生物炭基質對無土栽培草莓生長及果實品質的影響

聶萍 袁希元 趙方奎

摘 要：為探討生物炭作為草莓無土栽培基質的可行性，以“紅顏”品種為試驗材料，在溫室立體高架栽培模式下制備不同配比生物炭基質，測定其對草莓生長和果實品質的影響。結果表明：（1）生物炭基質在草莓現蕾期、開花期和結果期能夠顯著促進草莓生長，隨著生物炭添加量的增大，對草莓生長的促進作用相對減弱，其中C2處理在株高、莖粗、冠幅和葉面積方面均表現最高;（2）生物炭基質能夠促進草莓提前開花結果，開花期提前15d，但對葉綠素含量的影響不大;（3）不同配比的生物炭基質對草莓的單果重、硬度和糖度均有所提高，隨著生物炭添加量的增加，促進作用降低，但對成熟度和香氣影響無顯著影響。

關鍵詞：生物炭基質;無土栽培草莓;生長;品質

中圖分類號 S66文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）22-0057-03

丹東是我國最大的草莓生產區，生產面積和產量分別占全國的11%、20%[1]。目前，有機生態型無土栽培草莓興起，無土栽培的草莓果實鮮紅艷麗、口感酸甜商品率高，可以有效降低土傳病害的發生，減少果品農藥殘留，增加農民收入，具有良好的經濟和社會效益[2-3]。常規的設施草莓由于每年連作，土傳病害嚴重，農戶對草莓生育期病蟲害的控制和預防，必然會加大草莓果實的農藥殘留現象。基質栽培作為無土栽培的主要形式，其品質的優劣直接影響著作物的生長，因而栽培基質的選擇很重要[4]。用草炭等無土栽培基質代替常規土壤栽培草莓，已成為綠色草莓栽培模式的趨勢。近年來，草莓的無土栽培發展較快，各地無土栽培基質配方混雜，國外專用無土栽培草莓基質效果好，但成本高[5]。為發展我國無土栽培草莓新技術，生物炭作為稻稈還田的一種重要處理方式，既解決了遼寧省稻稈焚燒問題，又能作為良好的基質材料，也為發展“低碳、綠色、可持續”生產方式提供了重要途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試草莓品種為紅顏，供試草炭、椰糠購于拉脫維亞，珍珠巖由丹東瀚林林藍莓有限公司提供，生物炭購于遼寧省金和福農業開發有限公司，制備方法參照中國發明專利 ZL201420025017.8 《一種組合式多聯產生物質快速炭化設備及其制炭方法》。

1.2 試驗方法 以草炭、椰糠、珍珠巖為主要原料按體積比2∶1∶1添加，生物炭按體積比添加分別配制4種不同配方：農戶常用基質（CK）、10%含量生物炭基質（C1）、15%含量生物炭基質（C2）、20%含量生物炭基質（C3）。配制后基質的各項理化性質如表1所示。在試驗地點搭建4個鐵架臺，鐵架臺長7.35m，寬0.15m，距離地表面0.7m，將無紡布固定在鐵架上，底部均勻鋪設5cm雞糞，在其上面鋪上實驗配制的栽培基質[6]。選取長勢良好，莖直徑0.7～1.0cm，具有3～5片功能葉的草莓苗用于定植。草莓定植時間為9月28日，2次重復。

1.3 測定項目與方法 每個處理隨機選取5株草莓進行標記，用直尺和游標卡尺在草莓現蕾期、開花期、結果期測量植株的生長性狀，主要包括：葉長、葉寬、單株葉面積、株高、莖粗、葉綠素含量。利用電子秤、糖度測試儀、硬度測試儀等工具測量草莓的單果重、成熟度、香氣、糖度和硬度，計算產量、糖度、硬度等指標。具體如下：（1）單果重：當草莓果實達八成紅熟時，測定草莓的單株果總重，計算草莓結果個數，取平均值;（2）成熟度、香氣：草莓果實成熟度通常分為4個階段，即綠熟期、白熟期、轉色期和紅熟期，通過觀察草莓著色和硬度計來測定草莓的成熟度及香氣;（3）糖度：使用糖度測試儀測量草莓尖部、中部和底部的糖度;（4）硬度：使用硬度測試儀測量草莓中部硬度2次，取平均值;（5）現蕾期：草莓出現的蕾數占整個試驗的50%以上的時期為現蕾期;當草莓出現蕾數高于全部試驗4/5時稱為現蕾盛期。

1.4 數據分析 采用Excel 2007軟件繪圖，用DPS7.55軟件進行數據統計分析，采用Duncan新復極差法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同配比生物炭基質對草莓生長指標的影響 從表2可以看出，生物炭基質在草莓現蕾期、開花期、結果初期顯著提高了株高、冠幅、單株葉面積，分別達到0.05顯著水平，對莖粗的影響作用不大。C2處理草莓株高施均高于其他處理，各生育期隨著生物炭施用量的增加，株高、冠幅、單株葉面積呈現下降趨勢，結果期下降趨勢逐漸減弱，說明不同生物炭處理草莓基質對生長前期的作用效果顯著，對草莓生長發育的影響較大。當草莓進入結果期，營養元素轉入生殖生長后，高生物炭施用量基質對草莓的作用效果逐漸減弱。

2.2 不同配比生物炭基質對草莓物候期的影響 從表3可以看出，生物炭基質的現蕾期、初花期、盛花期、初果期和盛果期分別為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，對照處理的現蕾期、初花期、盛花期、初果期和結果期分別為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，對照處理的現蕾期、初花期、盛花期、初果期和結果期均晚于加入生物炭的3個處理。草莓從定植到現蕾需要45d左右的時間，從現蕾到開花需要15d，花期時間很長，要持續一個多月，從開花到結果也需要一個多月的時間，對照處理與其他3個處理相比，各時期略晚接近14d。因此，在草莓基質中添加適量的生物炭可以使草莓提前進入結果期，延長草莓供應的周期，從而提高草莓的經濟價值。

2.3 不同配比生物炭基質對草莓葉綠素含量的影響 葉綠素是反映葉片生理活性變化的重要指標之一，是吸收光能的重要色素[7]，可以反映草莓生長發育的狀況。從表4可以看出，盛花期不同處理葉綠素含量表現相近，結果期不同處理葉綠素含量、溫度、N含量表現為CK>C1>C2>C3，由此說明，結果期營養物質的轉移，高生物炭基質葉片中葉綠素的含量反而下降，結合各主要生育期草莓生長性狀的效果來看，高生物炭處理基質對草莓光合作用促進效果有待進一步研究。

2.4 不同配比生物炭基質對草莓平均單果質量以及品質的影響 在初果期和盛果期分別測定各處理標記植株單株總果重，計算其平均值，并測定果實各項品質指標，其結果見表5。從表5可以看出，不同配比基質對草莓單株果質量的影響有顯著差異，均高于對照，其中盛果期C2處理高于其他各處理，比對照高出32.2%;盛果期C2、C3處理與對照差異顯著，C1處理差異不顯著。在不同果實期，各處理草莓成熟度、香氣均差異不顯著;草莓的硬度在初果期和盛果期表現不同，生物炭基質處理草莓的硬度顯著高于對照，其中初果期生物炭基質C2、C3硬度略高，與對照達到0.05顯著水平;盛果期生物炭基質處理硬度均高于對照，未達到差異顯著水平。在初果期和盛果期各生物炭基質處理草莓的糖度均高于對照，但差異不顯著。

3 討論與結論

目前，國內外許多國家都采用集約化栽種草莓，在同一地塊高密度連續栽植，導致有害生物頻發，產量和品質下降。草莓連作障礙現象已成為全世界草莓栽培和研究者廣泛關注的熱點，是目前亟須解決的一大問題[8-9]。生物炭是一種由農林廢棄生物質在完全或部分缺氧條件下，經熱裂解形成的抗分解能力極強的富碳物質[10]。生物炭的多孔性使其具有極強的吸附能力，且含有豐富的礦質營養，因此，將生物炭應用于栽培基質中可以延長有機物的降解時間，延長營養液肥效。

本研究中，除草炭成本較高外，生物炭為生物質資源廢棄原料，少量添加到基質中保持基質成本價格穩定，來源廣泛。從本試驗研究結果可以看出，按照不同配比混配后的基質理化性質不同，對不同處理下草莓植株性狀、產量和品質效果不同[11]。徐云煥[10]等研究表明，基質是給草莓提供所需水分、溫度、營養等的主要介質。黃欣欣[11]等研究表明，選取草炭∶蛭石∶稻殼炭=2∶1∶1，即稻殼炭占25%時效果最佳，能顯著提高果實品質。草炭、椰糠和珍珠巖基質保水性、排水性適宜，無雜草和病蟲害，通氣性好。本實驗按草炭∶椰糠∶珍珠巖=2∶1∶1，生物炭在總基質配比基礎上按體積比10%、15%、20%添加，配置3種不同生物炭用量基質，與對照處理相比，生物炭基質可以促進草莓提前進入結果期，延長草莓的供應周期，提高草莓的品質和經濟價值。

本試驗結果表明，生物炭能增加基質孔隙度，增加吸光度，具有良好的吸水能力和緩釋肥力的作用，在基質中添加生物炭可以促進營養液的元素成分吸收，從而在一定程度上促進草莓單株產量，使草莓提前進入結果期。生物炭基質對草莓初果期和盛果期的產量有著顯著影響，生物炭基質之間無顯著影響，其中C2、C3產量較高，可優先考慮;生物炭基質可有效地提高草莓品質，從初果期到成熟期，與對照處理相比，生物炭基質草莓成熟度、香氣、糖度和硬度都有增加，其中草莓的糖度和硬度方面表現較為顯著。C1、C2糖度相對較高，口感佳，隨著生物炭在基質中含量的增加，草莓的硬度增加，C2、C3硬度較高，方便貯藏和運輸，減少經濟損耗。綜上所述，按草炭∶椰糠∶珍珠巖=2∶1∶1，生物炭占總基質配比15%時，草莓的產量和品質均較高，即C2為最優基質配方。

參考文獻

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（責編：張宏民）