admin
无土栽培是一种不用天然土壤而利用含有植物生长发育必需元素的营养液来提供营养, 并可使植物能够正常地完成整个生命周期的栽培技术[ 1] 。目前, 把凡是不用天然土壤而用人工合成的物质来栽培作物的方式都称为无土栽培[ 2] 。蔬菜是国内外无土栽培研究最多的作物,近30 年来, 由于消费者对无公害蔬菜的需求量大幅度增加, 世界无土栽培蔬菜的总面积也增长迅速, 近几年, 随着国内经济的腾飞, 人民生活水平的提高和消费观念的转变, 对蔬菜质量要求越来越高, 对无公害、优质的蔬菜产品的需求量越来越多[ 3] , 因此, 国内蔬菜的无土栽培面积也在逐年增加。
黄瓜( Cucumber ) 又名胡瓜, 为一年生攀援草本植物[ 4] , 是国内外无土栽培蔬菜的主要作物之一, 且是最具代表性的无土栽培作物。无土栽培的黄瓜生长速度快, 收获期早而集中, 果实品质好, 果皮富有光泽。因此, 深受广大消费者的喜爱。该试验主要从基质与营养液两方面对其进行研究, 以筛选出最适合黄瓜生长的基质配比和氮浓度, 从而增加黄瓜产量, 获得最大的经济效益,为今后黄瓜的无土栽培提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验设计
2010 年在黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院实验室选用" 津春3 号"的黄瓜种子, 以陶粒、珍珠岩、沙子为基质, 分别按照1:1:1; 1:1:2; 2:1:1; 1:1:3; 3:1:1的比例混合, 并标记为A1、A2、A3、A4、A5, 种入已发芽的黄瓜种子, 同时, 配制3种不同氮浓度的营养液, 分别为B0 液( 标准营养液) , B1 液( 氮浓度降低1 倍) 和B2 液( 氮浓度升高1 倍) , 定期用营养液和水交替浇灌, 以常规土壤栽培为对照, 并测定黄瓜生长过程中的各项形态和生理指标( 株高、叶片长度、开花数、根冠体积、叶绿素) 。
1. 2 测定项目与方法
1. 2. 1 植株高度 待大部分黄瓜种子发芽后, 随机选定并标记一棵植株, 用直尺测量其高度, 植株的高度从每盆的基质表面开始计算。
1. 2. 2 开花数量 从植株开花期到凋谢期, 记下每盆黄瓜植株的开花情况。
1. 2. 3 叶片长度 于2010 年6 月4 日, 用直尺测量每盆中最大的叶片的长度并记录数据。
1. 2. 4 根系体积 将黄瓜植株的根系小心挖出( 应尽量保持根系完整无损) , 用水将根系上的沙粒洗净后, 用吸水纸把根上的水吸干, 在放入已经盛有6 mL 水的10 mL 量筒内, 记录液面上升的数值, 即为根系体积。
1. 2. 5 叶绿素含量的测量 ( 1) 依次从每盆黄瓜植株中, 选择2 棵植株采集新鲜叶片并去除粗大的叶脉, 剪碎; ( 2) 称量剪碎的黄瓜叶片0. 5 g, 共2 份, 分别放入研钵中, 加少量石英砂和碳酸钙粉及5 mL 的丙酮, 研磨成匀浆后, 用5 mL 的移液管取5 mL 80% 的丙酮溶液与研钵中, 继续研磨,然后将匀浆转入10 mL 离心管, 再用适量的80%的丙酮溶液洗涤研钵, 并将其一同转入离心管中; ( 3) 将离心管配平后放入离心机中, 离心; ( 4)离心后, 弃沉淀, 取上清液, 用80% 的丙酮定容至20 mL; ( 5) 用1 mL 的移液管取上述色素提取液1 mL, 加4 mL 80% 的丙酮稀释后, 转入比色皿中, 以80% 的丙酮作对照, 测定663、665 nm 处的光密度值, 记录数据; ( 6) 根据公式计算出提取液中叶绿素a、叶绿素b 的浓度, 再根据稀释倍数分别计算每克鲜重叶中叶绿素的含量: Ca= 12. 7OD663- 2. 69OD645 ; Cb= 22. 9OD645 – 4. 68OD663 ;Cr= Ca+ Cb= 8. 02OD663 + 20. 21OD645 。
2 结果与分析
2. 1 基质物理性质的分析
由表1 可知, 基质A4 和A2 的容重最大, 保水性最好, 其次是A1 和A3, 容重最小的是A5,保水性最差; 基质A5, A1, A3 和A2 的总孔隙度较大, 透气性较好, 而A4 的总孔隙度较小, 透气性较差; 基质A5 的大小孔隙比最大, 其次是A3,A1, A4, A2。
2. 2 基质对株高的影响
根据黄瓜生长周期的特点, 选取黄瓜幼苗期( 4月27 日~ 5 月21 日) 和初花期( 5 月22 日~6 月4 日) 对其进行具体分析。由图1、图2 和图3 可知, 同种营养液的条件下, 5 种配比不同的混合基质与对照土壤的植株株高有明显的差别, A2 和A5 的株高最高, 其次是A3。在黄瓜幼苗前期时, 各基质与土壤长势较均衡, 之间差异不大, 土壤黄瓜株高较矮, 而在黄瓜幼苗后期到初花期, 所有植株生长明显加快。在黄瓜初花期时, 土壤的株高明显高于其它混合基质, 这主要可能是因为在黄瓜发芽期和幼苗初期时, 天气恶劣, 气温低, 光照不充足, 导致植株生长缓慢。由此可推断出: 基质A2、A5 和A3 是5种混合基质中适合黄瓜生长的较优基质。基质配比相同的条件下, 不同的营养液中植株的生长高度也不同。在植株生长前期, 土壤栽培植株的高度最小, 营养液植株生长高度差异不明显, 在植株生长后期, 植株生长明显加快, 土壤中的植株明显高于用营养液浇灌的植株, 其中氮素升高1 倍的营养液浇灌的黄瓜植株株高最高。由此可以推断出氮浓度增加有利于植株生长。
由表2 可知, 在营养液相同的条件下, 5 种混合基质中, 叶片长度差异不明显, 基质A2 和A5的叶片长度最长, A1 的叶片长度最短, 基质A2和A3 的叶片长度较均匀。
2. 4 基质对开花数的影响
由表3 可知, 在营养液相同的条件下, 5 种混合基质中, 基质A1 的黄瓜植株开花数最多、最均匀, 其次是基质A3 和A2, 剩余2 种基质开花数均无显著差异。
2. 5 基质对根系体积含量的影响
由表4 可知, 在营养液相同的条件下, 基质A3和基质A5 的黄瓜植株根系体积最大, 其次是基质A4 和A2, 根系体积最小的是基质A1。由此可知,基质A3 和基质A5 有利于植株根系的生长。
2. 6 基质对叶绿素含量的影响
由图4 可知, 在营养液相同的条件下, 叶绿素含量差异不明显, 这是因为氮元素参与叶绿素的组成。基质A3 和A5 是5 种混合基质中, 最适合黄瓜生长的基质配比。
3 结论
根据不同基质对黄瓜生长的影响结果分析、得知, 陶粒:珍珠岩:沙子比为2:1:1( A3) 和3:1:1( A5) 的基质株高最高, 根系体积最大, 说明容重在0. 927 3 ~ 1. 036 0, 总空隙度在30. 93% ~33. 35% , 大小空隙比为0. 500 0~ 1. 114 1 的基质适合黄瓜生长。基质2:1:1和3:1:1的大小空隙比最大, 通气透水性能较好, 有利于作物根系的伸延, 为黄瓜提供了较优的生长环境。氮浓度增加1 倍的营养液有助于黄瓜生长过程中的营养物质的积累。
