凹凸棒石添加量對草莓栽培基質及果實品質產量的影響

柴宗越 陳馨 強浩然 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（草炭、蛭石、珍珠巖體積比為3∶1∶1）中分別添加基質質量的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營養、草莓品質及產量的影響。結果表明，基質銨態氮、硝態氮、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，草莓產量在添加量15%～20%時呈增大趨勢，20%處理較CK增產11.97%，15%處理較CK增產5.33%。凹凸棒石添加量為基質質量的20%時，基質理化性狀較好，草莓品質及產量較高。

關鍵詞：草莓;凹凸棒石;基質營養;品質;產量

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、味俱佳的優勢被譽為“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為主，先后從國外引進了數百個品種，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構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吸附 性[5 ]，在石油化工、日用化工、食品加工、新型材料、環保、飼料、農藥等領域有著廣闊的應用[6 - 7 ]。目前，凹凸棒石在農業技術上應用于包衣肥[8 ]、復混肥[9 ]，在小麥[10 ]、馬鈴薯[11 ]、油菜[12 ]、番茄[6 ]等果蔬作物上增產效果明顯，產品品質有不同程度地提高，但凹凸棒石作為基質配料在草莓生產上的研究較少。基質栽培作為無土栽培的主要形式，尤其對西北地區發展絲路寒旱農業有著舉足輕重的作用[13 ]。凹凸棒石是一種具有獨特晶體結構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良的物化性質，并富含動植物有機體所需的多種有益微量元素，可有效填補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原料，研究了不同凹凸棒石添加量對草莓栽培基質營養及果實品質的影響，以期為擴大凹凸棒石應用范圍和提升基質及果實品質提供依據。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗地概況

試驗區地處蘭州市、蘭州新區、白銀市形成的“金三角”區域。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日在蘭州新區現代農業示范園日光溫室內進行。

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的中藥有機肥，在此基礎上分別添加基質質量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。采用梯形基質槽種植，基質槽長7 m，上口0.3 m，下口0.2 m，深0.25 m。采用滴灌施肥技術，各處理日常管理措施均一致。采用測土配方施肥，按照生產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、現蕾期、開花和結果期、盛果期分別按照5點取樣法分別取不同配方基質，測定其銨態氮、硝態氮、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。

銨態氮含量采用KCl浸提—靛酚藍比色法測定[15 ]，硝態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? ?數據處理

利用Excel 2010對試驗數據進行整理，利用Spss 17.0軟件進行顯著性檢驗。

2? ?結果與分析

2.1? ?凹凸棒添加量對草莓栽培基質銨態氮含量的影響

不同凹凸棒石添加量對草莓栽培基質銨態氮有顯著影響。由圖1可知，幼苗期、現蕾期、開花和結果期銨態氮含量均以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—現蕾期銨態氮含量下降幅度最大，為54.43 mg/kg;在現蕾期至開花和結果期T3處理銨態氮下降幅度最大，為184.36 mg/kg;T1處理和CK在整個生育期內銨態氮含量下降較為平緩。對各處理的銨態氮下降趨勢分析，各處理均在現蕾期—開花和結果期對銨態氮的吸收量較大，高于其余各時期，這可能原因為幼苗期階段緩苗時間過長，導致根系不發達，對氮肥的吸收能力較弱。現蕾期后，葉片光合作用加強，對促進產量提高及改善果實品質起到關鍵性作用。

2.2? ? 凹凸棒石添加量對草莓栽培基質硝態氮含量的影響

由圖2可知，硝態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氮含量下降并無明顯規律性，但T3處理在開花和結果期 — 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，加之草莓對銨態氮的吸收量大于硝態氮，導致其含量有所上升。

2.3? ? 凹凸棒石添加量對草莓栽培基質有效磷含量的影響

由圖3可知，幼苗期、現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，在現蕾期—開花和結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，導致有效磷在基質內積累使其含量上升。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速效鉀含量的影響顯著。幼苗期與現蕾期添加不同凹凸棒石基質的速效鉀含量顯著高于CK;在開花期和結果期，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，且在現蕾期—開花和結果期，開花和結果期—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糖分積累起到關鍵作用有關。

2.5? ?凹凸棒石添加量對草莓栽培基質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pH影響顯著。除T4處理外，其余各處理基質pH隨著生育期的延后呈下降趨勢。各時期CK基質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。在整個生育期內，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的影響

由表1可知，不同凹凸棒石添加量對草莓品質影響顯著。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量的影響

由圖7可知，不同凹凸棒石添加量對草莓產量影響顯著。T1處理產量最高，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。產量最低的是T3處理，為12 975.15 kg/hm2。CK產量為19 724.1 kg/hm2。與CK相比，T1處理增產11.97%，T2處理增產5.33%。

3? ?結論與討論

本試驗發現，基質銨態氮、硝態氮、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質量百分比的20%、15%時，其pH較10%、5%處理高。從凹凸棒石結構分析，其含量的增加使基質呈現堿性，而理想草莓栽培基質的pH以5.5～6.5為宜[19 ]。添加20%處理的基質pH在6.09～6.90，添加15%處理的基質pH在6.44～6.95，幼苗期基質pH偏高，但隨著酸性肥料的使用，基質pH降到理想范圍之內。隨著凹凸棒石添加量的增加，基質EC值呈現降低的趨勢，這可能是基質EC由于凹凸棒石較大的比表面積使得吸附性能提升，對吸附基質中過高的鹽離子較為有效所致。

本研究發現，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%。產量方面，20%處理較對照增產11.97%，15%處理較CK增產5.33%。10%、5%處理較CK減產的主要原因可能是凹凸棒石添加量不足未起到降低基質EC值的作用，卻使基質容重等在一定程度上增大，吸附鹽離子能力有限，導致鹽分積累。幼苗期草莓基質理想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，其產量下降。

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

參考文獻：

[1] 萬春雁，糜? ?林，李金鳳，等.? 我國草莓新品種選育進展及育種實踐[J].? 江西農業學報，2010，22（2）：37-39.

[2] 湯? ?玲，賀? ?歡，孔? ?芬，等.? 甘肅省草莓產業發展現狀及建議[J].? 甘肅農業科技，2017（12）：86-89.

[3] 冀蘆沙，肖慶振，于守超，等.? 山東境內11個草莓品種的品質及遺傳特性分析[J].? 甘肅農業大學學報，2012（2）：39-44.

[4] 陳? ?馨，藺海明.? 凹凸棒石新型材料必將在現代生態農業中發揮重要作用[J].? 甘肅農業，2019（8）：95-98.

[5] 錢運華，費澤才.? 凹凸棒石黏土填充橡膠研究[J].? 非金屬礦，2000，23（6）：25-26.

[6] 范如芹，羅? ?佳，高? ?巖，等.? 凹凸棒土對無土栽培基質性能及番茄育苗的影響[J].? 江蘇農業學報，2015，31（4）：792-797.

[7] 王永斌，李文東，陳? ?馨，等.? 日糧中添加凹凸棒石粉對雞蛋品質的影響[J].? 甘肅農業科技，2014（12）：21-23.

[8] 劉學周，藺海明，王? ?蒂，等.? 坡縷石包膜對尿素氮行為的影響[J].? 中國生態農業學報，2009，17（3）：443-447.

[9] 鄧濟承，紀? ?瑛，藺海明，等.? 礦質肥對當歸生長動態、產量及品質的影響[J].? 廣東農業科學，2013（13）：72-75.

[10] 藺海明，羅春燕，邱黛玉，等.? 坡縷石包衣尿素對春小麥產量與后效的影響及其生態意義[J].? 天水師范學院學報，2009（5）：1-4.

[11] 藺海明，丁? ?亮，王? ?蒂，等.? 坡縷石種薯包衣劑對馬鈴薯產量及品質的影響[J].? 科技導報，2010，28（7）：73-76.

[12] 尚千涵，藺海明，邱黛玉，等.? 坡縷石包衣緩釋肥對油菜經濟性狀及生理指標的影響[J].? 甘肅農業大學學報，2009，44（5）：72-77.

[13] 范如芹，羅? ?佳，高? ?巖，等.? 農業廢棄物的基質化利用研究進展[J].? 江蘇農業學報，2014，30（2）：442-448.

[14] 牛? ?婕，翟丹云，陳慶安，等.? 臨澤縣凹凸棒石產業化發展的SWOT分析[J].? 農業科技與信息，2019（12）：71-73.

[15] 鮑士旦.? 土壤農化分析[M].? 北京：中國農業出版社，2000：30-107.

[16] 王學奎.? 植物生理生化實驗原理和技術[M]. 北京：高等教育出版社，2006

[17] DE BOODT M，VERDONCK O.? The physical properties of substrates in horticulture [J]. Acta Hort，1972，26：37-44.

[18] ABAD M，NOGUERA P，BUR？魪S S.? National inventory of organicwastes for use as growing media for ornamental potted plant production：case study in Spain[J].? Bioresourse Technology，2001，77：197-200.

[19] 張? ?更，顏志明，王全智，等.? 我國設施草莓無土栽培技術的研究進展與發展建議[J].? 江蘇農業科學，2019（18）：1-4.

[20] 王紅艷，張? ?艷，周守勇，等.? ?硫酸改性凹凸棒黏土的性能表征及吸附 Pb II 工藝研究[J].? 淮陰師范學院學報：自然科學版，2005，4（1）：47-50.

（本文責編：陳? ?珩）