低碳、高效植物盆栽新技术研究

吴同斌,李青峰,李宏告,李丽辉,吴 睿

(湖南省原子能农业应用研究所,长沙 410125)

随着社会的发展与进步,人民生活水平、文化程度、环保意识的不断提高,作为观赏型和食用型的盆栽植物已逐步进入到每一个家庭、每一个公共场所和办公区域,其产业发展之快,市场之广是不言而喻的。盆栽植物主要是指盆栽花卉和盆栽果蔬,以往通常所采用的栽培方式,其栽培容器(盆钵),主要以盆钵底部开排水口(简称底孔盆钵)。栽培基质以土壤为主,无土配方基质为补充的传统栽培方式。此栽培方式其历史之悠久,观念之牢固,以致很少有人关注到底孔盆钵栽培植物,水、肥流失严重,造成成本高、产量低、环境受污染等问题。栽培基质(土壤)容重大、搬运难、换盆难、劳动强度大、室内摆放不安全、不卫生,管理上松土、除草、灭菌繁琐等弊端,以致造成搬运成本、劳动成本大。

建设资源节约型、环境友好型社会是国家的大政方针,低碳农业是当今农业产业化发展的重要前提,节能、环保、高效是各行业发展的共同目标,更是低碳农业发展中所寻求的宗旨。本研究为寻求解决上述列举的盆栽植物传统栽培方式中所存在的问题与弊端,通过采用依据黄金分割原理研制的一种专利栽培容器——改传统栽培容器(盆钵)的底部开排水口为从盆钵壁由上至下按0.618比0.382黄金分割比例为分割线,对通开排水口(简称腰孔盆钵)和以珍珠岩为主要成份的无土配方基质,进行了多种类植物(花卉和果蔬)的盆栽试验研究,结果表明,采用新技术栽培方式,达到了本研究项目的设计要求和研究目的,为盆栽植物产业提供了一种节能减排、高产优质的栽培方式,对节约资源、除低成本、提高品质和扩大产业化开发具有极其重要的意义。

1 新技术栽培方式的节水、保水动态研究

试验按每盆330 g珍珠岩基质加自来水1 670 g的比例进行搅拌湿润后装盆,每盆装湿润基质 2 000 g。设3个处理:A.2 000 g湿润基质;B.2 000 g湿润基质加自来水500g;C.2 000 g湿润基质加自来水1 000 g。

供试盆钵规格:总容积率为 4 000 mL,腰孔盆钵(腰孔以下)贮蓄库容积率为 1 300 mL,以相同规格的底孔盆钵为对照。每盆钵处理各设3次重复,分别于试验布置后第 2天、第 8天、第 13天、第 20天称量测定每盆水分重量,观测两种盆钵节水、保水动态。

结果表明,腰孔盆钵节水、保水效果明显(表1),20 d内三个处理腰孔盆钵较底孔盆钵平均节水率为22.6%。从A,B,C3个处理节水动态看,盆钵内浇灌水量增加,节水率越高(图1)。在20 d内观测,A处理节水率随着时间推移,节水率逐渐下降,而B和C处理则逐渐提高。说明腰孔盆钵内一次浇水量只要不超过腰孔盆“贮蓄库”贮水容量,其贮蓄库的贮水可以贮存 20 d以上,继续提供植物生长所需要的水分。

从图2不同处理间底孔盆钵贮水动态分析,从第14 d开始3个处理贮水量趋于平衡,说明底孔盆钵1次浇灌水超过基质持水保和度都是一种浪费,无论 1次浇多少水,到第14 d左右均需要补充水分。从表1中数据表明,底孔盆钵主要是第 1 d的水分流失严重,A处理的水损耗流失200 g,占11.4%,B处理损耗流失310 g,占 14.3%,C处理损耗流失 630 g,占 23.6%,而腰孔盆钵各处理的水分损耗仅为 50～60 g,属于正常消耗水平,没有造成水的流失浪费。

表1 两种盆钵保水、节水动态

2 新技术栽培方式节肥、保肥动态研究

试验按每盆 350 g珍珠岩基质施 70 g商品有机肥,用自来水湿润拌匀后装盆,测定其基质 EC浓度为0.83×103μ s/cm。底孔盆钵和腰孔盆钵各装6盆,其中3盆放置于室内,3盆放置于室外,采用 DPS-11A电导率仪每隔1周取一次样测定EC浓度动态变化,每次取样后每盆浇灌自来水1 000 mL。连续测定8周,结果见表2。

从表2中可以看出,腰孔盆钵无论摆放于室内还是室外,其养分的损失率均低于底孔盆钵,室内更为明显,底孔盆钵第7周时已到自来水本底水平,养分损失率将近 100%,而腰孔盆钵的养分损失率只有 34.9%,摆放于室外因受雨水的影响,其养分的损失率较室内快,本试验在第 3周期间内连下 4 d雨,摆放于室外处理养分损失率较第2周增加30%以上,底孔盆钵从第2周的 49.4%增加到 84.3%,腰孔盆钵从 14.5%增至72.3%。到第 4周时底孔盆钵 EC浓度接近于本底水平,腰孔盆钵的养分损失率也达到83.1%。从图3室内处理不同盆钵养分损失动态情况,更能清楚地看出腰孔盆钵保肥效果的显著性,腰孔盆钵到第 8周的养分损失率仅为底孔盆钵第 1周的水平。本试验结果还为盆栽植物在实践栽培应用中合理适时追施肥料提供了依据。根据实验结果,一般摆放于室内的盆栽植物,底孔盆钵到第 3周时就需要追施肥料,而腰孔盆钵则在第8周仍有足够的养分供植物生长的需求,到第9周追施肥料也不迟。摆放于室外的盆栽植物一般雨水天过后就要追施肥料。

表2 保肥、节肥(EC浓度 )动态

图3 不同盆钵养分损失动态情况

3 腰孔盆钵栽培植物的应用效果

本研究开展了多种植物盆栽效果试验,结果表明,采用腰孔盆钵栽培较低孔盆钵具有普遍的增产作用。从表3列举的蔬菜作物栽培试验表明,其增产幅度均达到显著和极显著水平。对花卉植物的栽培具有同样效果,其株高及生长势腰孔盆钵明显优于底孔盆钵。

表3 不同盆钵栽培蔬菜的经济产量

其作用机理主要在于盆钵容器开排口位置设计的合理性,根据黄金分割原理,改传统的盆钵底部开排水口,为从盆钵壁由上至下按 0.618∶0.382为分割线,对通开排水口,使盆钵下部形成一个小“贮蓄库”,使养分不直接从底部排水口流失,起到收集贮存养分的作用,并确保了盆内通风透气,为植物生长提供了更加优越的供氧条件。试验还表明腰孔盆钵栽培韭菜,具有修主根促枝根发育的作用(表4)。还能调节植物激素,测定广东万年青的结果表明(表5),其脱落酸(IAA)、赤霉素 (GA3)含量下降,生长素 (IAA)、玉米素(Z)和玉米素核苷(ZR)增加,上述因素均为植物生长发挥了积极作用。

表4 不同盆钵栽培的韭菜根系生长发育情况

表5 广东万年青扦插试验激素测定结果

4 珍珠岩无土配方基质栽培应用研究

研究表明:采用珍珠岩无土配方基质进行植物(花卉、蔬菜)盆栽,适用于各种不同类型的植物品种栽培,并能获得与土壤栽培同样的效果与产量,但根据植物品种的不同适用基质的效果有一定的差异。以蔬菜试验为例(图4),香葱、韭菜、莴苣珍珠岩基质要优于土壤基质,而大蒜、香菜、排菜其珍珠岩基质又显著弱于土壤基质,但从我们采用珍珠岩基质大量种植各种花卉和蔬菜的情况看,其适用性是非常广的,而且栽培效果都很好。

图4 不同基质栽培对蔬菜产量的影响

采用珍珠岩无土配方基质进行植物盆栽,归纳起来有如下特点:(1)改善了植物根系的通气条件,珍珠岩总孔隙度为93.2%,土壤为66%,基质疏松度较土壤好,供氧条件好,从而消除了各种环境因素不良而发生根系吸肥功能障碍,对提高根系对养分的吸收能力具有帮助。 (2)化学成分稳定,不易与营养成分发生化学反应,酸碱度(pH在 6.5～7.5之间)适中。 (3)有较强的持水能力。根据实验测定,含水量为 6%的珍珠岩每1 g可持水 5 g左右。 (4)珍珠岩货源广,取材容易,价格适中。我国珍珠岩矿床丰富,具有北起黑龙江、南达南海海滨和海南岛,长 3 000 km,宽 300～800 km的火山岩带,矿床开发企业诸多,较大的有河南信阳、辽宁建平、浙江缙云、吉林九台、山西灵丘等。(5)容重轻,便于搬运。珍珠岩容重为0.16g/cm3,只有土壤的十分之一,在栽培应用中省工、省力,为盆栽植物开发与推广提供了极为便利的条件。(6)有利于工厂化专用栽培基质生产,灭菌、消毒方便,矿质营养配制精确度高,对盆栽植物进入千家万户具有极其重要的意义。(7)适用性广。根据我们的试验与应用,采用珍珠岩无土配方基质除水生植物外,适用于各种类植物的栽培,并能获得较好的效果与产量。

5 新技术栽培方式的其他特点观测

新技术栽培试验,因容器内的养分没有直接从盆钵底部排水口流失,而收集于盆钵的“贮蓄库”内,为植物持续生长提供了更为充足的养分,对促进植物生长,延长花卉摆放期,提高品质和观赏性具有积极的作用。以红叶铁、红叶石楠、富贵竹等植物扦插苗移栽试验为例,移栽 2个月后观测结果(图5)表明,采用腰孔盆钵栽培的株高及生长势均明显优于底孔盆钵。红叶铁、红叶石楠、富贵竹、布福娜的株高分别增长 32.2%,83.0%,16.3%和34.5%,并且底孔盆钵栽培的一般较腰孔盆钵栽培的植物提前 20 d左右出现叶色无光泽,痨叶、黄叶等缺水、缺肥现象。以富贵竹为例,摆放2个月,底孔盆钵栽培的黄叶率达到 34.5%,腰孔盆钵栽培的黄叶率仅为 5%。

图5 不同盆栽 2个月后的植株高度变化

采用新技术栽培方式卫生、环保,腰孔盆钵因盆钵底部是一个小“贮蓄库”,多余的水分都收集在“贮蓄库”内,不会出现底孔盆钵将多余的水分直接从底孔排出而造成环境污染,珍珠岩做基质病菌少、无杂草,不造成泥浆等污水。其次是安全、省工、省力,多数家庭种植蔬菜或花卉植物一般摆放于阳台或窗台上,珍珠岩基质容重轻,减轻了重载力,安全,而且装盆、换盆简单轻便、省工、省力。

6 小 结

新技术栽培方式节肥效果显著。试验表明,摆放于室内(或室外不受雨水直接淋灌)的盆栽植物,新技术栽培方式较传统栽培方式节肥率可达 50%以上,以每盆施肥成本 0.5元计,每盆可以节约 0.25元的肥料成本,每10万盆就可节约肥料成本2.5万元,在产业开发应用中可节省一笔巨大的开支。

新技术栽培方式节水效果明显。按本研究结果平均每盆节水 20%,累计起来对于节约水资源同样具有重大贡献。

新技术栽培方式增产、增收,提高品质与观赏性。投入同样的成本,新技术栽培方式对盆栽蔬菜增产幅度一般都在 30%以上,对花卉植物普遍提高了品质与观赏性,价值、价格都相应提高,其产品的经济效益是极为明显的。

新技术栽培方式以珍珠岩为主材料的无土配方基质,栽培植物适用性广,栽培效果好,更适宜专用栽培基质工厂化生产,既为企业提供了新的生产产品,也为用户提供了轻便、快捷的栽培材料,还可形成盆栽植物配套产品(盆钵、专用基质、种子、肥料)进行商业化开发。

采用新技术栽培方式原理应用于屋顶绿化、大棚设施农业栽培等研究正在进行中。

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