番茄气雾栽培营养液配方的筛选_王彩虹.pdf

2023年第22卷 第2期产业与科技论坛2023（22）2Industrial&Science Tribune【参考文献】1 叶鸿达，黄山，涂海燕 基于改进 Bi RRT*算法的移动机器人路径规划 J 电光与控制，2022，30(5):181 185 2 郑维，张涛，王洪斌，田亚静，王洪瑞 分级随机采样弱随机 RRT 算法及在移动机器人运动规划中的应用 J 计量学报，2021，9:1172 1181 3 钟灿灿，陈万米 移动机器人的混合式路径规划算法研究 J 自动化仪表，2021，9:61 66 4 余腾伟，刘昌力 动态环境下的移动机器人避障策略研究 J 重庆交通大学学报(自然科学版)，2021，9:131 136 5 刘祎，刘萍，李守军 基于激光雷达的移动机器人导航三维地图实时重建方法 J 激光杂志，2021，7:90 94番茄气雾栽培营养液配方的筛选王彩虹刘锋赵东鑫【内容摘要】以研丰二号番茄品种为试验材料，在学校实验室进行气雾栽培试验，以 Hoagland s 配方为基础母液(1.0C)，分别设置 6 组不同浓度的处理(1/6C、1/5C、1/4C、1/3C、1/2C 和 C)对番茄进行处理，研究不同营养元素浓度对番茄生长的影响，得出番茄生长过程中，使用 0.001 0.0025mol/L 硝酸钙、0.0008 0.00125mol/L 磷酸二氢钾、0.001 0.0015mol/L 硫酸钾、0.0007 0.001mol/L 硫酸镁的营养液来处理番茄，对番茄植株生长促进作用明显。【关键词】番茄;营养液浓度;气雾栽培【基金项目】本文为课题项目“植物工厂气雾栽培自动控制系统及营养液优化的应用研究”(编号:巴财预追 2020 175)成果。【作者简介】王彩虹(1983)，女，河套学院副教授，硕士;研究方向:应用化学、设施农业、盐碱地改良刘锋，巴彦淖尔市瑞安网络安全有限公司;赵东鑫，河套学院气雾栽培作为一种无土栽培的新技术1，有广阔的发展前景。气雾栽培适宜在耕地不足、水资源匮乏的环境中种植。气雾栽培法中植株的根部全部悬于半封闭的箱体或者槽中，植株所需营养以及水分等均经雾化后，间隔性地喷到植株根部，且植株的根部可以充分地接触氧气，可以自由伸展，可有效地解决供氧，供水等一系列问题。而且气雾栽培占用空间相对较小，产量较土壤栽培和水培要高很多，气雾栽培的发展也与未来的农业发展方向相符。无土栽培有基质栽培、水栽培和气雾栽培2。目前在国内基质培较为成熟，在栽培模式的不断发展中，国外已经开始研究气雾培，气雾培的优势也逐渐显现，气雾栽培法将营养液通过雾化头雾化后直接作用于植物根系部分。气雾培中，植株的根较土壤栽培舒展较为自由，且所需营养供应与土培相比更加充足3，同时气雾栽培很好地解决了水培存在的问题，如基质培中烂根的现象。气雾栽培不依赖于土壤，且不会造成土壤污染，营养液及水分的利用率与其它栽培方式相比较高。故本实验对番茄气雾栽培营养液进行研究，比较不同浓度营养液对番茄生长情况的影响。一、材料和方法(一)实验材料。试验番茄品种为“研丰二号”，种子从市面农药种子公司购买。(二)试验方法。本实验于 2021 年 3 月 6 月在河套学院实验室进行，实验期间白天温度 21 28，夜间温度10 16。番茄种子消毒后，播种于蛭石/珍珠岩比为 1 2的育苗盘中，清水浇灌待幼苗第 1 片真叶平展时(3 周)挑选长势均匀的幼苗移至气雾栽培容器中。实验以 Hoagland s营养液为参考，结合当地农技师常年的施肥经验，设定了研丰二号番茄气雾栽培主要养分营养液基础配方(如表 1 所示)，其微量元素固定量4。以基础配方为母液，分别设置 6组不同浓度的处理，分别为 1/6C、1/5C、1/4C、1/3C、1/2C 和C，重复 3 次。营养液由超声波气雾头供给，供给时间由定时开关控制，移入雾化栽培容器中后，番茄在第 5 个叶长出前每隔50min 雾化 10min 营养液，从第 5 个叶长出后每隔 40min 雾化 20min 营养液，雾化头雾化量为 8.3mL/min。每隔 5d 将营养液 pH 值调节至 6.7 左右，每 7d 使用游标卡尺测量株高增长量、根须长度增长量、茎粗，每 10d 使用叶绿素仪对番茄叶片进行叶绿素含量的测定，在植株生长 30d 后测量可溶性糖、类胡萝卜素等生长指标。(所有试剂均采用分析纯)表 1基础母液成分及配比盐类浓度(molL1)(NH4)2HPO40.0025K2SO40.003MgSO47H2O0.002Ca(NO3)24H2O0.005(三)测定指标及方法。1 植株生长势。待番茄移入气雾栽培容器后每隔 7d 在74产业与科技论坛2023年第22卷 第2期Industrial&Science Tribune2023（22）2各组别中随机选取植株测量株高增长量、根须长度增长量及茎粗;每 10d 使用叶绿素仪测量叶片中叶绿素含量。2 硝酸盐的测定。本实验采取水杨酸法测定硝酸盐的含量5。番茄的叶片用剪刀剪碎后称取1.0g 样品移入50mL试管中，再加入 10mL 蒸馏水，使用橡胶塞或棉花封口，在沸水浴中放置 30min 后取出，待冷却后再过滤到 25mL 的容量瓶中。吸取 0.1mL 样液于试管中，再用移液管移入 5%水杨酸一硫酸溶液 0.4mL，混匀后置于室温 30min，再缓慢加入8%的 NaOH 溶液 9.5mL，待其完全冷却后，使用可见光分光光度计，在波长 410nm 下测定其吸光度6。3 类胡萝卜素的测定。选取几片番茄中层长势均匀的叶片，剪碎后称取 0.2g，放入研钵内，再加入适量的碳酸钙粉、石英砂、约 3mL 浓度为 95%乙醇，待溶液呈匀浆后移入10mL 浓度为 95%的乙醇，继续研磨直至观察到溶液中组织的颜色呈白色后放置 5min7。过滤，再用浓度为 95%的乙醇定容到 25mL 棕色容量瓶内。以 95%的乙醇为参比，使用可见光分光光度计，分别在 470nm 波长下、646nm 波长下和663nm 波长下测定其吸光度。4 可溶性糖含量测定。采用葸酮比色法测定。筛选几片长势良好的番茄叶片剪碎，称取 0.3g 放入 50mL 试管中，并添加 10mL 蒸馏水，使用橡胶塞或棉花将试管封口，在沸水浴中放置 30min 后取出，待稍冷却后过滤，移入 25mL 的容量瓶中，并定容7。移取 0.5mL 提取液到 20mL 的试管中，分别移取去离子水 1.5mL，0.5mL 蒽酮 乙酸乙酯，5mL 浓硫酸，震荡试管使其沉淀消失后将其置入沸水浴中约 1min。试管取出后自然冷却，空白为参比，使用可见光分光光度计，在波长 630nm 下测定吸光度。5 叶片的消煮。称取经粉碎后烘干至恒重的番茄叶片(含茎)约 0.5g，将其放置于 50mL 开氏瓶内，加入 6mL 浓H2SO4，在凯氏瓶口处设置弯颈漏斗，15h 后将开氏瓶放到消化炉上消煮，当凯氏瓶中出现白烟后将温度升至 330 持续加热，直至瓶内溶液呈均匀棕黑或黑色时，将其从消化炉上取下，稍冷后，逐滴地加入 30%H2O2溶液约 10 滴，期间持续振荡开氏瓶，将凯氏瓶放到消化炉上再加热至沸腾 15min，待取下稍冷却后，用胶头滴管再次加入 10 滴 30%的 H2O2溶液，振荡后再次进行消煮，此步骤重复约 5 次，直至凯氏瓶中的消煮液颜色清亮后，为除尽过量的 H2O2需再次在消化炉上加热约 15min。将凯氏瓶取下待冷却后，多次用去离子水冲洗消煮液并准确定容至 100mL 容量瓶内，放置待溶液清澈后以供测定磷、钾。消煮同时需做空白实验，试剂用量及消煮方法与待测液的测定均一致，以校正试剂误差。6 全磷的测定。准确称取 5g 钼酸铵消融于 80mL 去离子水中不断搅拌直至完全消融。再称0.25g 偏钒酸铵并消融于 60mL 沸水中，搅拌至完全溶解。待冷却后缓慢倒入 50mL的浓硝酸，待其再次冷却至室温时慢慢倒入钼酸铵溶液并不断搅拌，再用去离子水将溶液定容至 200mL。移取 10mL 待测液到 50mL 容量瓶内，滴加 3 滴二硝基酚溶液后移取适量6molL1氢氧化钠溶液向容量瓶中逐滴滴加直至溶液呈现黄色之后，再加入 10mL 的钒钼酸铵显色剂，用蒸馏水定容。放置 15min 后使用可见光分光光度计，在波长 450nm 下测其吸光度。7 全钾的测定。番茄叶片处理方法同 2.8 测定磷时一致，使用 H2SO4 H2O2消煮法处理，称取分析纯氯化钾1.9067g(烘干至恒重)，用蒸馏水消融至全部溶解后定容至1,000mL 的容量瓶中，即为 lmg/mL 钾标准贮备溶液8，以此制作标准曲线。移取澄清后的待测液 10mL，用蒸馏水定容至 50mL 容量瓶中，用火焰光度计测定。二、结果与分析(一)不同浓度营养液对番茄生长的影响。1 对番茄株高的影响。在 6 个组别中随机选取植株通过游标卡尺测量各浓度处理下的番茄株高变化量，如图 1所示。图 1不同浓度营养液对番茄株高增长量的影响通过图 1 可知，在 6 个处理中的番茄植株中，C/2、C/3 在生长初期与原浓度 C 处理下增长量相近，但在 28d 后 C/2、C/3植株株高增长量最高且明显高于其他浓度处理的植株。其高度为 14cm、15cm 故而在 6 个不同浓度中 C/2、C/3 对番茄植株株高增长的促进作用最大。2 对番茄植株茎粗、根须长度、叶片数的影响。在 6 个组别中随机选取植株通过使用游标卡尺，卷尺测量各组别番茄植株茎粗、根须长度增长量。(30d 总增长量，不含叶片数。)表 2不同浓度营养液处理下对茎粗、根须长度及叶片的影响处理茎粗(增长量)/mm须长(增长量)/cm叶片数C2.1839.545C/23.1341.244C/33.5041.846C/41.8541.044C/52.1238.443C/61.8437.543通过表 2 数据可知，在不同浓度营养液的处理下，浓度C/2、C/3 茎 粗 增 长 量 相 近，且 高 于 其 它 组 别，其 值 为3.13mm、3.50mm。C 与 C/4 的增长量相近。根系长度增长量 C/2、C/3、C/4 最高且相近，其值为 41.2mm、41.8mm、41.0mm。各浓度处理组别叶片数相近。故而 C/2、C/3 两浓度处理对植株茎粗增长效果最好。图 2不同浓度营养液对不同时期番茄叶片叶绿素含量的影响842023年第22卷 第2期产业与科技论坛2023（22）2Industrial&Science Tribune3 对番茄叶片中叶绿素的影响。在 6 个组别中随机选取番茄植株，使用叶绿素测定仪测量各组别番茄植株叶片中叶绿素的含量，如图 2 所示。由图 2 可知，在生长前期 C/3、C/2 叶绿素含量最高，其值为 29.6。其它浓度组别含量较低且相差较少，且全部组别在栽种10d 与栽种20d 时叶绿素含量相差较大。后期 C/2 和C/3 浓度组别叶绿素含量最高，其值为 35.0、31.2。(二)对番茄叶片中硝酸盐含量的影响。通过水杨酸法对 6 组不同浓度营养液处理下的番茄植株进行硝酸盐含量的测定，如图 3 所示。图 3不同浓度营养液处理下各组别硝酸盐含量图 3 显示在不同浓度营养液处理下，C/2 与 C/3 硝酸盐的含量最高，其值为 218ugg1FW、187ugg1FW。C与 C/4、C/6 硝酸盐含量相近。由此可知，在 6 个不同处理下番茄植株在 C/2 与 C/3 浓度下，对硝态氮的吸收量最高。(三)对番茄叶片中类胡萝卜素的影响。通过分光光度计测 6 个组别番茄植株待测液的吸光度，如图 4 所示。图 4各浓度营养液处理下植株胡萝卜素的含量如图 4 所示，在波长分别为 470nm、646nm、663nm 时，C、C/4 及 C/3 浓度下的番茄植株中类胡萝卜素含量最高，在470nm 波长下其值为 7.62ug g1FW、7.40ug g1FW、7.20ug g1FW;在 646nm 下 其 值 为 3.13ug g1FW、3.20ugg1FW、2.89ug g1FW;在 663nm 下 其 值 为7.96ugg1FW、7.20ugg1FW、7.03ugg1FW。(四)对番茄叶片中可溶性糖含量的影响。使用可见光分光光度计测定 6 组待测液测的吸光度，如图 5 所示。由图 5 可知，在不同浓度营养液处理下，C、C/3 的可溶性糖含量最高，且与 C/2 差异不大。(五)对番茄叶片中全磷全钾的影响。通过使用可见光分光光度计对待测液检测磷含量;使用火焰光度计检测待测液钾含量，如图 6 所示。从图6 可以得出，不同浓度营养液处理下，C/3、C/4 浓度下植株的含磷量最高，且与 C/2 差异较小。而 C、C/3 浓度下植株的含钾量最高，其值为 33.6gkg1、30.1gkg1，与C/2差异较小。图 5不同浓度营养液对各植株可溶性糖含量的影响图 6不同浓度营养液对各植株磷与钾的影响三、结语本实验以番茄为实验对象，研究其气雾栽培下不同营养液对番茄生长量、茎粗与叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖的影响，通过实验得出如下结论:在 6 组不同浓度营养液处理下，番茄的幼苗在 28d 后C/3及 C/2 生长速度最显著，且 C/3 与C/2 浓度下，茎粗与叶绿素含量均有相似的特点。6 组不同浓度营养液处理中，C/2 与 C/3 浓度下硝酸盐含量与其它浓度处理的植株相比明显较高;在类胡萝卜素含量中，C、C/3、C/4 浓度处理下的含量最高;C、C/3 浓度处理下可溶性糖含量略高于 C/2、C/6 浓度的处理;C/2、C/3、C/4 浓度处理下全磷的含量较高，其值为 4.92gkg1、5.96gkg1、5.12gkg1。C、C/2、C/3 浓度处理下全钾的含量较 C/5、C/6 浓度处理下含量差异较大。综上所述在 6 组不同浓度营养液处理下的番茄，处理浓度介于 C/2 与 C/3 各项指标最佳。【参考文献】1 丁文雅 高产优质生菜气雾栽培系统中营养液调控技术的研究 J 浙江大学，2012 2 曹晨星 阳台叶菜类蔬菜潮汐式灌溉技术研究 D 河北工程大学，2018 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 4 陈乐涵 基于拉萨水质的不同营养液配方对生菜生长的影响 J 西藏科技，2020，8:5 8 5 袁丽红 不同施氮水平对几种水培叶菜硝酸盐累积影响的研究 D 新疆农业大学，2008 6 梁凤玲 矮箕青菜贮期品质变化规律及保鲜技术研究 D 合肥工业大学，2012 7蔡国军，张广衷，张宝琳，等 氮、磷、钾对枸杞果实糖类、胡萝卜素含量的影响 J 西南农业学报，2013，1 8 何琳华，王虎琴，曹红娣 植物中全钾含量测定方法改进初探 J 上海农业科技，2014，4:3594