不同营养液配方对阳台水培黄瓜的影响

来源:用户上传      作者:梁峥 楚晓真 黄文 陈曼 郭竞 卢钦灿 龚攀

　　摘    要： 以‘戴多星’黄瓜为试材，系统研究了7种不同营养液配方T1～T7对阳台水培黄瓜生长的影响，通过测定黄瓜的株高、茎粗、SPAD值、产量、可溶性固形物含量和维生素C等指标，初步筛选和评价出适合阳台水培黄瓜的最佳营养液配方。结果表明：使用T7营养液配方水培黄瓜可以显著提高叶面积，达到429.25 cm2;SPAD值增至47.08;结瓜数14个、单瓜质量65.08 g和单株产量889.34 g、维生素C含量145.68 mg·kg-1和可溶性固形物含量4.24%。与其他配方相比，T7增幅差异显著，可作为阳台上水培黄瓜的最佳营养液配方。
　　关键词： 黄瓜;阳台;水培;生长指标;产量;营养液配方
　　中图分类号：S642.2   文献标志码：A   文章编号：1673-2871（2020）04-033-05
　　Abstract： A cucumber variety ‘Deltastar’ was used as material inthis paper， the effects of seven different nutrient solution formulas T1-T7 on the growth of ‘Deltastar’ cucumber in hydroponic culture was studied， the plant height， stem diameter， SPAD value， yield， soluble solid content and vitamin C were investigated， the optimal nutrient solution formula for hydroponic culture on balcony was preliminarily selected and evaluated. The results showed that the leaf area， SPAD， number of fruit， weight， yield， vitamin C content and soluble solid content of cucumber were increased to 429.25 cm2， 47.08， 14，65.08 g， 889.34 g， 145.68 mg·kg-1 and 4.24%， respectively. Compared with other formulas， the physiological and biochemical index of cucumber under T7 increased significantly， which could be used as the best nutrient solution formula for cucumber hydroponics on the balcony.
　　Key words： Cucumber; Balcony; Hydroponic; Growth index; Yield; Nutrient solution
　　近年來，阳台蔬菜受到大众的关注和追捧，然而利用阳台种植蔬菜技术目前不完善，尚待进一步的研究和开发[1-9]。在阳台上种植黄瓜，需要依赖于盆栽容器、氧泵循环系统、合适的基质和营养液等，因此研发高效合理的技术体系是关键[9-12]。针对特定植物的配套营养液配方，决定了种植蔬菜的长势、产量和品质等，成为关键影响因素。近年来，针对营养元素种类、不同配比、不同激素等的研究非常多[13-15]，为笔者开展黄瓜阳台水培种植技术提供了依据和便利。王晓会等[16]研究了在营养液栽培条件下，钾元素对黄瓜幼苗生物量、可溶性糖含量、淀粉含量的影响。牛丽红等[17]认为适当的增施钾肥有利于改善黄瓜的植株生长状况，促进了温室黄瓜根、茎、叶的鲜质量与干质量。马存金等[18]认为在低添加量（0～2.00%）下，镁元素的添加促进了辣椒的生长发育及产量和品质的提升。 刘世亮等[19]认为烟草全株体内氮、磷、钾、钙、锰积累量随着营养液中镁水平的提高的变化趋势是一致的， 营养液中镁浓度低于40 mg· L-1时， 烟草全株体内氮、磷、钾、钙、锰积累量与营养液中镁水平呈正相关关系，镁含量的增加能够增加烟草叶片内的矿物质含量。 吴一群等[20]认为缺镁会促进镁元素向上移动;缺镁显著降低果实的产量和品质。钾、镁元素在蔬菜产品质量和品质中有着重要的作用，水培营养液EC值对水培黄瓜生长有着重要的影响，在一定范围内，EC值越大、黄瓜生长越好。水培黄瓜常采用的营养液配方Hoagland配方、荷兰配方、日本园试、山崎、华南、copper存在着钾、镁元素含量较低，可能影响黄瓜产量及品质，郑州市蔬菜研究所无土栽培课题通过调整钾、镁的含量，增大盐分浓度，在阳台上进行营养液配方对黄瓜生长发育的影响试验，测试黄瓜产量、黄瓜果实的维生素C和可溶性固形物含量。笔者采用营养液添加法在阳台上进行不同营养液配方水培黄瓜，控制室内环境相同、营养液的溶氧量和浓度管理一致的条件下，通过研究不同营养液配方对水培黄瓜生长发育的影响，以期筛选出最佳的水培黄瓜营养液配方，为阳台蔬菜种植提供理论基础。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　供试黄瓜品种为‘戴多星’（荷兰瑞克斯旺（中国）种子有限公司）。
　　1.2 方法
　　试验在郑州市蔬菜研究发展中心模拟阳台内进行，采用水培箱静止法水培黄瓜。试验于2018年3月10日播种，播种前黄瓜进行催芽，待出芽后播种在50孔的育苗穴盘，使用商品育苗基质育苗。育苗技术参考前人的结果，并进行完善和改进，具体如下[21-23]：待苗龄2叶1心洗净根部基质进行水培分苗，苗期各配方的营养液浓度为1.5倍剂量，2018年4月2日定植在水培箱中。生长期间营养液的浓度在2.5倍剂量，每周添加1～3次营养液，使营养液液面离水培定植板3～5 cm，生育期内使用增氧泵增加营养液溶氧量，使用定时仪控制，每天增氧4次，间隔3 h，每次5 min。使用磷酸调节pH值，pH值5.8～6.5。 　　设置7个营养液配方（具体含量见表1）处理，营养液中的微量元素用量采用通用配方（表2）[24]，每个处理种植2个水培箱，水培箱为郑州市蔬菜研究所专利产品，家庭式蔬菜水培箱，专利号：ZL 20072009 2232.X水培箱的规格为400 mm×500 mm×150 mm，每个水培箱定植黄瓜4株，每个处理3次重复，采用完全随机区组设计，5月10日测定黄瓜生长指标，根瓜及时采收，每次采收后统计产量。
　　1.3 测定项目和方法
　　生长中期测定黄瓜植株的株高、叶片数、第1茎节的茎粗（茎周长）、最大叶的叶长和叶宽，叶宽测定叶片的肩宽，叶长测定从叶片的基部到叶尖的距离，最大叶面积运用线性回归方程计算：y=0.743 0×叶长×叶宽[25]。利用SPAD-502叶绿素测定仪测定黄瓜第7片叶的SPAD值[26]，当瓜长达到15～18 cm，直径达2～3 cm时采收，黄瓜单株产量为所有采收瓜质量总和，每次收获后测定瓜质量统计各处理的产量，统计每株的结瓜数。选取第3次收获黄瓜果实的维生素C和可溶性固形物含量等品质指标，维生素C采用2，6—二氯酚靛酚比色法，可溶性固形物含量取汁液用折射仪Pocket.PAL-1（日本株式会社）测定。
　　数据采用Excel 2007处理，采用SPSS 13.0单因素重复试验进方差分析和SNK差异显著性检验。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同营养液配方对黄瓜的生长指标的影响
　　从表3中可以看出，不同的营养液配方对黄瓜生长的影响不同。在黄瓜的株高方面，T6和T7的株高分别是147.14 cm和143.63 cm，与其他处理间有显著差异，T2的株高最低为118.25 cm。植物的茎粗是反映生长状况的重要指标，由表中可以看出，茎粗T6的最大，为3.87 cm，T2茎粗最小，为3.33 cm。T6的叶片数最大，为19片叶，与T2、T4和T5没有显著差异，与T3有显著差异，T3最低，为16片叶。T3和T7的叶长最大，为23.11 cm与其他处理有显著差异。T7的叶宽最大，为25.07 cm，与其他处理有显著差异。T7的叶面积最大，为429.25 cm2，与其他处理差异显著，T4的叶面积最小，为298.01 cm2。T7的SPAD值最大为47.08，与其他处理差异显著，T4的SPAD值最小为32.83。
　　2.2 不同营养液配方对黄瓜的产量的影响
　　从表4可以看出，T7的结瓜数最多，平均每株达14个，与其他处理的结瓜数有显著差异，其余各处理的结瓜数之间没有显著差异，T3的结瓜数最少，平均每株11个。T7的单株产量最高，平均每株产瓜889.34 g，与其他处理单株产瓜差异显著，T3的单株产量最少，为每株628.64 g。T7的单瓜质量最大，平均每个黄瓜65.08 g，与其他处理差异显著，T3的单瓜质量最小，平均每个黄瓜55.51 g。
　　2.3 不同营养液配方对黄瓜的品质的影响
　　由表5可知，T7的可溶性固形物最高達到4.24%与其他处理差异显著，T1的可溶性固形物最低为3.55%。维生素C含量T7的最高为145.68 mg·kg-1，与其他处理差异显著，T3的维生素C含量最低为132.19 mg·kg-1。
　　3 讨论与结论
　　影响阳台水培黄瓜生长的环境因素有很多（室内环境的温度、湿度、光照强度等）。在家庭阳台这种亚适宜温光环境下[27]水培黄瓜技术难度比较大，除了光照、室内温湿度等环境的影响，最主要的是水培的营养液配方、浓度、氧气等的考虑。本试验考虑水培黄瓜根系的氧气供应条件也是水培技术的关键，水培条件下，黄瓜比番茄的根际低氧耐性要低[28]，利用加氧泵向营养液中充氧和定植板距营养液的液面保持3～5 cm的距离，在水培黄瓜整个生育期内，黄瓜生长良好，没有出现根系缺氧现象。本试验在苗期采用1.5倍剂量，生长中期采用2.5倍剂量，结瓜期采用3.5倍剂量的浓度管理。
　　Kim等[29]研究认为，黄瓜叶片的SPAD值与叶面积显著的相关性，和叶片含氮量显著相关[30]，本试验中T7的SPAD值最高，叶面积也最大，这与营养液配方中N含量最高和NO-3-N：NH+4-N的比例为16∶1.5是有一定相关性的。氮素是影响黄瓜产量品质及叶绿素含量的主要限制因子，杜永臣等[31]、寿森炎等[32]认为适量的铵态氮促进叶绿素的积累，促进黄瓜的生长和发育。适量施氮明显增产，而施氮过量则会降低产量。
　　K能够促进光合作用产物向贮藏器官中运输，增加库的贮存，在黄瓜进入结瓜期，瓜生长需要大量的钾，促进植株对其他矿质养分的主动吸收以及对光合产物的运转[33]，宋夏夏等[34]研究施氮量与施钾量的有正交互作用对黄瓜产量有显著影响，本试验研究结果与前人研究的结果有相似之处，郑州市蔬菜研究所研制的营养液配方中其N、K的含量为17.5 mmol·L-1和10 mmol·L-1，NO-3-N与NH+4-N的比例为16∶1.5，综合分析各处理植株的株高、茎粗、叶面积及产量可知，T7即郑州市蔬菜研究所自行研制的营养液配方最适合阳台水培黄瓜的生长，在这个处理下水培黄瓜的生长指标、产量及维生素C和可溶性固形物含量均最好。
　　马万征等[35]研究了不同电导率对温室黄瓜生长发育的影响，认为营养液电导率和黄瓜植株生长状况成一定的线性关系，电导率越大，黄瓜生长发育越好。杨青松[36]等研究了不同营养液浓度对温室黄瓜生长发育的影响，认为在达到黄瓜作物营养液浓度临界之前，增加营养液浓度可以较好地促进黄瓜的生长发育，有利于提高温室黄瓜的产量。本试验在阳台上进行了营养液配方对黄瓜生长发育的影响，通过调整镁、钾的含量，增大盐分浓度，可增加黄瓜产量，这与前人研究结论是一致的，但在阳台上，营养液中钙、镁、钾的含量达到何值时，黄瓜产量不会再增加，还待于进一步的研究。 　　镁是植物生长所必需的中量元素之一， 其最重要的生理功能是作为叶绿素的中心原子影响植物光合作用[37]。段法尧等[38]、丁玉川等[39]研究了镁对甘蓝产量和品质的影响，认为镁可提高蔬菜中的维生素C、可溶性糖等的含量，对蔬菜品质有明显改善。 朱常安等[40]认为适当控制灌水量和施氮量、增加施镁量和施钾量对黄瓜综合营养品质的提高具有积极作用。本试验中郑州市蔬菜研究所自配营养液中适量增加了钾、镁的用量，水培黄瓜的维生素C和可溶性固形物含量提高，这与前人通过加施钾肥、镁肥，提高了蔬菜品质的结论一致。
　　郑州市蔬菜研究所自行研制的T7营养液配方，水培黄瓜可以显著提高叶面积，达到429.25 cm2;SPAD增至47.08;结瓜数14个、单瓜质量65.08 g和单株产量889.34 g、维生素C含量145.68 mg·kg-1和可溶性固形物4.24%。與其他配方相比，T7增幅差异显著，可作为阳台上水培黄瓜的最佳营养液配方。在营养液里添加其他微量元素，用于阳台水培蔬菜，提高蔬菜品质或蔬菜保健功能，有待于进一步研究。
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