凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)及果實品質(zhì)產(chǎn)量的影響

柴宗越 陳馨 強(qiáng)浩然 閆永琴 王奉軍 王玉鵬 胡軾林

摘要：在草莓品種京藏香栽培基質(zhì)（草炭、蛭石、珍珠巖體積比為3∶1∶1）中分別添加基質(zhì)質(zhì)量的20%、15%、10%、5%凹凸棒石，以不添加凹凸棒石為對照（CK），觀測凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)營養(yǎng)、草莓品質(zhì)及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，基質(zhì)銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀含量隨凹凸棒石的添加顯著高于CK，pH隨著凹凸棒石的添加而升高，EC值減小;添加量為20%時，草莓Vc含量、單果重顯著高于對照處理，可溶性糖、可滴定酸、糖酸比差異不顯著。隨著凹凸棒石添加量的增加，草莓產(chǎn)量在添加量15%～20%時呈增大趨勢，20%處理較CK增產(chǎn)11.97%，15%處理較CK增產(chǎn)5.33%。凹凸棒石添加量為基質(zhì)質(zhì)量的20%時，基質(zhì)理化性狀較好，草莓品質(zhì)及產(chǎn)量較高。

關(guān)鍵詞：草莓;凹凸棒石;基質(zhì)營養(yǎng);品質(zhì);產(chǎn)量

Abstract：20%， 15%， 10% and 5% attapulgite of the mass of the substrate were added to the cultivation substrate of strawberry cultivars jingzangxiang-beijing （Peat Charcoal： Vermiculite： Perlite =3∶1∶1）， and the effects of attapulgite on the nutrition of the cultivation substrate， strawberry quality and yield were observed. The results showed that the content of ammonium， nitrate， available phosphorus and available potassium in the substrate was significantly higher than that of CK treatment with the addition of attapulgite. The pH increased with the addition of attapulgite， and the EC value decreased. When the amount was 20%， the vitamin C and single fruit weight of strawberry were significantly higher than that of the control. The difference of soluble sugar，titratable acid and sugar-acid ratio was not significant. With the increase of attapulgite addition， strawberry yield increased from 15% to 20%. 20% treatment increased yield by 11.97% compared with CK， and 15% treatment increased yield by 5.33%. In summary， the addition amount of attapulgite is 20% of the matrix mass， the physical and chemical properties of the matrix are better，and the quality and yield of strawberry are higher.

草莓（Fragaria ananassa Duch）屬于薔薇科（rosaceae）草莓屬（Fragaria），以其色、香、味俱佳的優(yōu)勢被譽(yù)為“水果皇后”，是世界性水果之一。截至2017年，世界草莓種植面積已達(dá)40.3萬hm2，其中亞洲種植面積為16.84萬hm2，占世界草莓種植面積的41.73%[1 - 2 ]。中國野生草莓資源雖十分豐富，但大果型栽培草莓歷史只有103 a，草莓栽培品種以引進(jìn)為主，先后從國外引進(jìn)了數(shù)百個品種，近年日韓品種較為流行[3 ]。

凹凸棒石（Attapulgite）也叫坡縷石，是一種層鏈狀過渡結(jié)構(gòu)的以含水富鎂硅酸鹽為主的黏土礦[4 ]，其分子式為Mg5Si8O20（OH）2（OH2）4·4H2O。我國是世界凹凸棒石主要蘊(yùn)藏國，而甘肅省的凹凸棒石資源占世界的70%以上，主要分布在白銀市的靖遠(yuǎn)縣、會寧縣和張掖市的臨澤縣。甘肅的凹凸棒石富含動植物有機(jī)體所需的銅、鋅、釩、鉬、硒、碘、鐵、硼等多種有益微量元素，且其較大的比表面積使凹凸棒石具有較強(qiáng)吸附 性[5 ]，在石油化工、日用化工、食品加工、新型材料、環(huán)保、飼料、農(nóng)藥等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用[6 - 7 ]。目前，凹凸棒石在農(nóng)業(yè)技術(shù)上應(yīng)用于包衣肥[8 ]、復(fù)混肥[9 ]，在小麥[10 ]、馬鈴薯[11 ]、油菜[12 ]、番茄[6 ]等果蔬作物上增產(chǎn)效果明顯，產(chǎn)品品質(zhì)有不同程度地提高，但凹凸棒石作為基質(zhì)配料在草莓生產(chǎn)上的研究較少。基質(zhì)栽培作為無土栽培的主要形式，尤其對西北地區(qū)發(fā)展絲路寒旱農(nóng)業(yè)有著舉足輕重的作用[13 ]。凹凸棒石是一種具有獨特晶體結(jié)構(gòu)的天然一維納米材料，具有吸附性、緩釋性、流變性、懸浮性和離子交換性等優(yōu)良的物化性質(zhì)，并富含動植物有機(jī)體所需的多種有益微量元素，可有效填補(bǔ)土壤微量元素不足的短板[14 ]。我們以添加不同比例凹凸棒石為基質(zhì)原料，研究了不同凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)營養(yǎng)及果實品質(zhì)的影響，以期為擴(kuò)大凹凸棒石應(yīng)用范圍和提升基質(zhì)及果實品質(zhì)提供依據(jù)。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗地概況

試驗區(qū)地處蘭州市、蘭州新區(qū)、白銀市形成的“金三角”區(qū)域。屬溫帶半干旱大陸性氣候，年平均氣溫 6.7 ℃，年平均降水量 232～285 mm，海拔高、氣溫低，晝夜溫差大，光照條件充足，全年日照率超過60%。試驗于2018年11月5日至2019年5月15日在蘭州新區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園日光溫室內(nèi)進(jìn)行。

1.2? ?供試材料與試驗方法

指示草莓品種為京藏香。供試基質(zhì)為草炭、蛭石、珍珠巖按體積比3∶1∶1配制，加入10 kg/m3的中藥有機(jī)肥，在此基礎(chǔ)上分別添加基質(zhì)質(zhì)量20%（處理T1）、15%（處理T2）、10%（處理T3）、5%（處理T4）的凹凸棒石，以不添加凹凸棒石為對照（CK）。試驗溫室長80 m，跨度9 m。采用育苗移栽方式定植，每處理種植18槽，株行距20 cm×20 cm。采用梯形基質(zhì)槽種植，基質(zhì)槽長7 m，上口0.3 m，下口0.2 m，深0.25 m。采用滴灌施肥技術(shù)，各處理日常管理措施均一致。采用測土配方施肥，按照生產(chǎn)1 000 kg草莓需氮（N）8.06 kg、磷（P2O5）2.03 kg、鉀（K2O）8.87～12.06 kg、鈣（CaO）5.1 kg、鎂（MgO）5.1 kg計算施肥量，其吸收比例約為1∶0.4～0.5∶1.1～1.5∶0.7∶0.7。

1.3? ?測定項目及方法

在草莓幼苗期、現(xiàn)蕾期、開花和結(jié)果期、盛果期分別按照5點取樣法分別取不同配方基質(zhì)，測定其銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀、pH、EC，盛果期測定果實單果重及可溶性固形物、可溶性糖、Vc、可滴定酸含量。

銨態(tài)氮含量采用KCl浸提—靛酚藍(lán)比色法測定[15 ]，硝態(tài)氮含量采用酚二磺酸比色法測定[15 ]，有效磷采用鉬銻抗比色法測定[15 ]，速效鉀采用火焰光度法測定[15 ]，pH采用pHS-4C+酸度計測定[15 ]，EC采用DDS- 307+電導(dǎo)率儀測定[16 ]，單果重采用電子天平稱量（精度0.000 1 g），可溶性固形物采用手持糖度儀測定，可溶性糖采用蒽酮比色法測定[16 ]，Vc采用二甲苯萃取比色法測定[16 ]，比色使用T2600型紫外可見分光光度計測定，可滴定酸采用氫氧化鈉滴定法測定[16 ]。

1.4? ?數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2010對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，利用Spss 17.0軟件進(jìn)行顯著性檢驗。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?凹凸棒添加量對草莓栽培基質(zhì)銨態(tài)氮含量的影響

不同凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)銨態(tài)氮有顯著影響。由圖1可知，幼苗期、現(xiàn)蕾期、開花和結(jié)果期銨態(tài)氮含量均以T2處理最高，顯著高于CK;盛果期T1處理顯著高于CK及其余3個處理。從整個生育期來看，銨態(tài)氮含量隨著生育期的延長整體呈下降趨勢，其中T2處理在幼苗期—現(xiàn)蕾期銨態(tài)氮含量下降幅度最大，為54.43 mg/kg;在現(xiàn)蕾期至開花和結(jié)果期T3處理銨態(tài)氮下降幅度最大，為184.36 mg/kg;T1處理和CK在整個生育期內(nèi)銨態(tài)氮含量下降較為平緩。對各處理的銨態(tài)氮下降趨勢分析，各處理均在現(xiàn)蕾期—開花和結(jié)果期對銨態(tài)氮的吸收量較大，高于其余各時期，這可能原因為幼苗期階段緩苗時間過長，導(dǎo)致根系不發(fā)達(dá)，對氮肥的吸收能力較弱?，F(xiàn)蕾期后，葉片光合作用加強(qiáng)，對促進(jìn)產(chǎn)量提高及改善果實品質(zhì)起到關(guān)鍵性作用。

2.2? ? 凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)硝態(tài)氮含量的影響

由圖2可知，硝態(tài)氮含量在各時期均以T4處理含量最高，顯著高于CK。從整個生長時期看，除T3處理外，其余各處理硝態(tài)氮含量隨著生育期的延長整體呈下降趨勢，在各個時期處理間硝態(tài)氮含量下降并無明顯規(guī)律性，但T3處理在開花和結(jié)果期 — 盛果期階段含量有所上升。可能的原因是盛果期果實對磷、鉀的吸收量加大，對氮的吸收量有一定抑制作用，加之草莓對銨態(tài)氮的吸收量大于硝態(tài)氮，導(dǎo)致其含量有所上升。

2.3? ? 凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)有效磷含量的影響

由圖3可知，幼苗期、現(xiàn)蕾期及盛果期的有效磷含量均以T1處理為最高，分別為68.01、54.56、62.63 mg/kg，顯著高于CK。開花和結(jié)果期T4處理含量最高，為73.97 mg/kg，顯著高于CK及其余各處理，T1處理、T2處理、T3處理均高于CK。從整個生長周期看，除CK外，有效磷含量呈“s”型變化趨勢，在現(xiàn)蕾期—開花和結(jié)果期有效磷含量上升，這可能是因為此階段外界氣溫較低，根系活力較弱，對有效磷的吸收能力下降，導(dǎo)致有效磷在基質(zhì)內(nèi)積累使其含量上升。CK有效磷含量隨著生育期的延后呈下降趨勢，可能是因為CK未加入凹凸棒石，對肥料的固持能力較低，持水孔隙度較小，肥料利用率低，導(dǎo)致肥料隨水淋洗，含量逐漸下降。

2.4? ?凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)速效鉀含量的影響

由圖4可知，不同凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)速效鉀含量的影響顯著。幼苗期與現(xiàn)蕾期添加不同凹凸棒石基質(zhì)的速效鉀含量顯著高于CK;在開花期和結(jié)果期，T3處理、T4處理速效鉀含量與CK差異顯著，T1處理、T2處理差異不顯著;盛果期T3處理、T4處理含量較高，兩者間無顯著差異，但均顯著高于CK。從整個生育期看，速效鉀含量整體呈下降趨勢，且在現(xiàn)蕾期—開花和結(jié)果期，開花和結(jié)果期—盛果期下降幅度較大，這可能與此時期鉀元素的吸收對植物體內(nèi)糖分積累起到關(guān)鍵作用有關(guān)。

2.5? ?凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)pH的影響

由圖5可知，不同凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)pH影響顯著。除T4處理外，其余各處理基質(zhì)pH隨著生育期的延后呈下降趨勢。各時期CK基質(zhì)pH最高，顯著高于其余各處理，T3處理、T4處理與T1處理、T2處理相比pH整體偏低，這可能與凹凸棒石添加量有關(guān)。在整個生育期內(nèi)，T1處理pH浮動變化最大，浮動值為0.81，T4處理最小。

2.6? ?凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)EC值的影響

由圖6可知，不同凹凸棒石添加量對草莓栽培基質(zhì)EC值影響顯著。在草莓不同生育時期，T3處理EC值最高，顯著高于CK及其余處理，測定值分別為0.71、0.82、1.28、1.18 ms/cm。從整個生育期看，各處理EC值均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，主要是因為隨著生育期的延后，草莓需肥量加大，導(dǎo)致EC值在一定程度上升高。

2.7? ?凹凸棒石添加量對草莓品質(zhì)的影響

由表1可知，不同凹凸棒石添加量對草莓品質(zhì)影響顯著。隨著凹凸棒石添加量的增加，草莓可溶性固形物、可溶性糖、Vc、單果重基本呈下降趨勢。T1處理的Vc、單果重顯著高于T3處理、T4處理，可溶性糖含量各處理間差異不顯著;可滴定酸含量T3處理較高，但與T2處理、T4處理、CK間差異不顯著，與T1處理有顯著差異;糖酸比T1處理較高，但與T2處理、CK差異不顯著，顯著高于T3處理、T4處理。

2.8? ?凹凸棒石添加量對草莓產(chǎn)量的影響

由圖7可知，不同凹凸棒石添加量對草莓產(chǎn)量影響顯著。T1處理產(chǎn)量最高，為22 084.65 kg/hm2，除與T2處理差異不顯著外，與其余處理差異顯著。產(chǎn)量最低的是T3處理，為12 975.15 kg/hm2。CK產(chǎn)量為19 724.1 kg/hm2。與CK相比，T1處理增產(chǎn)11.97%，T2處理增產(chǎn)5.33%。

3? ?結(jié)論與討論

本試驗發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀含量隨著凹凸棒石的添加顯著高于對照處理，表明凹凸棒石添加可在一定程度上增加基質(zhì)的持水孔隙度、降低通氣孔隙度，這與容重增大相吻合，使其具有更好的保水保肥作用。而對照處理氮、磷、鉀含量普遍較低，說明其肥料利用率低，肥料隨水淋洗程度較大[17 - 18 ]。從凹凸棒石添加量來看，凹凸棒石添加量分別為基質(zhì)質(zhì)量百分比的20%、15%時，其pH較10%、5%處理高。從凹凸棒石結(jié)構(gòu)分析，其含量的增加使基質(zhì)呈現(xiàn)堿性，而理想草莓栽培基質(zhì)的pH以5.5～6.5為宜[19 ]。添加20%處理的基質(zhì)pH在6.09～6.90，添加15%處理的基質(zhì)pH在6.44～6.95，幼苗期基質(zhì)pH偏高，但隨著酸性肥料的使用，基質(zhì)pH降到理想范圍之內(nèi)。隨著凹凸棒石添加量的增加，基質(zhì)EC值呈現(xiàn)降低的趨勢，這可能是基質(zhì)EC由于凹凸棒石較大的比表面積使得吸附性能提升，對吸附基質(zhì)中過高的鹽離子較為有效所致。

本研究發(fā)現(xiàn)，隨著凹凸棒石添加量的增加，草莓可溶性固形物、Vc含量增加，單果重也呈增加趨勢，可溶性糖各處理間差異不顯著，但可滴定酸含量隨著凹凸棒石添加量的增加呈減小趨勢，糖酸比20%處理較CK提高11.99%。產(chǎn)量方面，20%處理較對照增產(chǎn)11.97%，15%處理較CK增產(chǎn)5.33%。10%、5%處理較CK減產(chǎn)的主要原因可能是凹凸棒石添加量不足未起到降低基質(zhì)EC值的作用，卻使基質(zhì)容重等在一定程度上增大，吸附鹽離子能力有限，導(dǎo)致鹽分積累。幼苗期草莓基質(zhì)理想EC值為0.3～0.5，10%、5%處理高于理想草莓EC值，致使其可能受到鹽害，其產(chǎn)量下降。

綜上所述，20%凹凸棒石添加下，基質(zhì)營養(yǎng)較佳，適宜用作草莓栽培基質(zhì)。未來，凹凸棒石的改性研究將對無土栽培基質(zhì)研究起到關(guān)鍵作用[20 ]，且其豐富的微量元素供應(yīng)也將對產(chǎn)品品質(zhì)提升發(fā)揮不可限量的作用。

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（本文責(zé)編：陳? ?珩）