一种促进辣椒幼苗生长的水培营养液及方法

1.本发明涉及农业水培技术领域，具体涉及一种促进辣椒幼苗生长的水培营养液及方法。


背景技术：

2.水培技术是现代化农业中用于植物种植方面的一种重要技术手段。目前常用的水培技术有深液流水培技术、营养液膜水培技术、浮板毛管水培技术、纳米水凝胶膜无土栽培技术、雾培。
3.水培法种植植物不需要用基质来固定植物根系，植物的根能够直接与营养液接触来吸收水分和营养。由于水培实验在营养液中进行，因此对营养液的养分含量要求较高，往往需要提高营养液的更换频率。这就使得水培技术的成本大大增加，且废弃的营养液的排放也会对环境造成污染，产生一系列不利影响。营养液是水培技术的重点，不同植物生长过程中对营养液的需求有所不同。辣椒在水培过程中对营养液元素要求比较苛刻，不同时期的辣椒对营养液元素需求也是不一样的，营养元素的缺失或是不足很容易导致辣椒长势不好。且辣椒是浅根系，溶解氧的需求量也很大，普通的供氧难以满足。
4.目前所用水培营养液多为针对多种植物的通用型营养液，而这种营养液在应用到辣椒水培育苗时存在诸多不足，如：养分浓度过高、养分配比不合理、溶解氧含量低、增氧设备投入较大等。这些不足会导致辣椒幼苗生长缓慢、品质下降、育苗成本增加等问题。
5.中国专利201510328009.x提供了一种辣椒育苗营养液，该营养液能够使秧苗生长健壮。但是该营养液适用于工厂化育苗，是在硬塑穴盘中应用该营养液，并未在水培育苗中使用。若应用在水培育苗中可能会出现溶解氧不足、养分搭配不合理或育苗成本增加等问题。
6.中国专利201711158121.9提供了一种辣椒幼苗营养液配方，该营养液原料易得，价格低廉，营养高效，广泛适用于农药行业，该营养液主要应用于农药行业，并未在水培领域应用。
7.中国专利201510297287.3提供了一种辣椒无土栽培营养液，该营养液针对性强、工艺简单、原料充足、容易实施，但是它是用于无土栽培中有基质的栽培方式且并不是针对辣椒育苗，若在辣椒育苗时使用可能会出现营养成分过高、养分利用率不高等问题，除上述问题外，水培育苗时还可能存在溶解氧不足以及增氧设备成本增加等问题。
8.因此，探索能够适用于辣椒水培育苗的营养液是开展水培育苗的基础和关键，也是现在急需解决的重要难题。
9.微藻是一类个体微小、结构简单、光合利用度高的低等自养生物，广泛分布于土壤、海洋、河流、和湖泊等不同生境，甚至生活在一些极端环境。微藻生长过程中能够释放多种促进辣椒幼苗的生长的物质，如：植物激素、蛋白质、脂质和多糖等，已有将微藻用于植物培养的现有技术。
10.中国专利201810860709.7提供小球藻在无土栽培技术的应用充分利用了小球藻
与植物间的生物作用，实现了农业上的增产，提高了作物抗病性，提升了蔬菜品质，并且对环境无任何污染。但是此发明是针对苗期之后的蔬菜，主要针对奶油生菜、紫苏、鸡毛菜、水东甜芥菜、番茄、水果黄瓜、黄瓜等。但是不同类型小球藻对辣椒幼苗的生长促进作用不同，该发明要小球藻浓度保持在10~100个/ml所需操作也较为困难，也没有后续营养液的处理方式。
11.中国专利201510078413.6提供了一种基于作物—藻共生作用的生态水培方法，该专利利用了绿藻的光合作用增加了营养液中的氧气含量，降低了水培生产的成本。但是该专利并未针对辣椒育苗，辣椒属于浅根系，在水培育苗时需要更多的溶解氧，单纯的依靠绿藻的光合作用提供的溶解氧可能无法满足辣椒生长需要。此外，绿藻是一个宽泛的概念，不同种类绿藻的性质差异极大，发明人经过实验发现并非所有的绿藻都适合辣椒水培育苗，某些绿藻生长速率过高养分吸收利用太快，可能会与辣椒幼苗产生竞争，不利于辣椒幼苗的生长并增加养分的投入成本。
12.因此有必要发明一种能够促进辣椒幼苗生长的水培营养液，并设计一种良好的施用方式。


技术实现要素：

13.本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种促进辣椒幼苗生长的水培营养液及方法。
14.一种促进辣椒幼苗生长的水培营养液，其特征在于每升水培营养液中含有硝酸钙330-400 mg、尿素6-7 mg、硫酸钾60-70 mg、磷酸二氢铵70-75 mg、七水合硫酸镁0.2-0.3 mg、ed-ta铁钠盐1.0-2.0 mg、硼酸1.0-2.0 mg、硫酸锰0.5-0.6 mg、硫酸锌0.4-0.5 mg、硫酸铜0.03-0.04 mg和钼酸铵0.01-0.02 mg；所述水培营养液中还含有蛋白核小球藻，或固氮鱼腥藻，或小单歧藻，或含有蛋白核小球藻与固氮鱼腥藻，或含有蛋白核小球藻与小单歧藻；所述蛋白核小球藻、固氮鱼腥藻、小单歧藻的浓度为0.15-0.9 g/l。
15.所述含有蛋白核小球藻与小单歧藻的水培营养液，或含有蛋白核小球藻与固氮鱼腥藻的水培营养液中，所述两种的比例均为1 : 1—1 : 3。
16.所述的水培营养液对辣椒幼苗进行水培的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）在透明容器中对辣椒幼苗进行水培；（2）调配不含微藻的营养液：每升营养液中添加硝酸钙330-400 mg、尿素6-7 mg、硫酸钾60-70 mg、磷酸二氢铵70-75 mg、七水合硫酸镁0.2-0.3 mg、ed-ta铁钠盐1.0-2.0 mg、硼酸1.0-2.0 mg、硫酸锰0.5-0.6 mg、硫酸锌0.4-0.5 mg、硫酸铜0.03-0.04 mg和钼酸铵0.01-0.02 mg；（3）接种微藻：将蛋白核小球藻、固氮鱼腥藻、小单歧藻，或蛋白核小球藻与固氮鱼腥藻，或蛋白核小球藻与小单歧藻以0.15-0.9g/l的浓度接种至不含微藻的营养液中，得到水培营养液；（4）水培过程中每隔5-7天曝气5-10 min；（5）每隔14-20天进行一次部分换液，换液时先将营养液搅拌混匀或通过曝气混匀后，倒出5/6—4/5并加入等体积不含微藻的营养液；每隔28-40天进行一次全部换液，换液时将水培营养液全部倒出并加入新的水培营养液；
（6）对换出的废弃营养液继续进行培养、收集以及循环利用。
17.废弃的促进辣椒幼苗生长的水培营养液的应用，其特征在于将上述水培方法产生的废弃水培营养液收集并培养得到微藻，将得到的微藻继续用于新水培营养液的制备或用于微藻肥料的制备。
18.发明优点本发明主要用于农业生产的水培领域。本发明所筛选到的微藻生长过程中能够释放某些促进辣椒幼苗的生长得到物质，且其光合作用能够吸收辣椒幼苗呼吸作用所产生的二氧化碳并产生氧气。从而增加营养液中的溶解氧含量，防止营养液氧气含量不足导致辣椒苗死亡。本发明所筛选到的微藻还能够与植物根系结合从而促进植物生长，蓝藻中的固氮蓝藻、小单歧藻发挥固氮的作用尤为明显，可以将空气中的氮气转化为具有生物利用性含n物质。
19.本发明还具有以下有益效果：（1）降低了水培系统的运行成本，促进了辣椒幼苗的生长，提高水培辣椒苗的成活率；（2）废弃营养液中继续培养并收获的微藻可循环使用或用于微藻生物肥的生产，产生额外的经济效益；（3）增加了营养液中氮磷等养分的利用率，降低了废弃营养液对环境产生污染的风险。
附图说明
20.图1为水培营养液中所含微藻显微镜图；从左至右依次为蛋白核小球藻、固氮鱼腥藻以及小单歧藻。
21.图2为实施例1各处理茎粗。
22.图3为实施例1各处理叶长、叶宽、株高、根长。
23.图4为实施例1各处理植株鲜重。
24.图5 实施例1各处理植株叶绿素含量。
25.图6为实施例1各处理植株spad值。
26.图7为实施例1各处理植株根系活力。
27.附图2-7中，ck为对照组；蛋为蛋白核小球藻；固为固氮鱼腥藻；单为小单歧藻。
28.图8为实施例2各处理植株茎粗。
29.图9为实施例2各处理叶长、叶宽、株高、根长。
30.图10为实施例2各处理各处理植株鲜重。
31.图11为实施例2各处理各处理植株叶绿素含量。
32.图12为实施例2各处理各处理植株spad值。
33.图13为实施例2各处理各处理植株根系活力。
34.附图8-13中，普为普通小球藻；衣为墨西哥衣藻；四为四尾栅藻；栅为栅藻。
具体实施方式
35.下面通过具体实施例和附图对本发明作进一步的阐述。
36.实施例1：本实施例用在水培系统用本营养液培养辣椒幼苗。
37.（1）对辣椒种子进行催芽；
（2）在四组栽培容器中（每组为3个透明容器）中配置营养液：以水为溶剂，营养液中含有硝酸钙330-400 mg/l、尿素6-7 mg/l、硫酸钾60-70 mg/l、磷酸二氢铵70-75 mg/l、七水合硫酸镁0.2-0.3 mg/l、ed-ta铁钠盐1.0-2.0 mg/l、硼酸1.0-2.0 mg/l、硫酸锰0.5-0.6 mg/l、硫酸锌0.4-0.5 mg/l、硫酸铜0.03-0.04 mg/l和钼酸铵0.01-0.02 mg/l；（3）接种微藻：将蛋白核小球藻，固氮鱼腥藻，小单歧藻，蛋白核小球藻与固氮鱼腥藻的组合，或蛋白核小球藻与小单歧藻的组合离心后接种至营养液中，各种藻的浓度均为0.15-0.9 g/l，对照组不加微藻；（4）将四组栽培装置放置在光照强度为160 μmol
·
m-2
·
s-1
，光照周期16h/8h（昼/夜），温度28
±
2℃/18
±
2℃（昼/夜）条件下进行培养，并每隔14天进行一次换液。
38.如图2-7所示，经过28天左右的培养，三个实验组辣椒幼苗的株高、茎粗、根长、鲜重、叶长以及叶宽要明显高于对照组；三个实验组辣椒幼苗的根系活力、spad值以及叶绿素含量也明显高于对照组。这表明实验组的营养液能够明显促进辣椒幼苗的生长，促进其根系发育以及对营养物质的吸收利用。
39.试验结束时，各实验组分别含有1.22
±
0.09 g/l蛋白核小球藻、3.59
±
0.21 g/l固氮鱼腥藻、1.38
±
0.10 g/l小单歧藻。在未曝气条件下第28天换液时含有蛋白核小球藻、固氮鱼腥藻以及小单歧藻的营养液中溶解氧含量分别为7.43
±
0.76、5.17
±
0.15以及4.97
±
0.30 mg/l；对照组营养液溶解氧含量为3.70
±
0.20 mg/l。
40.实施例2：本实施例用在水培系统用本营养液培养辣椒幼苗。
41.（1）对辣椒种子进行催芽；（2）在四组栽培容器中（每组为3个透明容器）中配置营养液：以水为溶剂，营养液中含有硝酸钙330-400 mg/l、尿素6-7 mg/l、硫酸钾60-70 mg/l、磷酸二氢铵70-75 mg/l、七水合硫酸镁0.2-0.3 mg/l、ed-ta铁钠盐1.0-2.0 mg/l、硼酸1.0-2.0 mg/l、硫酸锰0.5-0.6 mg/l、硫酸锌0.4-0.5 mg/l、硫酸铜0.03-0.04 mg/l和钼酸铵0.01-0.02 mg/l；（3）接种微藻：将普通小球藻、墨西哥衣藻、四尾栅藻以及栅藻离心后以0.15-0.9 g/l的浓度接种至营养液中；（4）将四组栽培装置放置在光照强度为160 μmol
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m-2
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s-1
，光照周期16h/8h（昼/夜），温度28
±
2℃/18
±
2℃（昼/夜）条件下进行培养，并每隔14天进行一次换液。
42.经过28天左右的培养，如图8-13所示，含有普通小球藻的实验组、含有墨西哥衣藻的实验组、含有四尾栅藻的实验组以及含有栅藻的实验组。各组辣椒幼苗生长指标有所差异。其中，含有普通小球藻的实验组、含有墨西哥衣藻的实验组、含有四尾栅藻的实验组与不含微藻的营养液中的辣椒幼苗长势、叶绿素含量、以及根系活力无显著差异。
43.试验结束时，各实验组分别含有1.39
±
0.07 g/l普通小球藻、1.84
±
0.11 g/l墨西哥衣藻、1.62
±
0.20 g/l四尾栅藻、1.11
±
0.10 g/l栅藻。在未曝气条件下第28天换液时含有普通小球藻、墨西哥衣藻、四尾栅藻以及栅藻的营养液中溶解氧含量分别为5.73
±
0.45、5.37
±
0.64、5.77
±
0.06 mg/l以及5.06
±
0.32 mg/l。
44.结论：结合实施例1以及实施列2可以看出含有不同微藻的营养液溶解氧含量均有所提升，但它们对辣椒幼苗的生长影响不同。其中本专利提供的营养液能够显著促进辣椒幼苗生长以及对营养物质的吸收利用；含有普通小球藻、墨西哥衣藻以及四尾栅藻的营养
液与不含微藻营养液对辣椒幼苗的影响相似；含有栅藻的营养液不利于辣椒水培育苗。