小青菜潮汐式穴盘栽培营养液配方及基质筛选试验

朱强， 田丹青， 葛亚英， 潘刚敏， 谢卢鹏

(浙江省园林植物与花卉研究所，浙江 杭州 311251)

潮汐式灌溉(Ebb and flow irrigation)起源于设施农业发达的荷兰，通过模拟潮起潮落定时定量的将水或者营养液从栽培容器底部注入，通过毛细作用浸润整个基质，剩余的水或营养液将被抽回储液罐内，具有节水减肥、保持植株干燥、减少环境污染等优点[1-2]。目前潮汐式灌溉在国内花卉栽培和蔬菜育苗上已开始规模化应用[3-4]，并取得不错的效果。对潮汐式灌溉的研究目前主要集中在设备研发[5]、适宜的灌溉模式[6-7]及栽培基质筛选[8-9]等方面。

为了满足城镇居民吃到新鲜蔬菜，以及美化家居和休闲生活的需求，阳台农业成为现代都市生活的时尚引领。阳台农业一般采用无土栽培，有利于保持阳台环境干净清洁，最常用的就是基质栽培。基质块是以优质泥炭、椰糠等为主要原料，添加适量营养元素、保水剂、固化成型剂等，经科学配方和高压定型而成，具有使用方便、清洁无病虫害等优点，适合阳台农业使用。现阶段对阳台农业的研究较少，且多集中在发展情况的调查[10-11]，随着市场需求的日益增加，阳台农业的研究将向具体的栽培管理技术方面转移，栽培基质的筛选、栽培设备的研发和智能化系统的设计等将成为今后的重点研究方向[12]。将潮汐式灌溉系统与无土栽培相结合，让阳台种植更加简便轻松，是未来阳台种植设备研发的重要方向。

小青菜营养丰富，生长迅速，栽培简单，产量高，是城镇居民最常食用的叶菜之一，也是最适合阳台栽培的叶菜之一。本试验以小青菜为材料，采用潮汐式灌溉床架和穴盘栽培，通过研究不同的营养液配方和不同基质对小青菜生长和品质的影响，筛选出适宜小青菜潮汐式灌溉的营养液配方和基质，为小青菜潮汐式灌溉栽培在阳台上的应用提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

供试小青菜品种为苏州青。

1.2 处理设计

使用的4种营养液配方为常用的蔬菜无土栽培配方，分别为M1(华南农大配方)、M2(荷兰温室配方)、M3(日本园试通用配方)、M4(Hoagland’s配方)，均购自福建万果农资有限公司，各营养液组成见表1，微量元素按通用配方配制。

表1 供试的营养液配方

使用的3种基质为N1(进口挪威产的“捷菲”基质块，直径30 mm)、N2(国产爱家基质块，直径30 mm)、N3(品氏托普纯粗泥炭，纤维粗10～40 mm)，均从市场采购。本试验中不同营养液配方间、不同基质间及不同营养液与基质的组合间互为对照。

1.3 方法

试验于2019年10—11月在浙江省园林植物与花卉研究所的薄膜连栋大棚内进行。灌溉系统为床式潮汐式系统，配备了营养液桶和回水系统、水过滤系统，可实现水肥循环使用。根据不同的营养液和基质组合，设12个处理，每处理重复3次，每重复为1个50孔穴盘。小青菜于10月21日直播，后定植于50孔穴盘中，穴盘置于潮汐式床架上。各处理的营养液EC值、灌溉高度、滞留时间和间隔时间等均保持一致。EC值根据生长期配置，前、中、后期分别为0.8、1.3、1.8 mS·cm-1；灌溉液面高度为2 cm，滞留时间30 min，间隔时间根据天气和长势，为2或3 d。

1.4 测试指标

11月28日取样调查，每穴盘随机取样5株，测定小青菜株高(为基质表面到生长点的高度)、株幅(为叶片横向最大垂直宽度)、最大叶长、最大叶宽、总叶片数、地上部鲜重等产量性状，最后对叶片取样测量总叶绿素含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量、抗坏血酸(AsA)含量及NO3-N含量等品质性状。

1.5 数据分析

使用Origin 2019 Pro进行作图，采用DPS 15.10软件进行性状数据处理和统计。

2 结果与分析

2.1 不同营养液配方对小青菜生长的影响

2.1.1 对产量性状的影响

不同营养液配方对小青菜的生长影响明显。从表2可见，M3配方的产量最高，单株地上部鲜重为5.89 g，极显著高于其他3个配方，同时其株高和总叶片数均高于其他3个配方，其他3个配方的地上部鲜重间无显著差异。

表2 不同营养液配方对小青菜产量性状的影响

2.1.2 对小青菜品质性状的影响

从表3可见，营养液配方对除叶绿素b外的其他性状均有显著影响。总叶绿素含量依次为M4>M3>M2>M1，其中M4和M3差异不显著，但均极显著高于M1；AsA含量依次为M4>M3>M1>M2，其中M4分别比M3、M1和M2高出26.37%、43.79和62.75%，呈显著差异，且极显著高于M1和M2；NO3-N含量依次为M2

表3 不同营养液配方对小青菜品质性状的影响

2.2 不同基质对小青菜生长的影响

2.2.1 对小青菜产量性状的影响

由表4可知，不同基质对小青菜产量性状影响明显，具体表现在地上部鲜重差异明显，基质N2的单株地上部鲜重最高为5.79 g，分别比N3和N1高出25.9%和47.0%，差异达极显著水平；同时株高、最大叶长和最大叶宽均高于其他基质。基质N3和N1间小青菜产量性状表现没有显著差异。

表4 不同基质对小青菜产量性状的影响

2.2.2 对小青菜品质性状的影响

从表5可知，基质对小青菜的品质性状影响显著，但对各个性状的影响不一致，没有规律性。总叶绿素含量N3>N2>N1，N3极显著高于N1；AsA含量N1>N2>N3，处理间差异不显著；NO3-N含量N2

表5 不同基质块对小青菜品质性状的影响

2.3 营养液配方和基质组合对小青菜生长的影响

不同营养液配方和基质的组合对小青菜的生长影响差异明显，主要表现在地上部鲜重、AsA含量和NO3-N含量3个性状指标。

从图1可知，小青菜地上部鲜重最高的组合为M3N2，为6.81 g，显著高于除M1N2和M3N3外的其他组合，比最低组合M1N1高106.99%；地上部鲜重比较高的组合还有M1N2、M3N3、M4N2和M2N2，与最有利于青菜生长的营养液配方M3和基质N2结果相一致。各组合的AsA含量显示，M4N1组合最高，为232.24 μg·g-1，显著高于除M4N2外的其他组合，比最低组合M2N2高125.48%，AsA含量比较高的组合还有M4N2和M3N2；NO3-N含量分析结果显示，仅有M1N3组合显著高于其他组合，达到151.99 μg·g-1，其余组合含量都集中在40～80 μg·g-1的较低范围内。各组合对小青菜的AsA和NO3-N含量影响没有规律。

不同处理间没有相同小写字母表示差异显著(P<0.05)。图1 不同营养液与基质组合处理对小青菜品质性状的影响

3 小结与讨论

潮汐式灌溉设施空间利用率最高，易于实现水肥耦合智能化闭合循环利用和“零排放”，节水、节肥、节工效果显著，适于小型短周期作物栽培，特别是穴盘栽培，彰显出非常广阔的应用前景[1]。营养液配方的选择是其中的核心技术之一，选择适宜的营养液可以提高养分利用效率，增加产量，改善品质。营养液配方在水培蔬菜中研究较多，但结合潮汐式灌溉的研究比较少。侯迷红等[13]研究3种营养液配方对水培小白菜、生菜、油麦菜的产量和品质的影响表明，日本园试配方的叶菜产量最高，但品质比Hoagland’s配方和荷兰配方差。本试验采用潮汐式穴盘栽培，试验结果表明，日本园试配方的小青菜产量最高，但品质不是最好，综合品质排列第二，比Hoagland’s配方稍差，这与前人的研究结果一致，说明潮汐式灌溉可以采用水培或其他无土栽培的营养液配方。

基质的物理特性如基质粒径大小及占比、稳定性、容重、填装紧实度等直接影响基质内部孔隙大小，从而影响基质的毛细管吸力。通常大粒径基质会形成较大的孔隙，从而降低毛细管吸力。因此，基质在潮汐式灌溉中非常重要，相关研究较多，在小白菜、番茄、辣椒等蔬菜上都有报道[8-9,14]，但采用的都是泥炭、蛭石、珍珠岩、腐熟中药渣、腐熟菇渣、椰糠等一种或多种材料混合而成，容易引起基质渗漏污染营养液，而且装填麻烦。本试验采用进口和国产2种压缩基质块，用传统的泥炭土做对照，结果显示，国产基质块小青菜的产量最高，综合品质也是最好，优于进口的基质块和纯泥炭，而且使用方便，不易渗漏，更适合阳台农业使用。

随着我国都市化程度的不断加深，阳台农业已成为现代都市生活的时尚引领，但目前国内对于阳台农业的配套设备和栽培技术研究较少。本试验采用潮汐式灌溉和穴盘栽培小青菜，筛选出适宜的营养液配方和基质，为未来阳台农业种植设备研发提供技术支撑。