音乐声频对温室蔬菜生长和产量的影响

柏明娥，姜仕仁，童富良，邵菲菲，洪利兴

(1.浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023;2.浙江科技学院，浙江 杭州 310023;3.东阳花园集团农业发展有限公司，浙江东阳 322121)

植物声频控制技术作为一门新型现代物理农业技术，近年来在国内外得到了较快的发展，其基本原理是对植物施加一定频率的声波，利用声波影响植物细胞分裂，有利于植物能量代谢，增加植物光合作用和综合吸收能力，促进生长发育，从而达到增产、优质、抗病的目的［1］。植物声频控制技术在国内外50余种植物包括玉米、向日葵、茶叶、草莓、芹菜、棉花、菠菜、黄瓜、番茄和青椒等农作物和蔬菜上的应用试验表明，应用该项技术取得相当显著的经济效益、生态效益和社会效益［2－8］。目前国内外应用于植物的声频主要有美国 Dan．Carlson公司研究开发的高频(4～6 kHz)声频［9］，日本大阪先拓公司研究开发的古典音乐声频［10］，国内青岛物理农业科技有限公司研发的电子合成声波［11］等。本课题组采用自行开发的以虫鸣声和古典音乐与虫鸣声合成的音乐声频，分别在萝卜、青菜、西瓜、花生等露地作物上进行试验，结果表明，音乐声频不同程度地促进了作物的生长，提高了产量［12－14］。为了探讨音乐声频对温室蔬菜生长的影响，课题组分别于2010年上半年、2010年下半年和2011年上半年对在温室无土栽培条件下种植的茄子、黄瓜、番茄、香瓜等蔬菜进行音乐声频处理试验，考察其对生长、产量、质量等方面的影响，为其进一步推广应用提供科学依据。现将有关结果报导如下。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地位于浙江省东阳市花园集团农业发展有限公司的科技示范园，地理坐标为北纬29°16'，东经120°13'，属亚热带季风气候区，气候温和，雨量充沛，年平均气温17℃，降雨量1 351 mm。

供试植物有茄子、番茄、小黄瓜、小番茄、大香瓜，种子购自当地的种子公司，种子经统一育苗后移栽。供试作物均在玻璃温室采用珍珠岩粉和营养液无土栽培，由计算机自动控制系统进行自动滴灌和温、湿度调节。温室东西走向，长80 m，总面积3 380 m2。

声频设备为自行开发的JSR-05型声频播放器，是一种集音频自动播放、控制系统、功率放大与喇叭于一体的铝制露天音频播放设备，频响40～12 000 Hz。

1.2 试验方法

试验共分3期，第1期为2010年3月至6月，供试作物有茄子、番茄、小黄瓜;第2期为2010年9月至2011年3月，供试作物有番茄、小番茄、小黄瓜;第3期为2011年4月至7月，供试作物有番茄、小黄瓜、大香瓜。

每期试验都分2组，温室两端各安排1组，分别用于声频处理和对照，试验组和对照组的作物均同一管理。不同期的试验组和对照组对调位置。

声频处理。从幼苗种植开始对试验组进行声频处理，主频约为350 Hz，频率范围约340～4 000 Hz，每天从上午7:00至10:00，连续播放3 h，响度约70 dB左右。

指标测定。在每种蔬菜的试验组和对照组中均以连续的20株作为观测样株，分别于生长一定天数测量植株高度，并于果实成熟后每次单独采摘、称重，最后累计产量。

1.3 数据统计分析

采用EXCEL软件进行数据统计，用SPSS16.0统计软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 生长量

从表1看出，第1期声频处理对供试的茄子、番茄、小黄瓜的生长都有不同程度的促进，茄子、番茄和小黄瓜处理20 d的植株高度比对照高16.17%，18.97%和4.97%，处理30 d植株高度比对照高20.7%，10.28%和3.85%。对20 d和30 d的株高生长量方差分析结果表明，除茄子20 d的株高生长量与对照没有差异外，其余均达到显著水平。

另外从对茄子冠幅的生长来看，声频处理20 d，茄子冠幅比对照增大27.27%，处理30 d增大23.68%(表2)，与对照相比差异显著。

表1 第1期声频处理对蔬菜株高生长的影响

表2 第1期声频处理对茄子冠幅生长的影响

从表3看出，第2期声频处理对3种供试蔬菜株高生长的影响程度不同。小番茄处理35 d试验组植株高度比对照高5.11%，番茄和小黄瓜处理21 d试验组植株高度比对照高0.41%和4.27%。经方差分析表明，除小黄瓜处理21 d的株高生长量与对照有显著差异外，其余差异不明显。

表3 第2期声频处理对蔬菜株高生长的影响

第3期供试作物番茄、小黄瓜、大香瓜经不同日期声频处理的株高测量结果见表4。声频处理对番茄的株高生长具有促进作用，19 d和35 d的株高生长量分别比对照提高5.69%和4.83%，但方差分析表明差异不明显;对小黄瓜的促进作用不明显，在生长前期反而有抑制作用，在生长后期表现出一定的促进作用;对大香瓜有促进作用，21 d的株高生长量比对照提高13.25%，与对照有显著差异。

表4 第3期声频处理对蔬菜株高生长的影响

2.2 产量及质量

3期声频处理对茄子、番茄、小黄瓜和小番茄从采摘期开始至采摘结束累计产量、单株产量及667 m2产量计算结果见表5。

表5 声频处理对蔬菜产量的影响

从表5可以看出，第1期声频处理后番茄产量比对照提高33.42%，茄子产量提高13.75%，黄瓜产量提高13.81%;第2期声频处理后小番茄、番茄和小黄瓜的产量分别提高13.19%、10.29%和7.89%;第3期声频处理后番茄和小黄瓜的产量分别提高10.50%和11.50%。大香瓜因后期人为控制果数而未做产量统计。

声频处理促进番茄早熟，第1期试验组6月2日开始采摘，而对照组6月8日才开始采摘，比对照提前6 d，番茄的果形也比对照的大。

从小黄瓜次品数量来看，第1期试验组为5.2 kg，对照组为39.5 kg，次品率减少86.8%，第2期试验组为0.8 kg，对照组为1.48 kg，次品率减少45.9%，声频处理大大减少了次品小黄瓜的数量，对提高黄瓜的产品质量效果明显。

2.3 经济效益

按上述几种蔬菜667 m2的增产量，每种蔬菜当时的市场价格计算，声频处理对提高蔬菜经济效益非常显著(表6)。

从表6可以看出，声频处理后由于提高了蔬菜的产量，从而使每种蔬菜667 m2产值提高了800～7 890元不等，其中对小黄瓜的增效特别明显，3期的试验结果分别达到了6 620元、5 700元和7 980元，其他蔬菜增值也大都在1 000元以上。

表6 声频处理对提高蔬菜经济效益的分析

3 小结与讨论

声频处理对温室无土栽培作物的生长和产量都有不同程度的促进作用，但对不同品种的影响程度不同。第1期对茄子、番茄和小黄瓜的试验结果，声频处理对番茄的株高生长和提高产量作用效果明显好于其他2种作物，这与我们在露地栽培蔬菜作物中的试验结果相似［12－13］。试验同时表明声频处理对促进植物生长与增加产量之间的相关性不明显，如第1期的试验结果按促进株高生长排序为茄子＞番茄＞黄瓜，而从增加产量效果来看为番茄＞黄瓜＞茄子，第2期和第3期也有类似结果，特别是第3期对小黄瓜的影响，虽然声频处理对促进株高生长效果不明显，但对产量提高效果明显，比对照提高11.5%。因此，针对不同的植物种类如叶类蔬菜、果类蔬菜等开发与之相适应的声频处理器是我们今后研究的重点。

另外，声频处理对同一种植物在不同季节的影响程度也不一样，如第1期番茄处理20 d和30 d的植株高度比对照高18.97%和10.28%，第2期番茄生长21 d植株高度比对照高0.41%，第3期番茄生长19 d和35 d的植株高度比对照高5.69%和4.8%。除第1期与对照相比差异显著外，第2期和第3期与对照相比差异不显著，同样对小黄瓜的株高生长也有类似现象;且在不同试验中对提高产量影响也不同，对番茄和小黄瓜来说都是第1期试验效果最好，分别达到33.42%和13.81%。说明声频处理对植物的影响与试验时的季节或环境条件尚存在一定的关系，具体机理有待进一步研究。

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［6］王宏江，王明亮，黄维兵．植物声频控制技术在棉花上的应用效果研究［J］．新疆农业科学，2009，46(2):415－418．

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