无土栽培营养液在培育茄子中的应用

本发明涉及无土栽培营养液的配制及应用，特别是指一种无土栽培营养液在培育茄子中的应用。

背景技术：

1、设施农业作为现代农业的重要组成部分，其以传统农业不可比拟的优势正在迅猛发展，己成为许多地区农民致富增收的有效手段。随着设施农业逐年快速发展，设施土壤次生盐渍化、土传病害等连作造成的问题逐年严重，不仅降低了蔬菜的产量和品质，还对生产环境造成了污染，可供农业利用的土壤逐年减少，制约了设施农业的可持续发展；水肥是提高蔬菜产量与品质的关键，但设施蔬菜产量、品质和水肥利用效率不协调等问题日趋严峻。随着中国经济社会高速发展，农业现代化的进程加速，人们对农产品的追求不只是简单的要求高产量和质量，生态安全、绿色无公害、节约资源的生产理念已深入人心。目前我国茄子的种植面积及产量已位居全球首位，但仍存在单产低、水肥管理粗放、生产效率低等一系列问题，传统栽培模式受到连作障碍的影响，尤其是在温室和大棚中茄子倒茬困难时，土传病害的发生情况日趋严重，其发生率一般在20％～30％，最严重时高达50％甚至造成绝收。目前防治茄子黄萎病的主要方法为嫁接。但嫁接技术要求较高，嫁接培养过程比较繁琐，且对品质有影响。

2、无土栽培技术是解决诸类问题的有效途径，既可以避免嫁接带来的弊端，又可有效规避传统土壤栽培长期连作所引起的土壤盐渍化、土传病害等问题，可提高作物对水分、养分的利用率，是生产安全、优质、高产农产品的高科技农业新技术，是发展绿色高效农业的新途径。无土栽培优点诸多，越来越受到人们的重视。无土栽培使作物生产摆脱了土壤的约束，极大扩展了农业生产可利用的空间；无土栽培将多学科，多种技术相融合，有利与实现农业生产现代化。

3、无土栽培基质培养中所用的基质按成分组成可分成有机基质和无机基质。有机基质具有如下特点：化学性质不稳定，本身所含有的养分不利于进行营养液循环栽培。无机基质的化学性质稳定，基本不含养分，对营养液配方和养分平衡没有影响，是目前营养液循环栽培模式的主要基质类型。

4、无机基质栽培是指利用岩棉、蛭石、沙子、珍珠岩等作为作物生长的固定支撑材料，由营养液向作物提供生长所需的水肥、氧气和环境。营养液配制不仅是无机基质栽培蔬菜正常生长的核心技术，同时也是无土栽培的基础和关键。基质栽培成功与否在很大程度上取决于营养液配方、浓度、各种营养元素的比例、酸碱度及液温等参数，以及植物生长过程中的营养液管理是否能满足各个不同生长阶段的要求。只有采取正确的营养液配方，按适宜的方法配制和管理营养液，使植物在生长发育的任何时期都处于最适宜的营养液环境中，才能获得快速、高产、优质的栽培结果。因营养液在基质栽培中起决定作用，所以科学合理的灌溉模式显得至关重要。营养液灌溉量和灌溉频率作为科学合理灌溉模式中的重要指标，两者对蔬菜生长发育方面的影响主要集中在集中于番茄、黄瓜、马铃薯上，对无机基质栽培下关于茄子生长的影响却鲜有报道。

5、茄子(solanum melongena l.)是世界上重要的茄属蔬菜作物，其地位仅次于马铃薯(s.tuberosum)和番茄(s.lycoperscicum)。2018年，全世界茄子产量为5360万吨，而我国产量达到3410万吨，占世界总产量的63.62％，中国已成为世界上最大的茄子生产国和消费国。茄子是喜肥作物，生育期长，需肥量大，从定植期开始到收获逐步增加，盛果期至末果期养分的吸收量占全生育期的90％以上，其中盛果期占2/3。每生产1000公斤茄子，需吸收(n)2.6～3.3公斤、磷(p2o5)0.6～1.0公斤，钾(k2o)4.7～5.6公斤。从定植到采收结束，茄子对氮的吸收量呈直线增加趋势，在生育盛期氮的吸收量最高，充足的氮素供应可以保证叶面积。磷影响茄子的花芽分化，前期要注意满足磷的供应。茄子对钾的吸收量到生育中期都与氮相当，以后显著增高。在盛果期，氮和钾的吸收量增多。

6、茄子营养液浓度(ec值)不同生长阶段要求有所不同，配置科学合理的营养液不仅能够促进植株均衡生长，还能提高肥料的利用效率。目前使用的营养液多为日本的园试与山崎营养液配方，难以适应不同区域、不同蔬菜种类、栽培季节的多样性需求。且在营养液栽培过程中营养液配置、供给方式、供液频率、供液量、不同时期的ec值尚无成套的生产技术体系。最适营养液配方和配套的科学合理的灌溉频率、灌溉量才能有效地调节基质中气、水、肥的比例和促进植株的生长发育以及改善果实品质。

7、申请人检索到的专利文献包括：

8、申请号为201610735929.8的专利文献中公开了一种茄子营养液配方，按用量份数计包括硝酸钙310～382mg/l、硫酸钾601～687mg/l、磷酸二氢铵72～103mg/l、硫酸镁219～258mg/l、硼酸2.1～3.2mg/l、硫酸亚铁10～22mg/l、硫酸锌1.5～3.2mg/l、硝酸铜0.9～1.7mg/l、硝酸铵0.25～0.6mg/l、硫酸钙0.1～0.39mg/l。本发明的配方合理，综合利用硝酸钙、硫酸钾、磷酸二氢铵、硫酸镁、硼酸、硫酸亚铁、硫酸锌、硝酸铜、硝酸铵、硫酸钙提高营养液组分的利用度，将配方中的营养充分配合，适于茄子的成长，且配方中各个组分的相互配合，满足茄子的成长所需营养，且通过调整营养液中各组分的比例，使其很好的配合茄子的生长需求，能很好的配合茄子的生长。

9、上述现有技术在茄子生育期均为单一配方，且未提供不同生育时期的营养液最佳ec值及无机基质营养液封闭式循环栽培配套技术，特别是智能化轻简化栽培技术，且未提及营养液配方是否能在高产基础上提高茄子的品质。

技术实现思路

1、本发明的目的在于公开了无土栽培营养液在培育茄子中的应用，特别针对茄子根系生不定根能力弱、易木质化、耐旱性差等特点，结合茄子在苗期、结果前期和结果盛期等不同生长阶段对于营养的不同需求针对性对其进行营养供给，且与智能化管理相结合，在提高水培茄子产量的同时，可有效降低茄子中的硝酸盐含量，提高可溶性糖、vc及可溶性固形物含量，提高了茄子的品质，实现了茄子智能化轻简化营养液栽培管理技术体系。

2、本发明的整体技术构思是：

3、无土栽培营养液在培育茄子中的应用，包括如下工艺步骤：

4、a、第一阶段：调节第一营养液的ph＝5.5～6.5，第一营养液的ec＝1.5～1.8ds/m，供液量为1.0l/每株˙次，供液频率为每天1次，第一阶段为从定植至门茄现蕾时期；

5、b、第二阶段：调节第一营养液的ph＝6.5～6.8，第一营养液的ec＝1.8～2.5ds/m，供液量为1.0l/每株˙次，供液频率为每天2次，第二阶段为开花坐果期，即从门茄开花至果实膨大前期；

6、c、第三阶段：调节第二营养液的ph＝6.5～6.8，第二营养液的ec＝2.5～3.0ds/m，供液量为1.5l/每株˙次，供液频率为每天2次，第三阶段为结果期，即从门茄果实膨大至果实采收完毕；

7、步骤a、b、c中的供液采用滴灌；

8、所述的第一营养液由如下原料组成：

9、ca(n03)2·4h2o：400mg/l～410mg/l；nh4h2po4：40mg/l～50mg/l；kno3：280mg/l～290mg/l；mgso4·7h2o：150mg/l～160mg/l；fe-edta：20mg/l～25mg/l；mnso4·4h2o：2.1mg/l～2.2mg/l；h3bo3：2.80mg/l～2.90mg/l；znso4·7h2o：0.20mg/l～0.25mg/l；cuso4·5h2o：0.08mg/l～0.1mg/l；(nh4)2moo4·4h2o：0.02mg/l～0.03mg/l；余量为水；ph＝5.5～6.8；ec＝1.5～2.5ds/m；

10、所述的第二营养液由如下原料组成：

11、ca(n03)2·4h2o：400mg/l～410mg/l；nh4h2po4：40mg/l～50mg/l；kno3：400mg/l～410mg/l；mgso4·7h2o：150mg/l～160mg/l；fe-edta：20mg/l～25mg/l；mnso4·4h2o：2.1mg/l～2.2mg/l；h3bo3：2.80mg/l～2.90mg/l；znso4·7h2o：0.20mg/l～0.25mg/l；cuso4·5h2o：0.08mg/l～0.1mg/l；(nh4)2moo4·4h2o：0.02mg/l～0.03mg/l；余量为水；ph＝6.5～6.8；ec＝2.5～3.0ds/m。

12、本发明中水培营养液用于茄子水培是结合其生长阶段的营养需求及生长特点进行的：

13、茄子苗从定植到门茄果实膨大前期营养面积小、需肥量小，因此在第一阶段和第二阶段采用第一营养液对其供液；从门茄果实膨大到整个茄子果实采收时期，大量生产果实，需肥量也大，特别是钾元素提高，对有效提高茄子产量、品质意义重大，因而在第三阶段采用第二营养液对其供液。同时结合各生长阶段的特点调整营养液的ph及ec值。

14、其中各工艺步骤的工艺条件如下：

15、为保证茄子各生长阶段的营养供给，优选的技术方案是，所述的步骤a、b、c中供液时间为8:00～18:00。

16、所述的步骤a、b、c中的ph调节采用硼酸。

17、为取得更好的滴灌以及营养成分供给效果，优选的技术实现手段开始，所述的步骤a、b、c中每个栽培槽铺设四根滴灌带进行滴灌。

18、为便于水培营养液的配制，优选的技术方案是，第一营养液及第二营养液按照如下步骤配制：

19、a、将硝酸钙、硝酸钾置于贮液罐中混合后溶解，按照原料含量浓缩倍数加水定容并搅拌均匀制成第一母液；

20、b、将磷酸二氢铵、硫酸镁、螯合铁、硫酸锰、硼酸、硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵置于贮液罐中混合溶解，按照原料含量浓缩倍数加水定容并搅拌均匀制成第二母液；

21、c、使用时将第一母液与第二母液按照体积比为1:1混合均匀后加水稀释，调解ph及ec值，分别制成第一营养液或第二营养液。

22、本发明中的无土栽培营养液中各成分的主要作用如下：

23、各营养成分的主要作用如下：

24、所述的茄子营养液含植物生长所需的大量元素和微量元素，其中大量元素：n、p、ca、mg、k等；微量元素：fe、b、mn、zn、mo、cu等。

25、四水硝酸钙主要是提供植物生长所需的钙元素和氮元素。向植株提供生长所需的钙离子，提高根系细胞膜的选择吸收能力，增强对环境胁迫的抗逆能力，促进植株正常的生长。同时向植物提供生长所需的氮元素，满足植物生长对氮元素的需求，促进植株叶片的发育。

26、磷酸二氢铵主要是促进植物的根系生长，并且提高果实的品质和产量。提供植物生长所需的磷元素和氮元素。

27、硝酸钾主要是提供植物生长所需的钾元素和氮元素。根系吸收钾离子，钾离子的作用改变了根系对外界环境中水分和氧气的吸收，有效调节了根系对外界环境中氧的吸收速率，避免植株在生长过程中根系因缺氧而出现烂根现象。可促进果实发育。

28、七水硫酸镁主要是提供植物生长所需的镁元素。通过直接向溶液提供镁离子，达到满足植株对镁离子的需求，促进植物的光合作用以及促进光合作用下蛋白质的合成。

29、四水硫酸锰主要是提供植物生长所需的锰元素。

30、fe-edta主要是提供植物生长所需的铁元素。同时铁钠作为植物生长的调节剂，进一步调节植株生长过程中对外界营养因子的吸收速率。

31、硼酸主要提供植物生长所需的硼元素，主要作用是促进碳水化合物的正常运转，还能促进生长素的生成，从而促进植株加快生长。

32、钼酸铵主要是提供植物生长所需的钼元素。

33、七水硫酸锌主要是提供植物生长所需的锌元素，促进植物体内物质的水解以及光合作用的进行。

34、五水硫酸铜主要提供植物生长所需的铜微量元素，能提高叶绿素的稳定性，预防叶绿素不致于过早地被破坏，促进作物吸收。

35、上述成分中的五水硫酸铜、四水硫酸锰、四水硝酸钙、七水硫酸镁、七水硫酸锌也可采用相应的无水化合物，根据用量折算即可；氮、磷、钾营养元素也可以用其他形式的可溶性盐并通过试验验证用量，上述变化均不脱离本发明的实质。

36、申请人需要说明的是，对于同种作物营养液的浓度管理，要求根据生育阶段和气候条件的不同而改变，苗期、生育初期浓度可以低一些，开花结果盛期，浓度应较高。由于作物根系大部分生长在营养液中，并吸收其中的水分、养分和氧气，从而使其浓度、成分、ph及溶存氧等都不断变化；作物根系的吸收改变了营养液中各种化合物和离子的数量和比例，所以营养液的浓度、酸碱度和溶存氧含量等也随之改变；同时根系的代谢过程中分泌出一些有机物及根系表皮细胞的脱落、死亡甚至部分根系的衰老、死亡而残存于营养液之中，致使微生物在营养液中繁殖，从而或多或少改变了营养液的性质，还有环境气候的变化也会影响到营养液液温变化，另一方面，植物在不同的生育阶段对于营养液的浓度等要求也不同，因此为满足作物最适生长的要求，要对营养液的浓度、ph等进行合理的调节管理。更为重要的是，营养液的浓度、ph会随着温度的变化而产生变化，这属于本领域技术人员的应知应会内容，且上述变化并不影响营养液的使用和植物的生长。

37、本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：

38、1、本发明中所涉及的无土栽培营养液各原料成分易得、配制工艺简单。

39、2、采用本发明中的无土栽培营养液对茄子进行培养后，各项生物学指标明显优于对照。

40、3、按照现有国标中蔬菜硝酸盐的测定方法，申请人对本发明所提供的茄子无土栽培营养液培养后的茄子中的硝酸盐含量进行了测定，硝酸盐含量均符合国标标准(≤440mg/kg)。

41、4、申请人对本发明中的无土栽培营养液应用于茄子进行试验后发现，施用本发明中的水培营养液后的不同类型茄子产量均有明显的提高。骑士(长茄)、茄优一号(圆茄)亩产量分别达5320kg/亩～6452kg/亩、5982kg/亩～6744kg/亩，相对增产率分别达16.67％～41.49％、11.44％～25.63％。

42、5、该配方可在增产基础上有效降低茄子中的硝酸盐含量，提高vc、可溶性总糖及可溶性固形物含量，有效提高茄子果实品质。营养液无机基质水培骑士(长茄)、茄优一号(圆茄)，硝酸盐含量均较对照降低，分别降低13.02％～18.89％、22.49％～48.38％。营养液无机基质水培骑士(长茄)、茄优一号(圆茄)，可溶性总糖含量较对照分别为35.55mg/kg～38.30mg/kg、31.65mg/kg～36.28mg/kg，较对照分别增加3.67％～11.69％、4.59％～19.89％。营养液无机基质水培骑士(长茄)、茄优一号(圆茄)vc含量分别为1.86mg/100g～2.29mg/100g、1.13mg/100g～1.34mg/100g，较对照分别增加20.78％～48.70％、34.52％～59.52％。营养液无机基质水培骑士(长茄)、茄优一号(圆茄)，可溶性固形物含量分别为4.50％～4.9％、3.9％～4.0％，较对照增加2.63％～5.26％。