以小青菜為材料，采用潮汐式灌溉床架和穴盤栽培，通過研究不同的營養(yǎng)液配方和不同基質(zhì)對小青菜生長和品質(zhì)的影響，篩選出適宜小青菜潮汐式灌溉的營養(yǎng)液配方和基質(zhì)，為小青菜潮汐式灌溉栽培在陽臺上的應用提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

供試小青菜品種為蘇州青。

1.2 處理設計

使用的4種營養(yǎng)液配方為常用的蔬菜無土栽培配方，分別為M1(華南農(nóng)大配方)、M2(荷蘭溫室配方)、M3(日本園試通用配方)、M4(Hoagland’s配方)，均購自福建萬果農(nóng)資有限公司，各營養(yǎng)液組成見表1，微量元素按通用配方配制。

表1 供試的營養(yǎng)液配方

使用的3種基質(zhì)為N1(進口挪威產(chǎn)的“捷菲”基質(zhì)塊，直徑30 mm)、N2(國產(chǎn)愛家基質(zhì)塊，直徑30 mm)、N3(品氏托普純粗泥炭，纖維粗10～40 mm)，均從市場采購。本試驗中不同營養(yǎng)液配方間、不同基質(zhì)間及不同營養(yǎng)液與基質(zhì)的組合間互為對照。

1.3 方法

試驗于2019年10—11月在浙江省園林植物與花卉研究所的薄膜連棟大棚內(nèi)進行。灌溉系統(tǒng)為床式潮汐式系統(tǒng)，配備了營養(yǎng)液桶和回水系統(tǒng)、水過濾系統(tǒng)，可實現(xiàn)水肥循環(huán)使用。根據(jù)不同的營養(yǎng)液和基質(zhì)組合，設12個處理，每處理重復3次，每重復為1個50孔穴盤。小青菜于10月21日直播，后定植于50孔穴盤中，穴盤置于潮汐式床架上。各處理的營養(yǎng)液EC值、灌溉高度、滯留時間和間隔時間等均保持一致。EC值根據(jù)生長期配置，前、中、后期分別為0.8、1.3、1.8 mS·cm-1；灌溉液面高度為2 cm，滯留時間30 min，間隔時間根據(jù)天氣和長勢，為2或3 d。

1.4 測試指標

11月28日取樣調(diào)查，每穴盤隨機取樣5株，測定小青菜株高(為基質(zhì)表面到生長點的高度)、株幅(為葉片橫向最大垂直寬度)、最大葉長、最大葉寬、總?cè)~片數(shù)、地上部鮮重等產(chǎn)量性狀，最后對葉片取樣測量總?cè)~綠素含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、抗壞血酸(AsA)含量及NO3-N含量等品質(zhì)性狀。

1.5 數(shù)據(jù)分析

使用Origin 2019 Pro進行作圖，采用DPS 15.10軟件進行性狀數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計。

2 結果與分析

2.1 不同營養(yǎng)液配方對小青菜生長的影響

2.1.1 對產(chǎn)量性狀的影響

不同營養(yǎng)液配方對小青菜的生長影響明顯。從表2可見，M3配方的產(chǎn)量最高，單株地上部鮮重為5.89 g，極顯著高于其他3個配方，同時其株高和總?cè)~片數(shù)均高于其他3個配方，其他3個配方的地上部鮮重間無顯著差異。

表2 不同營養(yǎng)液配方對小青菜產(chǎn)量性狀的影響

2.1.2 對小青菜品質(zhì)性狀的影響

從表3可見，營養(yǎng)液配方對除葉綠素b外的其他性狀均有顯著影響。總?cè)~綠素含量依次為M4>M3>M2>M1，其中M4和M3差異不顯著，但均極顯著高于M1；AsA含量依次為M4>M3>M1>M2，其中M4分別比M3、M1和M2高出26.37%、43.79和62.75%，呈顯著差異，且極顯著高于M1和M2；NO3-N含量依次為M2

表3 不同營養(yǎng)液配方對小青菜品質(zhì)性狀的影響

2.2 不同基質(zhì)對小青菜生長的影響

2.2.1 對小青菜產(chǎn)量性狀的影響

由表4可知，不同基質(zhì)對小青菜產(chǎn)量性狀影響明顯，具體表現(xiàn)在地上部鮮重差異明顯，基質(zhì)N2的單株地上部鮮重最高為5.79 g，分別比N3和N1高出25.9%和47.0%，差異達極顯著水平；同時株高、最大葉長和最大葉寬均高于其他基質(zhì)。基質(zhì)N3和N1間小青菜產(chǎn)量性狀表現(xiàn)沒有顯著差異。

表4 不同基質(zhì)對小青菜產(chǎn)量性狀的影響

2.2.2 對小青菜品質(zhì)性狀的影響

從表5可知，基質(zhì)對小青菜的品質(zhì)性狀影響顯著，但對各個性狀的影響不一致，沒有規(guī)律性。總?cè)~綠素含量N3>N2>N1，N3極顯著高于N1；AsA含量N1>N2>N3，處理間差異不顯著；NO3-N含量N2

表5 不同基質(zhì)塊對小青菜品質(zhì)性狀的影響

2.3 營養(yǎng)液配方和基質(zhì)組合對小青菜生長的影響

不同營養(yǎng)液配方和基質(zhì)的組合對小青菜的生長影響差異明顯，主要表現(xiàn)在地上部鮮重、AsA含量和NO3-N含量3個性狀指標。

從圖1可知，小青菜地上部鮮重最高的組合為M3N2，為6.81 g，顯著高于除M1N2和M3N3外的其他組合，比最低組合M1N1高106.99%；地上部鮮重比較高的組合還有M1N2、M3N3、M4N2和M2N2，與最有利于青菜生長的營養(yǎng)液配方M3和基質(zhì)N2結果相一致。各組合的AsA含量顯示，M4N1組合最高，為232.24 μg·g-1，顯著高于除M4N2外的其他組合，比最低組合M2N2高125.48%，AsA含量比較高的組合還有M4N2和M3N2；NO3-N含量分析結果顯示，僅有M1N3組合顯著高于其他組合，達到151.99 μg·g-1，其余組合含量都集中在40～80 μg·g-1的較低范圍內(nèi)。各組合對小青菜的AsA和NO3-N含量影響沒有規(guī)律。

不同處理間沒有相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。圖1 不同營養(yǎng)液與基質(zhì)組合處理對小青菜品質(zhì)性狀的影響

3 小結與討論

潮汐式灌溉設施空間利用率最高，易于實現(xiàn)水肥耦合智能化閉合循環(huán)利用和“零排放”，節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)工效果顯著，適于小型短周期作物栽培，特別是穴盤栽培，彰顯出非常廣闊的應用前景[1]。營養(yǎng)液配方的選擇是其中的核心技術之一，選擇適宜的營養(yǎng)液可以提高養(yǎng)分利用效率，增加產(chǎn)量，改善品質(zhì)。營養(yǎng)液配方在水培蔬菜中研究較多，但結合潮汐式灌溉的研究比較少。侯迷紅等[13]研究3種營養(yǎng)液配方對水培小白菜、生菜、油麥菜的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響表明，日本園試配方的葉菜產(chǎn)量最高，但品質(zhì)比Hoagland’s配方和荷蘭配方差。本試驗采用潮汐式穴盤栽培，試驗結果表明，日本園試配方的小青菜產(chǎn)量最高，但品質(zhì)不是最好，綜合品質(zhì)排列第二，比Hoagland’s配方稍差，這與前人的研究結果一致，說明潮汐式灌溉可以采用水培或其他無土栽培的營養(yǎng)液配方。

基質(zhì)的物理特性如基質(zhì)粒徑大小及占比、穩(wěn)定性、容重、填裝緊實度等直接影響基質(zhì)內(nèi)部孔隙大小，從而影響基質(zhì)的毛細管吸力。通常大粒徑基質(zhì)會形成較大的孔隙，從而降低毛細管吸力。因此，基質(zhì)在潮汐式灌溉中非常重要，相關研究較多，在小白菜、番茄、辣椒等蔬菜上都有報道[8-9,14]，但采用的都是泥炭、蛭石、珍珠巖、腐熟中藥渣、腐熟菇渣、椰糠等一種或多種材料混合而成，容易引起基質(zhì)滲漏污染營養(yǎng)液，而且裝填麻煩。本試驗采用進口和國產(chǎn)2種壓縮基質(zhì)塊，用傳統(tǒng)的泥炭土做對照，結果顯示，國產(chǎn)基質(zhì)塊小青菜的產(chǎn)量最高，綜合品質(zhì)也是最好，優(yōu)于進口的基質(zhì)塊和純泥炭，而且使用方便，不易滲漏，更適合陽臺農(nóng)業(yè)使用。

隨著我國都市化程度的不斷加深，陽臺農(nóng)業(yè)已成為現(xiàn)代都市生活的時尚引領，但目前國內(nèi)對于陽臺農(nóng)業(yè)的配套設備和栽培技術研究較少。本試驗采用潮汐式灌溉和穴盤栽培小青菜，篩選出適宜的營養(yǎng)液配方和基質(zhì)，為未來陽臺農(nóng)業(yè)種植設備研發(fā)提供技術支撐。