不同無土栽培方式對(duì)蔬菜品質(zhì)的影響

寧艷民

摘 要 基質(zhì)培、水培、霧培是最常見的三種蔬菜無土栽培方式。與土壤栽培相比，基質(zhì)栽培可有效提高蔬菜產(chǎn)量、降低硝酸鹽含量，應(yīng)用最為廣泛；水培避免了土傳病害，減少了藥物使用量，更潔凈衛(wèi)生，市場(chǎng)接受程度高；霧培可提高作物生長(zhǎng)速度、增加收獲茬數(shù)和產(chǎn)量，目前尚處于試驗(yàn)示范階段?；诖?，概述了基質(zhì)培、水培、霧培三種無土栽培方式優(yōu)缺點(diǎn)及對(duì)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)的影響，為生產(chǎn)者蔬菜種植以及消費(fèi)者選用相關(guān)產(chǎn)品提供有效的參考。

關(guān)鍵詞 氣霧培；水培；基質(zhì)培；蔬菜

中圖分類號(hào)：S63 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.012

1 無土栽培主要方式及優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 基質(zhì)栽培技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

基質(zhì)栽培是通過基質(zhì)固定植株根系，利用基質(zhì)自身或營(yíng)養(yǎng)液供給作物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的栽培方式。栽培基質(zhì)根據(jù)其性質(zhì)的不同，分為有機(jī)基質(zhì)、無機(jī)基質(zhì)和復(fù)合基質(zhì)。有機(jī)基質(zhì)主要包括草炭、稻殼、樹皮和鋸末等自身含有一定營(yíng)養(yǎng)成分，具備緩沖能力，管理技術(shù)相對(duì)粗放，但其物理和化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易于分解，不利于長(zhǎng)期使用。無機(jī)基質(zhì)主要包括巖棉、蛭石、珍珠巖等性質(zhì)穩(wěn)定，但本身不含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，緩沖能力弱，對(duì)設(shè)施設(shè)備和操作技術(shù)要求高，使用時(shí)主要靠營(yíng)養(yǎng)液提供養(yǎng)分。復(fù)合基質(zhì)結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，既保持了無機(jī)基質(zhì)的穩(wěn)定性，又具備了一定的營(yíng)養(yǎng)和緩沖性，較好地平衡了作物生長(zhǎng)所需水、肥和氣三者的關(guān)系，近年來得到了廣泛的應(yīng)用?；|(zhì)栽培有三大優(yōu)點(diǎn)，1）可以有效協(xié)調(diào)植物根系水氣矛盾。2）相對(duì)于水培、霧培具有投資少、設(shè)備簡(jiǎn)單、易于操作的特點(diǎn)。3）可以有效克服傳統(tǒng)種植土壤鹽漬化、土傳病害、營(yíng)養(yǎng)元素及微生物失衡等連作障礙等問題。目前，基質(zhì)栽培約占商業(yè)性無土栽培面積的90%，是無土栽培的主要方式[1]。

1.2 水培技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

水培是指植物大部分根系直接生長(zhǎng)在營(yíng)養(yǎng)液中的無土栽培方式。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是植株根系直接與營(yíng)養(yǎng)液接觸，營(yíng)養(yǎng)元素供給快速均衡，易于調(diào)控，避免了土傳病害等。缺點(diǎn)是前期投資大，操作技術(shù)要求高。隨著新材料、新工藝和栽培技術(shù)的不斷地發(fā)展和完善，水培作物栽培面積以及栽培品種迅速擴(kuò)大，自動(dòng)化、機(jī)械化和信息化水平也在不斷提高[2]。

1.3 氣霧栽培技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

氣霧栽培是利用特定的裝置將霧化的營(yíng)養(yǎng)液直接噴射到蔬菜根部的一種栽培方式。其優(yōu)點(diǎn)有，1）采用立體化種植的方式，使單位面積土地利用率提高5～8倍。2）較好地協(xié)調(diào)解決了無土栽培中作物根系水氣之間的矛盾，達(dá)到增加產(chǎn)量、改善品質(zhì)、縮短生育期等目的。但因其一次性投資資金大，對(duì)水質(zhì)和電力依賴性強(qiáng)，目前只停留在試驗(yàn)示范階段，尚未實(shí)現(xiàn)全面推廣[3]。

2 不同無土栽培方式對(duì)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)的影響

2.1 基質(zhì)栽培對(duì)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)的影響

基質(zhì)栽培是當(dāng)前無土栽培技術(shù)中應(yīng)用最廣、種植面積最大的栽培方式。近年來相關(guān)試驗(yàn)表明，相對(duì)于土壤栽培，基質(zhì)栽培出的蔬菜產(chǎn)量較高、硝酸鹽含量相對(duì)較低，但基質(zhì)栽培時(shí)若營(yíng)養(yǎng)液管理不當(dāng)極易出現(xiàn)“燒心”等癥狀[1]。Siomos等試驗(yàn)結(jié)果顯示，土培生菜的外觀品質(zhì)整體上優(yōu)于基質(zhì)栽培，基質(zhì)栽培生菜燒心現(xiàn)象；基質(zhì)培生菜總N、P、K、可滴定酸、硝酸鹽含量較高，干物質(zhì)、葉綠素、Mg、Fe和Mn含量較低[4]。胡玥的試驗(yàn)表明，與土壤栽培相比，基質(zhì)栽培增產(chǎn)效果明顯，四種綠葉菜的增產(chǎn)幅度分別為37.39%（生菜）、155.76%（青菜）、182.90%（菠菜）、82.13%（芹菜）[5]。朱世東等試驗(yàn)結(jié)果表明，基質(zhì)栽培番茄、辣椒和黃瓜的產(chǎn)量較土壤栽培分別提高27.34%、32.98%和23.83%；三種作物基質(zhì)栽培亞硝酸鹽含量、維生素C含量均顯著低于土壤栽培[6]。黃丹楓等的甜瓜試驗(yàn)表明，與土壤栽培方式相比，基質(zhì)栽培的甜瓜果實(shí)甜度、甜味和鮮味氨基酸含量、維生素C含量均有所增加，并且生育期縮短[7]。

2.2 水培對(duì)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)的影響

與土培相比，水培蔬菜生長(zhǎng)周期短、上市早，而且避免了土傳病害，減少了藥物使用量，降低了藥殘，更潔凈衛(wèi)生，市場(chǎng)接受程度更高。近年來，水培蔬菜品質(zhì)的研究主要集中于探索最適合作物生長(zhǎng)和提高品質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)液種類和濃度上[2]。陳貴林等通過使用氨基酸替代硝態(tài)氮研究發(fā)現(xiàn)，不結(jié)球生菜和白菜時(shí)的硝酸鹽含量顯著降低，品質(zhì)得到一定的改善[8]。蘇蔚等認(rèn)為，在不降低生菜生物量的前提下，顯著提高了養(yǎng)分利用效率；建議水培生菜定植后30 d可不更換營(yíng)養(yǎng)液[9]。胡玥的試驗(yàn)表明，芹菜水培比土壤栽培增產(chǎn)255.81%，但供試四種綠葉菜（生菜、青菜、菠菜、芹菜），采用水培時(shí)硝酸鹽含量較高，土壤栽培中硝酸鹽含量較低[5]。周賀芳等[10]研究了氣霧培、水培和基質(zhì)栽培3種無土栽培方式對(duì)上海青生長(zhǎng)量的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明：生長(zhǎng)初期，上海青生長(zhǎng)量差異不大；而在生長(zhǎng)中后期，水培的上海青葉面積、單株質(zhì)量等指標(biāo)明顯較優(yōu)，且水培運(yùn)轉(zhuǎn)成本相對(duì)較低，適宜于大面積推廣。

2.3 霧化栽培對(duì)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)的影響

氣霧培是一種新型栽培技術(shù)，可以通過科學(xué)調(diào)控營(yíng)養(yǎng)液濃度、噴霧次數(shù)、噴霧時(shí)間和間隔時(shí)間使作物根系處于最佳生長(zhǎng)狀態(tài)，提高作物生長(zhǎng)速度、增加收獲茬數(shù)，具有較大的優(yōu)勢(shì)。此外，國(guó)內(nèi)外有研究表明霧培對(duì)提高蔬菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)作用明顯。孫周平等的實(shí)驗(yàn)證明，霧培番茄植株長(zhǎng)勢(shì)旺盛，產(chǎn)量提高，得益于每穗果的單果重和單株產(chǎn)量提高；但果實(shí)可溶性糖含量與有機(jī)酸含量、糖酸比以及維生素C含量均下降，口感品質(zhì)降低[11]。張路[12]認(rèn)為，通過氣霧栽培的香菜、生菜、大白菜內(nèi)維生素C含量比基質(zhì)栽培有顯著提高。王珺玲等的試驗(yàn)表明，霧培黃瓜植株根系發(fā)達(dá)，光合作用強(qiáng)，長(zhǎng)勢(shì)旺盛；平均單果重、平均坐果數(shù)以及平均單株產(chǎn)量均大于液培和基質(zhì)培[13]。安娜等[14]通過在日光溫室中對(duì)日本園試配方、英國(guó)休伊特配方、日本山崎配方、華農(nóng)大番茄配方和山東農(nóng)大番茄配方5種營(yíng)養(yǎng)液配方進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果表明：英國(guó)休伊特配方最適合霧培番茄，其他依次為日本園試配方、日本山崎配方、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)番茄配方和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)番茄配方，表明華中農(nóng)業(yè)大學(xué)番茄配方不適合番茄霧培。

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