【技术分享】深液流管道式水培系统的研制成果

雨蔬农业：用技术武装现代农民！

小型化无土栽培是传统生产性大型无土栽培的分支, 主要用于室内园艺, 其栽培系统及配套技术正逐步发展为一个新兴的产业。目前, 主要包含灯芯式无土栽培、箱式深水培、潮汐式栽培、滴灌供液式栽培、营养液膜技术和雾培6 个基本类型。

现有的装置有的结构复杂, 使用不便, 如小型复合基质插管式泡沫塑料立柱栽培装置; 有的自动化程度低, 管理不便, 如箱式水培装置。为此, 我们研制了小型化的深液流管道水培系统并测试了栽培效果, 试验证明该装置美观洁净、造价低廉、管理便捷、蔬菜生长良好, 兼具观赏性及实用性, 适宜在室内园艺领域栽培蔬菜之用。

1 材料与方法

1.1 深液流管道水培系统的结构

该系统长228 cm、宽126 cm、高90 cm, 可根据空间调整尺寸。主要由支架、栽培管、贮液箱、水泵和定时器等构成。支架由厚壁镀锌钢管焊接而成,可拆卸、组装。栽培管主体用直径110 mm 的PVC塑料管制作, 每根管道上打13 个定植孔, 孔径3cm, 孔距15 cm。管道两端为110 mm→50 mm 变径堵芯, 孔口在上方; 堵芯上连接直径50 mm 弯头, 供液端弯朝上, 承接供液水龙头, 排液端的弯头朝下,连接排液管。塑料贮液箱底部规格为40 cm×60 cm,高50 cm。水泵功率45W, 开闭受电子定时器控制( 图1、图2) 。

1.2 深液流管道水培装置的配套栽培技术

1.2.1 育苗

播种前按常规方法浸种消毒。用大颗粒蛭石作育苗基质, 用128 孔美式穴盘作育苗容器, 播种后至出苗前覆盖无纺布保湿, 出苗后每天喷洒0.5 剂量栽培营养液1 次。各种叶菜均具有2～3 片真叶且大小适宜时定植。

1.2.2 定植

采用自创的定植方式。向贮液箱注满营养液, 开启水泵, 向栽培管加液。定植幼苗, 用清水浸泡苗盘, 提取幼苗, 洗去根部附着的基质, 用长10 cm 的无纺布条包裹根系, 然后用2 cm×2 cm×5 cm的聚氨酯方块包裹无纺布条上端及茎基部, 将幼苗根系连同无纺布条插入栽培管的定植孔。利用聚氨酯的弹性将幼苗卡在定植孔处, 利用无纺布条的毛细管作用吸取营养液, 使整个根系保持湿润状态。

1.2.3 营养液管理

使用经改进的叶菜类通用配方: 硝酸钙(CaNO4·H2O) 1 000 g·m- 3、硝酸钾(KNO3)760 g·m- 3、磷酸二氢钾(KH2PO3) 207 g·m- 3、硫酸镁(MgSO4·7H2O) 366 g·m- 3、螯合铁(Na2Fe- EDTA)3.000 g·m- 3、硫酸锰(MnSO4·3H2O) 5.000 g·m- 3、硫酸铜(CuSO4·5H2O) 0.900 g·m- 3、硫酸锌( ZnSO4·7H2O)1.000 g·m- 3、硼酸(Na2B4O7·10H2O) 0.900 g·m- 3、钼酸铵( (NH4) 6Mo7O24·4H2O) 4.100 g·m- 3。以昌黎地区地下水(Ca2+含量为97.53 g·m-3,Mg2+含量为22.06 g·m-3)作为水源配置营养液。

苗期使用该配方的0.5 剂量营养液, 栽培期为正常剂量( 1 剂量) , 营养液每天白天循环3 次, 每次30 min, 3 d 检测1 次EC 值和pH值, 及时补液。

1.3 栽培效果试验

试验于2007 年3 月15 日至6 月1 日在河北科技师范学院华夏基金会捐赠温室进行。以叶用莴苣( 品种为美国大速生) 、红梗叶菾菜( 品种为千叶红) 、落葵( 品种为白花落葵) 为试材, 以当前室内园艺中普遍应用的静止箱式水培及复合基质箱培2种小型无土栽培装置为对照, 研究管道式深液流水培系统的栽培效果。采用巢式( 组内分亚组) 试验设计, 重复3 次, 于商品采收期每箱( 管) 取5 株, 测量3 种叶菜的株高、开展度、单株鲜重、叶面积、叶片数等指标。

2 结果与分析

2.1 深液流管道水培系统栽培叶用莴苣的效果

以静止箱式水培和复合基质箱培为对照, 研究了小型管道式水培系统栽培叶用莴苣的效果, 结果如表1 所示, 可见, 管道式深液流水培中叶用莴苣的单株鲜重、株高、茎粗、展度、叶面积和叶片数等指标均极显著地高于2 个对照, 上述各指标分别比表现最低的静止箱式水培提高了84.72%、39.96%、60.05%、14.87%、38.92%和27.11%。

这说明, 管道式深液流水培中的叶用莴苣生长速度快, 产量和植株形态均优于其他两种方式。这是因为, 管道式水培采用循环供液方式, 营养液溶解氧含量高, 且根系悬于营养液之上, 但有无纺布条吸取水分和养分, 较好地解决了根系吸收营养液和氧气的矛盾, 根系气水环境优于两对照, 从而取得了较好的栽培效果。

2.2 深液流管道水培系统栽培红梗叶菾菜的效果

红梗叶菾菜外形美观, 色泽艳丽, 营养丰富, 因此, 一直以来就是室内园艺的主栽蔬菜。3 种装置的栽培效果如表2 所示, 小型管道式水培中红梗叶菾菜的单株鲜重、株高、茎粗、展度、叶面积和叶片数等各指标均极显著地高于2 个对照, 上述各指标分别比表现最低的静止箱式水培提高了16.42%、37.42%、25.53%、35.59%、26.41%和81.37%。这说明, 小型管道式深液流水培中的叶菾菜单株鲜重和植株形态均明显优于其他两种栽培系统。

2.3 深液流管道水培系统栽培落葵的效果

在定植20 d 后测量落葵各指标, 结果如表3 所示, 小型管道水培中落葵的单株鲜重、株高、根重、根长、展度、叶面积、叶片数等各指标均极显著地高于2 个对照。而作为对照的两种栽培系统相比较,落葵在根长、叶片数、株高、展度和叶面积等指标上无显著差异。这说明, 用小型管道式深液流水培系统栽培落葵, 能显著提高单株鲜重, 改善各形态指标。

3 结论与讨论

试验结果表明, 用深液流管道水培系统栽培叶菜类蔬菜, 能获得良好的栽培效果。

栽培叶用莴苣时, 其单株鲜重为206.7 g, 株高为22.78 cm, 茎粗为12.1 mm, 展度为31.44 cm, 叶面积为391.21 cm2, 叶片数22.5 片。

栽培红梗叶菾菜时, 其单株鲜重为402.7 g, 株高为36.24 cm, 茎粗为29.5 mm, 展度为41.45 cm, 叶面积为634.23 cm2, 叶片数18.5 片。

栽培落葵时, 其单株鲜重为193.5 g, 根重86.2 g, 根长30.33 cm, 叶片数1.5 片, 株高为45.62 cm, 展度为33.26 cm, 叶面积为302.15 cm2。

栽培效果明显优于静止箱式水培和复合基质箱培这两种最为普及的小型无土栽培装置。

此外, 这套系统结构简单、制作容易、管理方便, 可灵活变换大小和样式, 适宜在室内园艺领域广泛使用。与目前市场上其他装置如潮汐式、滴灌供液式装置相比, 该种植不使用基质, 而使用了无纺布条, 管道中也能大量储液, 即使短时停电, 根系也不会枯死。因此, 深液流管道水培系统十分适宜在室内园艺领域作为一种新的蔬菜栽培系统使用。

（来源：河北科技师范学院园艺园林系 作者:王久兴）