專利名稱：一種無(wú)土栽培基質(zhì)理化性狀的測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)無(wú)土栽培基質(zhì)理化性狀的測(cè)定，獲取基質(zhì)的容重、持水能力、孔隙度、PH值、電導(dǎo)率等技術(shù)參數(shù)，保障其無(wú)土基質(zhì)栽培的技術(shù)效果。
背景技術(shù)：
“無(wú)土栽培”字面之意是不實(shí)用土 壤或用替代物作為土壤，以營(yíng)養(yǎng)液的滴灌代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“基肥-追肥-灌水”的養(yǎng)分水分供應(yīng)方式，即為“無(wú)土栽培”。本發(fā)明選用的棉花秸桿、玉米秸桿、小麥秸桿、稻殼、鋸沫、菌渣、細(xì)砂、蛭石、爐渣、珍珠巖等基質(zhì)，代替土壤，使用清水直接灌溉代替?zhèn)鹘y(tǒng)營(yíng)養(yǎng)液灌溉的一種無(wú)土基質(zhì)栽培技術(shù)。采用這種方式生產(chǎn)的蔬菜能夠真正達(dá)到無(wú)污染、安全、營(yíng)養(yǎng)“綠色食品”標(biāo)準(zhǔn)；利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物配制基質(zhì)可以發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)，無(wú)土栽培將設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，提高了生產(chǎn)者的技術(shù)水平，可使日光溫室生產(chǎn)再上一個(gè)新臺(tái)階，因此生態(tài)效益也十分顯著。.檢索文獻(xiàn)披露(1)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院潘凱；韓哲的《無(wú)土栽培基質(zhì)物料資源的選擇與利用》刊登在北方園藝2009年01期；綜述了基質(zhì)在無(wú)土栽培中的重要作用，在對(duì)一些常見的基質(zhì)物料理化性質(zhì)進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上，初步確定了無(wú)土栽培基質(zhì)的選用原則，最后對(duì)無(wú)土栽培基質(zhì)的資源利用提出了初步的建議。(2)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所；南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院高新昊、張志斌、郭世榮的《玉米與小麥秸桿無(wú)土栽培基質(zhì)的理化性狀分析》刊登在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006年04期；披露將1-5 cm的玉米與小麥秸桿，按質(zhì)量添加15%雞糞與1%尿素，堆制90 d后風(fēng)干，測(cè)定其理化性狀。結(jié)果表明兩種秸桿單獨(dú)作為栽培基質(zhì)時(shí)存在物理性狀的缺陷，體積質(zhì)量偏小，大小孔隙比偏大；玉米秸桿基質(zhì)PH值偏高，而小麥秸桿基質(zhì)電導(dǎo)率(EC)偏大，兩種秸桿混合后基質(zhì)的PH值與EC在基質(zhì)適宜指標(biāo)的上限；秸桿基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)元素豐富，以全氮、鉀和鈣含量較高，兩種秸桿基質(zhì)間各種營(yíng)養(yǎng)元素含量差異較小，但混合后基質(zhì)的全氮、全磷、全鉀及速效磷、速效鉀含量均顯著高于草炭；秸桿基質(zhì)的砷、汞、鉛與銅含量均在綠色食品生產(chǎn)要求范圍內(nèi)，鎘的含量符合無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)的要求。因此，合成無(wú)土栽培基質(zhì)是農(nóng)作物秸桿資源化利用的一條有效途徑。(3)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院；高麗紅的《無(wú)土栽培固體基質(zhì)的種類與理化特性》刊登在農(nóng)村實(shí)用工程技術(shù)(溫室園藝)2004年02期；披露無(wú)土栽培生產(chǎn)中，無(wú)論是有固體基質(zhì)類型的無(wú)土栽培，還是無(wú)固體基質(zhì)類型的無(wú)土栽培，均離不開固體基質(zhì)；了解和掌握固體基質(zhì)的種類、基質(zhì)的理化性狀、基質(zhì)的適用性等，是獲得無(wú)土栽培成功的前提條件。(4)西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院；西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院程智慧；周艷麗；孟煥文的《番茄有機(jī)基質(zhì)理化特性和栽培效益分析》刊登在中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2005年07期；披露從容重、空隙度、栽培過程中EC值和pH值的變化、基質(zhì)養(yǎng)分釋放量、番茄養(yǎng)分吸收量、產(chǎn)量、成本等方面對(duì)5種有機(jī)基質(zhì)的理化性質(zhì)及栽培效益進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，5種有機(jī)基質(zhì)的理化性狀基本都在適應(yīng)范圍，基質(zhì)C中氮、磷、鉀養(yǎng)分含量高，pH和EC值較穩(wěn)定，番茄產(chǎn)量和效益最高，分別比CKl增加11. 64%和26. 12%，比CK2增加18. 34%和9. 55% ;基質(zhì)A其次，產(chǎn)量和效益分別比CKl增加I. 38%和14. 87%，比CK2增加7. 47% 和 4. 86%o本發(fā)明針對(duì)無(wú)土栽培基質(zhì)是用基質(zhì)代替土壤，其理化指標(biāo)的測(cè)定方法研究滯后的問題，選取了大量基質(zhì)原料和各種生產(chǎn)上已應(yīng)用的基質(zhì)配方，在不同條件下測(cè)定其各項(xiàng)指標(biāo)，通過對(duì)取得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，得出了較為精確的各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定方法，期望為無(wú)土基質(zhì)栽培技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供基質(zhì)理化性狀的簡(jiǎn)捷實(shí)用、較精確的測(cè)定方法，為基質(zhì)配方快速篩選和合理灌溉施肥提供技術(shù)參數(shù)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)土栽培基質(zhì)理化性狀的測(cè)定方法，確定了基質(zhì)物理指標(biāo)測(cè)定所需樣品量、浸泡時(shí)長(zhǎng)和倒置時(shí)間，將各值帶入計(jì)算公式計(jì)算得出各物理指標(biāo)值；對(duì)電導(dǎo)率和pH值的測(cè)定時(shí)所需樣品量、水和樣品體積比及浸泡時(shí)長(zhǎng)等進(jìn)行定量分 析；本方法的應(yīng)用將為無(wú)土栽培基質(zhì)配方的快速篩選及實(shí)現(xiàn)基質(zhì)栽培的精準(zhǔn)灌溉和精量施肥提供技術(shù)支撐；其方法
1)物理指標(biāo)的測(cè)定取>4L將蒸餾水置于塑料杯中并標(biāo)出3L線的刻度，并用小刀鑿以出水口，稱重得W1 ;將待測(cè)基質(zhì)裝填入燒杯中至3L線處，稱重W2 ;然后用兩層濕紗布封口，并將出水口用防水膠布密封，浸泡24小時(shí)后，將基質(zhì)取出，除去出水口防水膠布，讓3L線以上水分自由溢出，即在飽和水狀態(tài)下稱重W3,并將封口用的濕紗布稱重W4 ;最后用濕紗布包住塑料杯后倒置，讓燒杯內(nèi)的重力水，自由浙干，稱重W5 ；
2)電導(dǎo)率和pH值的測(cè)定把所采基質(zhì)樣與蒸餾水按體積比I:5混合，浸泡8-10小時(shí)，過濾、靜置30 min,再用電導(dǎo)率儀和pH計(jì)測(cè)定其精確值。本發(fā)明所設(shè)計(jì)并測(cè)定的土壤的物理指標(biāo)(容重、田間持水率、總孔隙度、重力孔隙度和非重力孔隙)和土壤化學(xué)指標(biāo)的PH值、電導(dǎo)率，在評(píng)價(jià)土壤物理性能和土壤肥力等方面具有重要實(shí)踐價(jià)值；土壤容重可以反映土壤松緊程度，直接影響著土壤蓄水和通氣性，并間接影響著土壤肥力和植物生長(zhǎng)狀況；田間持水率視為作物有效水的上限，是灌溉制度指導(dǎo)以及評(píng)價(jià)旱澇的重要指標(biāo)；土壤孔隙度表明土壤中空隙的體積，與含水量一起共同決定土壤中空氣的含量，進(jìn)而影響土壤中各種變化的進(jìn)程和作物的生長(zhǎng)；土壤pH對(duì)土壤元素轉(zhuǎn)換、微生物區(qū)系、營(yíng)養(yǎng)元素的有效性以及水土保持等方面有重要影響，并因此對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生一定影響；土壤電導(dǎo)率通常作為一個(gè)重要指標(biāo)被應(yīng)用，它可以直接反映出混合鹽的含量，故常被用作土壤鹽分測(cè)定方法之一；學(xué)者建議直接用電導(dǎo)率表示土壤含鹽量，因此，基質(zhì)各項(xiàng)理化指標(biāo)的準(zhǔn)確測(cè)定顯得非常重要，
本發(fā)明構(gòu)思所確定該方法的技術(shù)效果
(1)基質(zhì)孔隙度大、容重小，選用3L基質(zhì)樣品測(cè)其物理指標(biāo)，浸泡時(shí)間24小時(shí)為宜，倒置自由浙干時(shí)間7-9小時(shí)，所測(cè)得物理指標(biāo)能滿足要求；
(2)無(wú)土栽培基質(zhì)電導(dǎo)率測(cè)定基質(zhì)樣與蒸餾水本按體積比I:5混合，即基質(zhì)為200ml，蒸懼水為IOOOml ;浸泡時(shí)間為8-10小時(shí)，電導(dǎo)率值最大，選定為最佳測(cè)定時(shí)間；
(3)無(wú)土栽培基質(zhì)pH測(cè)定當(dāng)基質(zhì)浸泡時(shí)間4-14小時(shí)，pH值較穩(wěn)定，當(dāng)浸泡時(shí)間低于4小時(shí)或超過16小時(shí)后pH明顯增大,選定無(wú)土栽培基質(zhì)pH測(cè)定的最佳浸泡時(shí)間為4 14小時(shí)；(4)考慮電導(dǎo)率和pH最佳浸泡時(shí)間,在測(cè)定中基質(zhì)浸泡時(shí)間選為8-10小時(shí)，以便同時(shí)快速測(cè)定兩值。本方法將大大提高適宜栽培基質(zhì)篩選進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)無(wú)土基質(zhì)栽培的精準(zhǔn)灌溉和精量施肥，彰顯技術(shù)進(jìn)步。


本發(fā)明對(duì)照附圖作進(jìn)一步說明。附圖(表)為各基質(zhì)物理指標(biāo)測(cè)定結(jié)果表，不同浸泡時(shí)間基質(zhì)電導(dǎo)率數(shù)值對(duì)比分析表和pH值適宜測(cè)定時(shí)間確定圖。
具體的實(shí)施方式
本發(fā)明結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步的說明。 試驗(yàn)操作
(1)試驗(yàn)材料
原材料無(wú)機(jī)基質(zhì)用河砂、蛭石、爐渣和燒過煤矸石等；有機(jī)基質(zhì)用發(fā)酵棉桿、菇渣、發(fā)酵玉米秸桿和發(fā)酵玉米芯等；
選取較成熟的基質(zhì)配方
玉米秸桿蛭石河沙=5:3:2 棉桿蛭石河沙=5:3:2 棉桿蛭石河沙=6:2:2 玉米秸桿爐渣河沙=5:3:2 棉桿爐渣河沙=5:3:2
(2)物理指標(biāo)的確定
取一已知體(容)積(V ^ 4L，標(biāo)出3L線并用小刀鑿以小縫隙)的塑料燒杯，稱凈重(W1);把自然風(fēng)干的待測(cè)基質(zhì)裝填入塑料燒杯至3L線，稱重(W2);然后將裝有基質(zhì)的塑料燒杯用兩層濕紗布封口，并將所鑿縫隙用防水膠布封住，浸泡在水中24小時(shí)后(水位線始終要沒過容器(塑料燒杯)頂部至少2cm)，從水中取出，除去封口膠布，讓3L線以上水分自由溢出，即為飽和水狀態(tài)下稱重(W3),并將封口用的濕紗布稱重(W4);最后用濕紗布包住塑料燒杯后倒置，讓燒杯內(nèi)的水分(重力水)自由浙干，稱重(W5)。按以下公式計(jì)算各物理指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種無(wú)土栽培基質(zhì)理化性狀的測(cè)定方法，其特征在于確定了基質(zhì)物理指標(biāo)測(cè)定所需樣品量、浸泡時(shí)長(zhǎng)和倒置時(shí)間，將各值帶入計(jì)算公式計(jì)算得出各物理指標(biāo)值；對(duì)電導(dǎo)率和PH值的測(cè)定時(shí)所需樣品量、水和樣品體積比及浸泡時(shí)長(zhǎng)等進(jìn)行定量分析；本方法的應(yīng)用將為無(wú)土栽培基質(zhì)配方的快速篩選及實(shí)現(xiàn)基質(zhì)栽培的精準(zhǔn)灌溉和精量施肥提供技術(shù)支撐；其方法 1)物理指標(biāo)的測(cè)定取>4L將蒸餾水置于塑料杯中并標(biāo)出3L線的刻度，并用小刀鑿以出水口，稱重得W1 ;將待測(cè)基質(zhì)裝填入燒杯中至3L線處，稱重W2 ;然后用兩層濕紗布封口，并將出水口用防水膠布密封，浸泡24小時(shí)后，將基質(zhì)取出，除去出水口防水膠布，讓3L線以上水分自由溢出，即在飽和水狀態(tài)下稱重W3,并將封口用的濕紗布稱重W4 ;最后用濕紗布包住塑料杯后倒置，讓燒杯內(nèi)的重力水，自由浙干，稱重W5 ； 以公式計(jì)算 容重(g/cm3) 持水能力(％) 總孔隙度(％) 通氣孔隙(％) 持水孔隙(％)=總孔隙度-通氣孔隙 大小孔隙比=通氣孔隙/持水孔隙 2)電導(dǎo)率和pH值的測(cè)定把所采基質(zhì)樣與蒸餾水按體積比I:5混合，浸泡8-10小時(shí)，過濾、靜置30 min,再用電導(dǎo)率儀和pH計(jì)測(cè)定其精確值。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種無(wú)土栽培基質(zhì)理化性狀的測(cè)定方法，確定了物理指標(biāo)測(cè)定所需樣品量、浸泡時(shí)長(zhǎng)和倒置時(shí)間，利用計(jì)算公式的計(jì)算值，對(duì)電導(dǎo)率和pH值的測(cè)定時(shí)所需樣品量、水和樣品體積比和浸泡時(shí)長(zhǎng)的進(jìn)行了定量分析；其方法的操作1步，取≥4L將蒸餾水置于塑料杯中并標(biāo)出3L線的刻度，并用小刀鑿以出水口，稱重得W1；將待測(cè)基質(zhì)裝填入燒杯中至3L線處，稱重W2；然后用兩層濕紗布封口，并將出水口用防水膠布密封，浸泡24小時(shí)后，將基質(zhì)取出，除去出水口防水膠布，讓3L線以上水分自由溢出，即在飽和水狀態(tài)下稱重W3，并將封口用的濕紗布稱重W4；最后用濕紗布包住塑料杯后倒置，讓燒杯內(nèi)的重力水，自由瀝干，稱重W5；2步將所采基質(zhì)樣與蒸餾水按體積比15混合，浸泡8-10小時(shí)，過濾、靜置30min；再用電導(dǎo)率儀和pH計(jì)測(cè)定其精確值。
文檔編號(hào)G01N1/38GK102778535SQ201110247488
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者丁峰, 何繼武, 馮廣平, 劉國(guó)宏, 孫曉軍, 崔元玗, 崔龍, 張升, 李磐, 楊華, 蒲勝海 申請(qǐng)人:新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所