高寒牧区芽苗菜人工种植气象条件分析

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  摘要 利用红原县气象局2014年度芽苗菜观测数据与同时段红原县气象站观测数据,综合分析高寒牧区芽苗蔬菜的出苗率、成品生产周期、产量以及对应播种时和以后相对的气温、湿度、积温等气象指标,找出适合高寒牧区芽苗蔬菜的最适生长气象条件。结果表明,适宜高寒牧区人工大规模种植的芽苗蔬菜为绿豆、豌豆、黄豆;豌豆浸种时长维持在6 h左右为宜,且种植萌发过程中应维持在自然通风条件下,加温条件下其出苗率更高;绿豆适宜种植在温度较高的条件下;玉米不适宜于高寒牧区人工大规模粮食作物种植,但在一定程度上可用于越冬牲畜饲草青贮,提高高寒牧区越冬牲畜成活率。积温对其玉米生长发育有较好的影响,在一定程度上可加快豌豆的生长发育;不同基质对豌豆、黄豆种子的萌发时间没有大的影响,在3种基质(滤纸、加土、加沙)中,加温条件下出苗率均大于室温条件;土壤基质中出苗率最大,其次为滤纸基质。
  关键词 芽苗菜;高寒牧区;气象条件;人工种植
  中图分类号 S162.5+5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)19-172-04
  红原县位于“世界屋脊”青藏高原的东部边缘,四川省西北部,阿坝藏族羌族自治州中部,经济收入以畜牧业为主,农牧民占全县人口90%。因特殊的地理气候环境,冬季长达半年之久,地产蔬菜生产困难,当地大棚种植蔬菜多集中在6~9月上市,不仅栽培成本高,且远远无法满足市场的需求,在室外8月至冬季无蔬菜种植,市场供给蔬菜主要以外地运输补充市场为主,存在新鲜度差、价格偏高等问题。
  芽苗蔬菜生长周期短、栽培条件简单、工具轻便便携,不仅是提高农牧民增收新途径,且是牧民轮换到远牧点时补充叶绿蔬菜维C的重要途径之一。芽苗菜俗称“芽菜”、“活体蔬菜”等,一般是指用植物种子或其他营养体,在一定条件下培育出可供食用的嫩芽、芽苗、芽球、幼梢或幼茎等芽苗类蔬菜[1-3]。一般7~10 d收获一茬,复种率高,短时产量较高,同时具有富含营养、优质且无污染等特点,大规模种植后为缓解高寒牧区因冬季时间长造成的蔬菜短缺现象、带动地方经济发展具有较强的现实推广性。该研究通过人工种植绿豆、黄豆、香菜等具有经济价值的芽苗蔬菜[4-6],对其生长成具有经济实用价值的芽苗菜过程中的气象特征进行研究,找出适合高寒牧区芽苗蔬菜的适宜品种及其生长气象条件,并综合分析其生长发育过程中气象因子对芽苗蔬菜的影响程度,为大规模温室人工种植或自然条件下芽苗蔬菜种植提供一定的气象依据,同时一定程度上拓宽高寒牧区农牧民经济增收新途径,提高高寒牧区冬季蔬菜短缺现状的人工种植能力,一定程度上解决当地蔬菜靠外地供给的现状。
  1 资料与方法
  1.1 芽苗菜栽培过程 选取相同自然条件下、同等面积的旧房两间作为人工种植芽苗菜栽培室,采用清水对两间栽培室进行清洗、通风、干燥处理,将两间栽培室内分为加温组与自然室内温度组(以下简称室温组)。芽苗菜培养基采用40 cm×40 cm黑色胶质漏空胶盘,同时将同一个胶盘分为4个10 cm×10 cm小格, 底部铺以A4纸作为栽培基质,用于栽培不同品种芽苗菜;选取颗粒饱满、大小均匀、新鲜干净的豌豆、黄豆、绿豆和玉米进行发芽栽培;浸种过程,保持水温在30~40 ℃,浸泡6~12 h;栽培过程中,各小格种子保持不相互叠压堆积为宜,加温组控制室内温度保持在20~25 ℃,室温组保持通风条件,使其与自然条件下温度一致,同时利用温度自记纸、湿度自记纸对芽苗菜生长过程中的气象因子进行实时记录,播种后每天定时对芽苗菜的生长状态及高度进行观测记录。
  1.2 资料与方法 芽苗菜生长发育数据采用的是红原县气象局2014年度《高寒牧区芽苗菜生长发育过程气象特征分析》课题研究实时观测所得数据;气象因子数据采用同时段条件下温度、湿度自记纸所记录数据。采用数学统计、对比分析的方法,简要统计出高寒牧区芽苗菜生长发育过程中最优气象条件。
  芽苗菜生长发育过程中气象要素数据采用构建一元线性回归方程的方法,初步建立温度、湿度与不同种类芽苗菜生长曲线的变化图。
  2 结果与分析
  2.1 芽苗菜生长发育过程分析 从表1可以看出,绿豆的出苗率不受浸种时长、栽培条件的限制,出苗率高达99%,一定程度上说明绿豆种子吸水量的多少对绿豆出苗率的影响较小,适宜于高寒牧区人工大规模种植;而同等条件下,浸种时间的长短对豌豆的出苗率有较高的影响,6 h浸种时长比12 h浸种时长出苗率高出44%,6 h浸种时长更利于豌豆有较高的出苗率;黄豆、玉米的浸种时长对其出苗率有一定的影响,但作用较小,玉米出苗率普遍偏低,可考虑该芽苗菜不适宜于高寒牧区人工大规模种植。由此可见,适宜高寒牧区人工大规模种植的芽苗蔬菜为绿豆、豌豆、黄豆;豌豆浸种时
  长维持在6 h左右为宜,且种植萌发过程中应维持在自然通风条件下,加温条件会提高其出苗率。
  从加温组不同种类芽苗菜生长发育变化(图1a)可以看出,相同条件下,绿豆、黄豆与豌豆出苗后,长势迅猛,播种后7 d平均生长高度可达5 cm左右,此后豌豆进入一个缓慢生长期;玉米生长发育迟缓且平滑,平均13 d左右生长高度可达5 cm,可见玉米不适宜于高寒牧区人工大规模粮食作物种植,但在一定程度上可用于越冬牲畜饲草青贮,提高高寒牧区越冬牲畜成活率,间接增加农牧民的收入。
  从室温组不同种类芽苗菜生长发育变化(图1b)可以看出,高寒牧区自然气候条件下,不同种类芽苗菜生长曲线趋势相同,生长速率按照黄豆、豌豆、玉米、绿豆的顺序依次减低,黄豆、豌豆平均7 d生长高度可达5 cm,玉米平均13 d左右生长高度可达5 cm,绿豆平均20 d左右生长高度可达5 cm,故高寒牧区自然条件下适宜人工大规模种植的芽苗菜为黄豆、豌豆。
  对比发现,加温条件与室温条件绿豆的生长发育曲线变化明显,较高的温度更利于绿豆出苗后的快速生长;玉米室温条件下出苗早,但出苗后生长趋势不如加温条件下长势优;黄豆、豌豆出苗后长至5 cm高度前,温度对其影响较小,高度达5 cm之后,加温条件下平均生长高度比室温条件下高3~4 cm。   综上所述,高寒牧区不同种类芽苗菜生长发育的基本气象条件是:绿豆适宜种植在温度较高的条件下;玉米出苗前,应充分保持其在自然条件下,出苗后置于较高温度条件下长势更优;黄豆、豌豆在高度达5 cm之前,加温条件与室温条件对其影响不大,高度达5 cm之后置于加温条件下长势更优。
  2.2 芽苗菜生长发育过程气象要素分析
  2.2.1 温度对芽苗菜生长发育的影响。
  2.2.1.1 绿豆。从不同温度条件下绿豆生长发育实际点分布图与一元线性回归拟合(图2)可看出,加温条件下与室温条件下绿豆的一元线性回归拟合方程分别为
  y=-3.325 4x+84.884(R2=0.516 3)、y=-0.389 7x+11.918(R2=0.066 5),从线性方程可以看出,加温条件下绿豆生长曲线斜率更大,说明较好的温度对绿豆生长发育起着至关重要的作用,且当x=20时,绿豆具有最大的生长发育趋势,由此可见,高寒牧区绿豆芽苗菜应在加温条件下种植,且维持其恒定温度在20 ℃左右,长势最好。
  2.2.1.2 玉米。由不同温度条件下玉米生长发育实际点分布图与一元线性回归拟合图(图3)可见,加温条件下与室温条件下玉米的一元线性回归拟合方程分别为y=-0.644 7x+19.592(R2=0.048 7)、y=0.846 7x-9.379 8(R2=0.025 2),从线性方程可以看出,加温条件下玉米的生长高度保持持续增长,但温度达25 ℃时,玉米的高度也不超过12 cm,加温条件下斜率变化小,长势缓慢,这对于高寒牧区人工大规模种植来说,需要提高大量的热源供玉米生长发育,无疑会增加培养该作物的成本,所以,玉米不适宜于高寒牧区人工大规模粮食作物种植,但在一定程度上可用于越冬牲畜饲草青贮,提高高寒牧区越冬牲畜成活率,间接增加农牧民的收入。
  2.2.1.3 黄豆。从不同温度条件下黄豆生长发育实际点分布图与一元线性回归拟合图(图4)可看出,加温条件下与室温条件下黄豆的一元线性回归拟合方程分别为y=-3.138x+83.258(R2=0.392 6)、y=-1.941 9x+53.139(R2=0.194 9),从线性方程可以看出,加温条件下黄豆生长速率较不加温条件下快,但斜率差距不大,5 cm是黄豆生长发育曲线明显变化的节点,高度达5 cm之后,加温条件下黄豆的生长发育明显加快,适宜于人工大规模种植,且温度维持在20 ℃左右,能充分保证黄豆有较好的生长趋势。由此可见,黄豆生长发育过程中,在高度达5 cm之前,加温条件与室温条件均适宜于黄豆生长发育,高度达5 cm之后,20 ℃左右的恒定气温能促进黄豆的快速生长,适宜于高寒牧区人工大规模种植。
  2.2.1.4 豌豆。由不同温度条件下豌豆生长发育实际点分布图与一元线性回归拟合图(图5)可见,加温条件下与室温条件下豌豆的一元线性回归拟合方程分别为y=-1.147 5x+33.897(R2=0.076 8)、y=-1.245 5x+37.086(R2=0.058 8)。从线性方程可以看出,豌豆在加温条件与室温条件下温度对其的生长发育过程影响较小,可选择室温条件下人工大规模种植,适宜于高寒牧区大规模推广。
  2.2.2 湿度对芽苗菜生长发育的影响。
  从加温条件与不加温条件下芽苗菜生长过程中湿度距平变化(图6)可以看出,加温条件下平均湿度为68.16%,室温条件下的平均湿度为79.56%,加温组的湿度变化较室温组稳定,除8月8、9日湿度波动较大外,较小的湿度波动对芽苗菜的生长发育具有较好的促进作用,且湿度维持在65%以上,能促进芽苗菜的生长发育。
  2.2.3 积温对芽苗菜生长发育的影响。
  从加温条件下不同品种芽苗菜积温与蔬菜高度的变化(表2)可以看出,5日积温变化在100 ℃·d左右,绿豆、黄豆生长高度变化由快变慢,积温对这2种芽苗菜生长发育影响较小;玉米生长高度变化平均在4 cm左右,积温对其生长发育有较好的影响;豌豆生长高度变化由慢变快,积温在一定程度上可加快豌豆的生长发育。
  2.2.4 不同基质及不同温湿度条件对种子萌发时间及出苗率的影响。
  此次试验播种时间为2014年9月4日19:00,统计两间培育室中种子萌发时间及出苗率数据
  (表3)发现,不同基质对种子的萌发时间没有大的影响,豌豆、黄豆种子均在播种的第2天开始出现萌芽现象。在3种基质(滤纸、加土、加沙)中,加温条件下出苗率均大于不加温条件,且这样的差异在细沙中播种的黄豆种子体现更为明显;从基质看来,土壤基质中出苗率最大,其次为滤纸基质,细沙中播种的种子出苗率明显低于另外2种基质。
  2.2.5 相同温湿度条件下不同基质对芽苗菜生长的影响。
  对相同温湿度条件下3种基质(滤纸、加土、加沙)中芽苗菜生长高度数据进行绘图(图7~8),并对2种种子高度数据进行线性倾向分析,分别得到其一元线性回归方程中回归系数b的数值,b的数值可以在相当程度上反映芽苗的生长速率。
  统计不同温湿条件下3种基质(滤纸、加土、加沙)中芽苗菜生长最高高度、生长周期、生长速率(表4)可知,加温条件下豌豆和黄豆芽苗菜均在土壤基质中生长最快,特别是豌豆芽苗菜在土壤中生长速率是其余基质的近乎2倍,且长成后芽苗高度最高,栽培周期最短;室温条件下,豌豆芽苗菜仍在土壤中维持最快生长速率和高度,但黄豆芽苗菜在滤纸基质中高度和生长速率均最好。对于豌豆芽苗菜而言,不适合在细沙中栽培,其高度不足10 cm便开始死亡;室温条件下
  滤纸和土壤中芽苗菜生长高度较加温时偏高,但周期增长60%,培育时间过长;黄豆生长周期为11~12 d,不同温度下生长周期几乎无变化,土壤和细沙中加温条件下芽苗高度显著偏高,室温时滤纸基质有利于黄豆芽苗的培育。综合分析,豌豆芽苗菜更加适宜在土壤中栽培,黄豆芽苗菜适宜于室温条件下在滤纸上栽培,高度达5 cm之后置于加温条件下长势更优。   3 结论
  (1)适宜高寒牧区人工大规模种植的芽苗蔬菜为绿豆、豌豆、黄豆;豌豆浸种时长维持在6 h左右为宜,且种植萌发过程中应维持在自然通风条件下,加温条件下其出苗率更高。
  (2)高寒牧区人工种植芽苗菜种类:绿豆适宜种植在温度较高的条件下;玉米出苗前,应充分保持其在自然条件下,出苗后置于较高温度条件下长势更优;黄豆、豌豆在高度达5 cm之前,加温条件与室温条件对其影响不大,高度达5 cm之后置于加温条件下长势更优。
  (3)高寒牧区绿豆芽苗菜应在加温条件下种植,且维持其恒定温度在20 ℃左右,长势最好。
  (4)玉米不适宜于高寒牧区人工大规模粮食作物种植,但在一定程度上可用于越冬牲畜饲草青贮,提高高寒牧区越冬牲畜成活率,间接增加农牧民的收入。黄豆生长发育过程中,在高度达5 cm之前,加温条件与室温条件均适宜于黄豆生长发育,高度达5 cm之后,20 ℃左右的恒定气温能促进黄豆的快速生长,适宜于高寒牧区人工大规模种植。豌豆在加温条件与室温条件下,温度对其的生长发育过程影响较小,可选择室温条件下人工大规模种植,适宜于高寒牧区大规模推广。
  (5)积温对其玉米生长发育有较好的影响,在一定程度上可加快豌豆的生长发育。
  (6)不同基质对豌豆、黄豆种子的萌发时间没有大的影响。在3种基质(滤纸、加土、加沙)中,加温条件下出苗率均大于室温条件;土壤基质中出苗率最大,其次为滤纸基质。
  参考文献
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