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安徽农学通报 Anhui Agri Sci Bull 2020 26 22 生物炭基质对无土栽培草莓生长及果实品质的影响 聂 萍 袁希元 赵方奎 袁 珺 梁 潇 辽东学院农学院 辽宁丹东 118000 摘 要 为 探 讨 生 物 炭 作 为 草 莓 无 土 栽 培 基 质 的 可 行 性 以 红 颜 品 种 为 试 验 材 料 在 温 室 立 体 高 架 栽 培 模 式 下 制 备 不 同 配 比 生 物 炭 基 质 测 定 其 对 草 莓 生 长 和 果 实 品 质 的 影 响 结 果 表 明 1 生 物 炭 基 质 在 草 莓 现 蕾 期 开 花 期 和 结 果 期 能 够 显 著 促 进 草 莓 生 长 随 着 生 物 炭 添 加 量 的 增 大 对 草 莓 生 长 的 促 进 作 用 相 对 减 弱 其 中 C 2 处 理 在 株 高 茎 粗 冠 幅 和 叶 面 积 方 面 均 表 现 最 高 2 生 物 炭 基 质 能 够 促 进 草 莓 提 前 开 花 结 果 开 花 期 提 前 15d 但 对 叶 绿 素 含 量 的 影 响 不 大 3 不 同 配 比 的 生 物 炭 基 质 对 草 莓 的 单 果 重 硬 度 和 糖 度 均 有 所 提 高 随着生物炭添加量的增加 促进作用降低 但对成熟度和香气影响无显著影响 关键词 生物炭基质 无土栽培草莓 生长 品质 中图分类号 S 66 文献标识码 A 文章编号 1007 7731 2020 22 0057 03 丹 东 是 我 国 最 大 的 草 莓 生 产 区 生 产 面 积 和 产 量 分 别 占 全 国 的 11 20 1 目 前 有 机 生 态 型 无 土 栽 培 草 莓 兴 起 无 土 栽 培 的 草 莓 果 实 鲜 红 艳 丽 口 感 酸 甜 商 品 率 高 可 以 有 效 降 低 土 传 病 害 的 发 生 减 少 果 品 农 药 残 留 增 加 农 民 收 入 具 有 良 好 的 经 济 和 社 会 效 益 2 3 常 规 的 设 施 草 莓 由 于 每 年 连 作 土 传 病 害 严 重 农 户 对 草 莓 生 育 期 病 虫 害 的 控 制 和 预 防 必 然 会 加 大 草 莓 果 实 的 农 药 残 留 现 象 基 质 栽 培 作 为 无 土 栽 培 的 主 要 形 式 其 品 质 的 优 劣 直 接 影 响 着 作 物 的 生 长 因 而 栽 培 基 质 的 选 择 很 重 要 4 用 草 炭 等 无 土 栽 培 基 质 代 替 常 规 土 壤 栽 培 草 莓 已 成 为 绿 色 草 莓 栽 培 模 式 的 趋 势 近 年 来 草 莓 的 无 土 栽 培 发 展 较 快 各 地 无 土 栽 培 基 质 配 方 混 杂 国 外 专 用 无 土 栽 培 草 莓 基 质 效 果 好 但 成 本 高 5 为 发 展 我 国 无 土 栽 培 草 莓 新 技 术 生 物 炭 作 为 稻 秆 还 田 的 一 种 重 要 处 理 方 式 既 解 决 了 辽 宁 省 稻 秆 焚 烧 问 题 又 能 作 为 良 好 的 基 质 材 料 也 为 发 展 低 碳 绿 色 可 持 续 生 产 方 式 提 供 了 重要途径 1 材料与方法 1 1 试验材 料 供试草 莓品种 为红颜 供试草 炭 椰糠购 于 拉 脱 维 亚 珍 珠 岩 由 丹 东 瀚 林 林 蓝 莓 有 限 公 司 提 供 生 物 炭 购 于 辽 宁 省 金 和 福 农 业 开 发 有 限 公 司 制 备 方 法 参 照 中 国 发 明 专 利 ZL 201420025017 8 一 种 组 合 式 多 联 产 生物质快速炭化设备及其制炭方法 1 2 试验方 法 以草炭 椰糠 珍珠岩 为主要 原料按 体积 比 2 1 1 添 加 生 物 炭 按 体 积 比 添 加 分 别 配 制 4 种 不 同 配 方 农 户 常 用 基 质 CK 10 含 量 生 物 炭 基 质 C 1 15 含 量 生 物 炭 基 质 C 2 20 含 量 生 物 炭 基 质 C 3 配 制 后 基 质 的 各 项 理 化 性 质 如 表 1 所 示 在 试 验 地 点 搭 建 4 个 铁 架 台 铁 架 台 长 7 35m 宽 0 15 m 距 离 地 表 面 0 7 m 将 无 纺 布 固 定 在 铁 架 上 底 部 均 匀 铺 设 5 cm 鸡 粪 在 其 上 面 铺 上 实 验 配 制 的 栽 培 基 质 6 选 取 长 势 良 好 茎 直 径 0 7 1 0cm 具 有 3 5 片 功 能 叶 的 草 莓 苗 用 于 定 植 草 莓 定 植 时间为9月28 日 2次重复 表 1 生物炭基质基本理化性质 基质 类型 CK C 1 C 2 C 3 pH 5 48 6 37 6 47 6 42 电导率 s cm 1 512 1094 1054 1231 有机质 g kg 1 12 0 12 2 12 5 12 6 碱解氮 mg kg 1 0 81 0 77 0 72 0 74 速效磷 mg kg 1 0 059 0 178 0 195 0 250 速效钾 mg kg 1 7 36 46 39 1 3 测 定 项 目 与 方 法 每 个 处 理 随 机 选 取 5 株 草 莓 进 行 标 记 用 直 尺 和 游 标 卡 尺 在 草 莓 现 蕾 期 开 花 期 结 果 期 测 量 植 株 的 生 长 性 状 主 要 包 括 叶 长 叶 宽 单 株 叶 面 积 株 高 茎 粗 叶 绿 素 含 量 利 用 电 子 秤 糖 度 测 试 仪 硬 度 测 试 仪 等 工 具 测 量 草 莓 的 单 果 重 成 熟 度 香 气 糖 度 和 硬 度 计 算 产 量 糖 度 硬 度 等 指 标 具 体 如 下 1 单 果 重 当 草 莓 果 实 达 八 成 红 熟 时 测 定 草 莓 的 单 株 果 总 重 计 算 草 莓 结 果 个 数 取 平 均 值 2 成 熟 度 香 气 草 莓 果 实 成 熟 度 通 常 分 为 4 个 阶 段 即 绿 熟 期 白 熟 期 转 色 期 和 红 熟 期 通 过 观 察 草 莓 着 色 和 硬 度 计 来 测 定 草 莓 的 成 熟 度 及 香 气 3 糖 度 使 用 糖 度 测 试 仪 测 量 草 莓 尖 部 中 部 和 底 部 的 糖 度 4 硬 度 使 用 硬 度 测 试 仪 测 量 草 莓 中 部 硬 度 2 次 取 平 均 值 5 现 蕾 期 草 莓 出 现 的 蕾 数 占 整 个 试 验 的 50 以 上 的 时 期 为 现 蕾 期 当 草 莓 出 现 蕾 数 高 于全部试验 4 5 时称为现蕾盛期 1 4 数 据 分 析 采 用 Excel 2007 软 件 绘 图 用 DPS 7 55 软 基金项目 2019 年度校级博士科研启动基金项目 国家大学生创新创业训练项目 作者简介 聂萍 2001 女 辽宁抚顺人 本科生在读 通讯作者 收稿日期 2020 09 14 57 安徽农学通报 Anhui Agri Sci Bull 2020 26 22 件 进 行 数 据 统 计 分 析 采 用 Duncan 新 复 极 差 法 进 行 差 异 显著性检验 2 结果与分析 2 1 不同配 比生物 炭基质 对草莓 生长指 标的影 响 从表 2 可 以 看 出 生 物 炭 基 质 在 草 莓 现 蕾 期 开 花 期 结 果 初 期 显著提高 了株高 冠幅 单株叶面 积 分别达到 0 05 显著水 平 对 茎 粗 的 影 响 作 用 不 大 C 2 处 理 草 莓 株 高 施 均 高 于 其 他 处 理 各 生 育 期 随 着 生 物 炭 施 用 量 的 增 加 株 高 冠 幅 单 株 叶 面 积 呈 现 下 降 趋 势 结 果 期 下 降 趋 势 逐 渐 减 弱 说 明 不 同 生 物 炭 处 理 草 莓 基 质 对 生 长 前 期 的 作 用 效 果 显 著 对 草 莓 生 长 发 育 的 影 响 较 大 当 草 莓 进 入 结 果 期 营 养 元 素 转 入 生 殖 生 长 后 高 生 物 炭 施 用 量 基 质 对 草 莓的作用效果逐渐减弱 表 2 不同处理对草莓各生育期的生长指标 生育时期 现蕾期 开花期 结果期 处理 C 1 C 2 C 3 CK C 1 C 2 C 3 CK C 1 C 2 C 3 CK 株高 cm 15 28abAB 17 16 aA 11 64bcAB 10 00 cB 16 00abA 17 34 aA 14 78abA 13 86bA 19 94 aA 19 66 aA 18 52 aA 17 42 aA 茎粗 cm 2 66aA 3 12aA 2 68aA 2 58aA 2 20aA 2 24aA 2 22aA 1 70 bA 1 62aA 1 34bAB 1 42abAB 1 20bB 冠幅 cm 24 78 aA 21 68 bA 17 22cB 5 94cB 24 86 aA 25 04 aA 22 58 aAB 18 74 bB 26 40 aAB 27 22 aA 26 74 aAB 23 22 bB 叶长 cm 7 06aA 6 32bAB 5 96bB 4 92 cC 6 23aA 6 38aA 6 09aA 4 55 aB 5 66aA 5 55aA 5 55aA 5 12aA 叶宽 cm 5 96aA 5 30bAB 5 04bB 4 04 cC 5 08aA 5 48aA 5 28aA 3 74bB 4 60aA 4 57aA 4 48aA 4 21aA 叶面积 cm 2 30 57 aA 24 60 bAB 22 09 bB 14 46cC 23 16 aA 25 68 aA 23 67 aA 12 48 bB 19 08 aA 18 68 aA 18 32 aA 15 88 aA 2 2 不 同 配 比 生 物 炭 基 质 对 草 莓 物 候 期 的 影 响 从 表 3 可 以 看 出 生 物 炭 基 质 的 现 蕾 期 初 花 期 盛 花 期 初 果 期 和 盛 果 期 分 别 为 2019 年 11 月 8 日 12 月 1 日 2020 年 1 月 12 日 1 月 25 日 和 2 月 14 日 对 照 处 理 的 现 蕾 期 初 花 期 盛 花 期 初 果 期 和 结 果 期 分 别 为 2019 年 11 月 22 日 12 月 15 日 2020 年 1 月 25 日 2 月 9 日 和 2 月 29 日 相 比 之 下 对 照 处 理 的 现 蕾 期 初 花 期 盛 花 期 初 果 期 和 结 果 期 均 晚 于 加 入 生 物 炭 的 3 个 处 理 草 莓 从 定 植 到 现 蕾 需 要 45 d 左 右 的 时 间 从 现 蕾 到 开 花 需 要 15 d 花 期 时 间 很 长 要 持 续 一 个 多 月 从 开 花 到 结 果 也 需 要 一 个 多 月 的 时 间 对 照 处 理 与 其 他 3 个 处 理 相 比 各 时 期 略 晚 接 近 14 d 因 此 在 草 莓 基 质 中 添 加 适 量 的 生 物 炭 可 以 使 草 莓 提 前 进 入 结 果 期 延 长 草莓供应的周期 从而提高草莓的经济价值 表 3 不同处理草莓的物候期 月 日 处理 C 1 C 2 C 3 CK 现蕾期 11 08 11 08 11 08 11 22 初花期 12 01 12 01 12 01 12 15 盛花期 01 12 01 12 01 12 01 25 初果期 01 25 01 25 01 25 02 10 盛果期 02 14 02 14 02 14 02 29 2 3 不同配 比生物 炭基质 对草莓 叶绿素 含量的 影响 叶 绿 素 是 反 映 叶 片 生 理 活 性 变 化 的 重 要 指 标 之 一 是 吸 收 光 能 的 重 要 色 素 7 可 以 反 映 草 莓 生 长 发 育 的 状 况 从 表 4 可 以 看 出 盛 花 期 不 同 处 理 叶 绿 素 含 量 表 现 相 近 结 果 期 不 同 处 理 叶 绿 素 含 量 温 度 N 含 量 表 现 为 CK C 1 C 2 C 3 由 此 说 明 结 果 期 营 养 物 质 的 转 移 高 生 物 炭 基 质 叶 片 中 叶 绿 素 的 含 量 反 而 下 降 结 合 各 主 要 生 育 期 草 莓 生 长 性 状 的 效 果 来 看 高 生 物 炭 处 理 基 质 对 草 莓 光 合 作用促进效果有待进一步研究 表 4 不同处理草莓各生育期的叶绿素含量 处理 C 1 C 2 C 3 CK 盛花期 叶绿素 96 04 aA 89 68 aA 89 26 aA 90 02 aA 温度 0 C 23 50 aA 21 72 bAB 22 62cB 21 54cB N 含量 mg g 32 60 aA 28 64 abA 28 38bA 28 74 abA 结果期 叶绿素 SPAD 值 63 25aA 61 52aA 62 72aA 63 67aA 温度 0 C 21 97 dD 22 70cC 23 55bB 23 95aA N 含量 mg g 20 20aA 19 60aA 18 40aA 20 35aA 2 4 不 同 配 比 生 物 炭 基 质 对 草 莓 平 均 单 果 质 量 以 及 品 质 的 影 响 在 初 果 期 和 盛 果 期 分 别 测 定 各 处 理 标 记 植 株 单 株 总 果 重 计 算 其 平 均 值 并 测 定 果 实 各 项 品 质 指 标 其 结 果 见 表 5 从 表 5 可 以 看 出 不 同 配 比 基 质 对 草 莓 单 株 果 质 量 的 影 响 有 显 著 差 异 均 高 于 对 照 其 中 盛 果 期 C 2 处 理 高 于 其 他 各 处 理 比 对 照 高 出 32 2 盛 果 期 C 2 C 3 处 理 与 对 照 差 异 显 著 C 1 处 理 差 异 不 显 著 在 不 同 果 实 期 各 处 理 草 莓 成 熟 度 香 气 均 差 异 不 显 著 草 莓 的 硬 度 在 初 果 期 和 盛 果 期 表 现 不 同 生 物 炭 基 质 处 理 草 莓 的 硬 度 显 著 高 于 对 照 其 中 初 果 期 生 物 炭 基 质 C 2 C 3 硬 度 略 高 与 对 照 达 到 0 05 显 著 水 平 盛 果 期 生 物 炭 基 质 处 理 硬 度 均 高 于 对 照 未 达 到 差 异 显 著 水 平 在 初 果 期 和 盛 果 期 各 生 物 炭 基 质 处 理 草 莓 的 糖 度 均 高 于 对 照 但 差 异 不 显 著 58 26 卷 22 期 表 5 不同处理草莓的平均果重及果实品质 初果期 盛果期 处理 CK C 1 C 2 C 3 CK C 1 C 2 C 3 单株果质量 g 25 47bA 29 3 abA 31 13aA 31 2 aA 22 67bA 26 97 abA 33 7 aA 31 17aA 成熟度 8 67bA 10aA 9 33abA 9 67 aA 9 67 aA 10 33aA 10aA 10 67aA 香气 2 67aA 3 33aA 3 67aA 3 aA 3 67aA 4 67aA 4 33aA 4 67aA 硬度 0 85 cB 1 12 bAB 1 33aA 1 4 aA 0 98bB 1 08 bAB 1 08 bAB 1 35aA 糖度 尖部 10 77aA 11 3aA 10 67aA 9 73aA 12 43aA 11 6aA 11 03aA 10 8aA 糖度 中部 9 73 A 10 03aA 9 3aA 9 2aA 11 6aA 11 1aA 11 73aA 10 57aA 糖度 底部 8 97aA 9 13aA 7 97aA 7 87aA 9 57aA 9 77aA 9 03abA 7 67 bA 3 讨论与结论 目 前 国 内 外 许 多 国 家 都 采 用 集 约 化 栽 种 草 莓 在 同 一 地 块 高 密 度 连 续 栽 植 导 致 有 害 生 物 频 发 产 量 和 品 质 下 降 草 莓 连 作 障 碍 现 象 已 成 为 全 世 界 草 莓 栽 培 和 研 究 者 广 泛 关 注 的 热 点 是 目 前 亟 须 解 决 的 一 大 问 题 8 9 生 物 炭 是 一 种 由 农 林 废 弃 生 物 质 在 完 全 或 部 分 缺 氧 条 件 下 经 热 裂 解 形 成 的 抗 分 解 能 力 极 强 的 富 碳 物 质 10 生 物 炭 的 多 孔 性 使 其 具 有 极 强 的 吸 附 能 力 且 含 有 丰 富 的 矿 质 营 养 因 此 将 生 物 炭 应 用 于 栽 培 基 质 中 可 以 延 长 有 机物的降解时间 延长营养液肥效 本 研 究 中 除 草 炭 成 本 较 高 外 生 物 炭 为 生 物 质 资 源 废 弃 原 料 少 量 添 加 到 基 质 中 保 持 基 质 成 本 价 格 稳 定 来 源 广 泛 从 本 试 验 研 究 结 果 可 以 看 出 按 照 不 同 配 比 混 配 后 的 基 质 理 化 性 质 不 同 对 不 同 处 理 下 草 莓 植 株 性 状 产 量 和 品 质 效 果 不 同 11 徐 云 焕 10 等 研 究 表 明 基 质 是 给 草 莓 提 供 所 需 水 分 温 度 营 养 等 的 主 要 介 质 黄 欣 欣 11 等 研 究 表 明 选 取 草 炭 蛭 石 稻 壳 炭 2 1 1 即 稻 壳 炭 占 25 时 效 果 最 佳 能 显 著 提 高 果 实 品 质 草 炭 椰 糠 和 珍 珠 岩 基 质 保 水 性 排 水 性 适 宜 无 杂 草 和 病 虫 害 通 气 性 好 本 实 验 按 草 炭 椰 糠 珍 珠 岩 2 1 1 生 物 炭 在 总 基 质 配 比 基 础 上 按 体 积 比 10 15 20 添 加 配 置 3 种 不 同 生 物 炭 用 量 基 质 与 对 照 处 理 相 比 生 物 炭 基 质 可 以 促 进 草 莓 提 前 进 入 结 果 期 延 长 草 莓 的 供 应 周 期 提 高 草莓的品质和经济价值 本 试 验 结 果 表 明 生 物 炭 能 增 加 基 质 孔 隙 度 增 加 吸 光 度 具 有 良 好 的 吸 水 能 力 和 缓 释 肥 力 的 作 用 在 基 质 中 添 加 生 物 炭 可 以 促 进 营 养 液 的 元 素 成 分 吸 收 从 而 在 一 定 程 度 上 促 进 草 莓 单 株 产 量 使 草 莓 提 前 进 入 结 果 期 生 物 炭 基 质 对 草 莓 初 果 期 和 盛 果 期 的 产 量 有 着 显 著 影 响 生 物 炭 基 质 之 间 无 显 著 影 响 其 中 C 2 C 3 产 量 较 高 可 优 先 考 虑 生 物 炭 基 质 可 有 效 地 提 高 草 莓 品 质 从 初 果 期 到 成 熟 期 与 对 照 处 理 相 比 生 物 炭 基 质 草 莓 成 熟 度 香 气 糖 度 和 硬 度 都 有 增 加 其 中 草 莓 的 糖 度 和 硬 度 方 面 表 现 较 为 显 著 C 1 C 2 糖 度 相 对 较 高 口 感 佳 随 着 生 物 炭 在 基 质 中 含 量 的 增 加 草 莓 的 硬 度 增 加 C 2 C 3 硬 度 较 高 方 便 贮 藏 和 运 输 减 少 经 济 损 耗 综 上 所 述 按 草 炭 椰 糠 珍 珠 岩 2 1 1 生 物 炭 占 总 基 质 配 比 15 时 草 莓 的 产量和品质均较高 即C 2为最优基质配方 参考文献 1 彭 天 沁 浅 谈 设 施 草 莓 栽 培 技 术 要 点 及 其 发 展 技 术 J 吉 林 农 业 2011 6 142 144 2 梁 文 卫 草 莓 设 施 栽 培 研 究 进 展 J 黑 龙 江 农 业 科 学 2014 06 155 158 3 张 运 涛 草 莓 设 施 栽 培 应 注 意 的 若 干 问 题 J 果 农 之 友 2011 04 44 3 朱 子 龙 王 秀 峰 王 英 华 等 草 莓 无 土 栽 培 方 式 及 基 质 配 方 研 究 J 山东农业科学 2008 8 58 60 6 黄 欣 欣 黄 仕 兵 张 林 施 加 稻 壳 炭 对 高 架 基 质 栽 培 草 莓 果 实 品 质的影响 J 陕西农业科学 2018 64 11 64 67 7 朱 子 龙 王 秀 峰 王 英 华 等 草 莓 无 土 栽 培 方 式 及 基 质 配 方 研 究 J 山东农业科学 2008 8 58 60 8 马 丽 齐 红 志 闫 明 等 生 物 炭 对 连 作 障 碍 条 件 下 土 壤 微 生 物 和 草莓生长的影响 J 江苏农业科学 2019 17 150 154 9 马 燕 会 草 莓 抗 连 作 障 碍 突 变 体 的 筛 选 及 其 再 生 植 株 抗 性 评 价 D 保定 河北农业大学 2012 10 陆 海 楠 生 物 炭 添 加 对 土 壤 理 化 性 质 及 CO 2 释 放 的 影 响 D 北 京 中国地质大学 2013 11 刘 新 志 王 翔 郭 春 燕 等 不 同 基 质 处 理 方 式 对 草 莓 果 实 品 质 的影响 J 农产品加工 2018 16 28 32 12 徐 云 焕 张 豫 超 杨 肖 芳 等 基 质 不 同 处 理 方 式 对 草 莓 生 长 及 产量品质的影响 J 浙江农业学报 2016 28 11 1890 1894 13 黄 欣 欣 黄 仕 兵 张 林 施 加 稻 壳 炭 对 高 架 基 质 栽 培 草 莓 果 实 品 质的影响 J 陕西农业科学 2018 64 11 64 67 责编 张宏民 聂 萍等 生物炭基质对无土栽培草莓生长及果实品质的影响 59