不同配比复合基质对插管式立柱栽培红梗叶菾菜生长的影响

王加倍，王久兴

(1.南京农业大学 园艺学院，江苏 南京 210095； 2.河北科技师范学院 园艺科技学院，河北 秦皇岛 066000)

立柱式无土栽培对空间利用率高，观赏效果好，是国内外都市农业中一种重要的栽培形式。目前，主要有水培型叠盆式立柱、基质型叠盆式立柱和插管式泡沫塑料立柱3种类型[1-3]。其中，插管式泡沫塑料立柱由聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯、PVC管、无纺布等材料经切割、组装而成。设计合理，结构巧妙，具有多个突出优点：其一，较好地解决了植物根际气水矛盾，且基质对营养液酸碱度、电导度变化有一定缓冲能力；其二，营养液从基质下部渗入，基质表面积盐较轻，“烂茎”情况较少；其三，制作方便，造价低廉，单柱成本仅百元左右，同样高度的工程塑料材质或PVC材质叠盆盆式立柱造价则高达500～1 000元。因此，自出现以来，插管式泡沫塑料立柱深受都市观光农业领域欢迎[4]。插管式立柱栽培设施为营养液循环使用的封闭系统，供液时营养液从立柱顶部进入下部流出，在流经立柱内部的聚氨酯层时，营养液被吸持，并从每根插管下部浸润基质，因此，严格讲插管式立柱栽培是介于基质培与水培之间的一种特殊无土栽培形式，可以称作半基质培或基质水培[5]。这一特点与营养液外排的基质型叠盆式立柱和普通复合基质槽培完全不同。

对所有使用基质的无土栽培形式而言，基质的构成和配比都对栽培效果有重要影响[6-9]。尤其是插管式立柱栽培系统，其养分依靠循环使用的营养液供应，基质的主要作用是提供良好的根际气水环境[4]。栽培实践中也发现，如果插管式立柱所用的基质持水能力差，则基质易缺水，蔬菜生长缓慢，整齐度较差，产量及观赏性降低；反之，如果基质持水力过强，则基质通气性变差，会抑制根系呼吸，影响养分吸收，甚至发生沤根现象。可见，插管式立柱栽培对所用基质的物理性质要求严格且独特。鉴于此，以都市观光农业常用的红梗叶菾菜为试材，以草炭、蛭石为原料，探索适宜的基质配比，为插管式立柱栽培技术的推广提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

以红梗叶菾菜(BetavulgarisL.var.ciclaKoch.)为试材，品种为台湾红梗菜。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验于2017年6月9日—8月5日，在河北科技师范学院园艺试验站无土栽培基地进行。采用随机区组设计试验。用草炭、蛭石作为配制复合基质的原料，按不同体积比设置5个处理，测定各处理复合基质的物理性质指标[10-11]，结果如表1所示。重复3次。每小区设置5个立柱，间隔距离1 m，每个立柱上定植52株红梗叶菾菜。达到采收标准后，每个立柱上、中、下部位分别随机取2株，即每个立柱共取6株，每个小区共取30株测量指标，求取平均值。

表1 不同处理复合基质的物理性质Tab.1 Physical properties of the different ratio of compound substrate

1.2.2 管理方法 采用常规穴盘育苗方法，以128孔穴盘为育苗容器，用草炭和蛭石配制成育苗基质。采用河北科技师范学院根据北方地下水水质研制的营养液配方，苗期浇灌1 000 μs/cm营养液，定植后改为2 000 μs/cm[12-13]。待苗长至3片真叶时，按不同处理配制栽培基质，并装填插管，将幼苗定植于插管之中，再将插管插入立柱侧壁的定植孔中。生长期间进行常规管理，营养液每天白天循环3次，每次30 min(图1、图2)。

1.2.3 测定指标及方法 定植后20 d，红梗叶菾菜长满立柱，达到适宜观赏和食用标准时，测定各个指标。

形态指标包括：叶片数、最大叶面积、株高、开展度、根长、根体积、茎粗。其中，叶片数以叶长超过10 cm的展开叶片计数，叶面积则选被测株最大叶片，用叶面积测定仪测量。生物积累量指标包括：冠鲜质量、根鲜质量、植株总鲜质量、冠干质量、根干质量、植株总干质量。测量干质量时，先在105 ℃下杀青10 min，然后在80 ℃下烘干至恒定质量。品质指标中，硝酸盐含量采用沸水浸提，紫外分光光度法测定[14]；维生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定[15]；可溶性蛋白含量用考马斯-G250染色法测定，可溶性糖含量用蒽酮比色法测定[16]。

图1 插管式泡沫塑料立柱栽培红梗叶菾菜的生长状态Fig.1 Growth status of red leafstalk spinach beet by intubation column cultivation

图2 插管、基质及红梗叶菾菜Fig.2 Spile, substrate and red leafstalk spinach beet

用DPS数据处理系统进行方差分析和LSD差异显著性测验。

2 结果与分析

2.1 不同配比复合基质对红梗叶菾菜植株形态指标的影响

如表2所示，处理2各指标均表现最好，其株高为39.25 cm，开展度为30.74 cm，叶片数为11.54片，叶面积为420.96 cm2，茎粗为13.25 mm，根长为351.31 cm，根体积为19.92 cm3，分别显著或极显著高于其他各处理。表现较好的是处理1、处理3，其中处理3的开展度、叶片数、茎粗、根长、根体积与处理2差异极显著。这说明，从植株形态角度看，对于插管式立柱栽培，采用V草炭∶V蛭石=3∶1复合基质所栽培的红梗叶菾菜株型大，根量大，生长迅速，长势强，能较快地达到观赏和采收标准。

2.2 不同配比复合基质对红梗叶菾菜生物积累量的影响

如表3所示，处理2的各个生物积累量指标表现最好，除冠干质量、植株总干质量与处理1无显著差异外，其他各指标均极显著地高于其他各处理，其冠鲜质量为172.85 g，根鲜质量为32.25 g，植株总鲜质量为205.10 g，冠干质量为12.195 1 g，根干质量为2.592 8 g，植株总干质量为14.787 9 g。处理1次之。处理5的各指标显著或极显著低于其他各处理。这说明，从生物积累量角度看，采用V草炭∶V蛭石=3∶1复合基质所栽培的红梗叶菾菜的生物积累量高，尤其是冠鲜质量即经济产量高。

表2 不同配比复合基质对红梗叶菾菜植株形态指标的影响Tab. 2 Effects of different ration of compound substrate on the morphological indexes of red leafstalk spinach beet

注：同列数据后不同大、小写字母表示在0.01、0.05水平差异显著，下同。

Note: Values followed by a Different capital,small letter are significantly Different at the 0.01 and 0.05 probability,respectively.The same below.

2.3 不同配比复合基质对红梗叶菾菜营养品质指标的影响

由表4可见，红梗叶菾菜叶片的维生素C含量以处理1最高，处理2次之，两者差异显著。可溶性糖含量以处理2最高，显著或极显著高于其他处理，其他处理间存在显著差异。可溶性蛋白含量以处理2最高，极显著高于其他处理。各处理之间硝酸盐含量存在显著差异，大小顺序为处理1>处理2>处理3>处理5>处理4。这说明，处理1、处理2的品质虽然较好，可是硝酸盐含量也比其他处理高，但并没有超出国家《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》(GB 18406.1—2001)对硝酸盐含量的限量。

表3 不同配比复合基质对红梗叶菾菜生物积累量的影响Tab.3 Effects of different ratio of compound substrate on the biological accumulation of red leafstalk spinach beet g

表4 不同配比复合基质对红梗叶菾菜营养品质指标的影响Tab.4 Effects of different ratio of compound substrate on nutritional quality indexes of red leafstalk spinach beet

3 结论与讨论

本试验结果表明，利用泡沫塑料插管式立柱进行红梗叶菾菜的复合基质栽培时，最适宜的基质配比是V草炭∶V蛭石=3∶1，红梗叶菾菜株形较大，株高为39.25 cm，开展度为30.74 cm，叶片数为11.54片，叶面积为420.96 cm2，茎粗为13.25 mm，根长为351.31 cm，根体积为19.92 cm3；其生物积累量高，冠鲜质量为172.85 g，根鲜质量为32.25 g，总鲜质量为205.10 g，冠干质量为12.195 1 g，根干质量为2.592 8 g，植株总干质量为14.787 9 g；营养品质好，其维生素C含量为184.49 mg/kg，可溶性糖含量为24.65 mg/g，可溶性蛋白含量为2.99 mg/g。

我国无土栽培主要包括水培和基质栽培两大类，其中基质栽培占95%以上[17]。但在都市观光农业领域，兼顾成本的同时更注重观赏效果，插管式立柱栽培成本低，综合了水培和基质栽培的优点，具有较广的发展前景。对于主要依靠营养液而不是基质提供养分的基质栽培，基质的主要功能是为蔬菜根系提供适宜的气水环境，解决根系吸收水分和呼吸的矛盾，因此需要通过合理配比，形成适宜的孔隙度和气水比。具体栽培形式不同，所栽培蔬菜不同，对基质组分及配比的要求均不相同[18-25]。另外，由于配制复合基质的原料如草炭、蛭石的来源不同，其本身的物理性质存在差异。因而，在配制插管式立柱红梗叶菾菜栽培所用复合基质时，虽然可以参考本研究的最佳配比，更重要的是，应以本研究所得最佳配比基质所对应的孔隙度、气水比等物理指标为标准，结合所用材料物理性质，微调配比，配制复合基质。