草莓有机生态型无土栽培基质的配置及测定方法.pdf

本发明公开了一种草莓有机生态型无土栽培基质的配置及测定方法，与现有技术相比，本发明利用农业生产废弃物质棉花秸秆及菇渣通过发酵后与传统的栽培物质草炭、蛭石进行不同比例的混配，研究混配基质对草莓生长发育的影响，从而开发出适合草莓优质高效的草莓栽培的基质配方，为草莓的健康发展提供一种优良基质，具有推广应用的价值。

1.一种草莓有机生态型无土栽培基质的配置及测定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基质的前处理及配方处理：收集棉花秸秆和菇渣并粉碎，准备草炭，对物料腐熟并测定发酵温度，腐熟后按照如下实验基质配比：共8个处理，其中采用常用配方草炭：蛭石2：1为对照，处理7为全沙培,，每个处理5盆，3次重复；(2)混配基质理化性质的测定方法及测定结果；①测定混配基质的容重、持水孔隙度、通气孔隙度、总孔隙度及水气比：将不同配比的基质装入已知容积(100ml)的容器内，向内加水至饱和状态，称量饱和水状态下不同配比基质重(W)，倒置24h后称不同配比基质重(W)，烘干后不同配比基质重(W)；容重＝W/V；总孔隙度(％)＝(W－W)/V×100；持水孔隙度(％)＝(W－W)/V×100；通气孔隙度＝总孔隙度－持水孔隙度；水气比＝持水孔隙度/通气孔隙度；②测定混配基质的PH值和EC值：每个处理取三份风干混配基质样品10g左右，置于三角瓶中，振荡，加蒸馏水50ml.利用电导仪和PH计测定；③测定混配基质的全碳和全氮及碳氮比：使用重量法和凯氏定氮法分别测定不同配比的基质中总碳和总氮的量；碳氮比＝总碳量/全氮量；(3)调查混配基质对草莓植株生长发育的影响；①在农学院试验站温室中，在混配好的基质中栽植品种为甜查理的草莓；②苗木的成活率为100％；③测定草莓植株株高：使用卷尺测量每个处理草莓叶柄基部至最长叶片的自然高度，三次重复，取平均数；④测定草莓植株茎粗：使用游标卡尺测量每个处理草莓植株根茎部的直径，三次重复，取平均数；⑤测定草莓植株不同时期的叶绿素含量；使用叶绿素仪测定不同时期植株自上向下第四片复叶绿素相对含量SPAD值；⑥测定果实质量：为种植优质果实，每株留果为3-4个，每个处理5株测定三茬共十个果实，三次重复求平均数，得出单果重和株产；(4)测定不同配比基质对草莓果实品质的影响；①可溶性还原糖含量：采用蒽酮比色法测量a.配置蒽酮试剂：用万分之一天平取0.2g蒽酮溶解到80％HSO中，以80％HSO定容到100ml，当日配制使用；b.制作标准曲线葡萄糖标准溶液配制：先配成1g/L的葡萄糖溶液，然后分别吸取1、2、3、4、5、6mL分别置于100mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，可得到0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06mg/mL的葡萄糖系列浓度；葡萄糖标准曲线制作：吸取系列标准葡萄糖溶液，蒸馏水各1mL，分别置于6支试管中，加人4mL冷蒽酮试剂，混匀，于试管口盖上玻璃球，在沸水浴中加热10min，取出后用冷水冷却20min后，测A(620nm处的吸光光度值)，以吸光度为纵坐标，糖标准溶液浓度为横坐标，绘标准曲线；c.还原糖测定：用万分之一天平称取草莓果浆0.5g左右，放入锥形瓶中，加入30ml水，放入80摄氏度的水浴锅中30min，取出冷却过滤到50ml的容量瓶中；然后取样本1ml加入试管，再加入4ml冷蒽酮试剂，放入100摄氏度的水浴锅里10min，取出冷却至室温，把分光光度计调至620nm进行测定；公式：式中：W：糖的质量分数(％)C：从标准曲线中查出的糖质量分数(mg/ml)V：样品稀释后的体积(ml)m：样品的质量(mg)②有机酸含量：采用酸碱滴定法测量a.称取草莓果浆5g左右，用少量蒸馏水冲洗至50mL三角瓶中，再加水至30mL左右，置于80℃水浴中浸提30min，每隔5min搅拌1次，取出冷却后过滤，滤液与冲洗残渣滤液合并，定容50mL；摇匀，供测定之用，共4个处理；b.过滤每个处理取三角瓶和漏斗各3支，进行滴定，进行备用；c.测定每个处理取50mL干洁三角瓶3只，分别装入过滤好的样品提取液10mL，1％酚酞3滴，用0.1mol/LNaOH滴定至微红色，摇动1min不褪色即为滴定终点，记录消耗碱液的数量；式中：W——样品重量(g)；C——稀释总量(ml)；K——换算系数：苹果酸为67，酒石酸为75；D——测定时所取的样液数(ml)；A——滴定时消耗NaOH数(ml)③糖酸比＝果实可溶性糖含量/果实可滴定酸含量④测定果实可溶性固形物含量：将全部果实研磨呈浆状后，用手持折光仪测定；⑤测定果实硬度：将每个果实，用手持果实硬度计测定，五株果实为一个处理求平均数，三次重复；(5)测定不同配比基质对草莓果实形状的影响：①测定果实横径：将每个果实，用游标卡尺测定，五株果实为一个处理求平均数，三次重复；②测定果实纵径：将每个果实，用游标卡尺测定，五株果实为一个处理求平均数，三次重复；③果型指数＝纵径/横径。

技术领域

本发明涉及一种农作物培育实验方法，尤其涉及一种草莓有机生态型无土栽培基质的配置及测定方法。

背景技术

随着我国无土栽培面积的不断扩大，无土栽培对基质的需求量也连年增加。菇渣及棉花秸秆通过发酵用作无土栽培基质不仅可以解决农业废弃物的循环利用问题，而且还能降低基质栽培的成本。现有技术并未出现相关技术，因此，需要一种新的方法测定优选方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种草莓有机生态型无土栽培基质的配置及测定方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括以下步骤：

(1)基质的前处理及配方处理：

收集棉花秸秆和菇渣并粉碎，准备草炭，对物料腐熟并测定发酵温度，腐熟后按照如下实验基质配比：

处理 细沙 草炭 棉花秸秆 菇渣 蛭石 CK 0 2 0 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 1 0 1 1 3 1 1 1 1 1 4 0 0 1 1 1 5 0 0 2 0 1 6 1 1 0 1 1 7 1 0 0 0 0

共8个处理，其中采用常用配方草炭：蛭石2：1为对照，处理7为全沙培,，每个处理5盆，3次重复；

(2)混配基质理化性质的测定方法及测定结果；

①测定混配基质的容重、持水孔隙度、通气孔隙度、总孔隙度及水气比：

将不同配比的基质装入已知容积(100ml)的容器内，向内加水至饱和状态，称量饱和水状态下不同配比基质重(W1)，倒置24h后称不同配比基质重(W2)，烘干后不同配比基质重(W3)；容重＝W3/V；总孔隙度(％)＝(W1－W3)/V×100；持水孔隙度(％)＝(W2－W3)/V×100；通气孔隙度＝总孔隙度－持水孔隙度；水气比＝持水孔隙度/通气孔隙度；

②测定混配基质的PH值和EC值：

每个处理取三份风干混配基质样品10g左右，置于三角瓶中，振荡，加蒸馏水50ml.利用电导仪和PH计测定；

③测定混配基质的全碳和全氮及碳氮比：

使用重量法和凯氏定氮法分别测定不同配比的基质中总碳和总氮的量；碳氮比＝总碳量/全氮量；

(3)调查混配基质对草莓植株生长发育的影响:(如表4)

①在农学院试验站温室中，在混配好的基质中栽植品种为甜查理的草莓；

②苗木的成活率为100％；

③测定草莓植株株高：使用卷尺测量每个处理草莓叶柄基部至最长叶片的自然高度，三次重复，取平均数；

④测定草莓植株茎粗：

使用游标卡尺测量每个处理草莓植株根茎部的直径，三次重复，取平均数；

⑤测定草莓植株不同时期的叶绿素含量:(如图1)

使用叶绿素仪测定不同时期植株自上向下第四片复叶绿素相对含量SPAD值；

⑥测定果实质量：

为种植优质果实，每株留果为3-4个，每个处理5株测定三茬共十个果实，三次重复求平均数，得出单果重和株产；

(4)测定不同配比基质对草莓果实品质的影响：(如表3)

①可溶性还原糖含量：采用蒽酮比色法测量

a.配置蒽酮试剂：用万分之一天平取0.2g蒽酮溶解到80％H2SO4中，以80％H2SO4定容到100ml，当日配制使用；

b.制作标准曲线

葡萄糖标准溶液配制：先配成1g/L的葡萄糖溶液，然后分别吸取1、2、3、4、5、6mL分别置于100mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，可得到0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06mg/mL的葡萄糖系列浓度；

葡萄糖标准曲线制作：吸取系列标准葡萄糖溶液，蒸馏水各1mL，分别置于6支试管中，加人4mL冷蒽酮试剂，混匀，于试管口盖上玻璃球，在沸水浴中加热10min，取出后用冷水冷却20min后，测A(620nm处的吸光光度值)，以吸光度为纵坐标，糖标准溶液浓度为横坐标，绘标准曲线；

c.还原糖测定：用万分之一天平称取草莓果浆0.5g左右，放入锥形瓶中，加入30ml水，放入80摄氏度的水浴锅中30min，取出冷却过滤到50ml的容量瓶中；然后取样本1ml加入试管，再加入4ml冷蒽酮试剂，放入100摄氏度的水浴锅里10min，取出冷却至室温，把分光光度计调至620nm进行测定；

公式：

式中：W：糖的质量分数(％)

C：从标准曲线中查出的糖质量分数(mg/ml)

V：样品稀释后的体积(ml)

m：样品的质量(mg)

②有机酸含量：采用酸碱滴定法测量

a.称取草莓果浆5g左右，用少量蒸馏水冲洗至50mL三角瓶中，再加水至30mL左右，置于80℃水浴中浸提30min，每隔5min搅拌1次，取出冷却后过滤，滤液与冲洗残渣滤液合并，定容50mL；摇匀，供测定之用，共4个处理；

b.过滤每个处理取三角瓶和漏斗各3支，进行滴定，进行备用；

c.测定每个处理取50mL干洁三角瓶3只，分别装入过滤好的样品提取液10mL，1％酚酞3滴，用0.1mol/LNaOH滴定至微红色，摇动1min不褪色即为滴定终 点，记录消耗碱液的数量；

式中：W——样品重量(g)；C——稀释总量(ml)；

K——换算系数：苹果酸为67，酒石酸为75；

D——测定时所取的样液数(ml)；A——滴定时消耗NaOH数(ml)

③糖酸比＝果实可溶性糖含量/果实可滴定酸含量

④测定果实可溶性固形物含量：

将全部果实研磨呈浆状后，用手持折光仪测定；

⑤测定果实硬度：

将每个果实，用手持果实硬度计测定，五株果实为一个处理求平均数，三次重复；

(5)测定不同配比基质对草莓果实形状的影响：

①测定果实横径：

将每个果实，用游标卡尺测定，五株果实为一个处理求平均数，三次重复；

②测定果实纵径：

将每个果实，用游标卡尺测定，五株果实为一个处理求平均数，三次重复；

③果型指数＝纵径/横径。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种草莓有机生态型无土栽培基质的配置及测定方法，与现有技术相比，本发明利用农业生产废弃物质棉花秸秆及菇渣通过发酵后与传统的栽培物质草炭、蛭石进行不同比例的混配，研究混配基质对草莓生长发育的影响，从而开发出适合草莓优质高效的草莓栽培的基质配方，为草莓的健康发展提供一种优良基质，具有推广应用的价值。

附图说明：

图1草莓植株不同时期的叶绿素相对含量SPAD值

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明：

本发明包括以下步骤：

(1)基质的前处理及配方处理：

收集棉花秸秆和菇渣并粉碎，准备草炭，对物料腐熟并测定发酵温度，腐熟后按照如下实验基质配比：

处理 细沙 草炭 棉花秸秆 菇渣 蛭石 CK 0 2 0 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 1 0 1 1 3 1 1 1 1 1 4 0 0 1 1 1 5 0 0 2 0 1 6 1 1 0 1 1 7 1 0 0 0 0

共8个处理，其中采用常用配方草炭：蛭石2：1为对照，处理7为全沙培,，每个处理5盆，3次重复；

(2)混配基质理化性质的测定方法及测定结果；

①测定混配基质的容重、持水孔隙度、通气孔隙度、总孔隙度及水气比：

将不同配比的基质装入已知容积(100ml)的容器内，向内加水至饱和状态，称量饱和水状态下不同配比基质重(W1)，倒置24h后称不同配比基质重(W2)，烘干后不同配比基质重(W3)；容重＝W3/V；总孔隙度(％)＝(W1－W3)/V×100；持水孔隙度(％)＝(W2－W3)/V×100；通气孔隙度＝总孔隙度－持水孔隙度；水气比＝持水孔隙度/通气孔隙度；

②测定混配基质的PH值和EC值：

每个处理取三份风干混配基质样品10g左右，置于三角瓶中，振荡，加蒸馏水50ml.利用电导仪和PH计测定；

③测定混配基质的全碳和全氮及碳氮比：

使用重量法和凯氏定氮法分别测定不同配比的基质中总碳和总氮的量；碳氮比＝总碳量/全氮量；

(3)调查混配基质对草莓植株生长发育的影响:(如表4)

①在农学院试验站温室中，在混配好的基质中栽植品种为甜查理的草莓；

②苗木的成活率为100％；

③测定草莓植株株高：使用卷尺测量每个处理草莓叶柄基部至最长叶片的自然高度，三次重复，取平均数；

④测定草莓植株茎粗：

使用游标卡尺测量每个处理草莓植株根茎部的直径，三次重复，取平均数；

⑤测定草莓植株不同时期的叶绿素含量:(如图1)

使用叶绿素仪测定不同时期植株自上向下第四片复叶绿素相对含量SPAD值；

⑥测定果实质量：

为种植优质果实，每株留果为3-4个，每个处理5株测定三茬共十个果实，三次重复求平均数，得出单果重和株产；

(4)测定不同配比基质对草莓果实品质的影响：(如表3)

①可溶性还原糖含量：采用蒽酮比色法测量

a.配置蒽酮试剂：用万分之一天平取0.2g蒽酮溶解到80％H2SO4中，以80％H2SO4定容到100ml，当日配制使用；

b.制作标准曲线

葡萄糖标准溶液配制：先配成1g/L的葡萄糖溶液，然后分别吸取1、2、3、4、5、6mL分别置于100mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，可得到0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06mg/mL的葡萄糖系列浓度；

葡萄糖标准曲线制作：吸取系列标准葡萄糖溶液，蒸馏水各1mL，分别置于6支试管中，加人4mL冷蒽酮试剂，混匀，于试管口盖上玻璃球，在沸水浴中加热10min，取出后用冷水冷却20min后，测A(620nm处的吸光光度值)，以吸光度为纵坐标，糖标准溶液浓度为横坐标，绘标准曲线；

c.还原糖测定：用万分之一天平称取草莓果浆0.5g左右，放入锥形瓶中， 加入30ml水，放入80摄氏度的水浴锅中30min，取出冷却过滤到50ml的容量瓶中；然后取样本1ml加入试管，再加入4ml冷蒽酮试剂，放入100摄氏度的水浴锅里10min，取出冷却至室温，把分光光度计调至620nm进行测定；

公式：

式中：W：糖的质量分数(％)

C：从标准曲线中查出的糖质量分数(mg/ml)

V：样品稀释后的体积(ml)

m：样品的质量(mg)

②有机酸含量：采用酸碱滴定法测量

a.称取草莓果浆5g左右，用少量蒸馏水冲洗至50mL三角瓶中，再加水至30mL左右，置于80℃水浴中浸提30min，每隔5min搅拌1次，取出冷却后过滤，滤液与冲洗残渣滤液合并，定容50mL；摇匀，供测定之用，共4个处理；

b.过滤每个处理取三角瓶和漏斗各3支，进行滴定，进行备用；

c.测定每个处理取50mL干洁三角瓶3只，分别装入过滤好的样品提取液10mL，1％酚酞3滴，用0.1mol/LNaOH滴定至微红色，摇动1min不褪色即为滴定终点，记录消耗碱液的数量；

式中：W——样品重量(g)；C——稀释总量(ml)；

K——换算系数：苹果酸为67，酒石酸为75；

D——测定时所取的样液数(ml)；A——滴定时消耗NaOH数(ml)

③糖酸比＝果实可溶性糖含量/果实可滴定酸含量

④测定果实可溶性固形物含量：

将全部果实研磨呈浆状后，用手持折光仪测定；

⑤测定果实硬度：

将每个果实，用手持果实硬度计测定，五株果实为一个处理求平均数，三次重复；

(5)测定不同配比基质对草莓果实形状的影响：

①测定果实横径：

将每个果实，用游标卡尺测定，五株果实为一个处理求平均数，三次重复；

②测定果实纵径：

将每个果实，用游标卡尺测定，五株果实为一个处理求平均数，三次重复；

③果型指数＝纵径/横径。

主要成果：

(1)不同配比基质的理化性质比较：

一般来说基质的理化性质为：基质容重0.1～0.8g/cm3，总孔隙度为54％～96％，基质水气比为2～4，PH6～8，电导率小于2.6ms/cm-1。

由表2可以看出，不同配比的基质的容重、总孔隙度、持水孔隙、通气孔隙、水气比、C/N均差异较大。有机基质容重为0.137～0.540g/cm3,均在理想基质范围内，各处理显著高于对照，其中有机基质中处理6最大，但与处理3、处理4差异不显著；各有机基质总孔隙度大部分在理想范围内，只有对照高于理想范围，最小的是处理4，其与处理3、处理6差异不显著。各配比的有机基质水气比均高于理想范围，其中处理4最接近理想范围，其与处理3差异不显著，处理5水气比最大，但其与处理1、处理2、处理6和对照均无显著差异。不同配比基质的PH值和电导率均在理想范围内，且无显著差异。不同配比基质C/N差异较大，最小的是处理6为8.28，最大的是处理4为211.90。

表2不同配比基质主要理化性质比较

表2续不同配比基质主要理化性质比较

处理 PH EC C(10-2g/g) N(10-6g/g) CK 6.45a 0.39a 16.53±0.09f 1544.33±12.03b 1 6.87a 0.68a 23.55±0.09g 2800.33±19.77d 2 7.09a 0.70a 15.89±0.06e 3130.33±12.35e 3 7.35a 0.99a 6.55±0.02b 5495.33±12.35f 4 7.25a 0.71a 10.09±0.10c 476.33±4.67a 5 7.38a 0.48a 14.13±0.07d 2736.0±8.09c 6 7.22a 1.00a 4.53±0.04a 5467.67±20.04f 7 6.82a 0.54a

综合各项理化性质分析，处理3和处理4较好，其余水气比较高，对照的总孔隙度过高。

(2)不同配比基质对草莓果实品质的影响:

表3不同配比基质对草莓果实品质的影响

由表3可以看出，不同配比基质对草莓果实可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、可溶性固形物、硬度均有比较大的影响。其中处理1的可溶性糖含量最高为7.02％，显著高于对照和处理2，处理1、3、4、5、6、7和处理1、3、4、5、6、7和对照间差异不显著；处理1和处理2的可滴定酸含量最高为0.667％，显著高于对照(0.337％)和处理3(0.377％)，处理1、2、4、5、6、7和处理3、4、5、6、7和对照间差异不显著；从糖酸比来说，处理3的最高为16.73，它和处理6(12.12)无显著差异。从可溶性固形物来看，各处理间差异较大，其中处理6(11.20％)和处理3(11.17％)显著高于其他处理；在硬度方面，处理3最硬，达到4.87kg/cm3。

综合各项果实品质，处理3的品质最佳，酸甜适中，硬度适宜，其次为处理1的可溶性糖含量最高，但可溶性固形物含量比处理3低，其他品质与处理3没有明显差异。

(3)不同配比基质对草莓植株性状和产量的影响：

表4不同配比基质对草莓生长和产量的影响

由表4可看出不同配比对草莓植株高度的影响有显著差异，其中对照的最高，它与处理1和处理2无显著差异，对照和处理1显著高于处理3、4、5、6、7；处理2、3、5、6和处理3、4、5、6、7间均无显著差异。

从茎粗来看，处理1、7和对照最好，分别达到2.02、2.26和1.95mm,处理1显著高于处理2、3、4、5、6，且处理2、3、4、5、6间无显著差异。

由表4可以看出，处理1的平均株产为173.07g，显著高于处理3、4、5、6、7和对照，与处理2无显著差异；处理2、4、6、7和对照，处理3、4、6、7和对照、处理3、4、5、6、7间均无显著差异。

对不同配比基质对草莓植株性状和产量的影响综合分析，可以得出处理1效果优于其他处理。

(4)不同配比基质对草莓果实形状的影响：

由表5可以看出，处理1的平均果实横径最长为32.38mm,它与对照和处理2、6无显著差异，对照和处理2、6横径主要在30mm左右；从平均果实纵径来看，处理1的最长为38.88mm,与对照(34.37mm)无显著差异；也可以看出，不同配比有机基质(处理7为沙培除外)对草莓果形指数影响不显著，其中处理1和处理4为最大1.20。

表5不同配比基质对草莓果实形状的影响

综合分析，处理1的平均横径和纵径都大于其他处理，果形相对较大，果形 指数相对合适，为最佳处理。其次为对照，其横径、纵径和果形指数都仅次于处理1，果型也较大，并没有显著差异。

(5)不同基质对草莓植株不同时期的叶绿素相对含量SPAD值的影响：

由图1可以看出，四个时期各处理间有着显著差异，处理1、处理7和对照在每个时期的叶绿素相对含量SPAD值都要高于其他处理；而分析每个处理不同时期叶绿素相对含量SPAD值的变化发现，对照和处理1、5、7为叶绿素相对含量SPAD值不断增加，而其他处理叶绿素相对含量SPAD值则无规则波动。综合分析，有机基质中处理1和对照各时期的叶绿素相对含量SPAD值高于其他处理，并且随着时间变化，叶绿素相对含量SPAD值不断增加，处理1和对照的光合作用能力都优于其他处理，并且光合作用能力不断增加。

(6)综合分析：

本试验中除草炭成本较高外，其他材料均为来源广泛的本地农业废弃物，成本低廉。就基质的理化性质来看，除处理3总孔隙度过大，其余各处理均适宜栽培草莓，其中处理5和处理6最好。

从草莓植株性状和产量的情况分析，处理2效果优于其他处理；从草莓果实品质来看，处理2的可溶性糖含量最高，仅可溶性固形物含量比处理5低。处理2的果型大于其他处理，果形指数相对合适，叶片光合能力强，并有不断增加的趋势！

现在常用的无机基质沙培，虽然价格低但是效果一般，并且保水性差植株易旱。

结果表明，腐熟后的草炭、棉花秸秆和蛭石按照1:1:1的比例配方的基质完全可以替代草炭和蛭石2:1的常用配方，甚至部分草莓生理指标优于常用配方。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本 发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。