音樂聲頻對(duì)溫室蔬菜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

柏明娥，姜仕仁，童富良，邵菲菲，洪利興

(1.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023;2.浙江科技學(xué)院，浙江 杭州 310023;3.東陽(yáng)花園集團(tuán)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，浙江東陽(yáng) 322121)

植物聲頻控制技術(shù)作為一門新型現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)技術(shù)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到了較快的發(fā)展，其基本原理是對(duì)植物施加一定頻率的聲波，利用聲波影響植物細(xì)胞分裂，有利于植物能量代謝，增加植物光合作用和綜合吸收能力，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，從而達(dá)到增產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病的目的［1］。植物聲頻控制技術(shù)在國(guó)內(nèi)外50余種植物包括玉米、向日葵、茶葉、草莓、芹菜、棉花、菠菜、黃瓜、番茄和青椒等農(nóng)作物和蔬菜上的應(yīng)用試驗(yàn)表明，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)取得相當(dāng)顯著的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益［2－8］。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于植物的聲頻主要有美國(guó) Dan．Carlson公司研究開發(fā)的高頻(4～6 kHz)聲頻［9］，日本大阪先拓公司研究開發(fā)的古典音樂聲頻［10］，國(guó)內(nèi)青島物理農(nóng)業(yè)科技有限公司研發(fā)的電子合成聲波［11］等。本課題組采用自行開發(fā)的以蟲鳴聲和古典音樂與蟲鳴聲合成的音樂聲頻，分別在蘿卜、青菜、西瓜、花生等露地作物上進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，音樂聲頻不同程度地促進(jìn)了作物的生長(zhǎng)，提高了產(chǎn)量［12－14］。為了探討音樂聲頻對(duì)溫室蔬菜生長(zhǎng)的影響，課題組分別于2010年上半年、2010年下半年和2011年上半年對(duì)在溫室無(wú)土栽培條件下種植的茄子、黃瓜、番茄、香瓜等蔬菜進(jìn)行音樂聲頻處理試驗(yàn)，考察其對(duì)生長(zhǎng)、產(chǎn)量、質(zhì)量等方面的影響，為其進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)?，F(xiàn)將有關(guān)結(jié)果報(bào)導(dǎo)如下。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)地位于浙江省東陽(yáng)市花園集團(tuán)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司的科技示范園，地理坐標(biāo)為北緯29°16'，東經(jīng)120°13'，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，年平均氣溫17℃，降雨量1 351 mm。

供試植物有茄子、番茄、小黃瓜、小番茄、大香瓜，種子購(gòu)自當(dāng)?shù)氐姆N子公司，種子經(jīng)統(tǒng)一育苗后移栽。供試作物均在玻璃溫室采用珍珠巖粉和營(yíng)養(yǎng)液無(wú)土栽培，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)滴灌和溫、濕度調(diào)節(jié)。溫室東西走向，長(zhǎng)80 m，總面積3 380 m2。

聲頻設(shè)備為自行開發(fā)的JSR-05型聲頻播放器，是一種集音頻自動(dòng)播放、控制系統(tǒng)、功率放大與喇叭于一體的鋁制露天音頻播放設(shè)備，頻響40～12 000 Hz。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共分3期，第1期為2010年3月至6月，供試作物有茄子、番茄、小黃瓜;第2期為2010年9月至2011年3月，供試作物有番茄、小番茄、小黃瓜;第3期為2011年4月至7月，供試作物有番茄、小黃瓜、大香瓜。

每期試驗(yàn)都分2組，溫室兩端各安排1組，分別用于聲頻處理和對(duì)照，試驗(yàn)組和對(duì)照組的作物均同一管理。不同期的試驗(yàn)組和對(duì)照組對(duì)調(diào)位置。

聲頻處理。從幼苗種植開始對(duì)試驗(yàn)組進(jìn)行聲頻處理，主頻約為350 Hz，頻率范圍約340～4 000 Hz，每天從上午7:00至10:00，連續(xù)播放3 h，響度約70 dB左右。

指標(biāo)測(cè)定。在每種蔬菜的試驗(yàn)組和對(duì)照組中均以連續(xù)的20株作為觀測(cè)樣株，分別于生長(zhǎng)一定天數(shù)測(cè)量植株高度，并于果實(shí)成熟后每次單獨(dú)采摘、稱重，最后累計(jì)產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用EXCEL軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長(zhǎng)量

從表1看出，第1期聲頻處理對(duì)供試的茄子、番茄、小黃瓜的生長(zhǎng)都有不同程度的促進(jìn)，茄子、番茄和小黃瓜處理20 d的植株高度比對(duì)照高16.17%，18.97%和4.97%，處理30 d植株高度比對(duì)照高20.7%，10.28%和3.85%。對(duì)20 d和30 d的株高生長(zhǎng)量方差分析結(jié)果表明，除茄子20 d的株高生長(zhǎng)量與對(duì)照沒有差異外，其余均達(dá)到顯著水平。

另外從對(duì)茄子冠幅的生長(zhǎng)來(lái)看，聲頻處理20 d，茄子冠幅比對(duì)照增大27.27%，處理30 d增大23.68%(表2)，與對(duì)照相比差異顯著。

表1 第1期聲頻處理對(duì)蔬菜株高生長(zhǎng)的影響

表2 第1期聲頻處理對(duì)茄子冠幅生長(zhǎng)的影響

從表3看出，第2期聲頻處理對(duì)3種供試蔬菜株高生長(zhǎng)的影響程度不同。小番茄處理35 d試驗(yàn)組植株高度比對(duì)照高5.11%，番茄和小黃瓜處理21 d試驗(yàn)組植株高度比對(duì)照高0.41%和4.27%。經(jīng)方差分析表明，除小黃瓜處理21 d的株高生長(zhǎng)量與對(duì)照有顯著差異外，其余差異不明顯。

表3 第2期聲頻處理對(duì)蔬菜株高生長(zhǎng)的影響

第3期供試作物番茄、小黃瓜、大香瓜經(jīng)不同日期聲頻處理的株高測(cè)量結(jié)果見表4。聲頻處理對(duì)番茄的株高生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，19 d和35 d的株高生長(zhǎng)量分別比對(duì)照提高5.69%和4.83%，但方差分析表明差異不明顯;對(duì)小黃瓜的促進(jìn)作用不明顯，在生長(zhǎng)前期反而有抑制作用，在生長(zhǎng)后期表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用;對(duì)大香瓜有促進(jìn)作用，21 d的株高生長(zhǎng)量比對(duì)照提高13.25%，與對(duì)照有顯著差異。

表4 第3期聲頻處理對(duì)蔬菜株高生長(zhǎng)的影響

2.2 產(chǎn)量及質(zhì)量

3期聲頻處理對(duì)茄子、番茄、小黃瓜和小番茄從采摘期開始至采摘結(jié)束累計(jì)產(chǎn)量、單株產(chǎn)量及667 m2產(chǎn)量計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 聲頻處理對(duì)蔬菜產(chǎn)量的影響

從表5可以看出，第1期聲頻處理后番茄產(chǎn)量比對(duì)照提高33.42%，茄子產(chǎn)量提高13.75%，黃瓜產(chǎn)量提高13.81%;第2期聲頻處理后小番茄、番茄和小黃瓜的產(chǎn)量分別提高13.19%、10.29%和7.89%;第3期聲頻處理后番茄和小黃瓜的產(chǎn)量分別提高10.50%和11.50%。大香瓜因后期人為控制果數(shù)而未做產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)。

聲頻處理促進(jìn)番茄早熟，第1期試驗(yàn)組6月2日開始采摘，而對(duì)照組6月8日才開始采摘，比對(duì)照提前6 d，番茄的果形也比對(duì)照的大。

從小黃瓜次品數(shù)量來(lái)看，第1期試驗(yàn)組為5.2 kg，對(duì)照組為39.5 kg，次品率減少86.8%，第2期試驗(yàn)組為0.8 kg，對(duì)照組為1.48 kg，次品率減少45.9%，聲頻處理大大減少了次品小黃瓜的數(shù)量，對(duì)提高黃瓜的產(chǎn)品質(zhì)量效果明顯。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益

按上述幾種蔬菜667 m2的增產(chǎn)量，每種蔬菜當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算，聲頻處理對(duì)提高蔬菜經(jīng)濟(jì)效益非常顯著(表6)。

從表6可以看出，聲頻處理后由于提高了蔬菜的產(chǎn)量，從而使每種蔬菜667 m2產(chǎn)值提高了800～7 890元不等，其中對(duì)小黃瓜的增效特別明顯，3期的試驗(yàn)結(jié)果分別達(dá)到了6 620元、5 700元和7 980元，其他蔬菜增值也大都在1 000元以上。

表6 聲頻處理對(duì)提高蔬菜經(jīng)濟(jì)效益的分析

3 小結(jié)與討論

聲頻處理對(duì)溫室無(wú)土栽培作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量都有不同程度的促進(jìn)作用，但對(duì)不同品種的影響程度不同。第1期對(duì)茄子、番茄和小黃瓜的試驗(yàn)結(jié)果，聲頻處理對(duì)番茄的株高生長(zhǎng)和提高產(chǎn)量作用效果明顯好于其他2種作物，這與我們?cè)诼兜卦耘嗍卟俗魑镏械脑囼?yàn)結(jié)果相似［12－13］。試驗(yàn)同時(shí)表明聲頻處理對(duì)促進(jìn)植物生長(zhǎng)與增加產(chǎn)量之間的相關(guān)性不明顯，如第1期的試驗(yàn)結(jié)果按促進(jìn)株高生長(zhǎng)排序?yàn)榍炎樱痉眩军S瓜，而從增加產(chǎn)量效果來(lái)看為番茄＞黃瓜＞茄子，第2期和第3期也有類似結(jié)果，特別是第3期對(duì)小黃瓜的影響，雖然聲頻處理對(duì)促進(jìn)株高生長(zhǎng)效果不明顯，但對(duì)產(chǎn)量提高效果明顯，比對(duì)照提高11.5%。因此，針對(duì)不同的植物種類如葉類蔬菜、果類蔬菜等開發(fā)與之相適應(yīng)的聲頻處理器是我們今后研究的重點(diǎn)。

另外，聲頻處理對(duì)同一種植物在不同季節(jié)的影響程度也不一樣，如第1期番茄處理20 d和30 d的植株高度比對(duì)照高18.97%和10.28%，第2期番茄生長(zhǎng)21 d植株高度比對(duì)照高0.41%，第3期番茄生長(zhǎng)19 d和35 d的植株高度比對(duì)照高5.69%和4.8%。除第1期與對(duì)照相比差異顯著外，第2期和第3期與對(duì)照相比差異不顯著，同樣對(duì)小黃瓜的株高生長(zhǎng)也有類似現(xiàn)象;且在不同試驗(yàn)中對(duì)提高產(chǎn)量影響也不同，對(duì)番茄和小黃瓜來(lái)說(shuō)都是第1期試驗(yàn)效果最好，分別達(dá)到33.42%和13.81%。說(shuō)明聲頻處理對(duì)植物的影響與試驗(yàn)時(shí)的季節(jié)或環(huán)境條件尚存在一定的關(guān)系，具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

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