两种园艺植物屋顶气雾栽培的比较

艾炎军　邹叶茂　汤文浩

（湖北生物科技职业学院，湖北武汉430070）



两种园艺植物屋顶气雾栽培的比较

艾炎军邹叶茂汤文浩

（湖北生物科技职业学院，湖北武汉430070）

摘要：以生菜和番茄为材料，采用城市屋顶气雾栽培温室和普通蔬菜大棚两种设施种植，比较两种栽培方式下生菜和番茄的根系生长特性、生物量和品质。结果表明，气雾栽培方式相比普通蔬菜大棚有土栽培方式在促进生长、提高生物量和提升品质方面有显著的优势，适合在城市屋顶推广。

关键词：城市屋顶；气雾栽培；蔬菜

气雾栽培技术是把植物根系置于空气或者气雾环境中，通过雾化的水气满足植物根系对水肥需求的一种栽培方式[1]。气雾培技术应用了生物技术、工程技术及计算机控制技术的先进成果，可用于蔬菜工厂化生产，也适合于庭院休闲农业生产[2]。城市土地紧张，有大量水泥建筑，而这些建筑的屋顶大部分面积处于闲置状态，如果利用这些屋顶栽培蔬菜，不仅能有效利用屋顶空间，为都市居民生产出安全优质的蔬菜，而且可为都市装点绿色，减弱都市的热岛效应，增氧环保。气雾栽培技术是比较适合在屋顶实施的一种蔬菜栽培技术。据统计，武汉市拥有近2亿m2的屋顶空间，如果将先进的气雾栽培技术应用于城市屋顶来生产气雾栽培蔬菜，既能美化环境，又可以生产高质量蔬菜。

本试验以生菜和番茄为材料，使用学院屋顶气雾栽培温室进行栽培试验，同时使用普通大棚栽培蔬菜作为对照，对两种栽培方式进行了比较，为城市屋顶气雾栽培蔬菜优势提供实践参考，为屋顶气雾栽培技术的推广提供依据。

1　材料与方法

1.1实验材料

试材为本地农资市场购买的改良意大利生菜（LactucasativaL.）品种和矮生番茄（Lycopersiconesculentum Mill.）“盆栽红”品种。气雾栽培装置按照A型气雾栽培原理设计安装。生长温室为五楼屋顶玻璃温室和地面塑料大棚温室。

图1　气雾培装置示意图

1.2试验方法

1.2.1试验概况

2015年2月～4月种植生菜，4月～7月种植番茄。生菜于2015年2月3日播种，番茄于2015年4月5日播种，待两种蔬菜幼苗长出3片真叶后，选取长势一致的幼苗移栽。两种蔬菜幼苗分别定植于湖北生物科技职业学院园艺实训基地单栋塑料大棚和院实验实训中心五楼屋顶温室内生长。塑料大棚采用旧菜园土基质，大棚宽8m，长50m，南北走向；屋顶宽5m，长8m，南北走向，气雾栽培架结构如图1所示。生长试验期间，温室内白天温度25～30℃，夜间温度15～20℃，每天日照时间8～10h。

1.2.2试验设计

试验设雾培和土培两个对照组。具体分组如下：雾培组，气雾栽培温室生长，利用秸秆沼液对蔬菜根系进行喷雾；土培组，普通地面塑料大棚生长，采用旧菜园土+猪场农家肥作为栽培基质。秸秆沼液和猪场农家肥均先发酵备用。气雾栽培营养液由水泵供给，供给时间通过时控器控制，每隔4min供营养液6s，微雾喷头的流量2L/min，管道压力在0.2Pa左右，营养液循环利用，每周更换营养液一次，每隔3d用NaOH和HNO3调节营养液pH至6.0～6.5，控制EC使其为1.5～2.5dS/m。塑料大棚内整地为60～70cm、高30cm的小厢，农家肥按照2kg/m2施于小厢中。同时以0.5kg/m2复合肥施于小厢中。塑料大棚以5m为一个单位，分隔成3个面积相等的试验小区，每个小区面积40m2。小区栽种生菜行株距15cm×15cm，栽种番茄行株距30cm×45cm。其他管理同常规蔬菜大棚栽培。

1.2.3测定方法

生菜生长31d成熟期，测定植株的生物量和各种生理指标。

1）生长指标

3月10日起调查植株生长情况。每处理随机取样6株，每隔7d用游标卡尺测定植株子叶下2/3处的茎粗，用刚卷尺测定株高（从茎基部到生长点）与根系长度；用蒸馏水冲洗根并用吸水纸吸干剩余水分，然后用万分之一天平测得植株鲜重。植株干重的称量先取鲜样在烘箱于105℃杀青30min，然后于75℃烘至恒重，用万分之一天平测量[3]。

2）可溶性蛋白含量测定

可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定。准确称取约0.25～0.5g，放入研钵中，加入5mL蒸馏水在冰浴中研成匀浆，4000×g离心10min，上清液备用。吸取0.lml样品提取液，加入0.9mL蒸馏水，5mL考马斯亮蓝G-250试剂，充分混合，放置2min后，在595nm波长下比色，测定吸光度，在标准曲线上查得相应的蛋白质含量（μg）。

3）可溶性糖含量测定

可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法测定。称取0.1～0.3g的新鲜植物叶片，加入5～10mL蒸馏水，塑料薄膜封口，沸水浴提取30min（提取2次），提取液过滤到25mL容量瓶中，定容。吸取样品提取液0.5mL于20mL刻度试管中，加蒸馏水1.5mL，加0.5mL葱酮乙酸乙醋，5mL浓硫酸，充分振荡，立即将管放入沸水浴中，逐管保温1min，取出后自然冷却至室温，以空白做对比，在波长为630nm，测得吸光度。

番茄定植后第20d开始测定植株的各种生长指标。用生菜组生长指标的测定方法，测定番茄各处理组植株株高、茎粗、根长。植株生长48d后，测定番茄幼苗的生物量和生理指标[4，5]。干重取全株测定，方法同上。根系体积采用排水法由量筒测量。根系活力参照TTC法测定。果实采收时测定各处理的产量。

1.3数据分析

方差分析采用SAS软件的ANOVA过程处理。作图用Excel软件。

2　结果与分析

2.1雾培生菜与土培生菜地上部和根系生长的比较

表1　雾培/土培生菜根系和地上部生物量比较

表1显示了雾培生菜与土培生菜地上部和根系生长各项指标的比较，由表1可见，在收获时，雾培生菜叶片数较多，达到8.78片/株，而土培生菜为6.51片/株，两者差别显著。

表1还显示，雾培生菜与土培生菜在根系和地上部生物量的比较中，雾培生菜均高于土培生菜，且两者差异达到显著水平。

2.2雾培番茄与土培番茄幼苗生物量和根系生长的比较

表2　雾培/土培番茄幼苗生物量和根系生长比较

由表2可见，雾培番茄干重相比土培番茄干重显著增加。根系体积也是雾培番茄比土培番茄大，两者几乎相差一倍。表2还显示，雾培番茄根系活力显著高于土培番茄根系活力。

2.3雾培番茄与土培番茄幼苗株高、茎粗和最大根长的比较

图2显示，在雾培与土培两种栽培方式下番茄幼苗的株高（A）、茎粗（B）和最大根长（C）均随着生长时间的延长而增加。

在雾培方式下，番茄幼苗的茎粗（B）和最大根长（C）在27d出现显著增长，而土培方式下番茄幼苗的茎粗（B）和最大根长（C）显著增长时间则相对延后。48d生长观察期结束时，在雾培与土培两种栽培方式下，番茄幼苗的株高（A）、茎粗（B）和最大根长（C）均表现为雾培组高，而土培组低。

图2　雾培/土培番茄幼苗株高（A）、茎粗（B）和最大根长（C）的动态变化

2.4雾培生菜与土培生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量的比较

表3显示了雾培/土培生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量比较，由表3可看出，雾培生菜茎的可溶性糖含量大于土培生菜的可溶性糖含量。雾培生菜与土培生菜叶的可溶性糖含量接近，两组之间没有差异，但雾培生菜叶的可溶性糖含量略高。雾培生菜与土培生菜叶片和茎的可溶性蛋白含量相比，雾培生菜显著高于土培生菜。

表3　雾培/土培生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量比较

2.5雾培与土培栽培生菜和番茄产量的比较

表4显示了雾培/土培生菜、番茄产量比较，由表4可看出，生产期结束时，雾培组生菜单株产量为87.11g，是土培组生菜单株产量21.32 g的4倍。

雾培组番茄的单株产量为689.52g，约是土培组中番茄单株产量的3倍。由此可以看出，本试验中，不论是生菜还是番茄，雾培组的产量都显著高于土培组的产量。

表4　雾培/土培生菜、番茄产量比较

3　小结与讨论

气雾栽培植物毛绒状的气生根特别发达，植物根部悬挂在空中栽培，表面积大大增加，植物气生根的呼吸强度极高，而其呼吸强度是普通根的数倍甚至数十倍，具有很强的代谢活性。吸收速度快，生长速度也大大增加，植物的生长周期缩短，能大大增加蔬菜的生物量和产量[6]。本次试验气雾栽培生菜单株产量为87.11g，而温室土壤栽培生菜单株产量仅为21.32g；气雾栽培番茄单株产量689.52g，大大高于于土壤栽培番茄单株产量202.23g。综合看来，气雾栽培蔬菜产量几乎是土壤栽培的4倍。

气雾栽培可做到工厂式的洁净化生产，生产出来的蔬菜其可溶性糖和可溶性蛋白含量高、色泽口感佳，是无污染的高档绿色健康食品。在气雾栽培室栽培的蔬菜口感与土培存在明显差别，大众品尝的结果表明气雾栽培生产的蔬菜水分足、口感好。本试验中观察到可溶性糖含量雾培与土培无显著差异，可考虑在今后的试验中通过调整雾培营养液配方来增加糖含量。

参考文献：

[1]徐伟忠,王利炳,詹喜法,等.一种新型栽培模式-气雾培的研究[J].广东农业科学,2006(7):30-33.

[2]郭世荣.无土栽培学[M].北京:中国农业出版社,2003:91.

[3]丁文雅，邬小撑，刘敏娜，等.不同营养液配方对雾培生菜生物量和营养品质的影响[J].浙江大学学报,2012(2):175-184.

[4]吕炯璋,桑鹏图,李灵芝,等.不同营养液配方与浓度对番茄幼苗生长的影响[J].山西农业大学学报（自然科学版）,2010(2): 112-116.

[5]孙周平,刘涛,蔺姗姗,等.雾培对番茄植株生长、产量和品质的影响[J].沈阳农业大学学报,2006(3):458-490.

[6]周贺芳，张雯.雾栽培中常见问题及解决方法[J].长江蔬菜, 2014(1):36-38.

中图分类号：S68

文献标志码：A

文章编号：1008-1038(2016)06-0032-04

收稿日期：2016-03-12

作者简介：艾炎军，研究方向为植物组织培养

Comparison of Two Kinds of Horticultural Plants under the Cultivation Mode of Aerosol

AI Yan-junZOUYe-maoTANGWen-hao
(Hubei Vocation College ofBio-technology,Hubei Province,Wuhan 430070,China)

Abstract:We use lettuce and tomato as materials and plant them in the urban rooftops aeroponics and common greenhouse. The root growth characteristics,biomass,and quality of the plants growing under these two different conditions are compared.The results show that aeroponics promote plants growing more efficiently than the common greenhouse condition. The biomass and quality are also increased under aeroponics condition.So roof aeroponics is suitable for the promotion on urban rooftops.

Key words:Urban rooftops;aeroponics;vegetable