節(jié)水灌溉 Water Saving Irrigation 營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率對(duì)霧培黃瓜 生長(zhǎng)的影響 楊 杰 肖 娟 侯詩(shī)宇 李艷麗 彭志慧 太原理工大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院 太原 030024 摘 要 為探明氣霧栽培下黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育的情況 研究了不同因素 營(yíng)養(yǎng)液濃度和噴霧頻率 對(duì)霧培黃瓜生長(zhǎng) 發(fā)育的影響 其中 營(yíng)養(yǎng)液濃度用電導(dǎo)率EC mS cm 表示 分別設(shè)為低濃度C1 1 6 苗期 和2 開花結(jié)果 期 中濃度C2 2 苗期 和2 4 開花結(jié)果期 高濃度C3 2 4 苗期 和2 8 開花結(jié)果期 噴霧頻率分別設(shè) 為高頻T1 30 s 5 min 噴霧時(shí)間 間隔時(shí)間 中頻T2 30 s 15 min 低頻T3 30 s 30 min 試驗(yàn)期間對(duì)黃瓜植株株 高 莖粗 葉面積 葉片SPAD值 葉綠素相對(duì)含量 瓜長(zhǎng) 瓜粗等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè) 結(jié)果表明 在苗期C1T1處理 下黃瓜植株的株高 莖粗 葉面積指標(biāo)均優(yōu)于其他處理 低濃度高頻灌溉更有利于苗期黃瓜的生長(zhǎng) 在開花結(jié)果期 C3T1處理下黃瓜植株株高莖粗生長(zhǎng)最快 且葉片SPAD值 瓜長(zhǎng) 瓜粗均優(yōu)于其他處理 高濃度高頻率更有利于黃 瓜開花結(jié)果期的生長(zhǎng) 在全生育期結(jié)束時(shí) 利用主成分分析法對(duì)各處理進(jìn)行綜合評(píng)價(jià) 得出C3T1處理綜合得分最 高 因此 處理C3T1最有利于黃瓜植株的生長(zhǎng) 關(guān)鍵詞 氣霧栽培 霧培黃瓜 營(yíng)養(yǎng)液濃度 噴霧頻率 主成分分析 無(wú)土栽培 生長(zhǎng) 綜合評(píng)價(jià) 中圖分類號(hào) S274 1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A DOI 10 12396 jsgg 2022329 楊 杰 肖 娟 侯詩(shī)宇 等 營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率對(duì)霧培黃瓜生長(zhǎng)的影響 J 節(jié)水灌溉 2023 4 18 24 DOI 10 12396 jsgg 2022329 YANG J XIAO J HOU S Y et al Effects of nutrient solution concentration and spraying frequency on growth of cucumber under aeropon ics J Water Saving Irrigation 2023 4 18 24 DOI 10 12396 jsgg 2022329 Effects of Nutrient Solution Concentration and Spraying Frequency on Growth of Cucumber Under Aeroponics YANG Jie XIAO Juan HOU Shi yu LI Yan li PENG Zhi hui College of Water Resource Science and Engineering Taiyuan University of Technology Taiyuan 030024 China Abstract In order to ascertain the growth and development of cucumber in aeroponic cultivation the effects of different factors nutrient solution concentration and spray frequency on the growth and development of cucumber were studied The concentration of nutrient solution was expressed by EC mS cm which was set as low concentration C1 1 6 seedling stage and 2 flowering and fruiting stage medium concentration C2 2 seedling stage and 2 4 flowering and fruiting stage high concentration C3 2 4 seedling stage and 2 8 flowering and fruiting stage The spray frequency was set as high frequency T1 30 s 5 min spray time interval time medium frequency T2 30 s 15 min low frequency T3 30 s 30 min During the experiment the plant height stem diameter leaf area leaf SPAD value relative content of chlorophyll melon length and melon diameter were monitored The results showed that the plant height stem diameter and leaf area of cucumber seedlings under C1T1 treatment were better than those under other treatments and low concentration and high frequency irrigation was more conducive to the growth of cucumber seedlings The plant height and stem diameter of cucumber plants grew fastest under C3T1 treatment at flowering and fruiting stage and the SPAD value of leaves melon length and melon diameter were better than those under other 文章編號(hào) 1007 4929 2023 04 0018 07 收稿日期 2022 11 07 基金項(xiàng)目 山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 201903D221058 作者簡(jiǎn)介 楊 杰 1996 男 碩士研究生 主要研究方向?yàn)楣?jié)水灌溉理論與技術(shù) E mail 1667971775 通訊作者 肖 娟 1968 女 教授 主要現(xiàn)主要從事節(jié)水灌溉及土壤水鹽運(yùn)移理論及調(diào)控技術(shù)研究 E mail zhangxd626 18 營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率對(duì)霧培黃瓜生長(zhǎng)的影響 楊 杰 肖 娟 侯詩(shī)宇 等 treatments High concentration and high frequency were more conducive to the growth of cucumber at flowering and fruiting stage At the end of the whole growth period the principal component analysis method was used to comprehensively evaluate each treatment and the comprehensive score of C3T1 treatment was the highest Therefore the treatment of C3T1 is the most conducive to the growth of cucumber plants Key words aeroponics aeroponics cucumber nutrient solution concentration spraying frequency principal component analysis soilless culture growth comprehensive evaluation 0 引 言 黃瓜以其產(chǎn)量高 市場(chǎng)需求量大 效益好等特點(diǎn)成為設(shè) 施栽培的重要蔬菜種類 1 黃瓜屬耗水耗肥的蔬菜作物 2 同 時(shí)又對(duì)根系低氧環(huán)境耐性較差 3 生產(chǎn)上為促進(jìn)高產(chǎn) 普遍采 用過(guò)量灌水和施肥的方法 導(dǎo)致水肥資源浪費(fèi) 生產(chǎn)效益低 下 4 氣霧栽培技術(shù)作為一種促進(jìn)植物高效生長(zhǎng)的無(wú)土栽培技 術(shù) 將植株懸掛在栽培槽內(nèi) 根系完全暴露在空氣中 利用 噴霧裝置將營(yíng)養(yǎng)液霧化 直接噴施于植物根系 是目前所有 無(wú)土栽培技術(shù)中根際水氣矛盾解決得最好的一種形式 5 該技 術(shù)不僅可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉 節(jié)水節(jié)肥的要求 而且由于根系完 全暴露在空氣中 還可避免土傳病蟲害及連作障礙 作物生 長(zhǎng)快 產(chǎn)量高 6 已有研究表明 霧培黃瓜植株長(zhǎng)勢(shì)旺盛 其 根系體積 根系長(zhǎng)度和果實(shí)產(chǎn)量均大于液培和基質(zhì)培等無(wú)土 栽培技術(shù) 7 8 氣霧栽培技術(shù)中 噴霧頻率和營(yíng)養(yǎng)液濃度是影響作物生 長(zhǎng)的重要因素 為此前人做了一些研究 2004年 王素梅 等 9 研究營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)霧培微型薯生長(zhǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)EC值在2 0 2 5 mS cm時(shí)植株生長(zhǎng)良好 過(guò)高或過(guò)低的營(yíng)養(yǎng)液濃度都會(huì)影響 植株的生長(zhǎng)發(fā)育 2021年 張明宇等 10 研究了營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì) 霧培生菜生長(zhǎng)的影響 得出EC在0 7 0 9 mS cm最適合生菜 生長(zhǎng) 2021年 孫鴻等 11 在研究營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)葉菜蔬菜的影 響中得出不同時(shí)期需要不同的營(yíng)養(yǎng)液濃度 2010年 Jowkar 等 12 檢驗(yàn)了兩種噴霧頻率 3 min 15 min和3 min 30 min 對(duì)氣 霧栽培玫瑰花生長(zhǎng)的影響 發(fā)現(xiàn)3 min 15 min為玫瑰生長(zhǎng)提供 了更好的條件 2011年Fanourakis等 13 檢驗(yàn)了3種噴霧頻率 3 min 2 h 12 min 1 h和1 min 6 h 對(duì)氣霧栽培中切菊花生長(zhǎng) 的影響 得出最適噴霧頻率為3 min 2 h 2016年魯雪利等 14 在研究黃瓜嫁接苗快速生根技術(shù)時(shí) 對(duì)3個(gè)頻率 10 s 5 min 30 s 5 min 50 s 5 min 進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)最優(yōu)噴霧頻率為 30 s 5 min 根據(jù)以上研究得出 營(yíng)養(yǎng)液濃度和噴霧頻率對(duì)霧培條件 下的植物生長(zhǎng)影響顯著且不同植物的最適營(yíng)養(yǎng)液濃度和噴霧 頻率差異較大 同時(shí)發(fā)現(xiàn)前人對(duì)葉菜的研究較多 而針對(duì)霧 培黃瓜的研究較少 且大多集中在單一因素對(duì)黃瓜生長(zhǎng)的影 響 對(duì)于營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率交互作用下如何影響霧培黃 瓜的生長(zhǎng)尚不明確 因此 本研究以黃瓜為研究對(duì)象 通過(guò) 設(shè)置不同的營(yíng)養(yǎng)液濃度及噴霧頻率 分析不同營(yíng)養(yǎng)液濃度與 噴霧頻率下霧培黃瓜的生長(zhǎng)指標(biāo) 進(jìn)行綜合評(píng)價(jià) 初步探索 霧培黃瓜適宜的營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率 為進(jìn)一步的研究及 促進(jìn)氣霧栽培黃瓜的生產(chǎn)提供理論及技術(shù)指導(dǎo) 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)區(qū)概況 試驗(yàn)在北京市昌平區(qū)流村鎮(zhèn)黑寨村沙幫科技有限公司實(shí) 驗(yàn)基地日光溫室進(jìn)行 昌平區(qū)位于北京西北部 介于東經(jīng) 115 50 17 116 29 49 北緯 40 2 18 40 23 13 之間 屬 于溫帶大陸性季風(fēng)氣候 四季分明 年平均日照時(shí)數(shù)2 684 h 年平均氣溫11 8 年平均降水量550 3 mm 1 2 試驗(yàn)裝置 霧培裝置主要由栽培槽 霧化噴頭 水泵 控制器 電 磁閥 壓力表 過(guò)濾系統(tǒng) 輸液管道和貯液桶等組成 可實(shí) 現(xiàn)噴霧自動(dòng)控制及循環(huán)式供液 栽培槽 首先 在平地上起壟 北高南低 壟寬80 cm 壟高30 cm 壟長(zhǎng)4 8 m 壟深20 cm 在床面上鋪2層厚塑料 薄膜 并在大棚的最南端開一條回流渠 渠底低于壟溝 同 樣鋪2層塑料膜 然后將壟溝與回流渠之間挖通 鋪設(shè)塑料 膜 做到不漏水 以利于營(yíng)養(yǎng)液的回流與循環(huán)利用 其次 選擇強(qiáng)度較高的苯板打孔后作為定植板 在板下鋪設(shè)彌霧管 道并按每40 cm安裝一個(gè)十字霧化噴頭 以確保栽培時(shí)能讓整 個(gè)內(nèi)部空間均勻霧化 定植時(shí)把植株用海綿包縛植入孔中 即可 供液系統(tǒng) 定植后營(yíng)養(yǎng)液全生育期采用黃瓜無(wú)土栽培專 用配方 由水泵供給 通過(guò)控制器和電磁閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 霧化噴頭的流量44 55 L h 工作壓力0 15 0 30 MPa 貯液桶 半地下式 以利營(yíng)養(yǎng)液回流和循環(huán)利用 營(yíng)養(yǎng)液pH值保持在 6 0左右 具體布置見(jiàn)圖1 1 3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2022年7月定植 選擇長(zhǎng)至三葉一心的幼苗 洗 凈根系定植在霧培床上 為便于管理 將黃瓜生育期劃分為3 個(gè)時(shí)期 緩苗期 0 7 d 苗期 7 21 d 開花期結(jié)果期 開花期21 35 d 結(jié)果期35 d后 試驗(yàn)設(shè)置營(yíng)養(yǎng)液濃度和噴 霧頻率2個(gè)因素 每個(gè)因素3個(gè)水平 進(jìn)行完全隨機(jī)試驗(yàn) 共 圖1 試驗(yàn)裝置示意圖 Fig 1 Schematic diagram of the test device 19 營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率對(duì)霧培黃瓜生長(zhǎng)的影響 楊 杰 肖 娟 侯詩(shī)宇 等 9個(gè)處理 每個(gè)處理3個(gè)重復(fù) 其中 緩苗期0 7 d統(tǒng)一以30 s 15 min的噴霧頻率噴施清水 不添加營(yíng)養(yǎng)液 緩苗結(jié)束后 將黃瓜按苗期 開花結(jié)果期分別設(shè)置3個(gè)不同的濃度梯度 用 電導(dǎo)率EC表示 單位mS cm 其中設(shè)低濃度C1 1 6 苗期 和2 開花結(jié)果期 中濃度C2 2 苗期 和2 4 開花結(jié)果 期 高濃度C3 2 4 苗期 和2 8 開花結(jié)果期 噴霧頻率 噴霧時(shí)長(zhǎng) 噴霧間隔 設(shè)3個(gè)梯度 高頻T1 30 s 5 min 中 頻T2 30 s 15 min 低頻T3 30 s 30 min 1 4 數(shù)據(jù)測(cè)定與方法 1 4 1 株高與莖粗 黃瓜于霧培架上定植第7天開始 每隔7天 各處理分別 選取3株 測(cè)定株高和莖粗 其中株高用卷尺測(cè)定黃瓜基部至 最高生長(zhǎng)點(diǎn) 莖粗用電子游標(biāo)卡尺測(cè)定黃瓜植株與苯板接觸 面上方1 cm處 1 4 2 葉面積 于定植第7天開始 每隔7天 各處理分別選取3株 直 尺測(cè)量最大葉長(zhǎng) L 葉寬 W 并根據(jù)公式計(jì)算最大葉 面積 15 最大葉面積 14 61 5 00 L 0 94 L 2 0 47 W 0 63 W 2 0 62 LW 1 式中 L為最大葉長(zhǎng) 單位cm W為最大葉寬 單位cm 最 大葉面積單位cm 2 1 4 3 葉片SPAD值 在定植后的第7天 45天左右 選擇天氣晴朗 日照充足 的一天 每個(gè)處理隨機(jī)選取3株植株 采用中科維禾葉綠素測(cè) 定儀TYS 4N測(cè)定黃瓜植株葉片SPAD值 1 4 4 果實(shí)指標(biāo) 在結(jié)果盛期 選取其中一天 每個(gè)處理采摘3個(gè)黃瓜 用 卷尺測(cè)其瓜長(zhǎng) 游標(biāo)卡尺測(cè)其瓜粗 再用高精度電子秤稱其 鮮重 然后在烘箱內(nèi)105 條件下殺青30 min 之后在80 條 件下烘干至恒重 稱量 記錄黃瓜果實(shí)干重 并計(jì)算黃瓜果 實(shí)含水率 含水率 1 干重 鮮重 100 1 5 數(shù)據(jù)處理 本試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)SPSS21 0 軟件進(jìn)行分析 以LSD法進(jìn)行 顯著性檢驗(yàn) 以主成分分析法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià) 2 結(jié)果與分析 2 1 營(yíng)養(yǎng)液濃度和噴霧頻率對(duì)黃瓜植株株高的影響 圖2為不同營(yíng)養(yǎng)液濃度和噴霧頻率處理下霧培黃瓜植株株 高生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程 由圖2可知 在營(yíng)養(yǎng)液濃度和噴霧頻率兩因 素的影響下 霧培黃瓜在生長(zhǎng)期的第7天 各處理無(wú)顯著差 異 第7 21天 各處理株高生長(zhǎng)由慢變快 其中C1T1處理生 長(zhǎng)量最高 增長(zhǎng)了59 53 cm 在C1濃度處理下植株株高生長(zhǎng) 量C1T1 C1T2 C1T3 C2 C3營(yíng)養(yǎng)液濃度處理下的黃瓜株高 生長(zhǎng)量均小于C1濃度下的3個(gè)處理 說(shuō)明在這個(gè)階段 低濃 度營(yíng)養(yǎng)液下 頻率越高對(duì)植株株高生長(zhǎng)促進(jìn)作用越明顯 而 中高濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)黃瓜植株株高生長(zhǎng)存在抑制作用 因此 本階段采取低濃度營(yíng)養(yǎng)液和高噴霧頻率的方案 有利于霧培 黃瓜植株株高生長(zhǎng) 第21 35天 這一階段為黃瓜植株株高加 速增長(zhǎng)階段 此階段C2T2處理下的黃瓜植株株高生長(zhǎng)量最 高 增加了95 40 cm 而此前表現(xiàn)最佳的C1T1次之 增加 93 12 cm 說(shuō)明這一時(shí)期 黃瓜植株對(duì)養(yǎng)分的需求變大 低營(yíng) 養(yǎng)液濃度下所提供的養(yǎng)分已不再最適宜黃瓜植株株高的生長(zhǎng) 此階段 采取中濃度營(yíng)養(yǎng)液和中噴霧頻率的方案最有利于霧 培黃瓜植株株高的生長(zhǎng) 第35 49天 此階段黃瓜植株進(jìn)入結(jié) 果期 各處理黃瓜植株株高生長(zhǎng)均逐漸變緩 植株株高生長(zhǎng) 量最高的處理為C2T1 增加了117 42 cm 略高于C2T2處理 的114 58 cm 說(shuō)明此時(shí)中濃度營(yíng)養(yǎng)液中噴霧頻率無(wú)法提供足 夠的養(yǎng)分及水分 需提高噴霧頻率 此階段 采取中濃度營(yíng) 養(yǎng)液和高噴霧頻率的方案最有利于霧培黃瓜植株株高的生長(zhǎng) 總體來(lái)看 到第49天時(shí) C1T1處理下的黃瓜植株株高在9個(gè) 處理中表現(xiàn)最好 為226 4 cm C2T1處理下的黃瓜植株株高 表現(xiàn)最差 僅185 73 cm 二者存在顯著差異 由圖2還可知 不同處理組合下株高對(duì)各因素響應(yīng)強(qiáng)度不 同 可能存在交互效應(yīng) 有必要對(duì)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行雙因素方差 分析 結(jié)果如表1所示 營(yíng)養(yǎng)液濃度 噴霧頻率對(duì)黃瓜植株株 高影響未達(dá)到顯著水平 二者交互作用對(duì)黃瓜植株株高影響 顯著 2 2 營(yíng)養(yǎng)液濃度和噴霧頻率對(duì)黃瓜植株莖粗的影響 由圖3可以看出 在緩苗期過(guò)后 黃瓜莖粗的生長(zhǎng)過(guò)程可 大致劃分為慢 快 慢3個(gè)階段 第7天 各處理無(wú)顯著差 異 第7 21天 各處理生長(zhǎng)均較為緩慢 C1T1處理植株莖粗 生長(zhǎng)量最高 達(dá)2 37mm C2T1處理下的植株莖粗生長(zhǎng)量最 小 僅1 35 mm 在C1濃度處理下的植株莖粗生長(zhǎng)量隨噴霧 頻率的增高而增加 在C2 C3濃度處理下的黃瓜莖粗生長(zhǎng)量 隨噴霧頻率的增高而減小 說(shuō)明這一階段 高濃度營(yíng)養(yǎng)液高 噴霧頻率對(duì)黃瓜植株莖粗生長(zhǎng)存在抑制作用 而低濃度營(yíng)養(yǎng) 液下高噴霧頻率對(duì)植株莖粗生長(zhǎng)起促進(jìn)作用 因此 本階段 采取低濃度營(yíng)養(yǎng)液和高噴霧頻率的方案 有利于植株莖粗生 圖2 不同處理下黃瓜植株株高生長(zhǎng)趨勢(shì) Fig 2 Plant height growth trend of cucumber under different treatments 注 不同小寫字母表示在P C1T3 C1T2 說(shuō)明在低濃度條件下 采用高噴霧頻率更有利于 黃瓜植株葉面積的生長(zhǎng) 而中噴霧頻率最不利于黃瓜植株葉 面積的生長(zhǎng) 在中濃度營(yíng)養(yǎng)液C2下 41天前 C2T1處理的葉 面積明顯低于C2T2處理和C2T3處理 41天后 C2T1處理葉 面積快速增長(zhǎng) 與C2T2和C2T3差距變小 到第49天時(shí)已無(wú) 顯著差異 說(shuō)明在中濃度營(yíng)養(yǎng)液條件下 采取高噴霧頻率會(huì) 抑制黃瓜前期葉面積的生長(zhǎng) 在高營(yíng)養(yǎng)液濃度C3下 在第7 35天 隨著噴霧間隔的增大 黃瓜葉面積呈現(xiàn)出穩(wěn)定上升趨 勢(shì) 各處理差距不明顯 第35 49天 T1 T2 T3處理之間 關(guān)系發(fā)生變化 C3T2增長(zhǎng)變慢 葉面積逐漸小于C3T1和 C3T3 說(shuō)明在高濃度條件下 中噴霧頻率前期有利于植株葉 面積的生長(zhǎng) 而后期反而會(huì)一定程度上抑制葉面積的生長(zhǎng) 綜合來(lái)看 在第7 21天 C1T1處理下植株葉面積生長(zhǎng)最快 達(dá)290 73 cm 2 第21 49天 C2T1處理植株葉面積生長(zhǎng)最快 葉面積增加了399 75 cm 2 到第49天時(shí) C1T1處理下黃瓜植 株的葉面積最大 達(dá)到560 16 cm 2 而C1T2處理下黃瓜植株 的葉面積最小 僅492 88 cm 2 因此采用低濃度營(yíng)養(yǎng)液高噴霧 頻率更有利于黃瓜植株的葉片生長(zhǎng) 由圖4還可知 不同處理組合下葉面積對(duì)各因素響應(yīng)強(qiáng)度 不同 可能存在交互效應(yīng) 有必要對(duì)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行雙因素方 差分析 結(jié)果如表3所示 營(yíng)養(yǎng)液濃度 噴霧頻率 雙因素交 互作用對(duì)葉面積的影響均未達(dá)到顯著水平 2 4 營(yíng)養(yǎng)液濃度和噴霧頻率對(duì)黃瓜葉片SPAD值的 影響 圖5反映了不同營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率處理下第7天 45 圖3 不同處理下黃瓜植株莖粗生長(zhǎng)趨勢(shì) Fig 3 Growth trend of cucumber stem diameter under different treatments 表2 黃瓜植株莖粗雙因素方差分析結(jié)果 Tab 2 Results of two way ANOVA of plant stem diameter for cucumber 處理 C T C T 類平方和 0 674 1 529 10 062 自由度 2 2 4 均方 0 337 0 764 2 516 F值 0 827 1 876 6 173 顯著性 0 453 0 182 0 003 圖4 不同處理下黃瓜植株葉面積生長(zhǎng)趨勢(shì) Fig 4 Leaf area growth trend of cucumber under different treatments 表3 黃瓜植株葉面積雙因素方差分析結(jié)果 Tab 3 Results of two way ANOVA of leaf area for cucumber 處理 C T C T 類平方和 2 428 636 4 189 268 2 244 167 自由度 2 2 4 均方 1 214 318 2 094 634 561 042 F值 0 705 1 216 0 326 顯著性 0 507 0 320 0 857 21 營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率對(duì)霧培黃瓜生長(zhǎng)的影響 楊 杰 肖 娟 侯詩(shī)宇 等 天時(shí)黃瓜植株葉片的SPAD值 由圖5可知 黃瓜葉片SPAD 值整體表現(xiàn)為第45天的值大于第7天的值 這是由于第7天時(shí) 試驗(yàn)剛剛開始 所有葉片均未達(dá)到完全成熟 所以葉綠素含 量低于第45天 在第7天 由于試驗(yàn)時(shí)間較短 各處理的營(yíng) 養(yǎng)液濃度與噴霧頻率均未對(duì)葉片的葉綠素產(chǎn)生顯著影響 各 處理間的葉片SPAD值不存在顯著差異 在第45天 隨著植株 的生長(zhǎng) 葉片逐漸成熟 葉綠素含量增加 葉片SPAD值也隨 之變大 在同一噴霧頻率的條件下 葉片SPAD值隨著營(yíng)養(yǎng)液 濃度的增大而增大 說(shuō)明適當(dāng)增加營(yíng)養(yǎng)液濃度 有利于黃瓜 植株葉片中葉綠素的積累 從而提高植株的光合作用能力 在同一營(yíng)養(yǎng)液濃度的條件下 葉片SPAD值隨著噴霧頻率的提 高而增大說(shuō)明提高噴霧頻率 有利于黃瓜植株葉片中葉綠素 的積累 綜合來(lái)看 不同處理下黃瓜植株葉片SPAD值表現(xiàn)為 C3T1 C2T1 C3T2 C3T3 C2T2 C2T3 C1T1 C1T2 C1T3 其 中C3T1處理葉片SPAD值最高 達(dá)41 86 C1T3處理葉片 SPAD值最低 僅34 99 最大值較最小值提高了19 63 二 者差異顯著 為了進(jìn)一步明確兩因素及其交互作用對(duì)黃瓜葉片SPAD的 影響 對(duì)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行了雙因素方差分析 結(jié)果如表4所示 由表4可知 在開花期 營(yíng)養(yǎng)液濃度 噴霧頻率單因素效應(yīng)及 雙因素交互均對(duì)葉片SPAD值無(wú)顯著影響 在結(jié)果期 營(yíng)養(yǎng)液 濃度對(duì)葉片SPAD值存在極顯著 p1 說(shuō)明3個(gè)主成分的解釋力度均較大 對(duì)總方差的 貢獻(xiàn)率分別為53 563 24 324 13 242 累積貢獻(xiàn)率可達(dá) 91 13 且 85 因此 可以將3個(gè)主成分作為綜合變量來(lái)分 析霧培黃瓜生長(zhǎng)狀況 各成分的函數(shù)表達(dá)式如下 其中ZX 1 ZX 8 分別為指標(biāo) X 1 X 8 見(jiàn)表6 標(biāo)準(zhǔn)化后的新變量 F1 0 167 ZX 1 0 212 ZX 2 0 141 ZX 3 0 107 ZX 4 0 183 ZX 5 0 207 ZX 6 0 187 ZX 7 0 135 ZX 8 2 圖5 不同處理下黃瓜葉片SPAD值 Fig 5 SPAD values of cucumber leaves under different treatments 表4 黃瓜葉片SPAD值雙因素方差分析結(jié)果 Tab 4 Results of two way ANOVA for cucumber leaf SPAD value 處理 C T C T 因變量 7 d 45 d 7 d 45 d 7 d 45 d 類平方和 5 362 76 296 9 493 31 694 9 573 6 670 自由度 2 2 2 2 4 4 均方 2 681 38 148 4 746 15 847 2 393 1 668 F值 1 207 8 014 2 137 3 329 1 078 0 350 顯著性 0 322 0 004 0 147 0 059 0 397 0 840 表5 不同處理對(duì)黃瓜果實(shí)指標(biāo)的影響 Tab 5 Effects of different treatments on cucumber fruit markers 處理 C1T1 C1T2 C1T3 C2T1 C2T2 C2T3 C3T1 C3T2 C3T3 瓜長(zhǎng) cm 33 73 1 81a 34 23 1 93a 30 83 1 71a 32 4 1 01a 32 63 1 16a 31 93 0 60a 34 53 3 55a 31 17 3 04a 32 10 2 12a 瓜粗 mm 41 40 0 98a 40 00 3 03a 38 43 2 87a 41 00 1 13a 40 30 2 46a 41 63 1 91a 42 80 0 95a 39 73 2 80a 40 63 1 61a 鮮重 g 318 30 10 60a 325 20 15 09a 284 17 58 65a 318 80 16 80a 311 33 16 38a 305 63 4 90a 323 33 24 08a 300 03 66 92a 308 27 37 13a 干重 g 10 60 0 38e 14 40 1 24abcd 13 50 2 76bcde 15 78 0 82ab 12 20 0 24cde 11 89 1 10de 15 16 1 46abc 17 03 2 30a 16 68 1 98a 含水率 96 67 0 05a 95 58 0 19bc 95 25 0 03cd 95 04 0 39cd 96 07 0 29ab 96 11 0 35ab 95 32 0 13c 94 26 0 45e 94 55 0 77de 注 同列數(shù)據(jù)后不同字母代表處理間差異達(dá)5 顯著水平 22 營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率對(duì)霧培黃瓜生長(zhǎng)的影響 楊 杰 肖 娟 侯詩(shī)宇 等 F2 0 325 ZX 1 0 075 ZX 2 0 233 ZX 3 0 424 ZX 4 0 005 ZX 5 0 142 ZX 6 0 077 ZX 7 0 377 ZX 8 3 F3 0 109 ZX 1 0 209 ZX 2 0 549 ZX 3 0 072 ZX 4 0 562 ZX 5 0 059 ZX 6 0 461 ZX 7 0 222 ZX 8 4 F綜合模型如式 5 所示 F 0 588 F1 0 267 F2 0 145 F3 5 F可以作為評(píng)判不同營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率組合策略優(yōu)劣 的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo) 將不同處理下各個(gè)參數(shù)代入式 5 得到 各個(gè)處理的綜合評(píng)價(jià)得分 見(jiàn)表7 綜合得分排序?yàn)?C3T1 C1T1 C2T2 C2T1 C2T3 C3T3 C3T2 C1T2 C2T3 3 討 論 對(duì)于氣霧栽培作物而言 植株所需的元素和水分幾乎來(lái) 源于營(yíng)養(yǎng)液 因此營(yíng)養(yǎng)液濃度的選擇十分關(guān)鍵 16 而營(yíng)養(yǎng)液的 供給是靠噴霧實(shí)現(xiàn)的 噴霧頻率至關(guān)重要 不僅影響植株的 生長(zhǎng) 還關(guān)系到營(yíng)養(yǎng)液及電能的消耗 以及霧化噴頭的使用 壽命 17 營(yíng)養(yǎng)液管理和噴霧頻率已成為氣霧栽培的兩大重要 因素 本研究結(jié)果表明在噴霧頻率一定的條件下 在苗期 中 高營(yíng)養(yǎng)液濃度會(huì)抑制黃瓜的生長(zhǎng) 在開花結(jié)果期適當(dāng)提高營(yíng) 養(yǎng)液濃度對(duì)黃瓜株高 莖粗 葉面積 葉片SPAD值起促進(jìn)作 用 這與孟憲敏 18 李邵 19 等人的研究結(jié)論相似 說(shuō)明營(yíng)養(yǎng)液 濃度過(guò)高 會(huì)對(duì)植物根系造成鹽分脅迫 導(dǎo)致植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)吸 收困難 營(yíng)養(yǎng)液過(guò)低 其元素含量可能滿足不了植物生長(zhǎng)需 要 10 而黃瓜植株開花后 植株轉(zhuǎn)變?yōu)闋I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)同 時(shí)進(jìn)行 開始分化 開花結(jié)果 黃瓜植株為滿足生長(zhǎng)所需的 肥量加大 此時(shí)適當(dāng)提高營(yíng)養(yǎng)液濃度可滿足植株生長(zhǎng)需要 促進(jìn)植株生長(zhǎng) 但過(guò)高濃度營(yíng)養(yǎng)液會(huì)使作物生長(zhǎng)過(guò)于旺盛 不利于有機(jī)物向果實(shí)的積累 20 本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)在3個(gè)梯度的營(yíng)養(yǎng)液濃度中 苗期表現(xiàn) 為中高濃度下噴霧頻率越高對(duì)黃瓜植株生長(zhǎng)的抑制作用越明 顯 低濃度下噴霧頻率越高對(duì)黃瓜植株生長(zhǎng)的促進(jìn)作用越明 顯 開花結(jié)果期在3個(gè)濃度梯度中 均表現(xiàn)為30 s 5 min噴霧 頻率最有利于植株生長(zhǎng) 這與魯雪利 21 等研究噴霧系統(tǒng)中各營(yíng) 養(yǎng)液環(huán)境因素對(duì)黃瓜嫁接苗影響時(shí)得出的最優(yōu)噴霧頻率為30 s 5 min相一致 這說(shuō)明噴霧頻率的高低 會(huì)影響對(duì)霧培黃瓜 水肥的供應(yīng)量 開花前高濃度高頻率會(huì)導(dǎo)致噴施肥量過(guò)多 抑制了植株的生長(zhǎng) 開花后噴霧頻率低 會(huì)導(dǎo)致水肥供應(yīng)不 足 植株缺水缺肥 從而生長(zhǎng)不佳 而5 min噴一次的高噴霧 頻率可以較好滿足黃瓜植株的水肥需求 從而生長(zhǎng)表現(xiàn)良好 這與包蕾 22 等人對(duì)霧培馬鈴薯的研究得出的40 s 25 min噴霧頻 率不一致 可能是由于種植作物不同 水肥需求不同 目前 對(duì)霧培黃瓜噴霧頻率方面的研究仍鮮有所見(jiàn) 更精確的噴霧 頻率還需進(jìn)一步研究 本次試驗(yàn)中每個(gè)處理都貫穿整個(gè)生育期 對(duì)于劃分不同 生育期采用不同營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率對(duì)霧培黃瓜生長(zhǎng)的影 響尚不明確 需在后續(xù)的試驗(yàn)中進(jìn)行研究 4 結(jié) 論 1 在霧培黃瓜的種植管理中 苗期采用低濃度營(yíng)養(yǎng)液 與高噴霧頻率有利于霧培黃瓜植株的生長(zhǎng) 開花結(jié)果期采用 高濃度營(yíng)養(yǎng)液高噴霧頻率 有利于霧培黃瓜植株的生長(zhǎng)及果 實(shí)的發(fā)育 2 綜合整個(gè)試驗(yàn)周期來(lái)看 采用C1T1處理方案的黃瓜 植株株高 莖粗 葉面積 果實(shí)含水率均最大 采用C3T1處 理方案的葉片SPAD值 瓜長(zhǎng) 瓜粗均最大 而C1T3處理各 指標(biāo)表現(xiàn)均不佳 3 通過(guò)主成分分析法綜合評(píng)價(jià)得出 C3T1處理的綜合 得分最高 采用高營(yíng)養(yǎng)液濃度高噴霧頻率下黃瓜的綜合表現(xiàn) 最佳 參考文獻(xiàn) 1 李 靜 張富倉(cāng) 方棟平 等 水氮供應(yīng)對(duì)滴灌施肥條件下黃瓜生長(zhǎng) 及水分利用的影響 J 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014 47 22 4 475 4 487 LI J ZHANG F C FANG D P et al Effects of water and nitrogen supply on cucumber growth and water use under drip irrigation and fertilization conditions J China Agriculture Science 2014 47 22 4 475 4 487 2 楊冬艷 馮海萍 趙云霞 等 日光溫室秋冬茬黃瓜結(jié)果期灌溉頻率 對(duì)產(chǎn)量及根系分布特征的影響 J 節(jié)水灌溉 2020 6 20 23 YANG D Y FENG H P ZHAO Y X et al Effect of irrigation frequency on yield and root distribution characteristics of cucumber 表7 黃瓜各指標(biāo)的主成分得分及綜合比較 Tab 7 The principal component scores and comprehensive comparison of cucumber indicators 處理 C1T1 C1T2 C1T3 C2T1 C2T2 C2T3 C3T1 C3T2 C3T3 F 1 1 201 0 076 1 884 0 112 0 465 0 306 1 338 0 869 0 368 F 2 1 247 0 937 0 926 1 344 0 248 0 651 0 955 0 999 0 711 F 3 0 525 2 340 0 326 0 077 0 817 1 041 0 607 0 030 0 130 F 0 449 0 635 1 307 0 304 0 326 0 157 0 953 0 240 0 007 排名 2 8 9 4 3 5 1 7 6 表6 各指標(biāo)的主成分分析 Tab 6 Principal component analysis of each index 指標(biāo) X 1 株高 X 2 莖粗 X 3 葉面積 X 4 SPAD X 5 瓜長(zhǎng) X 6 瓜粗 X 7 鮮重 X 8 含水率 特征值 貢獻(xiàn)率 累計(jì)貢獻(xiàn)率 主成分 1 0 714 0 908 0 602 0 457 0 784 0 888 0 802 0 578 4 285 53 563 53 563 2 0 633 0 145 0 454 0 826 0 010 0 276 0 149 0 733 1 946 24 324 77 887 3 0 115 0 221 0 582 0 076 0 596 0 062 0 489 0 235 1 059 13 242 91 129 23 營(yíng)養(yǎng)液濃度與噴霧頻率對(duì)霧培黃瓜生長(zhǎng)的影響 楊 杰 肖 娟 侯詩(shī)宇 等 fruiting period in autumn and winter of solar greenhouse J Water Saving Irrigation 2020 6 20 23 3 RUAN Y L LLEWELLYN D J FURBANK R T Pathway and control of sucrose import into initiating cotton fibre cells J Functional Plant Biology 2000 27 9 795 800 4 張艷玲 宋述堯 王 艷 等 氮素營(yíng)養(yǎng)對(duì)黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影 響 J 吉林農(nóng)業(yè)科學(xué) 2008 1 43 46 ZHANG Y L SONG S Y WANG Y et al Effects of nitrogen nutrition on growth development and yield of cucumber J Jilin Agricultural Sciences 2008 1 43 46 5 劉士哲 現(xiàn)代實(shí)用無(wú)土栽培技術(shù) M 北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 2001 6 喬建磊 馬鈴薯霧培營(yíng)養(yǎng)調(diào)控機(jī)理研究 D 長(zhǎng)春 吉林大學(xué) 2011 QIAO J L Study on the mechanism of nutrition regulation of potato aeroponics D Changchun Jilin University 2011 7 王珺玲 劉廣晶 孫周平 霧培對(duì)黃瓜植株生長(zhǎng) 產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2009 1 174 176 WANG J L LIU G J SUN Z P Effects of fog culture on growth yield and quality of cucumber plants J Jiangsu Agricultural Sciences 2009 1 174 176 8 王珺玲 孫周平 陳紅波 等 霧培對(duì)黃瓜植株生長(zhǎng)的影響 J 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