蔬菜无土栽培基质初步筛选研究

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  蔬菜无土栽培基质初步筛选研究

  焦永刚1, 石琳琪1, 董灵迪1, 郭敬华1, 曹彩霞2*

  ( 1 河北省农林科学院经济(Economy)作物研究所, 河北石家庄 050051; 2 河北省农林科学院, 河北石家庄 050051)

  无土栽培技术为1项农业高新技术, 极大地拓宽了农业生产的空间, 使沙漠、荒地和海岛等不毛之地的作物生产变成现实, 许多发达国家已逐步实现了无土栽培的集约化、现代化和工厂化生产, 达到了高产、优质、高效、低耗的目的, 使设施(shè shī)园艺作物产量和品质(Character)大幅度提高, 生态环境保护得到保障。蔬菜(vegetables)无土栽培的方式很多, 在我国应用的主要有有机生态型无土栽培技术、浮板毛管无土栽培、营养液膜栽培技术、深液流无土栽培技术、袋培、槽培、岩棉培以及鲁SC无土栽培方法等。常规的无土栽培技术, 一般利用无机的化学合成物质(material)配制成营养液, 氮源90%以上采用硝态氮, 但是过量的硝态氮会导致蔬菜产品器官(organ)尤其是叶菜类蔬菜硝酸盐含量高, 不符合绿色食品要求, 难以实现高新技术生产高档农产品的目标, 加之水培对生产者学问和技术水平要求较高, 成本(Cost)投入和运行费用较大, 病害易传播等, 限制了无土栽培技术的大面积推广应用[ 1]。

  将传统(chuán tǒng)农业与无土栽培相结合形成的基质无土栽培技术, 使用(use)固体基质和固态有机肥代替了水与化肥配制的营养液, 使无土栽培技术更加简单、易行、有效。如何开发一种理化性能稳定、取材方便、各种原料(raw material)易于获取、价格低廉、用后方便处理的基质, 是固体基质无土栽培的关键[ 2]。本研究(research)目的之一就是寻找基质栽培主要原料草炭的替代物, 在降低栽培成本(Cost)的同时, 保护不可再生的生态资源。利用蛭石及工农业固体废弃物如炉渣、废菇料、秸秆等为原料, 将其混配成无土栽培基质, 研究其配比与理化性状的关系及其适宜的理化指标, 旨为大面积商业化生产提供依据[ 3] 。

  1 材料与方法

  基质原材料有草炭(普通园艺用草炭, 购于花卉市场)、蛭石(未分级蛭石)、炉渣( 0.5 cm 筛网过筛)、玉米秸秆(粉碎喷水后用塑料膜覆盖堆沤3个月) 和棉籽皮(以棉籽皮作原料(Raw material)生产(Produce)食用菌后的废菇料, 喷水后用塑料膜覆盖堆沤3 个月) , 测定(gage)其容重、孔隙度、pH 值和电导率(表1)。

  表1 5种基质原材料的基本性质

  将上述原材料按不同配比复配成8种混合基质(表2), 采用常规方法[ 4] 分析基质的物理性质。基质的电导率( EC) 和pH 值是基质的重要理化参数, 其测定方法参照土壤(Soil)的EC 和pH 值测定方法, 在L IDA DDS-12DW型电导率仪上测定电导度( St), 在L IDA PHS-3BW 型pH 计上测定pH 值。

  表2 复配基质的原材料种类和配比

  2 结果与分析

  2 1 复配基质的理化性质[ 5]

  基质的物理性质主要反映了基质的重量及其保水、透气性等能力。水培植物在栽培过程中应适时供液,保证充足的养分供应。供液时间一般选择在白天,夜间不供液或少供液。晴天供液次数多些,阴雨天少供液;气温高光照强时多些,反之少些。通常情况下,每天供液2-4次,每次把握在30分钟即可。这一点可以用时间控制器进行适时调节。水培蔬菜水培是无土栽培的一种,分类于无基质栽培,无基质栽培类型是指植物根系生长的环境中没有基质固定根系,根系生长在营养液或含有营养液的潮湿空气中,但育苗时可能使用某些基质。水培蔬菜是指大部分根系生长在营养液液层层中,只通过营养液为其提供水分、养分、氧气的有别于传统土壤栽培形式下进行栽培的蔬菜。水培蔬菜生长周期短,富含多种人体所必需的维生素和矿物质。基质容重反映了基质的疏松程度及对作物的支撑能力, 饱和含水量可以反映基质的总孔隙度,是基质保水、透气性能的重要指标[ 6] 。

  2 1 1 容重 容重是指单位体积内干燥基质的重量。其反映了基质的疏松程度。容重过大则基质紧实, 总孔隙度小, 通气透水性差, 操作(operate)不方便, 也影响作物根系生长; 容重过小则基质过于疏松, 基质过轻, 孔隙度大, 虽具有良好的通透性, 但浇水时易漂浮, 不利于固定根系。一般认为, 容重< 0.25 g / cm3 的基质属于低容重基质, 容重为0.25~ 0.75 g / cm3 的基质属于中容重基质, 容重> 0.75 g / cm3 的基质属于高容重基质, 其中基质容重为0.1~ 0.8 g / cm3 时作物栽培效果(effect)较好。试验的8种复配基质容重为0.35~ 0.54 g / cm3 (表3) , 属于中容重基质, 均在适宜基质容重范围之内。

  2 1 2 持水能力 总孔隙度是指基质中持水孔隙和通气孔隙的总和, 以相当于基质体积的比例(% ) 来表示。总孔隙度大的基质, 其空气和水的容纳空间大, 基质较轻、疏松, 有利于作物根系生长, 但对作物根系的支撑固定作用较差, 作物易倒伏; 总孔隙度小的基质较重, 水和气的容纳量较小, 不利于植物根系伸展, 必须进行频繁(frequency)的水肥供应才能弥补此缺陷。在基质分类中,大孔隙占5% ~ 30%的基质属于中等孔隙度; < 5%的基质属低孔隙度; > 30%的基质属高孔隙度, 基质持水量低时易干燥。对于多数蔬菜栽培, 基质孔隙度在54% ~96%即可。试验的8种复配基质总孔隙度为60% ~ 80%(表3), 属于高孔隙度基质, 均在适宜基质孔隙度范围之内。总孔隙度只能反映在一种基质中空气和水分能够容纳的空间总和, 不能反映基质中空气和水分各自容纳的空间。最适宜的基质总孔隙度是同时能提供20% 的空气和20% ~ 30%容易被利用的水分。一般来说, 大小孔隙比在1 ( 2~ 4) 为宜, 该种基质持水量大, 通气性又良好, 作物能良好生长, 并且管理方便。试验的8种复配基质大小孔隙比为1 :( 1.2~ 6.7) (表3), 其中(

  V、VI VII 和VIII 号基质的大小孔隙比在适宜范围内。

  表3 8种无土栽培复合(recombination)基质的理化性质

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