陽臺蔬菜栽培架對蔬菜生長影響因素的試驗

郭恒源，呂全貴，陳青云，張振國，吳 慧，許紅軍，白紫勛，張寧寧，李昊坤（.新疆農業大學機械交通學院，新疆　烏魯木齊　83005；.新疆農業大學林學與園藝學院）

陽臺蔬菜栽培架對蔬菜生長影響因素的試驗

郭恒源1，呂全貴1，陳青云2，張振國1，吳 慧2，許紅軍2，白紫勛1，張寧寧1，李昊坤1
（1.新疆農業大學機械交通學院，新疆烏魯木齊830052；2.新疆農業大學林學與園藝學院）

為了更好地滿足城市居民對陽臺蔬菜栽培架的需求，在分析研究陽臺農業及相關技術的基礎上，通過閱讀相關文獻及大量蔬菜種植試驗，得到了栽培架影響蔬菜生長發育的三種關鍵性因素。以生菜為試驗對象，選取定植籃深度、間隔時間以及循環時間為影響因素，以生菜葉單位時間內平均生長長度為指標，進行種植試驗。通過正交試驗的方法并借助SPSS軟件進行數據分析，得到了三種關鍵性因素的最優組合，即當采用50 mm深的定植籃，間隔1.5 h，循環20 min時，生菜葉在單位時間內平均生長長度最大。該研究結果可為無土栽培領域自動控制循環系統的研制與開發提供參考。

陽臺農業；正交試驗；SPSS軟件

近年來，城市建設用地與綠化用地間矛盾日益突出，陽臺農業作為被侵占土地的有效補償形式之一，越來越引起人們的關注。據相關數據統計，在我國一棟五層樓房，墻壁與陽臺可綠化面積相當于建筑占地面積的3.4倍左右，對一些人口密集、土地緊缺的城市，發展陽臺農業尤為適用［1］。陽臺農業及其種植設備逐漸走進城市居民的生活。因此，開展針對城市居民陽臺蔬菜栽培架對蔬菜生長影響因素的研究具有一定的必要性。

陽臺農業是指在居室陽臺、居民庭院、屋頂、墻體等閑置空間進行的農業活動，與在地面土壤進行的農業生產具有相同的作用，但從技術角度方面看，陽臺農業所涉及的技術更具高新興、栽培模式更具無土性、生產產品更具觀賞性與自給性［2］。陽臺農業集成了現代農業高科技，拓展了傳統農業的內涵，既可美化居室，增加觀賞性又可生產新鮮瓜果蔬菜；既具有高效率的生產性又具有改善環境的生態性，使城市空氣更清新，緩解城市的熱島高溫效應，改善城市氣候，為人們的生產生活創造了和諧自然綠色的優美環境。同時利用城市資金發展農業，利用現代農業設施，就近生產就近供應，可部分解決城市食物供應問題，降低部分長途運輸農產品的成本。

陽臺農業最早出現于歐、美、日等發達國家，其中美國擁有當今世界上最發達的陽臺農業。經過長期發展和技術的不斷成熟完善，如今國外一些發達國家的城市居民吃的蔬菜有2～3成靠自家陽臺供給［3］。我國陽臺農業起步較晚，在20世紀80年代，一些農村宅院中悄然興起的庭院種植業便是陽臺農業的雛形［4］。隨著人們生活水平的提高，城市居民對生活質量和食品安全的追求使陽臺農業越來越熱。除了速生型和葉菜類外，辣椒、小番茄、水果、黃瓜等瓜果類蔬菜亦成為適宜陽臺農業種植的品種［5～8］。

本文以研究影響陽臺蔬菜生長關鍵因素為目的，調查了目前市場上常見的陽臺水培蔬菜栽培架，發現盡管栽培架的空間結構形式千變萬化，但決定蔬菜生長狀況的關鍵因素卻是一致的。因此，在常見的水培栽培架上進行了大量的蔬菜種植試驗，確定了關鍵因素的最優組合，以期獲得陽臺蔬菜種植的最優效果。

1　試驗

1.1試驗條件

試驗選取管道材質為PVC-U，該材質符合歐盟飲用水管道生產標準以及中國飲用水管道生產標準，管道不含任何重金屬，保證水培生產安全，適用于葉菜水培生產。

1.2試驗方法

通過正交試驗分析的方法并借助SPSS軟件找到最適合生菜生長發育的客觀條件。

將生菜葉在單位時間內平均生長長度作為衡量生菜生長狀況優劣的指標，通過在不同試驗條件下，測量生菜葉的增長長度來確定實驗條件的好壞，生菜葉單位時間內生長越長表示生長環境條件越好，即各影響因素搭配越合理。根據已有的無土栽培生菜種植實驗基礎，選擇每5天作為一個時間單位，測量生菜葉的長度變化，可以比較明顯的觀察出生菜葉長度的變化，從而較準確地記錄并且發現生菜生長與實驗條件關系的規律。

本部分試驗根據已有的生菜無土栽培種植實驗的基礎選取了三個影響因素，每個因素取三個水平：A—間隔時間（1 h、1.5 h、2 h）；B—循環時間（10 min、15 min、20 min）；C—定植籃的深度（40 mm、45 mm、50 mm）。因此該正交試驗屬于三因素三水平的正交試驗L933。正交試驗因素水平見表1。

本次試驗所需的生菜苗均在相同的自然環境條件下培育，待生菜長出兩片子葉的時候，將生長狀況相近的幼苗移栽到栽培架的栽培管中，每組選取10顆幼苗進行試驗，然后取其平均長度作為每組生長條件下生菜葉的試驗長度，然后再求其單位時間內的增長量。移栽幼苗時期為2015年8月10日，并同時開始分別記錄每組幼苗的菜葉長度，每5天記錄一次，直至生菜成熟停止記錄，停止記錄時間為2015年9月29日，每組共記錄10個數據。正交試驗結果見表2。

表2　陽臺蔬菜種植試驗

從表3方差分析可以看出，間隔時間，循環時間，定植籃的深度這三個因素對生菜生長發育的影響有明顯的差異，影響作用的大小依次為B＞C＞A，即循環時間＞定植籃的深度＞間隔時間。

表3　方差分析表

表4　單因素統計量表

表5　成對比較表

綜合表4、5可以看出，B3均數最大（13.557），且B1、B2、B3之間存在顯著性的差異（P＜0.05），B1、B3之間不存在顯著性的差異（P=0.099＞0.05）.

同理可以分析得到：A2均數最大（13.467），且A1、A2、A3之間存在明顯的差異；C3均值最大（13.623），且C1、C2、C3之間也存在明顯的差異。

因此，陽臺蔬菜栽培架各關鍵性因素之間的最佳組合方式為：A2B3C3，即間隔時間為1.5 h，循環時間為20 min，定植籃的深度為50 mm。

2　結論

為了更好地滿足城市居民對陽臺蔬菜栽培架的需求，本文初步探究了栽培架對蔬菜生長發育產生影響的三種關鍵性因素。通過數據分析得出了以下重要結論：

（1）確定了自動控制循環設備的最佳間隔時間為1.5 h，循環時間為20 min。

（2）確定了適合蔬菜生長的定植籃的最佳深度為50 mm。

該結論為常見的陽臺葉菜類蔬菜栽培架對蔬菜生長發育影響因素問題的研究提供了參考，后期將進一步對栽培架的模塊化設計等問題進行研究。

［1］史曉霞，楊 寶 祝.陽臺農業-城市人居環境中的低碳新理念［J］.中國人口·資源與環境，2011（21）：220～223.

［2］孫霞.無土栽培技術的發展狀況及趨勢［J］.中國農機化，2005（6）：47～50.

［3］郭迪，王晨靜，陸國權.我國陽臺農業概況及發展前景［J］.浙江農業科學，2013（3）：239～241.

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［5］高銳濤，楊洲，李嘉永.陽臺蔬菜種植設備的優化設計［J］.機械設計，2013，30（05）：1～2.

［6］劉婧.無土栽培技術的應用與發展［J］.北方園藝，2012（16）：204～206.

［7］曹華，徐樹坡，李新旭等.陽臺菜園無土栽培裝置及種植技術［J］.中國蔬菜，2011（19）：55～56.

［8］中國農業機械化科學研究院.國內外設施農業裝備技術發展趨勢.農機科技推廣，2004，12：6～8.

［9］蔣衛杰，余宏軍.我國無土栽培的現狀、問題和展望［J］.農村實用工程技術，2005（6）：15.

The inquiry experimental of the key factors affecting growth of balcony vegetable cultivation shelf

GUO Heng-yuan1，LV Quan-gui1，CHEN Qing-yun2，ZHANG Zhen-guo1，WU Hui2，XU Hong-jun2，BAI Zi-xun1，ZHANG Ning-ning1，LI Hao-kun1
（1.Mechanical and Traffic College，Xinjiang Agricultural University，Urumqi，830052，Xinjiang，China；2.College of Forestry and Horticulture，Xinjiang Agricultural University）

In order to satisfy the needsof planting on the balcony for urban residents，on the basis of analysis of the balcony of agriculture and related technologies，through reading related literatures and a large number of vegetable cultivation test，obtained three factors that influence the growth and development of vegetables.Regarding the lettuce as test subjects，selecting the depth of the planting basket，interval time and cycle time as the factors.Regarding the average growth of length of lettuce in unit time asthe index，making planting experiments.Through the method oforthogonal experiment and the SPSS software，thisarticle hasfound the best combination of the three factors which could influence the growth of the vegetables.Which using the 50 mm deep planting basket，interval 1.5 h and 15 min respectively could get the maximum length of lettuce in unit time.The study results can provide a reference for research and development in the field of automatic control loop soilless cultivation system.

Balcony agriculture；Orthogonal experiment；SPSS software

1007-7782（2015）06-0015-03

10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.06.006

S626

A

2015-12-16

新疆維吾爾自治區烏魯木齊市科技攻關計劃（G141210002）

呂全貴