CN104909878B

CN104909878B - 一种旱区叶菜类蔬菜栽培基质及其制备方法

Info

Publication number: CN104909878B
Application number: CN201510261616.9A
Authority: CN
Inventors: 范如芹; 罗佳; 张振华; 严少华; 卢信; 刘丽珠
Original assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2017-10-20
Anticipated expiration: 2035-05-21
Also published as: CN104909878A

Abstract

本发明属于农业领域，特别是植物栽培领域，更为具体的说是一种旱区叶菜类蔬菜栽培基质及其制备方法。本发明的目的在于针对目前旱区叶菜类蔬菜栽培基质研究的空白，提供一种适合于旱区叶菜类蔬菜栽培的基质由发酵床废弃垫料、蛭石、珍珠岩、泥炭所形成的混合物与吸水树脂和生物碳混合形成的添加料混合而成，所述吸水树脂与生物碳的混合重量比为1:12.5，所述吸水树脂占栽培基质总重量的0.4%~1.0%。从而可以提高旱区叶菜类蔬菜的产量，同时可以提高农业用水利用率，发展高效节水农业。

Description

一种旱区叶菜类蔬菜栽培基质及其制备方法

技术领域

本发明属于农业领域，特别是植物栽培领域，更为具体的说是一种旱区叶菜类蔬菜栽培基质及其制备方法。

背景技术

我国是世界上水资源严重短缺的国家之一，农业用水更为弥足珍贵。为了提高农业用水利用率，发展节水高效农业成为农业可持续发展的重要措施，新型节水技术的推广应用显得尤为重要。

高吸水性树脂（Super absorbent polymer，SAP）是一种具有超强吸水和保水能力的新型高分子材料，保水性能极强，被广泛应用于农林业、生物医药和卫生用品等领域。本发明中主要采用的是其中的淀粉基高吸水树脂。

基质栽培将是设施农业的主要方向之一，而目前各类SAP在无土栽培基质中的应用尚不成熟。针对基质普遍存在的保水持水性相对较差的短板，SAP在基质保水性能调控领域具有更加广阔的应用前景。

本专利的发明人一直致力于这一类型栽培基质的研究，曾经发表公开了“一种旱区茄果类蔬菜栽培基质及其制备方法”（CN201410503923.9）以及“一种叶菜类蔬菜栽培基质及其制备方法”（CN201410410898.X）。目前这两份专利文件均处于公开阶段，本专利中援引这两件专利文件的全部内容，凡是未予特别说明的均与这两份公开文本中定义一致，获得手段相同。

由于茄果类蔬菜与叶菜类蔬菜的生长特性及其对基质的要求差别很大，因此二者不可以直接迁移使用。

具体说来，茄果类蔬菜指为茄科植物中以浆果供食用的蔬菜。茄果类蔬菜包括番茄、茄子及辣椒。茄果类蔬菜对其种植的栽培介质的要求较高，一是要求含有丰富的有机质，二是具备良好的通气性，三是要具备良好的排灌条件。茄果类蔬菜对钾、钙、镁三种营养元素的需求量较多，特别是果实的采收期开始之后，容易产生这三种营养元素的缺乏症状。如大家最常见的西红柿和辣椒的缺钙导致的脐腐病、西红柿叶片缺镁黄化导致光合作用减弱。茄果类蔬菜对于底肥 (包括有机肥和化学肥料两种) 和叶面肥的要求较高。由于茄果类产量较高，必须在底肥上要施足充分腐熟的有机肥和优质的、全营养型的、含钾量较高的复混(合)肥料，这是保证高产优质的基础，俗话讲的“三追不如一底”，就是说的底肥的重要性。采收期开始后，由于根系逐渐老化和新根发生量的减少，根系的吸收能力减弱，从土壤中吸收养分减少，要想保证高产，必须多次叶面喷施合营养的高效叶面肥，以补充果实膨大所需营养，同时还能有效地预防缺素症。茄果类蔬菜的采收期长、产量高、连续坐果能力强。随着分批采收，养分不断地被带走。所以，需要边采收，边供给养分，才能满足不断的开花坐果的需要，否则的话，植株会早衰、采收期缩短、产量和品质下降。要求温暖的气候条件，不耐寒冷和霜冻。

叶菜类蔬菜是以植物肥嫩的叶片和叶柄作为食用部位的蔬菜。叶菜类蔬菜包括两类，第一类是以嫩叶和茎供食用的蔬菜，如小白菜、芹菜、菠菜、苋菜、莴苣等，称绿叶菜类：第二类是以叶球供食用的蔬菜，如结球甘蓝、大白菜（结球白菜）、花椰菜等，称为结球叶菜类。尽管叶菜类蔬菜品种较多，但在营养需求上，有其共性：（1）在三要素的吸收量上，主要以氮钾为主，两者比例约为1∶1，与果菜类相比，氮的需求量明显增加，若缺乏氮钾，则难以形成鲜嫩、质优的产品；另外，大白菜、甘蓝、菠菜等都是需钙、磷较多的蔬菜。（2）叶菜类蔬菜根系入土较浅，属浅根性作物，根系抗旱、抗涝能力都低，土壤干旱会严重阻碍其对钙、硼的吸收，因而更易发生缺钙、缺硼症状，在施肥时也应注意施肥量和部位，宜浅层、少层多次施肥。（3）叶菜类蔬菜体内养分元素在整个生育期不断积累，但养分吸收速度的高峰在生育前期，结球叶菜类养分吸收高峰则在结球初期，因此，前期营养供给对叶菜类蔬菜产量、品质非常重要。

因此，我们在研究之初考虑以非旱区的叶菜类蔬菜栽培基质为基础，例如“一种叶菜类蔬菜栽培基质及其制备方法”中我们所公开的由发酵床废弃垫料、蛭石、珍珠岩和菜园土组成的适用于叶菜类基质，配以我们根据“一种旱区茄果类蔬菜栽培基质及其制备方法”中所公开的专用于旱区的“吸水树脂”，形成了新的一种栽培基质。

但是，在以这一栽培基质作为旱区叶菜类蔬菜的栽培基质实验过程中，我们发现由于其基础配方的不同，因而两种基础配方形成的基质在于吸水树脂进行结合后效果差别很大，上述组合形成的栽培基质叶菜类蔬菜的出苗率大幅度降低，同时即使出苗作物的生长缓慢，不符合栽培基质的标准。

发明内容

本发明的目的在于针对目前旱区叶菜类蔬菜栽培基质研究的空白，提供一种适合于旱区叶菜类蔬菜栽培的基质及其制备方法。

我们所公开的旱区叶菜类蔬菜栽培基质，是由发酵床废弃垫料、蛭石、珍珠岩、泥炭所形成的混合物与吸水树脂和生物碳混合形成的添加料混合而成，所述吸水树脂与生物碳的混合重量比为1:12.5，所述吸水树脂占栽培基质总重量的0.4%~1.0%。

最为优选地是吸水树脂占栽培基质总重量的0.8%。

其中的发酵床废弃垫料参考CN201410503923.9中所公开的处理方法。这里的混合方式是基础料与添加料混合，基础料是由发酵床废弃垫料、蛭石、珍珠岩、泥炭混合而成，添加料是由吸水树脂和生物碳混合而成。

生物碳优选采用小麦秸秆在600℃下厌氧灼烧制成。

进一步地，我们优选所述吸水树脂的添加量为2.5kg/m³，生物碳的添加量为32kg/m³。

同时，我们还进一步优选所述发酵床废弃垫料、蛭石、珍珠岩、泥炭的混合体积比例为4:2:2:2。

并且，在本发明中我们还进一步公开了一种旱区叶菜类蔬菜栽培基质的制备方法，包括以下步骤：

（1）将吸水树脂和生物碳按照重量比1:12.5混合均匀，得到混合添加料；

（2）将发酵床废弃垫料与蛭石、珍珠岩、泥炭按照混合体积比装入搅拌装置，并将步骤（1）中获得的混合添加料加入至搅拌装置中，混合均匀后得到叶菜类蔬菜栽培基质。

其中，优选地，所述步骤（2）中混合添加料按照每小时50kg~100kg的速度加入预混合物中。

搅拌装置可以采用小型搅拌机。混合添加料的加入可以采用小型电动进料机，从而精确控制进料。生产1m³的栽培基质大致需要搅拌10分钟。

当然，参考产品中混合比例，在制备方法中所述步骤（2）中发酵床废弃垫料、蛭石、珍珠岩、泥炭按照体积比4:2:2:2的比例混合。所述吸水树脂占栽培基质总重量的0.4%~1.0%，最为优选地是吸水树脂占栽培基质总重量的0.8%。

本发明所公开的旱区叶菜类蔬菜栽培基质适用于旱区叶菜类蔬菜栽培，可以提高旱区叶菜类蔬菜的产量，同时可以提高农业用水利用率，发展高效节水农业。

附图说明

图1为N的吸收曲线图。

图2为P的吸收曲线图。

图3为K的吸收曲线图。

图4为高吸水性树脂与栽培基质最大持水量曲线图。

图5为高吸水性树脂与作物需水量的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。

实施例1

将猪圈清理出的发酵床废弃垫料，调整碳氮比和含水量，碳氮比控制在（16~25）：1，含水量控制在50%~60%；

含水量控制方法：猪圈清出发酵床废弃垫料一般含水量为30-40%，通过添加水，使含水量达到50%至60%；

碳氮比控制方法：猪圈清出发酵床废弃垫料碳氮比如果偏高通过添加猪粪调节（猪粪碳氮比在12:1左右），如果偏低通过添加秸秆调节（秸秆碳氮比在50:1左右）。

将处理后的发酵床废弃垫料堆置发酵，每隔两天翻抛一次，堆置发酵至腐熟度80%±2%；一般来说要发酵1~2个月；特别注意在整个发酵过程中要至少有七天以上，保证温度在50℃以上。

按照体积比4:2:2:2将发酵床废弃垫料、蛭石、珍珠岩、泥炭混合，形成基础基质。

实施例2

准备32份等质量的基础基质，基础基质的配制参考实施例1。

分别向其中添加配方量的生物碳和高吸水性树脂。

考察不同配方的各项理化性质，结果见表1。

表1 ：

SB0-SB16 为添加0.8%高吸水性树脂以及 0-16%（0、0.2%、4.0%、6.0%、8.0%、10%、12%、14%、16%）生物炭的基质；NSB0-NSB16为仅添加0-16% （0、0.2%、4.0%、6.0%、8.0%、10%、12%、14%、16%）生物炭而无高吸水性树脂添加的基质。同列不同小写字母表示不同处理间有显著差异 (P < 0.05)。

实施例3

按照实施例2中的方法制备形成32种不同配比的旱区叶菜类蔬菜栽培基质，以空心菜栽培为例，分别考察不同栽培基质条件下，空心菜的生长情况，考察结果见表2，同时考察不同栽培基质培养条件下，空心菜对N、P、K的吸收情况，结果见图1~图3，每幅图中都分别标示了在添加和不添加有高吸水性树脂两种情况下，植株地上、地下两个部分的N、P、K吸收情况。。

表2：

由以上实施例了可以说明，利用配方量的生物碳和高吸水性树脂可以实现良好的旱区叶菜类蔬菜栽培效果，不仅可以保水保肥，同时孔隙度高、通气性佳，栽培后，植物的出苗率高，水分和养料吸收好，生长状态佳。

实施例4

按照实施例1的方式准备7份等质量的基础基质，然后分别向其中加入质量比0.8%的生物碳和不同比例的高吸水性树脂组成的添加料，并以空心菜为实验，考查不同比例高吸水性树脂对空心菜的生长情况影响及需水量需求，结果表3以及图4、图5。

表3：

表3中同一行不同小写字母表示不同SAP添加处理间在0.05水平上存在显著差异。

由图4和图5可知，随SAP添加量的增加，基质最大持水量呈显著的正相关关系，可用y = 59.6 + 10.7x + 9.03x²，其中x为SAP添加比例，y为最大持水量；每株空心菜的需水量则与SAP添加量呈显著的负相关关系y = 574.5 - 14.7x – 21.9x²，其中x为SAP添加比例，y为每株作物需水量。

实施例5

以实施例2中SB8的处理方式形成栽培基质一。

然后同样采用SB8的处理方式，只不过将其中的泥炭用菜园土替换，形成栽培基质二。

用空心菜为实验蔬菜，考察两种不同的栽培基质，我们发现栽培基质二相较于栽培基质一来说，对植物的生长产生负作用。

Claims

1.一种旱区叶菜类蔬菜栽培基质，其特征在于：所述栽培基质是由发酵床废弃垫料、蛭石、珍珠岩、泥炭所形成的混合物与吸水树脂和生物碳混合形成的添加料混合而成，所述吸水树脂与生物碳的混合重量比为1:12.5，所述吸水树脂占栽培基质总重量的0.4%~1.0%；所述的吸水树脂是指淀粉基高吸水树脂，所述的生物碳是由小麦秸秆在600℃下厌氧灼烧制备而成。

2.根据权利要求1 所述的旱区叶菜类蔬菜栽培基质，其特征在于：所述吸水树脂的添加量为2.5kg/m³ ，生物碳的添加量为32kg/m³。

3.根据权利要求1 所述的旱区叶菜类蔬菜栽培基质，其特征在于：所述发酵床废弃垫料、蛭石、珍珠岩、泥炭的混合体积比例为4:2:2:2。

4.根据权利要求1 所述的旱区叶菜类蔬菜栽培基质，其特征在于：所述吸水树脂占栽培基质总重量的0.8%。

5.一种权利要求1所述的旱区叶菜类蔬菜栽培基质的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）将吸水树脂和生物碳按照重量比1:12.5 混合均匀，得到混合添加料；

6.根据权利要求5 所述的旱区叶菜类蔬菜栽培基质的制备方法，其特征是：所述步骤（2）中混合添加料按照每小时50kg~100kg 的速度加入预混合物中。

7.根据权利要求5 所述的旱区叶菜类蔬菜栽培基质的制备方法，其特征是：所述步骤（2）中发酵床废弃垫料、蛭石、珍珠岩、泥炭按照体积比4:2:2:2 的比例混合。

8.根据权利要求5 所述的旱区叶菜类蔬菜栽培基质的制备方法，其特征是：所述步骤（2）中吸水树脂占栽培基质总重量的0.8%。