韋慧明，蘇小茴，何可，陳慧，韋開(kāi)軍，鄧思，楊業(yè)彬，陽(yáng)康春

（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院柳州分院/柳州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心，545003）

隨著我國(guó)人口的增加，耕地面積不斷減少和土地污染日趨嚴(yán)重，人們對(duì)優(yōu)質(zhì)、安全、無(wú)污染的蔬菜需求量越來(lái)越大，無(wú)土栽培技術(shù)也隨之廣泛應(yīng)用。無(wú)土栽培可以擺脫土壤和空間條件的限制，同時(shí)具有節(jié)省肥水、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高效等優(yōu)點(diǎn)。

水培和氣霧栽培是2種重要的無(wú)土栽培方式。水培又可以稱為營(yíng)養(yǎng)液培，主要是將作物根部置入營(yíng)養(yǎng)液中，以營(yíng)養(yǎng)液取代土壤，保證作物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分和水分[1]。氣霧栽培是一種新型的無(wú)土栽培技術(shù)，它把作物的根系懸掛于栽培架中，通過(guò)霧化裝置將營(yíng)養(yǎng)液霧化成水汽給作物供液，為作物提供充足的氧氣，使根系在毫無(wú)阻力的情況下自由生長(zhǎng)[2~6]。定期向作物根系提供所需的營(yíng)養(yǎng)液，使作物發(fā)揮最大的生長(zhǎng)潛力，能有效解決根系水氣矛盾[5，7~89]。水培技術(shù)出現(xiàn)于1902年，先于氣霧培技術(shù)，是目前較為先進(jìn)的無(wú)土栽培技術(shù)之一，廣西也已引進(jìn)研究，并在全區(qū)范圍內(nèi)有一定推廣面積，技術(shù)比較成熟。氣霧栽培是目前在園藝生產(chǎn)與研究上都較具開(kāi)發(fā)潛力與前景的技術(shù)，早在1997年就在我國(guó)出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)20 a以上的研究，其應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛，技術(shù)越來(lái)越成熟。本文對(duì)比水培、水泥磚苗床式氣霧培和梯架式氣霧培對(duì)上海青生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)業(yè)的影響效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)采用深液流水培技術(shù)，栽培槽深0.3 m，寬1.4 m，營(yíng)養(yǎng)液深度約10 cm，植株根系浸泡在營(yíng)養(yǎng)液中；氣霧栽培技術(shù)有2種，分別是水泥磚苗床式（簡(jiǎn)稱磚氣）和梯架式（簡(jiǎn)稱梯氣），磚砌苗床深0.6 m、寬1.04 m，梯架底寬為1 m、斜面為1.5 m、上梯面寬為0.4 m，作物根系懸掛在潮濕的空氣中。本試驗(yàn)的水培和氣霧栽培共用一套全自動(dòng)供液系統(tǒng)，采用相同營(yíng)養(yǎng)液配方，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)大棚溫濕度等環(huán)境因素自動(dòng)循環(huán)供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液，定期對(duì)營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行殺菌消毒。栽培板為2.5 cm厚的擠塑板，定植株行距均為15 cm×15 cm。

1.2 試驗(yàn)過(guò)程和測(cè)定方法

供試品種為綿陽(yáng)市全興種業(yè)有限公司研發(fā)的紫色上海青品種紫香迪，2016年11月11日播種，12月25日定植，將海綿塊塞入栽培孔固定植株。2017年1月24日采收，每個(gè)處理隨機(jī)抽取30株測(cè)定株高、葉片數(shù)、根長(zhǎng)、地上部質(zhì)量和地下部質(zhì)量（根系質(zhì)量）。

株高：用卷尺測(cè)量根頸部到頂部距離。葉片數(shù)：已展開(kāi)的真葉數(shù)。根長(zhǎng)：用卷尺測(cè)量根頸部到最長(zhǎng)根末端的長(zhǎng)度。地上部質(zhì)量（單株質(zhì)量）和地下部質(zhì)量（根系質(zhì)量）：稱量法。根冠比：地下部分與地上部分的鮮質(zhì)量比值。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)均采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行處理，多重比較采用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培方式對(duì)上海青株高的影響

由表1可知，定植后30 d，梯架式氣霧培的上海青株高最大，為16.25 cm，而水泥磚苗床式氣霧培的為16.00 cm，2個(gè)氣霧培的上海青株高相差不大，均高于水培上海青，三者間差異不顯著，由此可見(jiàn)，立體栽培對(duì)上海青株高影響不是特別大。

2.2 不同栽培方式對(duì)上海青葉片數(shù)的影響

由表1可知，平均葉片數(shù)最多的是梯架式氣霧培，為12.5片，其次是水泥磚苗床式氣霧培（11.9片），2個(gè)氣霧培的葉片數(shù)差異不顯著，但均顯著高于水培，說(shuō)明氣霧栽培可顯著增加上海青葉片數(shù)。

2.3 不同栽培方式對(duì)上海青根系生長(zhǎng)的影響

由表1可知，3種栽培方式根系質(zhì)量差異顯著，其中梯架式氣霧培的最高，為11.11 g；其次是水泥磚苗床式，為6.15 g；2種氣霧栽培的根系質(zhì)量均顯著大于水培（2.75 g）。分析原因是在營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)充足情況下，氣霧栽培可從空氣中獲得大量氧氣，打破氧氣限制因子，使根系茁壯生長(zhǎng)，而水培則受營(yíng)養(yǎng)液中溶解氧限制，根系質(zhì)量較氣霧栽培的輕。

根系最長(zhǎng)的是梯架式氣霧培（48.71 cm），顯著高于水泥磚苗床式氣霧培的39.07 cm和水培的42.00 cm，而后兩者的差異不顯著，原因在于植株種植角度不同，梯架式氣霧培的栽培板是傾斜的，而水泥磚苗床式氣霧培和水培的栽培板是平的，使得根系更易附著在栽培板上而不向下生長(zhǎng)。

2.4 不同栽培方式對(duì)上海青單株質(zhì)量和產(chǎn)量的影響

由表1可知，水泥磚苗床式氣霧培的單株質(zhì)量顯著大于梯架式氣霧培和水培，為34.00 g，后兩者的單株質(zhì)量分別是22.92、22.00 g，差異不顯著，原因可能是水泥磚苗床式氣霧培根部氧氣充足、根系發(fā)達(dá)，光線充足，植株之間相互遮擋的情況較梯架式氣霧培少，水培則受營(yíng)養(yǎng)液中溶解氧的限制。

表1 不同栽培方式對(duì)上海青植株性狀的影響

水泥磚苗床式氣霧培667 m2約栽11 339株，上海青折合667 m2產(chǎn)量385.53 kg，梯架式氣霧培667 m2約栽34 684株，折合667 m2產(chǎn)量794.96 kg，水培667 m2約栽15 415株，折合667 m2產(chǎn)量339.13 kg。水泥磚苗床式氣霧培的單株質(zhì)量最大，但土地利用率較低，而梯架式氣霧培的土地利用率最高，因而產(chǎn)量也最高，667 m2產(chǎn)量是水泥磚苗床式氣霧培的2.1倍、水培的2.3倍。

2.5 不同方式栽培上海青的根冠比

如表1所示，水培上海青根系氧氣含量較低，不利于根系活動(dòng)與生長(zhǎng)，因而根冠比最小，為0.13；而在氧氣充足的情況下，水泥磚苗床式氣霧培的陽(yáng)光充足，地上部和根系生長(zhǎng)良好，根冠比為0.18，大于水培；梯架式氣霧培存在一定的相互遮擋，地上部枝葉生長(zhǎng)受到影響，因而根冠比增加，為0.48。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，采用氣霧培種植上海青，其株高、葉片數(shù)、根系質(zhì)量和單株質(zhì)量均優(yōu)于水培，說(shuō)明蔬菜的氣霧培生長(zhǎng)速度和效率高于水培。日本園藝專家的研究表明，氣霧培植物比水培植物生長(zhǎng)快，大多數(shù)品種生長(zhǎng)速度可增加3~5倍[9]。原因是水培存在水中溶氧低的問(wèn)題，根系活力和生長(zhǎng)受到限制，影響?zhàn)B分吸收，從而影響植株生長(zhǎng)；氣霧培則將根系置于氧氣充足的空氣中，根系活躍、自由生長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)吸收和利用大大提高，因而地上部生長(zhǎng)又快又好。水泥磚苗床式氣霧培的土地利用率與普通大田栽培相同，而梯架式氣霧培的土地利用率則提高到250%，由此可見(jiàn)，梯架式的生產(chǎn)效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水泥磚苗床式氣霧培，是一種比較理想的氣霧培方法。

氣霧栽培是當(dāng)前較為先進(jìn)的耕作方式之一，它是一種基于工程技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等且有別于傳統(tǒng)農(nóng)耕的新型栽培模式，可以實(shí)現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境溫濕度和EC值等來(lái)控制施肥及施肥間隔時(shí)間，營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)利用，沒(méi)有廢液排出，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，也不會(huì)因?yàn)橥寥拉h(huán)境惡劣而無(wú)法生產(chǎn)，使得生產(chǎn)變得簡(jiǎn)單又高效，還可以通過(guò)調(diào)控營(yíng)養(yǎng)液和環(huán)境條件來(lái)提高蔬菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，具有傳統(tǒng)土壤栽培不可比擬的優(yōu)勢(shì)[10]。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家只有以色列、美國(guó)、日本、荷蘭等少數(shù)國(guó)家掌握了氣霧栽培的核心技術(shù)，并將該技術(shù)廣泛應(yīng)用于蔬菜和藥用植物的工廠化生產(chǎn)中[11~14]，該技術(shù)在航天事業(yè)中也得到了初步應(yīng)用[15]。目前，我國(guó)氣霧栽培技術(shù)主要在科研、科普和農(nóng)業(yè)觀光等小范圍內(nèi)得到應(yīng)用，這與其較高的前期成本投入和后期維護(hù)困難有著直接的關(guān)系。氣霧培種植蔬菜，前1~2 a種植效果確實(shí)非常好，但隨著時(shí)間積累，營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)系統(tǒng)普遍存在沉淀物，導(dǎo)致噴頭逐漸逐個(gè)堵塞，需要頻繁更換噴頭和清洗供液系統(tǒng)，讓工作人員苦不堪言，即便是這樣，依然阻止不了堵塞對(duì)植株的不良影響，再加上一旦計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無(wú)法正常施肥水。因此，總的來(lái)講，氣霧培是比較高級(jí)的栽培方式，但存在一定的局限性，如要大面積推廣，還需要做大量的試驗(yàn)和研究。