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2016年9月24日 作者:xwz2367609 [返回]
立体雾培墙定植角度对生菜生长的影响

付少明,滕光辉,樊 庚,李悟杰

( 中国农业大学水利与土木工程学院,农业部设施农业工程重点实验室,北京 100083)

: 在温室立体雾培墙系统中,研究了不同栽培角度对大速生生菜生长情况和品质的影响。在试验处理中,定植角度 90° ( 与水平面夹角,以下相同) 不利于生菜根系的生长和叶片数的增加,定植角度 90°的生菜的硝态氮含量较低,同时,其叶绿素含量和可溶性蛋白含量与水平定植 45°相比,也显著降低; 水平定植 60°有利于生菜根系的生长;水平定植 45°的生菜的生长情况和品质较优,其中,与水平定植角度 90°处理相比,叶绿素含量和可溶性蛋白含量显著提高。试验证明: 选择合适的定植角度有利于生菜的栽培,其中,在墙面栽培中,定植角度 45°优先考虑。

关键词: 定植角度; 生菜; 立体栽培

中图分类号: S317 文献标识码: A 文章编号: 2095-1795( 2015) S1-0039-04

Effect of Different Cultivation Angle on Lettuce Under

Stereoscopic Aeroponic Cultivation

Fu ShaomingTeng GuanghuiFan GengLi Wujie

( Key Laboratory of Agriculture Engineering in Structure and EnvironmentMinistry of AgricultureCollege of Water esource and Civil EngineeringChina Agriculture UniversityBeijing 100083China

Abstract: In the system of mist culture wall in the greenhouseeffects of different cultivation angle on large fast-growing lettucewere investigated In this experimental treatmentengraftment angle 90° ( with the horizontal plane anglethe following was thesame) was not beneficial to growth of lettuce roots and the increase of lettuce blades’ numberengraftment angle 90° of let-

tuce’s nitrate nitrogen content was lowmeanwhilecompared with the horizontal engraftment angle 45°chlorophyll contentand soluble protein content of lettuce were decreased significantly Horizontal engraftment angle 60° was beneficial to the growthof lettuce roots Horizontal engraftment angle 45° was better for growth and quality of lettuce Particularlycompared with thehorizontal engraftment angle 45°chlorophyll content and soluble protein content of lettuce significantly increased Experimentshowed that selecting the suitable engraftment angle was beneficial to cultivation of lettuce Particularlyin the metope of culti-vationthe engraftment angle 45°should be given priority

Key words: Cultivation angleLettuceStereoscopic cultivation

0引言

当前,世界人口持续增长,耕地逐渐减少,资源问题越来越紧张,如何提高耕地、资源的利用效率,利用有限的耕地来养活越来越多的人口,成为日益突出的问题[1-2]。设施农业的出现,在一定程度上克服了蔬菜生产受到的时间限制,提高了土地的利用率。目前全国设施农业总面积已经超过 400 hm2,现代温室也得到发展,但是能耗问题突出,制约着设施产业的进一步发展[3-4]。提高资源的利用效率,可以起到降低能耗的作用。科研人员从多方面进行了研究,国内外研究人员指出,要根据具体作物的生长特点进行环境控制和设备开发[5]。裴芸等[6-7]研究了温室中不同灌水量上下限对生菜生长品质的影响,对于温室中节约水资源有一定的意义。

光照是作物能量的最终来源,提高温室中光照的利用效率,也可以起到提高资源利用效率的作用[8]。

温室中,采用墙面栽培,可以提高叶面积系数,从而提高单位面积对太阳光的利用效率,最终提高作物产量。

相对于温室中传统的平面栽培,墙面栽培是将植物按照一定的规律布置在墙面上的栽培方式。与柱式栽培类似,墙面栽培可以在不影响平面采光的情况下,充分利用温室内的太阳光和空间,提高土地利用率和阳光利用率,同时,墙面栽培具有垂直农业的特点,在城市环境改善中也起着重要的作用[9-10]。

发展墙面栽培,可以提高土地生产率,缓解能源、土地压力; 同时,由于墙面栽培的特点,也可以与雾培等较新的栽培方式相结合,发挥雾培的优势,给人们带来效益[11-13]。但对具体插植孔角度不同对所栽植植物的影响没有论证,对垂直气雾栽培插植孔具体角度对生菜生长的影响至今尚无研究。

结合前人的研究,设计并开发了雾培栽培墙,并在此基础上开展定植角度对生菜生长影响的试验[14]。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

试验于 2013 6—7 月在中国农业大学上庄试验基地进行,供试品种为美国大速生生菜。

1. 2 试验设计

2013 6 1 日浸种催芽后播种,6 30 6 1 心时,定植于连栋温室的雾培墙上。栽培架分为4 个区域,与水平面的角度分别为 30° ( 处理 ) 45° ( 处理 ) 60° ( 处理 ) 90° ( 处理 ) ,每个处理 32 颗生菜,以垂直于水平面的 90°为对照组,通过对不同插植角度生菜的各项生理、品质指标的研究,了解插孔角度对生菜生长的影响,寻找最适生长角度。

1. 3 测定项目和方法

分别于 2013 7 10 ( 前期) 7 18 ( 中期) 7 26 ( 后期即采收期) 对植株叶长、叶宽、叶片数和根长进行测定,3 次重复,取平均值。生理指标的测定于生菜生长后期进行,可溶性蛋白采用考马斯亮蓝-G250 染色法测定; 叶绿素含量采用 95% 乙醇浸提法; 维生素 C 采用 26-二氯酚靛酚滴定法测定; 硝态氮含量采用磺基水杨酸比色法[15]。

数据分析使用 Excel 软件进行处理,方差分析采用 SAS 软件的 ANOVA 过程处理,显著性检验采用邓肯新复极差法。

2 结果与分析

2. 1 定植角度对生菜生长的影响

由表 1 可以看出,不同定植角度处理显著影响了生菜的生长。在生长前期,大速生生菜的叶长、叶宽、叶片数和根长在各个处理之间并没有显著差异。随着处理时间延长,大叶速生生菜在处理Ⅱ条件下生长速度加快,处理中期时,大叶速生生菜在处理Ⅱ条件下的叶长和根长分别比处理 显著增加 28. 6% 57. 5%( 1) ,说明相比于处理Ⅳ,处理Ⅱ条件下更适合大叶速生生菜根系的生长,更能发挥雾培有利于植物根系生长的优势; 同时,也说明根系发育良好,有利于生菜地上部进一步的生长。

收获时,处理Ⅳ相比于处理Ⅱ,大叶速生生菜的叶片数减少了 11. 3% ; 处理Ⅲ相比于处理Ⅰ、处理Ⅱ和 处理 Ⅳ,根 长分 加了 23. 0% 23. 6% 36. 2% ( 1) 。说明相比于与地面垂直的墙面栽培( 处理Ⅳ) ,增加一定的角度,有利于生菜的生长,前期处理Ⅱ ( 定制角度 45°) ,有利于生菜根系和叶长的迅速生长,后期处理Ⅰ、处理Ⅱ和处理Ⅲ之间,叶长、叶宽和叶片数差异不显著,处理Ⅲ的根系生长较好。

由试验数据可以得出,相比于传统与地面垂直的墙面栽培,与水平面有一定角度,有利于生菜的生长; 前中期,定植角度 45°时,有利于生菜叶长和根的生长; 后期定植角度 60°,生菜的根系较其他处理较好。

2. 2 定植角度对生菜品质的影响

不同的定植角度,对生菜的品质有显著影响。墙面栽培定植角度对生菜品质的影响并非简单的线性关系,从排列顺序上看,4 个生理指标的排列顺序分别为,处理Ⅱ 处理Ⅲ 处理Ⅰ 处理Ⅳ。

大叶速生生菜在处理Ⅰ、处理Ⅱ和处理Ⅲ中,硝态氮含量分别比处理Ⅳ显著提高 19. 2% 30. 6% 23. 7% ( 1) ,说明处理Ⅳ相比于其他处理,可以降低硝态氮的含量。大叶速生生菜在处理Ⅱ中,相比于处理Ⅰ,叶绿素含量提高了 8. 6% ( 2 ) ,说明在 7 月份,处理 ( 与水平面呈 45 ° )相比于其他处理更适合温室环境下的采光。大叶速生生菜在处理Ⅱ的情况下,相比于处理Ⅳ,可溶性蛋白的含量显著提高了 22. 1% ( 3) 。大叶速生生菜维生素 C 的含量,在 4 种处理下,并没有显著的差别 ( 4)

3 结果与讨论

不同定植角度处理显著影响了生菜的生长。生长中期,相比于定植角度 90°,定植角度 45°有利于生菜叶片和根系的伸长。采收时,相比于其他处理,定植角度 60°时,根系最长; 定植角度 90°,叶片数相对于其他处理显著减少。

采收时,定植角度 90°的处理,大速生生菜的硝态氮含量显著降低,但是,相比于定植角度 45° 处理,大速生生菜的可溶性蛋白、叶绿素含量也显著降低; 定植角度 45°时,相比于定植角度 30°和定植角度 60°,硝态氮含量并没有显著提高,但是相比于定植角度 90°,生菜的叶绿素含量、可溶性蛋白含量有明显的提高。

产量和品质是生产者都要考虑的重要因素,在本试验中,尽管定植角度 90°时,大速生生菜的硝态氮含量最低,但综合考虑生菜的生长情况和叶绿素含量、可溶性蛋白含量,与地面呈 90°时的墙面栽培,不利于生菜的生长和品质的提高; 相比之下,定植角度处于合理的范围内的墙面栽培,有利于生菜的生长和品质的提高。

定植角度 60° 时,采收期生菜的根系最长; 但是,从中前期的生长表现以及后期的品质分析考虑,定植角度 45°是适合墙面栽培的角度。

在温室中,光源主要来自于太阳,太阳高度角会随着季节发生改变,因此,不同季节适合生菜生长的立体栽培角度可能会不同,需要进一步研究。

参考文献

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15 李合生,陈翠莲,洪玉枝,等. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京: 高等教育出版社,2000

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