不同配制营养液对甘蓝漂浮育苗及物理杀菌效果影响研究

摘 要 2015年6—10月，在重庆市武隆县双河乡木根村利用3种营养液进行甘蓝漂浮育苗试验，分析不同营养液的甘蓝育苗效果；在首次育苗后，采用加热、紫外灯及“紫外灯杀菌+臭氧杀菌”3种物理方式杀菌，分析杀菌前后微生物和养分的变化。结果表明：在漂浮育苗中，铵态氮和硝态氮比例为1∶1时，甘蓝苗品质最好；“紫外灯+臭氧”对营养液的杀菌效果最好，基本能达到100%；在紫外灯杀菌方式下，3种营养液的铵态氮、硝态氮、磷酸盐及pH没有什么变化；在加热杀菌方式下，3种营养液硝态氮和铵态氮呈下降趋势，pH有不同程度的上升；在“紫外灯杀菌+臭氧杀菌”方式下，3种营养液的硝态氮增加，铵态氮、磷酸盐和pH都呈下降趋势。

关键词 甘蓝；营养液；漂浮育苗；物理杀菌；养分变化

中图分类号：S723 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.25.003

知网出版网址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20161010.0955.025.html 网络出版时间：2016-10-10 9：55：00

漂浮育苗技术是一项集无土栽培、营养液栽培、容器栽培、保健栽培等优势于一体的规模化、工厂化育苗新技术，在集约化管理、生产效率和培育壮苗方面，具有常规育苗无法比拟的管理与技术优势[1]。

在实际生产过程中，营养液的一次性废弃对地表和地下水造成一定的污染，同时也造成水和肥料的极大浪费[2]。营养液循环利用能实现环境友好，但也增加了营养液重新利用过程中病害的传播危险[3]。因此如何杀菌并科学循环利用营养液废液，是目前无土栽培研究中的一个热点问题，这对如何提高经济效益和环境效益有着重要意义。目前，国内主要是采用化学农药对营养液进行灭菌[4]，化学药剂大部分有毒，对人、畜或其他动物有毒，而且污染环境，破坏生态平衡，对人类健康和农业生态系统平衡造成重大的威胁。在国外，营养液灭菌技术已经取得了一些成功的经验，并具有成型的设备[5]；但在中国，营养液的灭菌尚处于起步阶段[6]，且主要集中在杀菌装置和杀菌效果研究上[7-8]，对于土培连作障碍较为严重的甘蓝漂浮育苗的杀菌较少，关于杀菌后营养液的养分变化研究鲜见报到。所以，营养液的灭菌技术应用研究在我国具有较大的发展空间。

本研究利用3种不同营养配制液进行首次育苗后，采用加热杀菌、紫外灯杀菌、“紫外灯杀菌+臭氧杀菌”3种杀菌方式，同时以不杀菌作为对照进行对比试验，分析不同配制液在不同处理方式下杀菌的效果以及营养液氧分含量的变化特征。

1材料与方法

1.1供试材料

供试甘蓝品种为‘丰圆913’。

漂浮育苗专用基质：山东商道生物科技有限公司生产，含有机质25.45%、全氮0.68%、全磷0.08%、全钾0.90%） 。

用渝江牌复合肥、禾信水溶肥和霍格兰营养液分别配制成最终育苗营养液，这3种营养液下文分别简称复合肥、水溶肥、霍格兰。3种营养液的pH、硝态氮、铵态氮和磷酸盐的初始浓度见表1。

1.2试验设计

试验于2015年6—10月在武隆县双河乡木根村的武隆县登峰种苗有限公司基地进行。采用72孔标准育苗盘，每孔装基质50 g，装盘播上甘蓝种子后，将苗盘分别漂浮于3种营养液中；培育30 d后成苗，在甘蓝苗生长期，定期添加去离子水保持池内水深5 cm，精确到营养液体积250 L。首次育苗后，经过加热杀菌、紫外灯杀菌、“紫外灯杀菌+臭氧杀菌”3种处理方式对育苗后的营养液杀菌消毒，同时以不杀菌作为对照（CK）。

1.3测定项目与方法

1.3.1 测定项目

测定初始配置液的pH，铵态氮、硝态氮和磷酸盐含量。首次甘蓝成苗后，各处理选取3个样本，每个样本10株甘蓝苗，测定每个处理甘蓝苗的叶绿素、叶面积、根长、苗高、苗茎、根重和苗重等指标。在首次育苗后以及杀菌后，对3种营养液采样，测定杀菌前后配制液的pH、真菌、细菌和放线菌、硝态氮、铵态氮、全氮和磷酸盐等指标。

1.3.2 杀菌方法

加热杀菌：高温加热桶加热到90℃停止1 min，后加热到100℃停止加热，利用高温将病原物烫死；紫外灯光杀菌：采用过流式紫外线杀菌器杀菌，紫外灯为40 W，控制水流速度为5 L/min，原理是紫外线通过光化学反应将病原菌机体内蛋白质和DNA的结构破坏，达到杀菌效果；“紫外灯杀菌+臭氧杀菌”：在通过过流式紫外线杀菌器杀菌后的营养液中通入臭氧10 min，进行进一步灭菌。

1.3.3 测试方法

叶绿素：采用SPAD502Plus叶绿素仪测定最大叶片（心叶倒数第3叶）的叶绿素；叶面积：采用CI-203叶面积仪测定；苗茎：采用游标卡尺测定。根长和苗高：直尺测量；根重和苗重：天平称重；铵态氮、硝态氮：用2 mol/L的氯化钾溶液提取后，用荷兰SKALAR SAN++流动分析仪上机测定；磷酸盐：用水提取后，用荷兰SKALAR SAN++流动分析仪测定。

2结果与分析

2.1不同配制营养液对甘蓝苗生长的影响

从表2可以看出，甘蓝成苗时，叶绿素含量水溶肥分别比复合肥、霍格兰高3.12SPAD、1.11SPAD，叶面积比复合肥、霍格兰大6.75 cm2、1.5 cm2，根长、根重、苗茎及苗重水溶肥都好于其他2种配制液。说明铵态氮、硝态氮比例为1∶1的水溶肥最适合甘蓝苗培育，次好的是霍格兰，最差的是复合肥，这是因为复合肥的养分主要是铵态氮，铵态氮过多，抑制了幼苗的生长。营养液的磷酸盐含量对甘蓝苗的生长影响不明显。

2.2不同杀菌方式对营养液微生物变化的影响

在首次育苗后，对杀菌前后营养液的微生物测试分析，结果表明：3种杀菌方式对不同营养液的杀菌效果差异不显著。加热能将所有营养液的真菌、细菌和放线菌全部杀死，紫外灯能杀死所有营养液91%～93%的真菌、细菌和放线菌，而“紫外灯杀菌+臭氧杀菌”能杀死所有营养液96%～98%的细菌。由此可见，加热到100℃的高温杀菌效果最好，但是若大批量杀菌需要较大的容器，成本较高，用时较长，效益较低。

2.3不同杀菌方式对营养液养分含量变化影响

2.3.1 硝态氮

从表3可以看出，3种营养液的加热杀菌与CK相比，硝态氮含量有下降趋势，下降幅度为8.88%～10.94%，其中以水溶肥下降得最少，霍格兰下降得最多；紫外灯光杀菌方式对硝态氮含量几乎没有什么影响；“紫外灯杀菌+臭氧杀菌”的硝态氮含量比CK增加了61.84%～88.22%，其中以复合肥营养液增加得最多，水溶肥增加得最少，这可能是因为复合肥初始的铵态氮含量过高，在臭氧作用下，被转化为硝态氮含量较多。

2.3.2 铵态氮

从表3看出，3种营养液在加热方式下，铵态氮下降幅度为23.35%～36.90%，其中以霍格兰下降得最少，复合肥下降得最多。紫外灯杀菌方式对营养液的铵态氮含量几乎没有什么影响；“紫外灯杀菌+臭氧杀菌”的铵态氮含量减少了13.68%～22.62%，其中以复合肥下降得最多，水溶肥下降得最少。

2.3.3 磷酸盐

从表3看出，3种营养液在加热和紫外灯杀菌方式下，磷酸盐含量几乎没有什么变化，但在紫外和臭氧共同杀菌作用下，磷酸盐含量减少了17.54%～23.10%，其中以水溶肥下降得最多，霍格兰下降得最少。

2.3.4 pH

从表3看出，3种营养液在紫外灯杀菌方式下，pH值几乎没有什么变化；在加热杀菌下，pH值微有上升，其中霍格兰上升得最多。在紫外和臭氧共同杀菌作用下，pH值降低了0.19～0.31，其中以霍格兰下降得最多，水溶肥下降得最少。说明营养液的pH值与其硝态氮含量呈负相关关系。

3小结

在甘蓝漂浮育苗中，铵态氮和硝态氮比例为1∶1时，甘蓝苗质最好；紫外加臭氧对营养液的杀菌效果最好，基本能达到100%；在紫外杀菌方式下，3种营养液的铵态氮、硝态氮、磷酸盐以及pH没有什么变化；在加热杀菌方式下，3种营养液的硝态氮和铵态氮呈下降趋势，pH有不同程度的上升；在“紫外灯杀菌+臭氧杀菌”方式下，3种营养液的硝态氮增加，铵态氮、磷酸盐和pH都呈下降趋势。其中，在“紫外灯杀菌+臭氧杀菌”方式下，3种营养液的pH与硝态氮呈负相关关系。

营养液的循环利用不仅能作为农业节水的有效手段，而且在缺水的地区能发挥显著的作用；同时可解决排出的废液污染土壤、地表水和地下水，浪费大量水资源的难题。考虑不同栽培系统、生产条件与能源供给方式，探索研究适合国内生产的营养液灭菌形式，比如有针对地对无土栽培生产品种种类与其病原菌类型，研制与温室的规模相配套的、有效的、经济的营养液灭菌方法。应达到尽可能地采用物理、生物灭菌方法对营养液进行消毒灭菌，预防作物病害，生产出质优价廉的绿色食品以满足广大人民的需求。

参考文献：

[1]彭细桥，吴践志，陆中山，等.我国烟草漂浮育苗技术应用现状、研究进展及发展方向[J].中国烟草学报，2010，16（3）：90-94.

[2]刘向辉，宋卫堂，周立波，等.循环营养液的物理消毒[J].中国农学通报，2004，20（5）：273-278.

[3]宋卫堂，孙广明，刘芬，等.臭氧杀灭循环营养液中三种土传病原菌的试验[J].农业工程学报，2007，23（6）：189-193.

[5]Hillel Magen.Recirculating nutrient solutions in greenhoue production[R].9th IPI-ISSAS Regional Workshop，Haikou，Hainan，PRC，1999：5-8.

[6]李国景.循环式水培系统营养液处理方式对生菜防病增产的效应[J].中国蔬菜，2004（5）：13-16.

[7]李东星，田真，王俊峰，等.植物工厂营养液循环再利用装备的研究应用[J].农业工程，2001，1（1）：46-51.

[8]宋卫堂，王成，侯文龙.紫外线-臭氧组合式营养液消毒机的设计及灭菌性能试验[J].农业工程学报，2011，27（2）：360-365.

（责任编辑：丁志祥）