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本研究针对深水培方式(DeepFlowingTechnique,DFT)中普遍存在的根际缺氧问题,设计了四种结构特点不同的DFT系统——浮板法(FloatingSystem,FS)、支撑浮板法(SupportingFloatingSystem,SFS)、动态液位法(DynamicSolutionSurface,DSS)和循环浮板法(CirculatingFloatingSystem,CFS),以生菜为试验对象,进行周年生产试验,研究了不同DFT系统对生菜根际环境及生菜生长、产量和品质的影响,结果表明:
四种处理的营养液温度没有差异,但生菜根际氧环境差异显著,CFS处理的营养液溶解氧含量最高,DSS次之,FS的营养液溶解氧含量最低。不同的根际氧环境进而影响到作物根系对养分的吸收,主要表现为:CFS的营养液EC值降低最快,pH值升高最快;DSS次之,FS处理的营养液EC和pH值变化最慢。这进一步说明良好的根际通气环境可以促进作物根系对养分的吸收。
不同的根际氧环境直接影响根系的生长。根际通气性良好的CFS处理中,生菜根系细长,植株开展度明显大于其它三个处理的植株开展度,而低氧处理的FS中生菜根系短粗,且发生褐变现象,在夏季高温环境下,根系因缺氧严重腐烂,且植株开展度明显小于其他三个处理的植株开展度。在SFS和DSS中作物根系生长正常。但四个处理的生菜根体积没有差异,干鲜重也没有一致的变化规律。各处理的生菜叶片数没有显著差异。
四个处理的生菜产量在不同季节表现出不同的变化趋势。春季的环境条件适宜生菜生长,适当增加营养液溶氧量可促进生菜产量积累。CFS处理的生菜地上部鲜重最大,FS的最小,但各处理之间没有差异。夏季气、液温度较高,对生菜生长已经造成高温胁迫,此时根际缺氧会严重抑制生菜生长,最终导致产量严重偏低。FS处理的生菜地上部鲜重显著低于其他三个处理的鲜重。秋冬季节环境温度较低,只能保证生菜正常生长,根际溶氧量已不是影响生菜生长的重要因素,增加营养液溶氧量并不能起到增产的效果。
在不同季节,四个处理的生菜Vc,硝酸盐,亚硝酸盐和叶绿素等品质指标有不同的变化趋势,从整体结果看,各指标随季节变化明显。春季Vc含量最高,硝酸盐含量最低,夏季Vc含量最低,但硝酸盐含量最高。亚硝酸盐含量是夏季最低,秋冬季节偏高,但都没超过国家农产品卫生安全的标准范围。四个处理的生菜含水率没有差异,而叶绿素含量都是支撑浮板法处理的最高。
综合比较试验结果,支撑浮板法是一种较理想的DFT系统,可以经济有效地解决DFT方式中存在的缺氧问题,在实际生产中有一定的发展潜力。