气雾栽培
快繁中心:
 
农业资源:
 
推广技术: 快繁怀旧 | 土楼温室 |
当前栏目:番茄王水平放任栽培>水平放任栽培>
2006年4月27日 作者:ctnyzn [返回]
豌豆的生长潜能研究

豌豆的生长潜能研究

徐伟忠、章金栋、詹喜法、王利炳

浙江省丽水市农科所农业智能化快繁中心 323000

 

摘要:

豌豆是一种普通的农作物,常规栽培条件下大多是采用土壤栽培,所以人们对其的研究也只限于土壤环境下的相关技术研究。其实任何植物在不同的生长环境与栽培条件下,其表现的特性与生理潜能遗传潜力的发挥程度都是不同的。为了研究豌豆的生长潜能,我们构建了一种较适于植物根域环境优化的技术叫平台式水平放任栽培,运用它来进行豌豆的水气培,通过试验研究,豌豆能在这种环境下表现出超常规发育的生长特性。如单株产量、总体生物量、有效生物转换率、枝蔓叶荚的形态等都发生了巨大变化,使生物量数十倍的提高,使植株发育表现出巨大化与树型化,这对于研究豌豆生长潜能具有重要的科研与生产价值,特别是为观光农业中蔬菜树项目的建设提供了理论依据与技术支撑,可以利用该技术栽培出极具观光价值的豌豆树与其他种类繁多的蔬菜树。

关键词:

豌豆、水平放任栽培、水气培、平台式、生物量、单株产量、蔬菜树、观光农业、豌豆树、营养液

引言:

近年随着科技的发展,无土栽培也越来越被生产及科研部门所重视,也出现了形式多样,技术管理各异的新型栽培模式。按基质类型的不同区分有以下几种,采用砂、蛭石、珍珠岩等固体介质为基质的基质培,还有以水作为营养及水分介质的水培,还有以空气为介质以气雾方式供给营养及水份的气雾培,还有介于两者之间的水气培。这些栽培方式各有优缺点,在技术实施的难易程度上也完全不同,最为简单的是基质培、其次是水培、再就是气雾培。基质培以基质作为缓冲与提供营养和水份的介质,表现为基质理化性状相对稳定与便于管理的特点。水培是以水为直接介质,根系直接置于含矿质元素的水中,可以快速地获取营养与水份,比基质培有更大的优势,但同时也存在常遇缺氧影响生长的现象产生,特别是高温季节更甚,重的会出现烂根而影响植株的生长。而气雾培既不会有缺氧的担忧,也能直接快速地从气雾中获取水与矿质营养,是生长速度最快的栽培模式,但因空气缓冲性比水与基质都要差,万一出现雾化系统故障或停电,就需采取紧急措施,进行人工发电,或人工管理,否则在短短的时间内就会缺水或萎蔫。而日本近年出现的一种新型栽培模式可以集两者之优势而又可避其之不足,叫水平放任式水气培[1],植株的根系在一个平台式的水平床内自由舒展生长与露根漂浮延伸,而且供液的方式也是以一端喷射方式循环供给,能使根系处于水气的界面状态,使循环的养液溶入更多的氧气,这种栽培方式能为植株的生长创造了既有缓冲性又有氧气、水份、矿质营养供给的最充足性,所以它的生长速度是普通栽培或常规无土栽培的几倍甚至几十倍,有些植物种类如番茄甚至达上百倍。这么巨大的生长差异其实就是因根域环境因子的最优化而使植物本身具有的生理潜能与遗传潜力得以最大化的发挥而已,其实植株本身的基因并无任何变化。由此给予人们以启动,专门利用该模式进行植物王的栽培,进行潜能开发的最大化栽培,于是出现了番茄树、甜瓜树、南瓜树、西瓜树、黄瓜树等,这些所谓的树,其实它就是普通栽培的品种经栽培模式改进及环境手段的优化,而种植成功的各种蔬菜树。这些蔬菜树所具有的巨大性、观赏性、新奇性已成为当前观光农业关注的热点与亮点,成为观光项目的一道美丽风景线。当前世界上已用该方法成功栽培了单株结16500个果的番茄王、单株结瓜3300根的黄瓜王、还有株结88个瓜的甜瓜与单株100多个果的西瓜[2],这些超常规产量的发挥其实就是植物自身潜能在环境优化条件下的生理生化形态的超常规发育与变化所至,我们把它称之为植物潜能诱导技术。当前,国内外对巨型观光蔬菜树的探索与研究颇多,但对于豆科的豌豆采用该模式进行潜能之研究还未见报道,为了让更多的植物能栽培出巨大化的效果,在观光农业项目建设上具有积极的作用与意义。以下就豌豆王或豌豆树的水平放任式水气培进行研究,让人们充分认识一株小小的普通豌豆所具有最大生理潜能。从而也为其它农作物的潜能诱导开发提供可借鉴与参考的试验依据。

试验材料与方法

1、  平台式水平放任栽培系统的构建:

A、 栽培床的制作:从市购密度较高强度较大的泡沫板为材料,一般厚2-3cm,宽0.9-1m,长1.5-2m的板材较利于施工,制作时需用美工刀及泡沫胶为工具,按照平台长2-3m90-100cm,高10-15cm的规格进行切制拼接,并铺上防水薄膜,一个平台式的水平床就制作好了。

B、 排水及回流孔的预留:于床的一端用打孔器开设两个口径为3-5cm的孔,作为系统的排水孔与养液回流孔,其中排水孔下方接段塑料管并装上一手阀,当要彻底排液时打开手阀即可,另一回流孔上密封套接一段可伸缩的软管,用于上下伸缩调节床内的液位。

C、 栽培支撑架的焊接:制作好水平栽植床后,再用钢管焊接一个用于固定放置栽培床的支撑架,架离地高约80-100cm,规格比栽培床稍大,制好后栽培床刚好能内置相嵌即可,这种长方形的钢制支撑架具有牢固且承载力好的特点,最适用于栽培植物王超常规产量发挥的品种。焊制好床架后,再于长方形床架上焊接或套接上四根支撑柱,其高约1.2-1.5m左右,最后把撑柱顶端用方形钢架焊接连为一体,就成为长方形的顶棚架,可以起到加固栽培架与支撑植株骨干枝蔓之作用。另外制作时也可把支撑架与顶棚架及支柱进行一体化焊接,这样更加牢固(如下图)。

D、营养液循环系统的设计:制作好支撑架与栽培床后,接下去的工作就是营养液循环系统的构建及控制系统的安装,如果是规模化栽培,营养液的回流与调控池最好建成地下式,有利于液温的稳定,可以是专业制作的营养液箱或者混凝土砖彻的水泥池。栽培面积小回流液量少时,也可用较方便塑料箱或桶取代,基地规模大植株成片栽培时,最好按面积计算,砌建成地下式的容积较大的回液池。在建设营养液池时,要考虑池的大小与规模的关系,规模越大池也需越大,一般以总液量的1/2-2/3容积为好,这样才使营养液有较好的缓冲性。大液池有利于液温、EC、溶氧、水位等的稳定,有利于养液的调控与生长促进。回液池是养液的调控中心也是养液回流实现循环利用的一个缓冲池,回流的养液经水泵、管道、水气喷射供液后,又被平台的植物所循环利用,那么这种循环的控制是由什么来实现,循环的管道是如何布设呢?这里稍作简单介绍,平台式水平放任栽培系统的循环部份由进液管、排水管、回流管及动力水泵组成,其中进液管是由均匀成排安装喷头的喷射管组成,它以喷射的方式供给溶氧更充足的营养液。另一端是装有一个可伸缩可调节水位的伸缩管与回液管组成,经回液管把营养液又循环回流至回液池。而另一排水孔平时是用手阀关闭不用的,只有彻底清床换水时使用,打开时可以把废液彻底排清。

E、 养液的循环控制系统:布设好管道与安装好动力泵后,实现科学的养液循环只需采用智能化技术来控制泵的启动关闭即可,只需把动力泵的启动电源接上控制器就能实现科学而自动的循环控制。这种微型的智能控制器具有非常科学的设计,它会随着温度的升高,呼吸作用的加强而智能调节循环的频率,也就是当外界气温高时,循环启动会更频繁,气温低时,循环启动的间歇会自动延长。如果是规模化的栽培基地还可以安装功能更全、功率更大且专门用于水培及环境控制的智能计算机系统,它可以对栽培环境的温、光、气、热、及养液环境的ECPH、温度、溶氧等参数进行自动而精确的调控[3]。面积小或者单株栽培时,通常选用上述的微控制器来实现养液循环控制,本试验就是由微控制器控制循环。

2、  豌豆定植及管理

2005126选择中豌7号的豌豆品种进行海绵块无土育苗,也就是把种子播在海绵块的十字型裂口内,并置于高湿度的雾化苗床中,进行萌芽催根促苗,一般经10天左右,一株无土的净根苗就被培育而成。于1216,再把培育好的无土净根苗移栽至预先开好定植孔的扣板上,扣板的大小与栽培床的大小相同,把其扣封在水平床上即可。前期小苗根系少而短,可以把床内的水位调高,操作时只需把回液伸缩管拉高调整回液孔的高度就行,随着根系的生长延长渐渐压缩伸缩管降低水位,最终稳定在3-5cm的床内水位即可。

定植后,植株管理主要包括枝蔓绑缚管理与养液管理,定期地进行养液EC值及PH的检测与调整,一般生产上采用园试配方进行栽培基本上可满足豌豆的正常生长发育所需的各种矿质元素。营养液的浓度管理掌握在花前EC值为0.8-1.2mS/cm,花后1.2-1.6mS/cm即可。枝蔓的管理采用放任生长均匀引缚的方法,让其形成庞大超常规发育的树冠。一般通过上述的管理与栽培后,32即进入花期,但此时最好把花摘除,利于集中营养促进枝蔓的快速伸展与分枝,为搭建庞大的树冠提供更多的矿质营养,一直生长至采前一个月的320才开始统一放花,让期形成大量的蝶花,这样有利于单株产量的提高与荚果成熟采收的一致性。425,植株基部叶片开始泛黄时进行采收,采收时对其进行产量与生物量的统计测算,整个生理期从播种至收获历时140天。

生物量的测定

2006425对豌豆树进行全面的测产与生物量评定,主要指标包括生物量及产量指标与形态树型指标。其中生物量指标由根净重、枝叶重、荚果重及总体生物量组成;树形指标包括树冠高、冠幅、枝蔓数、平均蔓长、总蔓长、最长蔓长、分枝级数组成;形态指标由叶径、蔓径、节间长、荚长、荚宽组成;产量指标由总荚果重、嫩荚重、饱满成熟荚果重、百粒重、单粒重、生物有效转化率、净生物有效转化率组成。通过对这些测产与对量化指标分析,来评定豌豆的生长潜能,并与传统土壤栽培进行比较,来充分认识植物潜能的巨大性及栽培模式优化的有效性,为观光农园建设或科研提供可借鉴的科学参数。以下就豌豆水气培单株与土壤栽培随机抽取10株平均值进行比较分析,列表如下:

表一、生物量及可食用部份的生物有效转换率比较

 

根净重(g

枝叶重(g

荚果重(g

总生物量(g

有效转换率(%

新型栽培

760

5450

1630

7840

20.8

土壤栽培

25

215

50

290

17.2

注:有效转换率是荚果重除以总生物量

表二、冠形指标及枝蔓的日平均生长速率比较

 

冠幅(m

冠高(m

枝蔓数(条)

总蔓长(m

平均蔓长(m

最长枝蔓(m

分枝级数(级)

日生长速率(cm/日)

新型栽培

2.6

1.8

141

153.5

1.1

2.6

1-3

108.9

土壤栽培

0.4

0.8

11

13.7

1.2

1.6

1

9.8

注:日生长速率等于总枝长除以生育天数140天计

表三、形态指标的比较

 

叶纵/横径(cm

蔓径(cm

节间长(cm

荚宽(cm

荚长(cm

新型栽培

9/5

0.8

9.4

2.6

11.5

土壤栽培

7/4

0.5

5

2

7

注:叶片纵横径、蔓径、荚果指标皆取最大值、节间为平均值

表四、产量指标的比较

 

单株荚重(g

可食嫩荚重

籽粒饱满荚重

单株荚数()

均荚重(g

百粒重(g

最多单荚粒数(粒)

新型栽培

1630

390

1240

434

5.1

40

8

土壤栽培

50

0

50

21.5

2.3

42.6

5

外观目测评价:豌豆水气培具有比土壤栽培有更大的生理生长优势,生长期间表现为营养生长旺盛、分枝级数增加、叶片增大、叶色浓绿、花色鲜艳、花型增大、根系发达且为水气混合型根系、荚果形态变大等营养生长和生殖生长超常规发育的现象,这主要与植物体的细胞活化生理机能与代谢的更加活跃有关。

结果分析

通过对上述测产指标的综合分析比较,说明豌豆水气培是能让其生理潜能得以最大化发挥的一种有效栽培方法,这种新型栽培模式能使豌豆单株发育最大化,它所带来的潜能诱导程度是常规条件下任何一种技术措施所不可比拟的。它可以使单株生物量提高27倍,单株产量提高32.6倍,结荚数提高20倍、日枝蔓生长速度提高11倍,这与当前国际上对于其它植物进行水气培潜能诱导的研究结果相符,都可以使常规的瓜果蔬菜实现生长潜能的最大化发挥,如采用水气培后可以使西瓜单株结瓜量超百个,甜瓜可结瓜88个、番茄单株可结上万个、甘蔗可长至6米多高等超常规生长,都可让这些普通植物实现巨大化的树型栽培。水平放任式栽培能使植物潜能发挥巨大化的关键所在是根域环境的优化[4],植物生长发育速度快慢除了遗传因素外,更重要是由外环境所决定,而外环境中对生长速度影响最大的是根域环境,也就是说如果一些技术措施可以改进根系生长环境的,都可以使植物的生长速度加快。所以传统土壤栽培技术中大多是通过科学的土肥水管理来实现,但由于土壤存在的许多限制因子,而未能让传统栽培方式得以最大化潜能的发挥,如土壤阻力的存在,根系需克服土壤阻力而会消耗大量的物质与能量,如根系皮层组织的机械化影响其对水份与营养的吸收、根分泌物的增加与克服伸长阻力浪费的能量增大,这些或多或少都会影响到生长速度与能量代谢有效率。另外,土壤的根环境中水份及矿质营养的供给不能像水气放任栽培那样充分而直接,水气培环境下根系直接水平放任式的伸展于平台内,具有最大的营养液占有量又具有最大的水气表面积,能克服传统深液流水培易出现溶氧量低的缺点,因水气表面积大能使水中溶氧量增加,再加上部份根系漂浮于床内的水面上可以直接从空气中摄氧,同时又加上喷射供液循环,又可使水中的溶氧最大化,这些技术措施的改进与综合,使这种新型的栽培模式集中了水培与气培的所有优点,又创造了根系自由伸展不受限制的生长空间,从而使根系能以最充足的氧气、最直接快速的吸收水份及营养,从而使它具有比传统土壤栽培或传统的水培发挥出更巨大生理潜能[5]。目前,发达的国家日本已把平台放任式水气培作为观光农园中番茄王栽培的主要技术与模式来普及推广。

 

讨论

豌豆的水平放任式水气培研究在我国还属首例,具有极为重要的科研与参考价值,特别是在研究植物遗传潜能及生理潜能最大化发挥的课题上具有实际运用意义,在生产上,特别是观光园中巨型植物的栽培上,该模式具有投入成本低,管理方便易于实施的多种优点,具有代替传统深液流水培的趋势,据多年研究,深液流大容器水培虽也能让植物潜能得以巨大化发挥,但在养液的管理上较为繁琐,特别是高溶氧环境的创造上需要投入较高的管理成本。而水平放任式水气培无需特殊的增氧设备及致冷增氧装置就可为根域创造个富氧环境[6],这是其它任何一种水培方式所不可比拟的,也是该技术的最大优势所在。也正由于有上述优点的存在,所以能让期比土壤栽培高出数十倍的生长速度与生物量。豌豆这种普通农作物进行水平放任式栽培的探索研究,也为其他植物的巨大化栽培提供许多宝贵的可借鉴的技术经验与思路,为植物潜能研究及观光园区蔬菜树的栽培开辟了一条新的技术路径与思路。

 

参考文献:

1、  温室研究社.トマト水平放任栽培.施設園芸. 1998,40(7):913

2、  地球交響曲(ガイアシンフォニー)―トマトの生命力に学ぶ    ゼンブックス―能力開発シリーズ 野沢 重雄 (), 原口 庄輔 () 単行本 (October 1995) 善文社

3、  石井雅久.大規模化周年利用化のための温室構造および環境制御一フェンロー型温室屋根開放型温室の換気環境特性.農業および園芸.200479(1)31-37

4、  渡部靖樹.トマトが一株に一万二千個なる : ハイポニカ農法の秘密 ビジネス社, 1983.8, 223p

5、  野沢 重雄.トマトの巨木は何を語りたいか―ハイポニカの科学水気耕世界. 东京:協和企画,1985/03

6、  野沢 重雄.ハイポニカの不思議―新しい「生命の可能性」を求めて  .东京:協和企画  1995/05

 上一篇文章:番茄缺氧胁迫引发钙失调的相关形态异化现象
 下一篇文章:对植物要综合分析,减少人为因素
  点击数:9187  本周点击数:5    打印本页   推荐给好友    站内收藏   联系管理员    

与此文相关文章:

 
最新的文章: 本周热门文章: 最热门文章:
 2017年12月18…
 1089平方米海岛型…
 我院参加浙大农学院校…
 50亩科普观光休闲农…
 1568平方米拱棚温…
 
   立柱式气雾栽培的运用
 2017年12月18…
 2017年免费技术培…
 气雾栽培与水培的对比…
 50亩科普观光休闲农…
 标准智能化快繁基地的…
 未来农业发展的最新项…
 cctv7台《科技苑…
 植物非试管快繁技术在…
 柳树图片--垂柳,青…
 
友情链接 | 网站导航
本站网络实名:"植物快繁_植物克隆_植物非试管快繁技术","城市观光农业","芽苗菜"," 气雾栽培技术","草地果园","荧光花卉"
地址:浙江省丽水市丽阳街827号 邮编:323000 联系电话:0578-2268927 email:2671654005@QQ.com
中国农业硅谷网 .浙ICP备13024069号 浙江省丽水市农科院农业智能化快繁中心制作维护 版权所有 复制必究