無紡布掛式立體栽培普通白菜研究

劉 萍 杜慶平 湯朋先 徐順飛 王藝霏

（揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)，江蘇省農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)研究中心，江蘇揚(yáng)州 225009）

無紡布掛式立體栽培普通白菜研究

劉 萍 杜慶平 湯朋先 徐順飛 王藝霏

（揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)，江蘇省農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)研究中心，江蘇揚(yáng)州 225009）

以無紡布作栽培基質(zhì)，設(shè)計了一套適用于小型葉菜栽培的水肥一體化輕簡栽培系統(tǒng)。以普通白菜品種揚(yáng)州青1號和高梗白為試材，采用裂區(qū)試驗設(shè)計，研究該栽培模式下不同營養(yǎng)液濃度對普通白菜生長指標(biāo)和生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，營養(yǎng)液濃度對普通白菜地上部鮮質(zhì)量、可溶性糖含量、葉片葉綠素SPAD值均有極顯著影響；隨著營養(yǎng)液濃度的增加，兩個普通白菜品種的地上部鮮質(zhì)量、可溶性糖含量和葉綠素SPAD值均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，根系丙二醛含量則呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢；125%全價營養(yǎng)液處理有利于提高普通白菜地上部鮮質(zhì)量、可溶性糖含量和葉片葉綠素SPAD值，并保持根系較低的丙二醛含量。

普通白菜；掛式立體栽培；無紡布；營養(yǎng)液濃度

普通白菜〔Brassica campestris L. ssp. chinensis（L.）Makino var. communis Tsen et Lee〕別名小白菜、小青菜、小油菜，具有種類和品種繁多、生長期短、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，可周年生產(chǎn)與供應(yīng)，對人們的健康飲食生活意義重大。江蘇地處我國中東部地區(qū)，夏季高溫、時有暴雨等惡劣天氣，葉菜類蔬菜“死苗”現(xiàn)象突出；且生產(chǎn)上病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，防治極為困難，葉菜“伏缺”嚴(yán)重。葉菜類蔬菜保鮮期短，不耐貯運(yùn)，主要依靠當(dāng)?shù)厣a(chǎn)，而城市周邊用于蔬菜種植的良田越來越少。孫艷軍等（2009）、徐溟等（2013）對夏季葉菜的栽培提出了一些改良方法，如采用無土栽培、防蟲網(wǎng)栽培等，但措施單一、效益與投入產(chǎn)出比增長不明顯。本試驗從夏季小型葉菜生產(chǎn)現(xiàn)狀著手，結(jié)合小型葉菜生育期短、株型小、根系淺、質(zhì)量輕、需水量大等特點(diǎn)，以及夏季大棚休整閑置的狀況，避開土傳病害和土壤寄生蟲卵的污染，選用無紡布作栽培基質(zhì)，設(shè)計了一套適用于小型葉菜栽培的水肥一體化輕簡栽培系統(tǒng)；并結(jié)合夏季高溫及立體栽培水肥一體化澆灌特點(diǎn)，設(shè)置不同營養(yǎng)液濃度水培試驗，旨在篩選出該系統(tǒng)下普通白菜立體栽培的適宜營養(yǎng)液濃度，以期為夏季小型葉菜安全高效生產(chǎn)提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗地點(diǎn)

試驗于2014年在江蘇省農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)研究中心（32°24′N，119°26′E）試驗大棚內(nèi)進(jìn)行。該地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)性氣候區(qū)，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨（表1）。

表1　試驗地區(qū)2014年6～9月的氣候條件

1.2水肥一體化輕簡栽培系統(tǒng)

栽培系統(tǒng)主要包括貯液池1個，水泵1臺，滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)1套，過濾器2個，定時器1個。以6 m寬、30 m長的大棚為例，需要在大棚外面建造1個長條形、約3 m3的磚混結(jié)構(gòu)貯液池，并配備水泵1臺。滴灌管網(wǎng)由主管、支管、滴灌管三級系統(tǒng)組成，管件要求符合國家標(biāo)準(zhǔn)，主管選用管徑50 mm的PE管材；支管選用管徑32 mm的PE管材；滴灌帶（管）選用側(cè)翼迷宮式或內(nèi)鑲式，滴頭間距15 cm、管徑16 mm，流量1.5 L·h-1左右。過濾器選用100目的疊片過濾器。栽培系統(tǒng)如圖1所示，現(xiàn)場栽培情況如圖2所示。

圖1　水肥一體化輕簡栽培系統(tǒng)

圖2　普通白菜無紡布掛式立體栽培

栽培系統(tǒng)的建造步驟：第一步，安裝首部系統(tǒng)，包括貯液池，各種進(jìn)、出水閥，過濾器及主管道、支管道等；第二步，鋪設(shè)立體栽培支撐滴灌帶（管）的支架，以6 m寬的鋼管大棚為例，東西向每隔2 m安裝1根鍍鋅管，兩端固定在大棚拱架上，南北向用鋼絲線吊起6排鍍鋅管，排間距80～100 cm，保持水平，距地面2 m左右；第三步，有條件的，在對應(yīng)滴灌管的下方安裝回流槽，或在土壤中挖溝作回流槽（挖深8～15 cm、寬15～20 cm的凹槽），鋪上塑料薄膜，注意坡降，回收水肥，經(jīng)過濾網(wǎng)粗過濾，再經(jīng)過濾器流回貯液池；第四步，大棚外四周挖排水溝，深15～20 cm、寬15～20 cm；第五步，在支架上安裝滴灌帶（管）；第六步，調(diào)節(jié)無紡布（規(guī)格為30 g·m-2）的長、寬（長2.8 m左右，寬2.0 m左右），掛在南北向支架上，兩側(cè)自然下垂形成向外等長的兩個栽培面（東、西向），用夾子固定，底邊距地面20～30 cm；第七步，大棚外覆蓋防蟲網(wǎng)、遮陽網(wǎng)。

1.3試驗方法

供試材料為普通白菜品種揚(yáng)州青1號（V1）和高梗白（V2），在我國南方地區(qū)種植較廣，具有生長期短、質(zhì)地柔嫩鮮美等特點(diǎn)，種子由江蘇省種子管理站提供；營養(yǎng)液采用華南農(nóng)業(yè)大學(xué)無土栽培葉菜類配方（表2）。

采用裂區(qū)試驗設(shè)計，以營養(yǎng)液濃度為主區(qū)，設(shè)50%、75%、100%、125%和150%全價營養(yǎng)液濃度水平，分別用T1、T2、T3、T4和T5表示；以品種為裂區(qū)。共10個處理，3次重復(fù)，小區(qū)面積7.5 m2（2.5 m×3.0 m）。

表2　營養(yǎng)液配方

7月13日播種，將白色無紡布平鋪在陰涼地上，均勻撒上種子，播種量為4 g·m-2，用噴霧器霧化噴水，防止種子沖積在一起，覆蓋薄膜加強(qiáng)保濕（注意揭膜、補(bǔ)水、通風(fēng)、降溫）；2～3 d后，待種子萌發(fā)、根系固定在無紡布上，于7月16日將無紡布掛在支架上，進(jìn)行滴灌處理。

營養(yǎng)液配制按照連兆煌（1996）的方法，各處理營養(yǎng)液濃度與植株根際EC值的相關(guān)性如圖3所示。按照楊竹青等（1996）的方法定期監(jiān)測營養(yǎng)液EC值，從無紡布掛上支架至播種后24 d，每天下午16：00采用SY-3型數(shù)字電導(dǎo)儀（中國科學(xué)院南京土壤研究所）分別測定各處理無紡布上靠近根系處滴下的營養(yǎng)液EC值，根據(jù)回歸方程計算工作液的濃度與劑量，從而依據(jù)試驗設(shè)計的營養(yǎng)液濃度進(jìn)行調(diào)整，一般在傍晚進(jìn)行施肥補(bǔ)水。同時監(jiān)測pH值，采用pHS-3C型酸度計（北京華科儀科技股份有限公司）進(jìn)行測定，并用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值保持在6.4～7.3。采收前1 d停止供肥，只供清水；滴灌速率的調(diào)節(jié)以無紡布保持濕潤為準(zhǔn)。病蟲害防治按照無公害生產(chǎn)要求進(jìn)行，其他管理按常規(guī)進(jìn)行。

圖3　各處理營養(yǎng)液濃度與EC值的相關(guān)性

1.4項目測定

各處理分別于播種后5、10、15、20、25 d，避開小區(qū)邊緣部位，隨機(jī)選取20株，采用SPAD-502 Plus型手提便攜式葉綠素儀（日本Konika-Minolta）測定第1片真葉葉綠素SPAD值；分別選取1 m2（1 m×1 m）內(nèi)的植株，從莖基部剪下，采用稱重法測定地上部鮮質(zhì)量；然后再分別隨機(jī)選取30株，采用蒽酮比色法（李合生，2000）測定可溶性糖含量；播種后25 d，將各處理植株根系從無紡布上剔出，采用硫代巴比妥酸比色法（李合生，2000）測定丙二醛含量。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件和DPS 7.05統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析、圖表制作；采用LSD法進(jìn)行多重比較分析。

2　結(jié)果與分析

2.1方差分析結(jié)果

由表3可知，營養(yǎng)液濃度對普通白菜地上部鮮質(zhì)量、可溶性糖含量、葉片葉綠素SPAD值均有極顯著影響，F(xiàn)值分別達(dá)2 914.5、95.3和3 158.1；品種對這3個指標(biāo)的影響程度達(dá)顯著或極顯著水平；營養(yǎng)液濃度與品種互作僅對地上部鮮質(zhì)量有顯著影響。

表3　播種后25 d不同處理普通白菜地上部鮮質(zhì)量、可溶性糖含量和葉綠素SPAD值的方差分析

地上部鮮質(zhì)量多重比較結(jié)果表明（表4），50%和75%全價營養(yǎng)液條件下，兩個普通白菜品種間差異不顯著；100%、125%和150%全價營養(yǎng)液條件下，揚(yáng)州青1號的地上部鮮質(zhì)量均顯著高于高梗白。兩個品種在不同營養(yǎng)液濃度條件下，地上部鮮質(zhì)量從高到低的次序均表現(xiàn)為125%＞100%＞150%＞75%＞50%，且各濃度處理間差異均達(dá)到顯著水平。進(jìn)一步對組合間進(jìn)行比較分析，揚(yáng)州青1號、125%全價營養(yǎng)液處理的地上部鮮質(zhì)量最高，為1 934.4 g·m-2，顯著高于其他組合。

可溶性糖含量和葉片葉綠素SPAD值多重比較結(jié)果表明（表5），不同營養(yǎng)液濃度處理間，可溶性糖含量和葉綠素SPAD值均為125%處理最高，且顯著高于其他處理；不同品種處理間，揚(yáng)州青1號的可溶性糖含量和葉綠素SPAD值均顯著高于高梗白。

表4　播種后25 d不同處理普通白菜地上部鮮質(zhì)量均值比較

表5　播種后25 d不同處理普通白菜可溶性糖含量和葉綠素SPAD值均值比較

圖4　不同營養(yǎng)液濃度對普通白菜地上部鮮質(zhì)量的影響

2.2不同營養(yǎng)液濃度對普通白菜地上部鮮質(zhì)量的影響

如圖4所示，不同營養(yǎng)液濃度處理間普通白菜地上部鮮質(zhì)量差異明顯。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，兩個普通白菜品種均是除T5處理呈先增后降的單峰曲線外，其他處理均表現(xiàn)為持續(xù)增加的趨勢；各處理地上部鮮質(zhì)量在播種后5～10 d增速較為緩慢，播種后10～20 d迅速增加，播種后20～25 d，T5處理地上部鮮質(zhì)量不增反降，其他處理則增速趨緩；播種后25 d兩個普通白菜品種的地上部鮮質(zhì)量從高到低依次為T4＞T3＞T5＞T2＞T1，且各處理間差異均達(dá)顯著水平。

2.3不同營養(yǎng)液濃度對普通白菜可溶性糖含量的影響

如圖5所示，不同營養(yǎng)液濃度處理間普通白菜可溶性糖含量差異明顯。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，兩個普通白菜品種均是除T5處理呈先增后降的單峰曲線外，其他處理均表現(xiàn)為持續(xù)增加的趨勢；各處理可溶性糖含量在播種后5～15 d增速較為緩慢，播種后15～20 d迅速增加，播種后20～25 d，T5處理可溶性糖含量不增反降，其他處理則增速趨緩；播種后25 d兩個普通白菜品種的可溶性糖含量從高到低的次序與地上部鮮質(zhì)量一致，依次為T4＞T3＞T5＞T2＞T1，各處理間差異亦達(dá)到顯著水平。

圖5　不同營養(yǎng)液濃度對普通白菜可溶性糖含量的影響

2.4不同營養(yǎng)液濃度對普通白菜葉片葉綠素SPAD值的影響

如圖6所示，不同營養(yǎng)液濃度處理間普通白菜葉片葉綠素SPAD值差異明顯。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，兩個普通白菜品種均是除T5處理葉綠素SPAD值呈先增后降的單峰曲線外，其他處理均表現(xiàn)為持續(xù)增加的趨勢；播種后25 d兩個普通白菜品種的葉綠素SPAD值從高到低亦為T4＞T3＞T5＞T2＞T1，與地上部鮮質(zhì)量、可溶性糖含量從高到低的次序一致。

圖6　不同營養(yǎng)液濃度對普通白菜葉片葉綠素SPAD值的影響

2.5不同營養(yǎng)液濃度對普通白菜根系丙二醛含量的影響

從圖7可以看出，播種后25 d兩個普通白菜品種的根系丙二醛含量均隨著營養(yǎng)液濃度的增加呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢，二次曲線擬合方程分別為y=0.000 4 x2-0.002 1 x+0.006 6（R2=0.977 9）和y=0.000 4 x2-0.002 x+0.006 8（R2=0.964 5）；兩個普通白菜品種的根系丙二醛含量均在75%～100%全價營養(yǎng)液處理之間取得最小值，之后隨著營養(yǎng)液濃度的增加呈上升趨勢，150%全價營養(yǎng)液處理丙二醛含量最高。

圖7　不同營養(yǎng)液濃度對普通白菜根系丙二醛含量的影響

3　結(jié)論與討論

方差分析結(jié)果表明，播種后25 d普通白菜地上部鮮質(zhì)量、可溶性糖含量和葉片葉綠素SPAD值在不同營養(yǎng)液濃度處理下的F值遠(yuǎn)高于品種處理，說明營養(yǎng)液濃度是影響小型葉菜立體栽培產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量的關(guān)鍵。

本試驗條件下，普通白菜地上部鮮質(zhì)量、可溶性糖含量和葉片葉綠素SPAD值在不同營養(yǎng)液濃度處理間差異明顯；隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，兩個普通白菜品種均是除T5處理呈先增后降的單峰曲線外，其他處理均表現(xiàn)出持續(xù)增加的趨勢。與125%全價營養(yǎng)液處理相比，50%和75%全價營養(yǎng)液處理的普通白菜地上部鮮質(zhì)量、可溶性糖含量和葉綠素SPAD值較低，可見低濃度營養(yǎng)液由于營養(yǎng)供應(yīng)不足，植株生長相對較慢、糖分積累少、葉片葉綠素含量較低，這與前人研究認(rèn)為礦質(zhì)養(yǎng)分含量低不利于蔬菜葉片葉綠素形成及可溶性糖含量積累的結(jié)果相似（金裕華 等，2010；姚春霞 等，2010；任瑞珍 等，2012；況媛媛 等，2014）；150%全價營養(yǎng)液處理的普通白菜地上部鮮質(zhì)量、可溶性糖含量和葉綠素SPAD值均低于125%全價營養(yǎng)液處理，特別是播種后20～25 d這3個指標(biāo)呈下降的趨勢，可見高濃度營養(yǎng)液反而對植株生長起抑制作用，不利于干物質(zhì)的積累。

植物受到脅迫時一般丙二醛含量迅速增加，導(dǎo)致膜透性增加。本試驗分析營養(yǎng)液濃度與植株根系丙二醛含量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)150%全價營養(yǎng)液處理的根系丙二醛含量高于其他處理，表明存在高鹽脅迫；而50%全價營養(yǎng)液處理的根系丙二醛含量高于75%和100%全價營養(yǎng)液處理，究其原因，可能是由于50%全價營養(yǎng)液處理的養(yǎng)分不足，幼苗生長較弱、抗性差，容易受到其他因素的影響，這一推斷有待進(jìn)一步試驗證明。綜合各因素來看，在125%全價營養(yǎng)液濃度水平下，普通白菜地上部鮮質(zhì)量、可溶性糖含量、葉片葉綠素SPAD值均最高，根系丙二醛含量較低，說明該營養(yǎng)液濃度條件下養(yǎng)分供應(yīng)充足，植株生長較快，同時對幼苗的脅迫作用不明顯。

一般水培要求營養(yǎng)液濃度高于基質(zhì)栽培所需營養(yǎng)液濃度（孟彩霞和王合理，2010）。本試驗中，普通白菜植株根系附著在不提供養(yǎng)分的無紡布上，與根系從營養(yǎng)液中吸收養(yǎng)分方式不同，且根際環(huán)境中養(yǎng)分濃度比例尚不十分穩(wěn)定，不同于淺液流栽培方式，對營養(yǎng)液濃度的要求更有別于基質(zhì)栽培方式。向基質(zhì)中澆灌營養(yǎng)液的傳統(tǒng)方式，由于基質(zhì)本身所含養(yǎng)分和水分的流失、基質(zhì)吸附等原因，植株根際養(yǎng)分含量往往高于澆灌的營養(yǎng)液濃度（尤秀娜等，2009）?？梢?，植株需要的適宜營養(yǎng)液濃度是其根系周圍的養(yǎng)分含量，并非傳統(tǒng)基質(zhì)栽培中澆灌的營養(yǎng)液濃度。因此，無基質(zhì)營養(yǎng)液栽培澆灌的營養(yǎng)液濃度應(yīng)該是植物根系所需養(yǎng)分含量，應(yīng)該大于以往研究中基質(zhì)培澆灌的營養(yǎng)液濃度。這與本試驗結(jié)果一致。

本試驗中發(fā)現(xiàn)，采用水肥一體化輕簡栽培系統(tǒng)生產(chǎn)小型葉菜易于管理，成功率高，不影響大棚土壤淋洗休整和周年生產(chǎn)計劃，增加了大棚設(shè)施利用率。該栽培系統(tǒng)選用無紡布作基質(zhì)，衛(wèi)生、輕便、價格低、保濕、透氣，有較大的比表面積以附著根系；且垂直下掛，陽光不垂直照射，比平鋪蒸發(fā)量小很多，但目前尚未明確單位時間的蒸發(fā)量，有待進(jìn)一步進(jìn)行試驗。夏季小型葉菜栽培從播種至采收20～25 d，采用該栽培系統(tǒng)，180 m2（6 m×30 m）大棚成本4 600元左右（一次性投資，可重復(fù)使用）；與普通露地栽培相比，實際栽培面積擴(kuò)大1～2倍，180 m2大棚每茬產(chǎn)量900～1 200 kg，夏季可生產(chǎn)2～3茬，純收益3 000～4 500元，比普通露地栽培增收30%～50%。

金裕華，林先貴，王一明，張煥朝.2010.桑黃菌糠水提液葉面噴施對小青菜生長的影響.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，16（6）：1551-1554.

況媛媛，徐海，陳龍正，宋波，張慧，楊靖華，袁希漢.2014.濕害脅迫對不結(jié)球白菜生長及生理的影響.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，30（5）：1115-1118.

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任瑞珍，武占會，陳海麗，于平彬，吳震，劉明池.2012.無基質(zhì)營養(yǎng)液育苗的營養(yǎng)液濃度對黃瓜幼苗生長的影響.中國蔬菜，（20）：49-55.

孫艷軍，徐剛，李德翠，高文瑞，于利.2009.新型防蟲網(wǎng)室環(huán)境因子的變化及對小白菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，（6）：203-205.

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楊竹青，武占會，程科捷.1996.蔬菜水培營養(yǎng)液的調(diào)整和用量計算.長江蔬菜，（10）：34-36，42.

姚春霞，郭開秀，趙志輝，陳亦，楊業(yè)鳳，陸利民.2010.減量施肥對三種蔬菜硝酸鹽含量、營養(yǎng)品質(zhì)和生理特性的影響.水土保持學(xué)報，24（4）：153-156.

尤秀娜，卜崇興，賈永霞，郭世榮.2009.不同全價營養(yǎng)液濃度對次生鹽堿地黃瓜高壟滴灌栽培的影響.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，21（7）：89-91.

Studies on Stereoscopic Cultivation with Non-woven Fabric as Growing media in Pakchoi

LIU Ping，DU Qing-ping，TANG Peng-xian，XU Shun-fei，WANG Yi-fei
（Yangzhou Polytechnic College，Engineering Research Center for Agricultural Security and Environmental Protection of Jiangsu Province，Yangzhou 225009，Jiangsu，China）

Integrative water and fertilizer planting system for pakchoi〔Brassica campestris L. ssp. chinensis（L.）Makino var. communis Tsen et Lee〕was designed using the non-woven fabric as growing media.Taking‘Yangzhouqing No.1’and‘Gaogengbai’as material，this experiment studies the effects of different nutrient solution concentrations on growth and physiological indexes of pakchoi by split block design. The results indicate that along with the increase of nutrient solution concentrations，the overground fresh weight，soluble sugar content and chlorophyll SPAD value will firstly increase and then decrease，while the root MDA has an opposite tendency-firstly decrease and then increase.125% full price nutrition solution treatment is in favour of upgrading overground fresh weight，soluble sugar content and chlorophyll SPAD value，and maintaining low root MDA value of pakchoi.

Pakchoi；Stereoscopic cultivation；Non-woven fabric；Nutrient solution concentration

劉萍，女，博士，副教授，主要從事植物栽培生理教學(xué)與研究，E-mail：13503040@qq.com

2016-06-01；接受日期：2016-08-16

江蘇省高等職業(yè)院校專業(yè)帶頭人高端研修資助項目（2016GRFX067），江蘇省高校農(nóng)作物安全高效生產(chǎn)適配技術(shù)科技創(chuàng)新團(tuán)隊項目，江蘇省作物栽培生理重點(diǎn)實驗室項目（02738800372），江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項目〔SXGC（2012）271〕