阳台蔬菜栽培架对蔬菜生长影响因素的试验

郭恒源，吕全贵，陈青云，张振国，吴 慧，许红军，白紫勋，张宁宁，李昊坤（.新疆农业大学机械交通学院，新疆　乌鲁木齐　83005；.新疆农业大学林学与园艺学院）

阳台蔬菜栽培架对蔬菜生长影响因素的试验

郭恒源1，吕全贵1，陈青云2，张振国1，吴 慧2，许红军2，白紫勋1，张宁宁1，李昊坤1
（1.新疆农业大学机械交通学院，新疆乌鲁木齐830052；2.新疆农业大学林学与园艺学院）

为了更好地满足城市居民对阳台蔬菜栽培架的需求，在分析研究阳台农业及相关技术的基础上，通过阅读相关文献及大量蔬菜种植试验，得到了栽培架影响蔬菜生长发育的三种关键性因素。以生菜为试验对象，选取定植篮深度、间隔时间以及循环时间为影响因素，以生菜叶单位时间内平均生长长度为指标，进行种植试验。通过正交试验的方法并借助SPSS软件进行数据分析，得到了三种关键性因素的最优组合，即当采用50 mm深的定植篮，间隔1.5 h，循环20 min时，生菜叶在单位时间内平均生长长度最大。该研究结果可为无土栽培领域自动控制循环系统的研制与开发提供参考。

阳台农业；正交试验；SPSS软件

近年来，城市建设用地与绿化用地间矛盾日益突出，阳台农业作为被侵占土地的有效补偿形式之一，越来越引起人们的关注。据相关数据统计，在我国一栋五层楼房，墙壁与阳台可绿化面积相当于建筑占地面积的3.4倍左右，对一些人口密集、土地紧缺的城市，发展阳台农业尤为适用［1］。阳台农业及其种植设备逐渐走进城市居民的生活。因此，开展针对城市居民阳台蔬菜栽培架对蔬菜生长影响因素的研究具有一定的必要性。

阳台农业是指在居室阳台、居民庭院、屋顶、墙体等闲置空间进行的农业活动，与在地面土壤进行的农业生产具有相同的作用，但从技术角度方面看，阳台农业所涉及的技术更具高新兴、栽培模式更具无土性、生产产品更具观赏性与自给性［2］。阳台农业集成了现代农业高科技，拓展了传统农业的内涵，既可美化居室，增加观赏性又可生产新鲜瓜果蔬菜；既具有高效率的生产性又具有改善环境的生态性，使城市空气更清新，缓解城市的热岛高温效应，改善城市气候，为人们的生产生活创造了和谐自然绿色的优美环境。同时利用城市资金发展农业，利用现代农业设施，就近生产就近供应，可部分解决城市食物供应问题，降低部分长途运输农产品的成本。

阳台农业最早出现于欧、美、日等发达国家，其中美国拥有当今世界上最发达的阳台农业。经过长期发展和技术的不断成熟完善，如今国外一些发达国家的城市居民吃的蔬菜有2～3成靠自家阳台供给［3］。我国阳台农业起步较晚，在20世纪80年代，一些农村宅院中悄然兴起的庭院种植业便是阳台农业的雏形［4］。随着人们生活水平的提高，城市居民对生活质量和食品安全的追求使阳台农业越来越热。除了速生型和叶菜类外，辣椒、小番茄、水果、黄瓜等瓜果类蔬菜亦成为适宜阳台农业种植的品种［5～8］。

本文以研究影响阳台蔬菜生长关键因素为目的，调查了目前市场上常见的阳台水培蔬菜栽培架，发现尽管栽培架的空间结构形式千变万化，但决定蔬菜生长状况的关键因素却是一致的。因此，在常见的水培栽培架上进行了大量的蔬菜种植试验，确定了关键因素的最优组合，以期获得阳台蔬菜种植的最优效果。

1　试验

1.1试验条件

试验选取管道材质为PVC-U，该材质符合欧盟饮用水管道生产标准以及中国饮用水管道生产标准，管道不含任何重金属，保证水培生产安全，适用于叶菜水培生产。

1.2试验方法

通过正交试验分析的方法并借助SPSS软件找到最适合生菜生长发育的客观条件。

将生菜叶在单位时间内平均生长长度作为衡量生菜生长状况优劣的指标，通过在不同试验条件下，测量生菜叶的增长长度来确定实验条件的好坏，生菜叶单位时间内生长越长表示生长环境条件越好，即各影响因素搭配越合理。根据已有的无土栽培生菜种植实验基础，选择每5天作为一个时间单位，测量生菜叶的长度变化，可以比较明显的观察出生菜叶长度的变化，从而较准确地记录并且发现生菜生长与实验条件关系的规律。

本部分试验根据已有的生菜无土栽培种植实验的基础选取了三个影响因素，每个因素取三个水平：A—间隔时间（1 h、1.5 h、2 h）；B—循环时间（10 min、15 min、20 min）；C—定植篮的深度（40 mm、45 mm、50 mm）。因此该正交试验属于三因素三水平的正交试验L933。正交试验因素水平见表1。

本次试验所需的生菜苗均在相同的自然环境条件下培育，待生菜长出两片子叶的时候，将生长状况相近的幼苗移栽到栽培架的栽培管中，每组选取10颗幼苗进行试验，然后取其平均长度作为每组生长条件下生菜叶的试验长度，然后再求其单位时间内的增长量。移栽幼苗时期为2015年8月10日，并同时开始分别记录每组幼苗的菜叶长度，每5天记录一次，直至生菜成熟停止记录，停止记录时间为2015年9月29日，每组共记录10个数据。正交试验结果见表2。

表2　阳台蔬菜种植试验

从表3方差分析可以看出，间隔时间，循环时间，定植篮的深度这三个因素对生菜生长发育的影响有明显的差异，影响作用的大小依次为B＞C＞A，即循环时间＞定植篮的深度＞间隔时间。

表3　方差分析表

表4　单因素统计量表

表5　成对比较表

综合表4、5可以看出，B3均数最大（13.557），且B1、B2、B3之间存在显著性的差异（P＜0.05），B1、B3之间不存在显著性的差异（P=0.099＞0.05）.

同理可以分析得到：A2均数最大（13.467），且A1、A2、A3之间存在明显的差异；C3均值最大（13.623），且C1、C2、C3之间也存在明显的差异。

因此，阳台蔬菜栽培架各关键性因素之间的最佳组合方式为：A2B3C3，即间隔时间为1.5 h，循环时间为20 min，定植篮的深度为50 mm。

2　结论

为了更好地满足城市居民对阳台蔬菜栽培架的需求，本文初步探究了栽培架对蔬菜生长发育产生影响的三种关键性因素。通过数据分析得出了以下重要结论：

（1）确定了自动控制循环设备的最佳间隔时间为1.5 h，循环时间为20 min。

（2）确定了适合蔬菜生长的定植篮的最佳深度为50 mm。

该结论为常见的阳台叶菜类蔬菜栽培架对蔬菜生长发育影响因素问题的研究提供了参考，后期将进一步对栽培架的模块化设计等问题进行研究。

［1］史晓霞，杨 宝 祝.阳台农业-城市人居环境中的低碳新理念［J］.中国人口·资源与环境，2011（21）：220～223.

［2］孙霞.无土栽培技术的发展状况及趋势［J］.中国农机化，2005（6）：47～50.

［3］郭迪，王晨静，陆国权.我国阳台农业概况及发展前景［J］.浙江农业科学，2013（3）：239～241.

［4］吴永常，胡志全.低碳村镇：低碳经济的一个新概念［J］.中国人口·资源与环境，2010，20（12）：52～54.

［5］高锐涛，杨洲，李嘉永.阳台蔬菜种植设备的优化设计［J］.机械设计，2013，30（05）：1～2.

［6］刘婧.无土栽培技术的应用与发展［J］.北方园艺，2012（16）：204～206.

［7］曹华，徐树坡，李新旭等.阳台菜园无土栽培装置及种植技术［J］.中国蔬菜，2011（19）：55～56.

［8］中国农业机械化科学研究院.国内外设施农业装备技术发展趋势.农机科技推广，2004，12：6～8.

［9］蒋卫杰，余宏军.我国无土栽培的现状、问题和展望［J］.农村实用工程技术，2005（6）：15.

The inquiry experimental of the key factors affecting growth of balcony vegetable cultivation shelf

GUO Heng-yuan1，LV Quan-gui1，CHEN Qing-yun2，ZHANG Zhen-guo1，WU Hui2，XU Hong-jun2，BAI Zi-xun1，ZHANG Ning-ning1，LI Hao-kun1
（1.Mechanical and Traffic College，Xinjiang Agricultural University，Urumqi，830052，Xinjiang，China；2.College of Forestry and Horticulture，Xinjiang Agricultural University）

In order to satisfy the needsof planting on the balcony for urban residents，on the basis of analysis of the balcony of agriculture and related technologies，through reading related literatures and a large number of vegetable cultivation test，obtained three factors that influence the growth and development of vegetables.Regarding the lettuce as test subjects，selecting the depth of the planting basket，interval time and cycle time as the factors.Regarding the average growth of length of lettuce in unit time asthe index，making planting experiments.Through the method oforthogonal experiment and the SPSS software，thisarticle hasfound the best combination of the three factors which could influence the growth of the vegetables.Which using the 50 mm deep planting basket，interval 1.5 h and 15 min respectively could get the maximum length of lettuce in unit time.The study results can provide a reference for research and development in the field of automatic control loop soilless cultivation system.

Balcony agriculture；Orthogonal experiment；SPSS software

1007-7782（2015）06-0015-03

10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.06.006

S626

A

2015-12-16

新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市科技攻关计划（G141210002）

吕全贵