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无土栽培新装置

 沐川的图书馆 2013-09-21
无土栽培新装置根区环境温、湿度及设施内陆表湿度变化

 卜崇兴1,2  李式军3 

 (1上海交通大学农业与生物技术学院,上海201101;2上海市设施园艺技术重点实验室孙桥实验室,上海201203; 3南京农业大学,南京210095)

     南方厚皮甜瓜栽培的最大威胁是蔓枯病,该病常由设施内高湿,尤其是基质表面和地表的高湿所诱发。据观察,若西域1号甜瓜根颈处潮湿,在遇到3~5个阴雨天时即可发生蔓枯病。因此,降低设施内湿度,保证基质表面,尤其是根颈处干燥是栽培甜瓜成功的关键,也是甜瓜管理的中心工作⑴。

  无土栽培装置如图1所示,主要由图1B外桶(1)和图lC礼帽状带孔眼的网芯(C)组成,网芯盘(3)将外桶分成上下两部分(图1A、C),下部有营养液层(8)和气室(4)、上部及网芯筒(2)内填充栽培基质(5)、在网芯盘(3)上镶有通气管(6),在外桶最下边的相对两侧设有进液口(7)和有高低不同的三个出液口(9)(图1A),可以用来调节装置中储存营养液的量。该装置开发的目的之一是满足甜瓜根系对高氧的需求。而该目的的实现是由装置的结构加以保证的。小苗时,根系从基质中吸收水分、氧气和养分,随着苗的生长,根系穿过基质层进入下部气室和营养液层,从营养液层中吸收水分、养分,暴露在气室里的根系可以吸收到充足的氧气。栽培试验表明甜瓜根系的确能穿过装置基质层到达下部气室,并且随植株的生长,根系越来越多,最后形成强大的根垫。然而,在试验和生产中发现,有的装置内根系多而洁白,有些装置的根系发暗或黄褐,根量少,且有枯死的根系。据此推测,根系生长不正常者可能与气室内温、湿度尤其是湿度不足有关。因此,探明装置气室内温湿度的变化可以更有效的发挥装置的使用效果,从而为合理正确使用新装置提供依据。本文报道该项研究结果。

1材料与方法

  选取要测定的无土栽培装置(图1),使它们所处的条件(即所受光照、温室钢件或植株茎叶的遮挡等:尽可能一致。在每个无土栽培装置气室中间靠上部位打一直径跟手持温湿度计探头一样粗的测孔,测定时将探头插进测孔,稳定后读数,测毕即加盖软木塞;分别用经过发酵的苇末和河沙作栽培基质,一部分装置用黑油漆将外壁全部涂成黑色(简称黑装置),另一部分用单层无纺布将装置壁围起来(简称无纺布装置),不作处理的称白色装置。装入苇末或河沙后分别称为苇白、苇黑和沙白、沙黑。

    在甜瓜植株长到6~8叶期及18~20叶期分别选择一个晴好天气测定不同处理24h中装置气室内的空气相对湿度和温度、白色装置的基质温度以及温室内温湿度的变化。

    选一个晴天,每2h测定营养液循环使用的装置栽培法和常规有机生态型无土栽培法温室内陆表30cm高度空气相对湿度的变化。

2结果与分析

2.1苗期无土栽培装置气室内温度和湿度的日变化

    表1表明,在苗期不同装置气室内温度在白天有光照时基本与室内气温发生同步变化,由于黑装置和无纺布装置外面为黑色,有强烈的吸光吸热作用,故这两种装置的温度在最高时比白色装置的温度高出2.5℃。另外,由于无纺布有保温作用,其气室的温度存在滞后现象;在晚上气室内温度受温室内气温和基质温度的双重影响,趋向于中间温度,即低于基质温度而高于气温。

    当气室内温度受光照影响快速升高时,相对湿度开始降低,从表中可以看出,几种装置内相对湿度的下降幅度比较小,都不低于90%。由于气室内底部存有一层营养液,且沿装置内壁周围裹着一圈无纺布,无纺布有类似灯芯作用,通过毛细管作用可以将下部营养液不断往上吸收补充蒸散掉的或被根系吸收的水分,使气室湿度的变幅维持在很小的范围内。

2.2旺盛生长期无土栽培装置气室内温度和相对湿度的变化

    图2表明,到旺盛生长期,由于甜瓜茂盛的茎叶已封行,光照对无土栽培装置内温、湿度的直接作用减小。这时室内气温成为气室内的温、湿度的主要影响因素。在白天室内气温升高时,气室内湿度缓慢下降,气温最高时,相对湿度降到最低,沙基质白色装置最低降到86%,苇末基质白色装置降到89.4%,不过黑装置的最低湿度没有低于91%。当室内气温开始下降时,相对湿度开始上升,大约到17:00时,相对湿度升到95%以上,并继续升高到100%后直到次日温度再次升高时又开始下降。

2.3无土栽培装置栽培时地表空气相对湿度的变化

    图3可看出,营养液循环使用的装置栽培法和常规有机生态型无土栽培法室内陆表空气相对湿度1c内的变化趋势基本一致,但装置栽培法的相对湿度要比有机生态型无土栽培法明显低,按每2h的测定伯计算平均值,装置法为73%,而对照为83%。装置栽培法对降低温室近地表湿度效果十分明显。

3讨论

  由于无土栽培装置是放在设施内的地表面,高出地面30cm,无土栽培装置内的环境条件(包括基质和气室的温度和气室的相对湿度)比土壤或埋在土壤中的无土栽培装置更容易受室内光照和气温的影响。尤其担心气室的相对湿度受温度和光照的剧烈变化而大幅度变化,从而影响装置内根系的正常生长,甚至由于过低的相对湿度而引起根系的枯死。从本试验的结果看,相对湿度低于94%的时间不超过3h.低于96%的时间不超过5h,低于100%的时间不超过5h。究竟不低于多少相对湿度和不超过多长时间不会对根系造成伤害?目前还未见到过有关报道。曾将两个无土栽培装置内的存液放掉,装置放在光下观察植株地上部及根系的反应,当底部的存液吸完后45min,根毛已开始干枯死亡,较粗根系开始变褐,此时地上部还无不正常表现。第65min除靠近基质的粗根外,其余细根系干枯死亡,地上部叶片有轻微萎蔫,到115min后,植株出现比较严重萎蔫。这说明空间根系受残存营养液的影响很大,要始终保持底部有一层营养液才能保证根系的正常生长。

    在封行前,气室温度变化比较大,不过此期苗小,据观察进入气室的根系比较少,气室温度变化对整体根系的影响不大;中后期温度变化幅度小,并且在适温范围内,对根系影响也不大。

参考文献   

[1]卜崇兴,李式军.NAU-GI型厚皮甜瓜无土栽培新系统的应用效果.厦门大学学报,2001,40(增):203~207

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