不同配比復(fù)合基質(zhì)對插管式立柱栽培紅梗葉菾菜生長的影響

王加倍，王久興

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，江蘇 南京 210095； 2.河北科技師范學(xué)院 園藝科技學(xué)院，河北 秦皇島 066000)

立柱式無土栽培對空間利用率高，觀賞效果好，是國內(nèi)外都市農(nóng)業(yè)中一種重要的栽培形式。目前，主要有水培型疊盆式立柱、基質(zhì)型疊盆式立柱和插管式泡沫塑料立柱3種類型[1-3]。其中，插管式泡沫塑料立柱由聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯、PVC管、無紡布等材料經(jīng)切割、組裝而成。設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)巧妙，具有多個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：其一，較好地解決了植物根際氣水矛盾，且基質(zhì)對營養(yǎng)液酸堿度、電導(dǎo)度變化有一定緩沖能力；其二，營養(yǎng)液從基質(zhì)下部滲入，基質(zhì)表面積鹽較輕，“爛莖”情況較少；其三，制作方便，造價(jià)低廉，單柱成本僅百元左右，同樣高度的工程塑料材質(zhì)或PVC材質(zhì)疊盆盆式立柱造價(jià)則高達(dá)500～1 000元。因此，自出現(xiàn)以來，插管式泡沫塑料立柱深受都市觀光農(nóng)業(yè)領(lǐng)域歡迎[4]。插管式立柱栽培設(shè)施為營養(yǎng)液循環(huán)使用的封閉系統(tǒng)，供液時(shí)營養(yǎng)液從立柱頂部進(jìn)入下部流出，在流經(jīng)立柱內(nèi)部的聚氨酯層時(shí)，營養(yǎng)液被吸持，并從每根插管下部浸潤基質(zhì)，因此，嚴(yán)格講插管式立柱栽培是介于基質(zhì)培與水培之間的一種特殊無土栽培形式，可以稱作半基質(zhì)培或基質(zhì)水培[5]。這一特點(diǎn)與營養(yǎng)液外排的基質(zhì)型疊盆式立柱和普通復(fù)合基質(zhì)槽培完全不同。

對所有使用基質(zhì)的無土栽培形式而言，基質(zhì)的構(gòu)成和配比都對栽培效果有重要影響[6-9]。尤其是插管式立柱栽培系統(tǒng)，其養(yǎng)分依靠循環(huán)使用的營養(yǎng)液供應(yīng)，基質(zhì)的主要作用是提供良好的根際氣水環(huán)境[4]。栽培實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)，如果插管式立柱所用的基質(zhì)持水能力差，則基質(zhì)易缺水，蔬菜生長緩慢，整齊度較差，產(chǎn)量及觀賞性降低；反之，如果基質(zhì)持水力過強(qiáng)，則基質(zhì)通氣性變差，會抑制根系呼吸，影響?zhàn)B分吸收，甚至發(fā)生漚根現(xiàn)象?？梢姡骞苁搅⒅耘鄬λ没|(zhì)的物理性質(zhì)要求嚴(yán)格且獨(dú)特。鑒于此，以都市觀光農(nóng)業(yè)常用的紅梗葉菾菜為試材，以草炭、蛭石為原料，探索適宜的基質(zhì)配比，為插管式立柱栽培技術(shù)的推廣提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

以紅梗葉菾菜(BetavulgarisL.var.ciclaKoch.)為試材，品種為臺灣紅梗菜。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2017年6月9日—8月5日，在河北科技師范學(xué)院園藝試驗(yàn)站無土栽培基地進(jìn)行。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)試驗(yàn)。用草炭、蛭石作為配制復(fù)合基質(zhì)的原料，按不同體積比設(shè)置5個(gè)處理，測定各處理復(fù)合基質(zhì)的物理性質(zhì)指標(biāo)[10-11]，結(jié)果如表1所示。重復(fù)3次。每小區(qū)設(shè)置5個(gè)立柱，間隔距離1 m，每個(gè)立柱上定植52株紅梗葉菾菜。達(dá)到采收標(biāo)準(zhǔn)后，每個(gè)立柱上、中、下部位分別隨機(jī)取2株，即每個(gè)立柱共取6株，每個(gè)小區(qū)共取30株測量指標(biāo)，求取平均值。

表1 不同處理復(fù)合基質(zhì)的物理性質(zhì)Tab.1 Physical properties of the different ratio of compound substrate

1.2.2 管理方法 采用常規(guī)穴盤育苗方法，以128孔穴盤為育苗容器，用草炭和蛭石配制成育苗基質(zhì)。采用河北科技師范學(xué)院根據(jù)北方地下水水質(zhì)研制的營養(yǎng)液配方，苗期澆灌1 000 μs/cm營養(yǎng)液，定植后改為2 000 μs/cm[12-13]。待苗長至3片真葉時(shí)，按不同處理配制栽培基質(zhì)，并裝填插管，將幼苗定植于插管之中，再將插管插入立柱側(cè)壁的定植孔中。生長期間進(jìn)行常規(guī)管理，營養(yǎng)液每天白天循環(huán)3次，每次30 min(圖1、圖2)。

1.2.3 測定指標(biāo)及方法 定植后20 d，紅梗葉菾菜長滿立柱，達(dá)到適宜觀賞和食用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，測定各個(gè)指標(biāo)。

形態(tài)指標(biāo)包括：葉片數(shù)、最大葉面積、株高、開展度、根長、根體積、莖粗。其中，葉片數(shù)以葉長超過10 cm的展開葉片計(jì)數(shù)，葉面積則選被測株最大葉片，用葉面積測定儀測量。生物積累量指標(biāo)包括：冠鮮質(zhì)量、根鮮質(zhì)量、植株總鮮質(zhì)量、冠干質(zhì)量、根干質(zhì)量、植株總干質(zhì)量。測量干質(zhì)量時(shí)，先在105 ℃下殺青10 min，然后在80 ℃下烘干至恒定質(zhì)量。品質(zhì)指標(biāo)中，硝酸鹽含量采用沸水浸提，紫外分光光度法測定[14]；維生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[15]；可溶性蛋白含量用考馬斯-G250染色法測定，可溶性糖含量用蒽酮比色法測定[16]。

圖1 插管式泡沫塑料立柱栽培紅梗葉菾菜的生長狀態(tài)Fig.1 Growth status of red leafstalk spinach beet by intubation column cultivation

圖2 插管、基質(zhì)及紅梗葉菾菜Fig.2 Spile, substrate and red leafstalk spinach beet

用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行方差分析和LSD差異顯著性測驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比復(fù)合基質(zhì)對紅梗葉菾菜植株形態(tài)指標(biāo)的影響

如表2所示，處理2各指標(biāo)均表現(xiàn)最好，其株高為39.25 cm，開展度為30.74 cm，葉片數(shù)為11.54片，葉面積為420.96 cm2，莖粗為13.25 mm，根長為351.31 cm，根體積為19.92 cm3，分別顯著或極顯著高于其他各處理。表現(xiàn)較好的是處理1、處理3，其中處理3的開展度、葉片數(shù)、莖粗、根長、根體積與處理2差異極顯著。這說明，從植株形態(tài)角度看，對于插管式立柱栽培，采用V草炭∶V蛭石=3∶1復(fù)合基質(zhì)所栽培的紅梗葉菾菜株型大，根量大，生長迅速，長勢強(qiáng)，能較快地達(dá)到觀賞和采收標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 不同配比復(fù)合基質(zhì)對紅梗葉菾菜生物積累量的影響

如表3所示，處理2的各個(gè)生物積累量指標(biāo)表現(xiàn)最好，除冠干質(zhì)量、植株總干質(zhì)量與處理1無顯著差異外，其他各指標(biāo)均極顯著地高于其他各處理，其冠鮮質(zhì)量為172.85 g，根鮮質(zhì)量為32.25 g，植株總鮮質(zhì)量為205.10 g，冠干質(zhì)量為12.195 1 g，根干質(zhì)量為2.592 8 g，植株總干質(zhì)量為14.787 9 g。處理1次之。處理5的各指標(biāo)顯著或極顯著低于其他各處理。這說明，從生物積累量角度看，采用V草炭∶V蛭石=3∶1復(fù)合基質(zhì)所栽培的紅梗葉菾菜的生物積累量高，尤其是冠鮮質(zhì)量即經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量高。

表2 不同配比復(fù)合基質(zhì)對紅梗葉菾菜植株形態(tài)指標(biāo)的影響Tab. 2 Effects of different ration of compound substrate on the morphological indexes of red leafstalk spinach beet

注：同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母表示在0.01、0.05水平差異顯著，下同。

Note: Values followed by a Different capital,small letter are significantly Different at the 0.01 and 0.05 probability,respectively.The same below.

2.3 不同配比復(fù)合基質(zhì)對紅梗葉菾菜營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的影響

由表4可見，紅梗葉菾菜葉片的維生素C含量以處理1最高，處理2次之，兩者差異顯著?？扇苄蕴呛恳蕴幚?最高，顯著或極顯著高于其他處理，其他處理間存在顯著差異?？扇苄缘鞍缀恳蕴幚?最高，極顯著高于其他處理。各處理之間硝酸鹽含量存在顯著差異，大小順序?yàn)樘幚?>處理2>處理3>處理5>處理4。這說明，處理1、處理2的品質(zhì)雖然較好，可是硝酸鹽含量也比其他處理高，但并沒有超出國家《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害蔬菜安全要求》(GB 18406.1—2001)對硝酸鹽含量的限量。

表3 不同配比復(fù)合基質(zhì)對紅梗葉菾菜生物積累量的影響Tab.3 Effects of different ratio of compound substrate on the biological accumulation of red leafstalk spinach beet g

表4 不同配比復(fù)合基質(zhì)對紅梗葉菾菜營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的影響Tab.4 Effects of different ratio of compound substrate on nutritional quality indexes of red leafstalk spinach beet

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，利用泡沫塑料插管式立柱進(jìn)行紅梗葉菾菜的復(fù)合基質(zhì)栽培時(shí)，最適宜的基質(zhì)配比是V草炭∶V蛭石=3∶1，紅梗葉菾菜株形較大，株高為39.25 cm，開展度為30.74 cm，葉片數(shù)為11.54片，葉面積為420.96 cm2，莖粗為13.25 mm，根長為351.31 cm，根體積為19.92 cm3；其生物積累量高，冠鮮質(zhì)量為172.85 g，根鮮質(zhì)量為32.25 g，總鮮質(zhì)量為205.10 g，冠干質(zhì)量為12.195 1 g，根干質(zhì)量為2.592 8 g，植株總干質(zhì)量為14.787 9 g；營養(yǎng)品質(zhì)好，其維生素C含量為184.49 mg/kg，可溶性糖含量為24.65 mg/g，可溶性蛋白含量為2.99 mg/g。

我國無土栽培主要包括水培和基質(zhì)栽培兩大類，其中基質(zhì)栽培占95%以上[17]。但在都市觀光農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，兼顧成本的同時(shí)更注重觀賞效果，插管式立柱栽培成本低，綜合了水培和基質(zhì)栽培的優(yōu)點(diǎn)，具有較廣的發(fā)展前景。對于主要依靠營養(yǎng)液而不是基質(zhì)提供養(yǎng)分的基質(zhì)栽培，基質(zhì)的主要功能是為蔬菜根系提供適宜的氣水環(huán)境，解決根系吸收水分和呼吸的矛盾，因此需要通過合理配比，形成適宜的孔隙度和氣水比。具體栽培形式不同，所栽培蔬菜不同，對基質(zhì)組分及配比的要求均不相同[18-25]。另外，由于配制復(fù)合基質(zhì)的原料如草炭、蛭石的來源不同，其本身的物理性質(zhì)存在差異。因而，在配制插管式立柱紅梗葉菾菜栽培所用復(fù)合基質(zhì)時(shí)，雖然可以參考本研究的最佳配比，更重要的是，應(yīng)以本研究所得最佳配比基質(zhì)所對應(yīng)的孔隙度、氣水比等物理指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合所用材料物理性質(zhì)，微調(diào)配比，配制復(fù)合基質(zhì)。