黄瓜无土栽培结果期营养液配方的优选

黄瓜无土栽培结果期营养液配方的优选

杨　旭, 邹志荣, 陈晓红, 李　军, 贺忠群

( 西北农林科技大学园艺学院, 陕西杨凌　712100)

在无土栽培应用技术方面, 营养液配方是至关重要的因素 。但目前国内使用的配方大多是日本的园试与山崎营养液配方, 难以适应蔬菜品种、栽培基质、气候及水质等条件的多样性要求。1999 年, 杨凌新天地科技示范园引进上海的营养液配方, 由于较难适应当地的气候及水质条件, 使蔬菜经常出现一些生理障碍, 如黄瓜叶片金边、叶肉发黄; 番茄脐腐、茎裂; 甜椒叶片扭曲、叶梗易折畸形; 生菜黑心等现象, 致使黄瓜产量下降。为了提高黄瓜产量, 笔者于2002 年春季在杨凌新天地科技示范园现代化温室内进行了配方试验。本试验以氮、钾、镁作为因素, 原因在于黄瓜叶片发黄导致产量较低; 与黄瓜叶片发黄直接相关的元素有氮、钾、镁、铁, 而铁作为微量元素是足量的 。试验根据当地的水质及气候条件, 利用三元二次通用旋转组合设计出黄瓜结果期营养液配方[ 3] ,旨在筛选出适合当地的无土栽培黄瓜的专用配方, 并探索黄瓜无土栽培的营养特性。

1　材料与方法

供试材料为荷兰康德黄瓜。试验于2002 年春在杨凌高新农业科技产业示范区新天地示范园的现代化温室内进行。栽培形式采用塑料槽栽, 槽长0. 78 m, 宽0. 21 m, 高0. 22 m 槽底部两端有2 个Φ 5 mm 的排水孔,

栽培基质采用膨化珍珠岩。3月27 日开始人工浇施营养液, 每天浇施2～4 次,阴雨天, 每天每株0. 3～0. 6 L; 晴天, 每天每株1～2 L。本试验在日本园试与山崎等权威配方的基础上 , 参照Jo nes( 1983) 黄瓜营养液组成的浓度范围 , 以及结果期黄瓜适宜的EC 值 , 设计出本试验的上下限及零水平, 共20 个处理, 营养液中的微量元素采用通用配方 。其中磷、钙的浓度分别固定为1. 75 mmol / L, 5 mmol / L。采用NaOH 或HN O3 将pH 值调整在5. 6～6. 2。试验设计方案见表1、表2。

叶绿素含量采用80%丙酮浸提比色法测定;维生素C 用钼蓝比色法测定; 可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定; 分株采收, 记载单株产量。

2　结果与分析

2. 1　氮钾镁对黄瓜产量的影响

根据实验结果( 表3) , 以产量为目标函数, 以氮钾镁为控制变量经微机分析, 得出黄瓜产量对三因素反应的回归数学模型( 1) 。

F1= 2. 735 F0. 01= 4. 94, 复相关系数R2= 0. 9641, 说明方程与实际产量拟合很好, 方程有效, 可进行效应分析及预测。

2. 1. 1　主因子效应分析

由数字模型( 1) 可知,氮钾镁三因素对产量的影响依次为N > K > Mg,氮影响最大, 其曲线曲率最大, 与产量的关系呈凸型二次曲线, 镁对产量的影响最小, 其对产量的关系近于线性且平坦。而钾主效应稍大于镁( 图1) 。

2. 1. 2　氮钾镁对产量的交互作用分析

氮钾镁三者之间对产量的影响存在交互作用。由模型( 1)知, 氮钾的交互项系数为+ 4. 96249, 在施氮水平较高的情况下, 产量随施钾水平的提高而提高, 而在施钾水平较高的情况下, 产量随施氮水平的增加而增加。可见氮钾之间存在着正的交互作用, 协调促进黄瓜产量的形成, 氮镁对产量的交互作用也为正效应, 交互项系数为+ 0. 56250。钾镁的交互作用较小, 且为负效应, 这可能是二者拮抗的原因, 二者相互作用阻碍黄瓜产量的形成。

2. 1. 3　氮钾镁最优组合与最高产量

对数学模型( 1) 中的x 1 , x 2 , x 3 分别求偏导, 并令其偏导值为0, 经微机处理得x 1= 1, x 2= 1, x 3= 0。即营养液的最优配方: 氮20. 35 mmo l/ L, 钾10. 38 mmo l/ L,镁2. 5 mmo l/ L, 可获最高产量424. 78 g / 株。

2. 2　氮钾镁对黄瓜品质的影响

2. 2. 1　氮钾镁对果实中vC 含量的影响

试验结果经微机分析表明, 氮钾镁三因素的施用量, 分别为中等水平时, 果实中vC 含量最高, 而三者的施用量过低或过高, 都使果实中的vC 含量降低( 图2) , 其影响大小程度为K > N> Mg 。

2. 2. 2　氮钾镁对果实可溶性糖含量的影响

试验结果表明, 氮对番茄果实可溶性糖含量的影响最大, 随着氮素施用量的增加, 果实含糖量明显上升, 其主效应是曲线斜率较大, 而钾镁的影响较小

( 图3) 。

2. 3　氮钾镁对黄瓜叶绿素含量与叶色表现的影响

对叶绿素的影响以氮、镁最为明显。这主要是由于氮、镁参与了叶绿素的组成。随着氮、镁水平的提高, 叶绿素的含量明显提高( 图4) 。氮在较低浓度下, 叶绿素含量低, 易导致叶片发黄; 而氮浓度过高, 致使叶片浓绿, 易使植株徒长, 产量下降。镁在较低浓度下, 叶绿素含量较低, 也易导致叶片发黄, 而镁浓度过高, 会拮抗钾、钙等离子, 出现叶片金边、下卷等现象。所以营养液配方中氮、镁浓度要适宜; 而钾对叶绿素含量的影响较小, 其作用是间接的, 只通过抑制氮镁等而表现出叶绿素含量的变化。

3　小结与讨论

本试验是以避免黄瓜叶片发黄及提高产量为目的而设计的, 试验未选铁作因子, 是因为在营养液栽培中采用螯合态铁, 在pH 值5. 6～6. 2 营养液中易保持较高的有效性; 另外, 营养液浓度调整时, 铁及其它微量元素仍保持常量, 克服了黄瓜缺铁的现象 。

本试验优选出的最终配方为: N 20. 35mmo l/L, P 1. 75 mmol/ L, K 10. 38 mmo l/ L, Ca 5mmol/ L, Mg 2. 5 mmol/ L, 这与日本的园试通用配方及示范园现用配方均有一定差异。由于本试验结果是利用数学模型推算出的, 需要进一步验证。本试验中的黄瓜结果期营养液配方是在白天20～28℃, 夜晚12～18℃适温条件下优选的, 是专用的。随着气候、生育期的变化仍需要调整, 否则易造成生理障碍, 主要原因是用于无土栽培的营养液没有缓冲作用, 作物对营养浓度和组成的变化反应迅速, 易造成生理障碍; 另外, 营养液栽培的作物生育速度快也是造成生理障碍出现的原因。

蔬菜作物生长环境复杂, 各因子不同程度地影响着蔬菜的生长和发育。其中氮素是影响黄瓜产量品质及叶绿素含量的主要限制因子。适量施氮明显增产, 而施氮过量则会降低产量。所以无土栽培中, 营养液氮素浓度要适量。

钾镁对产量的直接作用较小, 但对产量的间接作用却很大。氮和钾及氮和镁均对产量有正的交互作用, 相互间协调促进黄瓜产量的形成。尤其氮钾之间的交互作用最为明显。钾镁也显著影响黄瓜的品质, 而镁对叶绿素的合成也有较明显的作用。因此, 在营养液中氮素充足的情况下, 也要保证钾镁的合理配施, 才能保证黄瓜正常生长和高产、优质。

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