不同EC和pH值的营养液对温室黄瓜生长发育的影响

赵 敏 马万征 邹长明 郝 祥 万 梦 徐彦涵

（1.蚌埠市农业技术推广中心安徽蚌埠 233000；2.安徽科技学院资源与环境学院安徽凤阳 233100；3.农业部生物有机肥创制重点实验室安徽蚌埠 233000）

无土栽培是现代农业的重要组成部分,而营养液管理技术又是无土栽培技术体系中的核心部分[1]。营养液作为无土栽培的核心,其浓度的管理方式是水培生产获得成功的重要技术保障[2]。我国无土栽培技术发展于改革开放后期,起步较晚,但发展较快。目前国内无土栽培营养液的研究中,特定配方的研究较多,营养液管理方法的研究相对较少[3]。分析营养液浓度对EC和pH值的影响，有利于更好的对营养液浓度的管理，对保障无土栽培生产取得成功具有重要的意义。

我国在生产上采用的营养液管理模式绝大多数是基于电导率值(EC)的管理方法,卞晓东等[4]研究网纹甜瓜无土栽培时、亓德明[5]和郭唯伟等研究生菜水培技术时、梁峥等[6]研究不同营养液浓度对叶类菜水培苗的影响时,均通过调节EC值来管理营养液的浓度。倪纪恒[7]等人在基于EC值、作物模型以及关于养分添加方面三种营养液的管理模式的基础上提出构建关于多启动模式的温室营养液管理系统的展望。郭爱珍[8]等人在讨论关于营养液浓度、pH值、溶解氧和温度管理的同时指出我国目前关于施肥模型方面还缺乏理论的统一。

本次试验在Venlo型智能玻璃温室进行，采用的营养液配方是霍格兰营养液。以营养液中氮、磷、钾的浓度为自变量，以营养液的EC 和pH 值为因变量，通过对营养液的EC值、pH 值、氮的浓度、磷的浓度、钾的浓度进行测定，并用SPSS 进行数据统计分析，并以此来分析氮的浓度、磷的浓度、钾的浓度分别对营养液EC和pH值的影响强度，从而来确定各元素对营养液EC和pH值的权重值和灵敏度，有利于更好的对营养液浓度的管理，对提高温室生产水平，提高水肥利用率具有重要的推动作用。

一、材料与方法

（一）试验材料。

试验所选取的黄瓜品种——京津优二号。

（二）霍格兰营养液。本次试验在安徽科技学院西区Venlo型智能玻璃温室中进行，用装有珍珠岩的A280型的栽培盆进行黄瓜培养，用不同浓度的霍格兰营养液浇灌[9]。

（三）测定项目和方法。

1.黄瓜栽培试验。选取籽粒相对饱满、大小比较均匀的种子为试验材料，以装有叶糠的穴盘为培养槽，将种子均匀放置其中[10]。将穴盘放置Venlo型玻璃温室中，定期浇灌自来水，保持叶糠湿润，观察种子萌发生长情况。待黄瓜幼苗生长出四片叶子时，开始进行黄瓜幼苗的移栽，将叶片大小、长势相同的黄瓜幼苗移栽入装有珍珠岩的土盆中，第一周使用自来水进行浇灌，观察黄瓜移栽后是否出现死亡或者病害，若出现较大面积的死亡或病害，则试验移栽失败。当黄瓜幼苗生长状况良好长势相同时，开始进行营养液的处理，试验设霍格兰营养液T1、T2、T3、T4、T5这5种浓度处理，每种浓度下黄瓜幼苗棵数为35棵。

2.营养液pH值的测定。先配制T1、T2、T3、T4、T5的营养液，T1：A桶、B桶各20毫升营养液，加水定容至10L。T2：A桶、B桶各40毫升营养液，加水定容至10L。依次类推，配制好溶液后，取适量的溶液于5个干净的烧杯中，分别贴上标签。然后将pH计电源开关插上，接着对pH计进行调节，当pH计调好后，开始对营养液进行测定。先用蒸馏水仔细冲洗电极，然后用干净的薄纸巾擦干净电极外壁的蒸馏水，接着将电极浸入装有T1营养液的烧杯中，搅拌，待读数稳定后记录下T1营养液的pH值。接着测定T2营养液的pH值，先用蒸馏水冲洗电极，再用干净的薄纸巾擦干净电极外壁的蒸馏水，然后按上述的方法测定T2的营养液的pH值。T3、T4、T5营养液也按上述方法测定，测定好后，分别记下读数。3.营养液EC值的测定。取适量的溶液于5个干净的烧杯中，分别贴上标签。然后将电导率仪电源开关插上，先用蒸馏水冲洗数次电导池，然后用干净的薄纸巾擦干净电导率仪外壁的蒸馏水，接着将电电导池浸入装有T1营养液的烧杯中，待读数稳定后记录下T1营养液的EC值。接着测定T2营养液的EC值，先用蒸馏水冲洗数次电导池，再用干净的薄纸巾擦干净电导率仪外壁的蒸馏水，然后按上述的方法测定T2的营养液的EC值，记下读数。T3、T4、T5营养液也按上述方法测定，测定好后，分别记下读数。

4.营养液N、P、K的测定。N:纳氏试剂光度法，P:钼锑抗分光光度法，K:火焰光度法。

二、结果与分析

（一）营养液元素浓度对EC值的影响。

表3.1 EC值与营养元素浓度的相关性

由表3.1相关性可以看出，以营养液中氮、磷、钾的浓度为自变量，以营养液EC值为因变量，所对应的Pearson相关系数为 0.754、0.610、0.966，显著系数分别为 0.000、0.001、0.000。由于氮、磷、钾的浓度显著系数都小于0.05，但Pearson 相关性分别为 0.754、0.610、0.966。由 SPSS 书中知0.754、0.610绝对值是大于0.5，小于0.8的，可以得出EC值与N 的浓度、P 的浓度之间显著相关。因为0.966 绝对值大于0.8，小于1，可以得出EC值与K的浓度之间高度相关。

表3.2 EC值与氮、磷、钾的浓度关系的模型系数a

表3.2 给出了非标准化系数、标准系数、T 统计量、显著性系数以及95%至信区间。由表可以得知，EC值与氮、磷、钾的浓度关系模型为y=0.009x1+0.052x2-0.173x3+0.777(y表示EC值、x1表示K的浓度、x2表示N的浓度、x3表示P的浓度。）由模型的构造以及表3.1相关性可以看出，EC值与氮、磷、钾的浓度呈线性相关。

1.N的浓度对EC值的影响。

表3.3 不同浓度的营养液氮的浓度与之相对应的EC值

由图 3.1 和表 3.3 知，当 N 的浓度由 1.620mg/l 增大到3.495mg/l时，随着N的浓度增大，EC值增大了0.28ms/cm，求得两点之间的斜率为0.149，当N的浓度由3.495mg/l增大到5.947mg/l时,EC值增大了0.97ms/cm，求得两点之间的斜率为0.396，当EC值增大了0.08ms/cm，求得两点之间的斜率为0.030，当N的浓度由8.591mg/l增大到12.582mg/l时，EC值增大了1.57ms/cm，求得两点之间的斜率为0.393。从图中可以看出随着N的浓度增大，EC值整体呈上升趋势,尤其当N的浓度由5.947mg/l增大到8.591mg/l时，EC值上升趋势最小。

氮元素对营养液EC值的灵敏度可以由EC值之间的差值与氮的浓度之间的差值的比值来表示，所以氮元素对营养液EC 值的灵敏度的值可以由图3.1 中5 个点两两之间斜率的平均值来表示，由上一段知这五个点两两之间的斜率分别为0.149、0.396、0.030、0.393，可以求得氮元素对营养液EC值的灵敏度值为0.242。由表3.1相关性知营养液EC值与氮的浓度之间的相关系数为0.754，可以得出氮元素对营养液EC值的权重值为0.3236。

2.P的浓度对EC值的影响。

表3.4 不同浓度的营养液磷的浓度与之相对应的EC值

由图 3.2 和表 3.4 知，当 P 的浓度由 1.351mg/l 增大到1.708mg/l时，EC值增大了0.27ms/cm，求得两点之间的斜率为0.756，当P的浓度由1.708mg/l增大到2.592mg/l时，EC值增大了1.04ms/cm，求得两点之间的斜率为1.176，当P 的浓度由2.592mg/l增大到3.155mg/l时，EC值增大了0.61ms/cm，求得两点之间的斜率为1.083，当P的浓度由3.155mg/l增大到3.982mg/l时，EC值增大了0.52ms/cm，求得两点之间的斜率为0.629。可以看出随着P的浓度增大，EC值整体呈上升趋势，尤其当P 的浓度由2.592mg/l 增大到3.155mg/l 时，EC值上升趋势最大。

磷元素对营养液EC值的灵敏度可以由EC值之间的差值与磷的浓度之间的差值的比值来表示，所以磷元素对营养液EC 值的灵敏度的值可以由图3.2 中5 个点两两之间斜率的平均值来表示。由上一段知这五个点两两之间的斜率分别为0.756、1.176、1.083、0.629。可以求得磷元素对营养液EC 值的灵敏度值为0.911。由表3.1 相关性知营养液EC 值与磷的浓度之间的相关系数为0.610，可以得出磷元素对营养液EC值的权重值为0.2618。

3.K的浓度对EC值的影响。

表3.5 不同浓度的营养液钾的浓度与之相对应的EC值

由图 3.3 和表 3.5 知，当 K 的浓度由 32.102mg/l 增大到64.661mg/时，随着 K 的浓度增大，EC 值增大了 0.27ms/cm，求得两点之间的斜率为0.0083，当K的浓度64.661mg/l增大到198.516mg/l时，随着K的浓度增大，EC值增大了1ms/cm，求得两点之间的斜率为0.0075，当K的浓度由198.516mg/l增大到263.634mg/l时，EC值增大了0.61ms/cm，求得两点之间的斜率为0.0094，当K 的浓度由263.634mg/l 增大到325.135mg/l时，EC值增大了0.56ms/cm，求得两点之间的斜率为0.0091。可以看出随着K 的浓度增大，EC 值整体呈上升趋，尤其当K的浓度由64.661mg/l增大到198.516mg/l时，EC值上升趋最大。

钾元素对营养液EC值的灵敏度可以由EC值之间的差值与钾的浓度之间的差值的比值来表示，所以钾元素对营养液EC 值的灵敏度的值可以由图3.3 中5 个点两两之间斜率的平均值来表示。由上一段知这五个点两两之间的斜率分别为0.0083、0.0075、0.0094、0.0091。可以求得钾元素对营养液EC值的灵敏度值为0.0086。由表3.1相关性知营养液EC值与钾的浓度之间的相关系数为0.966，可以得出钾元素对营养液EC值的权重值为0.4146。

（二）营养液元素浓度对pH值的影响。

表3.6 PH值与营养浓度的相关性

由表3.6相关性可以看出，以营养液中氮、磷、钾的浓度为自变量，以营养液pH值为因变量，所对应的Pearson相关系数为-0.609、-0.500、-0.840，显著系数分别为0.001、0.005、0.000。由于 氮、磷、钾的浓度显著系数都小于0.05，但Pearson 相关性分别为-0.609、-0.500、-0.840。-0.609、-0.840的绝对值是大于 0.5，小于 0.8 的，可以得出 EC 值与 N 的浓度、K 的浓度之间显著相关。因为-0.500的绝对值小于等于0.5，大于0.3，可以得出pH值与P的浓度之间低度相关相关。

表3.7 PH值与氮、磷、钾的浓度关系的模型系数a

表3.7 给出了非标准化系数、标准系数、T 统计量、显著性系数以及95%至信区间。由表可以得知，pH值与氮、磷、钾的浓度关系模型y=-0.003x1-0.009x2+0.059x3+7.930(y表示EC值、x1表示K的浓度、x2表示N的浓度、x3表示P的浓度。）由模型的构造以及表3.6相关性可以看出，pH值与氮、磷、钾的浓度呈线性相关。

1.N的浓度对pH值的影响。

表3.8 不同浓度的营养液氮的浓度与之相对应的pH值

由图 3.4 和表 3.8 知，当 N 的浓度由 0.370mg/l 增大到0.563mg/l 时，pH 值减小了0.22，求得两点之间的斜率为-1.140，当N的浓度由0.563mg/l增大到3.111mg/l时，pH值减小了0.42，求得两点之间的斜率为-0.165，当N 的浓度由3.111mg/l 增大到 5.995mg/l 时，pH 值减小了 0.17，求得两点之间的斜率为-0.059，当N 的浓度由5.995mg/l 增大到9.361mg/l 时，pH 值减小了0.12，求得两点之间的斜率为-0.036，可以看出随着N 的浓度增大，可以看出pH 值整体呈下降趋势,尤其N的浓度由5.995mg/l增大到9.361mg/l时，pH值下降趋势最小。

氮元素对营养液pH值的灵敏度可以由pH值之间的差值与氮的浓度之间的差值的比值来表示，所以氮元素对营养液pH 值的灵敏度的值可以由图3.4 中5 个点两两之间斜率的平均值来表示，由上一段知这五个点两两之间的斜率分别为-1.140、-0.165、-0.059、-0.036，可以求得氮元素对营养液pH值的灵敏度值为-0.350。氮元素对营养液pH的灵敏度的值为负值是因为pH值随着营养液的浓度增大而减小，所以氮元素对营养液pH值的灵敏度值为负值。由表3.6相关性知营养液pH值与氮的浓度之间的相关系数为-0.609,可以得出氮元素对营养液pH值的权重值为0.3125。

2.P的浓度对pH值的影响。

表3.9 不同浓度的营养液磷的浓度与之相对应pH的值

由图 3.5 和表 3.9 知，当 P 的浓度由 1.276mg/l 增大到1.765mg/l时，pH值减小了0.3，可以求得两点之间的斜率为-0.613，当 P 的浓度由 1.765mg/l 变化到 2.798mg/l 时,pH 值减小了0.34,可以求得两点之间的斜率为-0.329，当P的浓度由2.798mg/l增大到3.287mg/l时，pH值减小了0.2，可以求得两点之间的斜率为-0.409，当P 的浓度由3.287mg/l 增大到3.776mg/l 时，pH 值减小了0.09，求得两点之间的斜率为-0.184，随着磷的浓度增大，可以看出pH值整体呈下降趋势，尤其当P的浓度由3.287mg/l增大到3.776mg/l时，pH值下降趋势最小。

磷元素对营养液pH值的灵敏度可以由pH值之间的差值与磷的浓度之间的差值的比值来表示，所以磷元素对营养液pH 值的灵敏度的值可以由图3.5 中5 个点两两之间斜率的平均值来表示，由上一段知这五个点两两之间的斜率分别为-0.613、-0.329、-0.409、-0.184，可以求得磷元素对营养液pH值的灵敏度值为-0.384。磷元素对营养液pH的灵敏度的值为负值是因为pH值随着营养液的浓度增大而减小，所以磷元素对营养液pH值的灵敏度值为负值。由表3.6相关性知营养液pH值与磷的浓度之间的相关系数为-0.500,可以得出磷元素对营养液pH值的权重值为0.2565。

3.K的浓度对pH值的影响。

表3.10 不同浓度的营养液钾的浓度与之相对应的pH值

由图 3.6 和表 3.10 知，当 K 的浓度由 24.867mg/l 增大到50.191mg/l时，pH 值减小了0.11，可以求得两点之间的斜率为-0.0043。当P的浓度由50.191mg/l增大到147.868mg/l时,pH值减小了0.39，可以求得两点之间的斜率为-0.0040，随着K 的浓度增大，可以看出pH 值下降趋势。当K 的浓度由147.868mg/l 增大到 220.222mg/l 时，pH 值减小了 0.09，可以求得两点之间的斜率为-0.0012，当K 的浓度由220.222mg/l增大到270.869mg/l时，pH值减小了0.15，求得两点之间的斜率为-0.0030，可以看出随着K的浓度增大，pH值整体呈下降趋势,尤其当K的浓度由147.868mg/l增大到220.222mg/l时，pH值下降趋势最小。

钾元素对营养液pH值的灵敏度可以由pH值之间的差值与钾的浓度之间的差值的比值来表示，所以钾元素对营养液pH 值的灵敏度的值可以由图3.6 中5 个点两两之间斜率的平均值来表示，由上一段知这五个点两两之间的斜率分别为-0.0043、-0.0040、-0.0012、-0.0030，可以求得钾元素对营养液pH值的灵敏度值为-0.0032。钾元素对营养液pH的灵敏度的值为负值是因为pH值随着营养液的浓度增大而减小，所以钾元素对营养液pH值的灵敏度值为负值。由表3.6相关性知营养液EC值与钾的浓度之间的相关系数为-0.840，可以得出钾元素对营养液pH值的权重值为0.4310。

三、讨论

本次试验在安徽科技学院西区Venlo型智能玻璃温室中进行,所用的营养液配方是霍格兰营养液，整个试验过程中可能存在下列相关问题：未能充分考虑到温度对EC值和pH值的影响。

四、结论

通过实验对营养液氮的浓度、磷的浓度、钾的浓度、EC值、pH 值进行出测定，采用SPSS 对这些数据进行线性回归分析，由表3.1营养液EC值与氮、磷、钾浓度的相关性可以看出EC值与氮的浓度、磷的浓度是显著相关的，与钾的浓度是高度相关的，可以得出氮元素、磷元素、钾元素对营养液EC值的权重值分别为0.3236、0.2618、0.4146。由氮、磷、钾三者对营养液EC的权重值可以看出氮、磷、钾对营养液EC值的影响分别占32.36%、26.18%、41.46%。由表3.6营养液pH值与N、P、K浓度的相关性可以看出pH值与氮的浓度、钾的浓度是显著相关的，与磷的浓度是低度相关的,可以得出氮元素、磷元素、钾元素对营养液pH 值的权重值分别为0.3125、0.2565、0.4310。由氮、磷、钾三者对营养液pH值的权重值可以看出氮、磷、钾对营养液pH 值的影响分别占31.25%、25.65%、43.10%。