生物质炭在无土栽培上的应用研究

1、生物质炭在无土栽培上的应用研究1234 研究背景研究背景 育苗基质中的应用育苗基质中的应用 栽培基质中的应用栽培基质中的应用 原因与建议原因与建议目录目录WWW.1PPT.COM 幻灯片素材草炭土草炭土有机废弃物型有机废弃物型化学性质不稳定，不利于养分的精确调控管理；且常含有各种病菌。岩棉岩棉长期依靠荷兰、日本进口，成本较高；且不容易分解，长期使用会影响环境。分布不均匀，运输成本较高；为不可再生资源，长期使用会影响生态平衡。寻找优良的草炭土替代基质，是发展我国寻找优良的草炭土替代基质，是发展我国设施无土栽培农业亟待解决的问题。设施无土栽培农业亟待解决的问题。一一随着现代化的发展，我国蔬菜需求量

2、逐年增加，预计到随着现代化的发展，我国蔬菜需求量逐年增加，预计到2020年将达到年将达到5.9亿亿吨。土地资源被占用、破坏、污染，无土栽培将会是未来蔬菜生吨。土地资源被占用、破坏、污染，无土栽培将会是未来蔬菜生产的主要方式。我国无土栽培产的主要方式。我国无土栽培90%90%以上是以基质栽培的形式进行。以上是以基质栽培的形式进行。研究背景研究背景许多研究表明：生物许多研究表明：生物质炭可以改良土壤性质炭可以改良土壤性质；促进作物增产。质；促进作物增产。理论上可行理论上可行实际效果？实际效果？ 降低成本，绿色降低成本，绿色环保，经济和社会环保，经济和社会效益显著。效益显著。物理性质优良，物理性质优

3、良， 化化学性质稳定；不含或学性质稳定；不含或很少含有微生物，不很少含有微生物，不含病菌。含病菌。生物质原料取材广泛、价格生物质原料取材广泛、价格低廉，我国每年燃烧的秸秆低廉，我国每年燃烧的秸秆超过超过2亿吨；将显著降低基亿吨；将显著降低基质的使用成本。质的使用成本。研究背景研究背景1.1.生物质炭是否可以直接替代草炭土？技术措施？生物质炭是否可以直接替代草炭土？技术措施？2.2.如果不可以，有哪些潜在利用性？怎么改良？如果不可以，有哪些潜在利用性？怎么改良？本论文要解决的本论文要解决的核心问题核心问题技术路线图技术路线图 叶菜类叶菜类（油麦菜）（油麦菜） 生物质炭在无土栽培中的应用生物质炭在

4、无土栽培中的应用栽培基质栽培基质不同炭加入不同炭加入量、不同养量、不同养分供应分供应根菜类根菜类（萝卜）（萝卜）不同原料、温不同原料、温度生物质炭度生物质炭大粒种子（大粒种子（西瓜）西瓜）小粒种子（小粒种子（番茄）番茄） 基质、幼苗和蔬菜指标测定，分析结果基质、幼苗和蔬菜指标测定，分析结果，获得育苗钵配方，建立生物质炭栽培基，获得育苗钵配方，建立生物质炭栽培基质的蔬菜栽培技术。质的蔬菜栽培技术。育苗育苗基质基质试验一试验一 生物质炭在育苗基质中的应用生物质炭在育苗基质中的应用 处理：处理： 分为大粒(西瓜)和小粒(番茄)种子两组，每组设置5个处理，如下表所示；每处理用1个育苗盘，50穴重复；

5、育苗时间为40天。注：上表中的比例均指体积比。生物质炭的理化性质生物质炭的理化性质 试验中试验中4种生物质炭均由实验室马弗炉无氧高温裂解制得，由上表可知：种生物质炭均由实验室马弗炉无氧高温裂解制得，由上表可知：1.生物质炭的生物质炭的C含量都很高，均在含量都很高，均在55%以上，且随制备温度的升高含量增加；以上，且随制备温度的升高含量增加；2.生物质炭呈强碱性，生物质炭呈强碱性，pH都在都在9.0以上，且随制备温度升高碱性增强；以上，且随制备温度升高碱性增强；3.从两种生物质原料的差异性来看：紫茎泽兰炭的全从两种生物质原料的差异性来看：紫茎泽兰炭的全K约为玉米炭的约为玉米炭的2.53倍、倍、

6、EC值约为玉米炭值约为玉米炭的的1.5倍左右。倍左右。注：表中a、b、c、d表示同一指标的差异达到显著水平（p0.05）。不同育苗基质的理化性质不同育苗基质的理化性质注：表中a、b、c、d表示同一指标的差异达到显著水平（p0.05）。 由上表可知：由上表可知：1.生物质炭基质均呈强碱性，尤其是紫茎泽兰炭基质，生物质炭基质均呈强碱性，尤其是紫茎泽兰炭基质，pH均在均在9.0以上；以上；2.从养分方面来看，生物质炭基质寡从养分方面来看，生物质炭基质寡N、富、富K：生物质炭基质的速效：生物质炭基质的速效N含量仅占草炭土的含量仅占草炭土的1/2，而速效钾为草炭土的，而速效钾为草炭土的23倍。倍。总之，

7、与草炭土相比，生物质炭基质呈强碱性，速效总之，与草炭土相比，生物质炭基质呈强碱性，速效N含量低，速效含量低，速效K含量高。含量高。育苗前后基质养分的变化育苗前后基质养分的变化- -速效速效N由上图可知：由上图可知：1.番茄、西瓜育苗后，草炭土基质速效番茄、西瓜育苗后，草炭土基质速效N降低幅度为降低幅度为23%、34%，生物质炭基质，生物质炭基质以以YM-400降低最多，幅度为降低最多，幅度为10%。2.育苗后生物质炭基质速效育苗后生物质炭基质速效N降低幅度小于草炭土基质。即生物质炭对速效氮有强烈降低幅度小于草炭土基质。即生物质炭对速效氮有强烈的吸附作用，可以减少速效氮的淋洗损失。的吸附作用，可

8、以减少速效氮的淋洗损失。23%34%10%abcbaca aaabbabb速效速效N（mg/kg）育苗前后基质养分的变化育苗前后基质养分的变化- -速效速效P由上图可知：由上图可知：育苗前后基质速效磷变化规律较复杂。总体来说，育苗后草炭土基质的速效磷含育苗前后基质速效磷变化规律较复杂。总体来说，育苗后草炭土基质的速效磷含量均显著增加，而生物质炭基质速量均显著增加，而生物质炭基质速P含量或增加或降低。含量或增加或降低。cbabababaaabbaa速效速效P（mg/kg）育苗前后基质养分的变化育苗前后基质养分的变化- -速效速效K育苗后各处理基质速效育苗后各处理基质速效K K含量均显著降低，且生

9、物质炭基质的降低幅度大于含量均显著降低，且生物质炭基质的降低幅度大于草炭土基质。原因：一方面是植物吸收利用，另一方面是水分管理过程中草炭土基质。原因：一方面是植物吸收利用，另一方面是水分管理过程中速效速效K K随水被淋洗。随水被淋洗。babcabcabbbb baa速效速效K（mg/kg）番茄育苗效果番茄育苗效果由上表可知：由上表可知：草炭土基质所育番茄苗的株高、单株鲜重、叶绿素含量、根系草炭土基质所育番茄苗的株高、单株鲜重、叶绿素含量、根系活力均显著高于生物质炭基质番茄苗；生物质炭基质中，育苗活力均显著高于生物质炭基质番茄苗；生物质炭基质中，育苗效果优劣依次为效果优劣依次为YM-400、YM

10、-700、ZL-400、ZL-700。注：表中a、b、c、d表示同一指标的差异达到显著水平（p0.05）。草炭土的育苗效果草炭土的育苗效果优于生物质炭基质优于生物质炭基质玉米炭的育苗效果优玉米炭的育苗效果优于紫茎泽兰炭，低温于紫茎泽兰炭，低温度生物质炭育苗效果度生物质炭育苗效果优于高温度生物质炭优于高温度生物质炭西瓜育苗效果西瓜育苗效果 由上表可知：由上表可知： 从鲜重来看，玉米炭基质所育西瓜苗的鲜重最高；而从叶绿素含量、根系活从鲜重来看，玉米炭基质所育西瓜苗的鲜重最高；而从叶绿素含量、根系活力来看，与番茄苗类似，均表现为草炭土基质最高。即不同生物质炭基质育苗力来看，与番茄苗类似，均表现为草炭

11、土基质最高。即不同生物质炭基质育苗效果为：效果为：YM-400基质的育苗效果最好，其次为基质的育苗效果最好，其次为YM-700和和ZL-400基质，基质，ZL-700基质育苗效果最差。基质育苗效果最差。与番茄类似，育苗效与番茄类似，育苗效果优劣依次为果优劣依次为CK、YM-400、YM-700、ZL-400、ZL-700幼苗养分含量幼苗养分含量- -全全N0102030CKYM-400 YM-700 ZL-400 ZL-700西瓜苗0153045CKYM-400 YM-700 ZL-400 ZL-700番茄苗由上图可知：由上图可知：草炭土所育幼苗中的全草炭土所育幼苗中的全N含量最高，这与上文提

12、到的草炭土的速效含量最高，这与上文提到的草炭土的速效N含量最高含量最高相一致；相一致；ZL-700所育幼苗的全所育幼苗的全N含量最低，可能是因为高含量最低，可能是因为高pH值抑制了幼苗正常生长值抑制了幼苗正常生长；后者番茄、西瓜苗的全；后者番茄、西瓜苗的全N 含量分别占到前者的含量分别占到前者的1/2、2/3。abbccdabccbd全全N（mg/g）04812CKYM-400 YM-700 ZL-400 ZL-700番茄苗04812CKYM-400 YM-700 ZL-400 ZL-700西瓜苗幼苗养分含量幼苗养分含量- -全全P由上图可知：由上图可知：幼苗中的全幼苗中的全P含量随基质种类变

13、化规律与全含量随基质种类变化规律与全N含量类似：草炭土所育苗的含量类似：草炭土所育苗的全全P含量最高含量最高，ZL-700所育苗的最低。后者番茄、西瓜的全所育苗的最低。后者番茄、西瓜的全P含量分别占到前者含量分别占到前者的的3/4、1/2。abdcd abbcd全全P（mg/g）幼苗养分含量幼苗养分含量- -全全K由上图可知：由上图可知：幼苗中全幼苗中全K K含量随基质种类变化趋势与全含量随基质种类变化趋势与全N N、全、全P P不同。表现为：紫金泽兰炭不同。表现为：紫金泽兰炭基质所育幼苗的全基质所育幼苗的全K含量最高，这与上文提到的紫茎泽兰炭基质的速效含量最高，这与上文提到的紫茎泽兰炭基质的

14、速效K K含量最高含量最高相一致。相一致。cddbaccdba全全K（mg/g）试验试验 1 结论结论n与草炭土相比，生物与草炭土相比，生物质炭基质呈强碱性，质炭基质呈强碱性，速效速效N含量仅为草炭含量仅为草炭土的土的1/2、速效、速效K含量含量约为草炭土的约为草炭土的23倍。倍。n生物质炭基质的育生物质炭基质的育苗效果劣于草炭土；苗效果劣于草炭土；玉米炭优于紫茎泽兰玉米炭优于紫茎泽兰炭，炭，400/1h生物质生物质炭优于炭优于700/1h生物生物质炭质炭。n潜在利用性潜在利用性:生物质生物质炭可以促进基质中速炭可以促进基质中速效效K含量的增加；同含量的增加；同时对速效时对速效N有强烈的有强烈

15、的吸附作用，可以减它吸附作用，可以减它的淋洗损失。的淋洗损失。未经处理的生物质炭育苗效果不理想，未经处理的生物质炭育苗效果不理想，但有其潜在利用性。但有其潜在利用性。生物质炭育苗基质根系缠绕生物质炭育苗基质根系缠绕性良好，可以成形，直接应性良好，可以成形，直接应用于实际生产。用于实际生产。试验二试验二 生物质炭在栽培基质中的应用生物质炭在栽培基质中的应用Text 处理：处理： 分为萝卜和油麦菜两组，每组设5个处理；有机肥采用豆饼和鸡粪混匀，无机肥采用尿素、过磷酸钙、硫酸钾混合；油麦菜种4茬，萝卜种2茬。生物质炭：蛭石：珍珠岩生物质炭：蛭石：珍珠岩1:1:11:1:1生物质炭：蛭石：珍珠岩生物质

16、炭：蛭石：珍珠岩2:1:12:1:1不同栽培基质的理化性质不同栽培基质的理化性质由上表可知：由上表可知：与培养土相比，生物质炭基质均呈碱性，与培养土相比，生物质炭基质均呈碱性，pH都在都在8.50以上；以上；EC值和速效值和速效N含量低，其中生物质炭基质的速效含量低，其中生物质炭基质的速效N含量仅为培养土的含量仅为培养土的1/61/5;生物质炭基质速效生物质炭基质速效P和和K较高，较高，O-1/2BC、IN-1/2BC基质的速基质的速P含量分别为含量分别为O-CK、IN-CK基质的基质的1.5倍、倍、3.4倍，倍， O-1/2BC、IN-1/2BC基质的速基质的速K含量分别为含量分别为O-CK

17、 、IN-CK基质的基质的2.3倍、倍、2.1倍。倍。油麦菜和萝卜的产量油麦菜和萝卜的产量由上表可知：由上表可知：CK-Y所种油麦菜和萝卜的产量最高；随着生物质炭所种油麦菜和萝卜的产量最高；随着生物质炭加入量的增加，产量减少；加入量的增加，产量减少；3种生物质炭基质所种蔬种生物质炭基质所种蔬菜的产量由高低依次为：菜的产量由高低依次为：O-1/3BC、IN-1/2BC、O-1/2BC。IN-CK基质的速效基质的速效N、EC值过高引起了植物烧苗；值过高引起了植物烧苗；而而IN-1/2BC基质对速效氮基质对速效氮有强烈吸附作用而避免了有强烈吸附作用而避免了这种伤害。这种伤害。油麦菜和萝卜的单株鲜重油

18、麦菜和萝卜的单株鲜重由上表可知：由上表可知：油麦菜和萝卜单株鲜重随基质种类的变化与产量一致，对照培养土的最高，油麦菜和萝卜单株鲜重随基质种类的变化与产量一致，对照培养土的最高，随着生物质炭加入量的增加，鲜重减少；随着生物质炭加入量的增加，鲜重减少；3种生物质炭基质所种蔬菜的鲜重由高低依种生物质炭基质所种蔬菜的鲜重由高低依次为：次为： O-1/3BC、IN-1/2BC、O-1/2BC 。硝酸盐含量硝酸盐含量080016002400O-CKO-1/3BC O-1/2BC IN-1/2BC萝卜060012001800O-CKO-1/3BC O-1/2BC IN-1/2BC油麦菜由上图可知：由上图可知

19、：培养土的硝酸盐含量最高，即生物质炭能显著降低蔬菜的硝酸盐含量；培养土的硝酸盐含量最高，即生物质炭能显著降低蔬菜的硝酸盐含量；油麦菜、萝卜的油麦菜、萝卜的硝酸盐含量仅草炭土的硝酸盐含量仅草炭土的3167%、4472%。原因：生物质炭对速效原因：生物质炭对速效N的强烈吸附造成氮素供应水平的差异；生物质炭能的强烈吸附造成氮素供应水平的差异；生物质炭能显著提高基质中的速效显著提高基质中的速效K含量含量,而而K可以促进植物体内硝酸盐的同化作用，从可以促进植物体内硝酸盐的同化作用，从而减少累积量。而减少累积量。abcdabcb60%31%67%72%72%45%硝酸盐硝酸盐（mg/kg）试验试验 2 结

20、论结论n与培养土相比，生与培养土相比，生物质炭基质呈强碱性物质炭基质呈强碱性；EC值较低；速效值较低；速效N含量低、速效含量低、速效P和和速效速效K含量高。含量高。n有机养分有机养分-培养土的培养土的产量最高，无机养分产量最高，无机养分-培养土的最低；有机培养土的最低；有机-1/3生物质炭产量最高生物质炭产量最高、无机、无机-1/2炭次之，炭次之，有机有机-1/2炭生物质产炭生物质产量最低。量最低。n生物质炭基质能显生物质炭基质能显著降低油麦菜和萝卜著降低油麦菜和萝卜的硝酸盐含量。降低的硝酸盐含量。降低油麦菜和萝卜的幅度油麦菜和萝卜的幅度分别为分别为3167%、4472%。未经处理的生物质炭基

21、质的产量较培养土未经处理的生物质炭基质的产量较培养土的低，但可显著降低蔬菜的硝酸盐含量。的低，但可显著降低蔬菜的硝酸盐含量。第一PPT PPT模板 PPT素材免费下载未经处理的生物质炭不是理想的未经处理的生物质炭不是理想的草炭土替代基质，它的育苗栽培草炭土替代基质，它的育苗栽培效果不理想。效果不理想。1潜在利用性潜在利用性: 提高基质速效提高基质速效K含量，含量，减少速效减少速效N淋洗损失；提高蔬菜中全淋洗损失；提高蔬菜中全K含量，降低硝酸盐含量。含量，降低硝酸盐含量。2核核心心问问题题原因分析原因分析原原因因分分析析 1.生物质炭基质的高生物质炭基质的高pH值抑制了植物正常生长值抑制了植物正

22、常生长。本试验中生物质炭基质的。本试验中生物质炭基质的pH值均在值均在8.50以上，而以上，而适宜植物的范围是适宜植物的范围是5.57.0。2. 低氮水平供应。低氮水平供应。一方面是生物质炭基质对速效一方面是生物质炭基质对速效氮的强烈吸附，另一方面高速效钾含量造成养分不氮的强烈吸附，另一方面高速效钾含量造成养分不平衡加剧了氮素缺乏。平衡加剧了氮素缺乏。3.生物质炭中含有一些不明的有机物质，生物质炭中含有一些不明的有机物质，抑制植物的正常生长。抑制植物的正常生长。pH值较低的玉米炭的育苗值较低的玉米炭的育苗效果优于紫茎泽兰炭，尤其效果优于紫茎泽兰炭，尤其是是7Z7Z基质，基质， pH为为9.63，育，育苗效果最差。苗效果最差。O-1/2BC与与IN-1/2BC基质基质的的pHpH值相近，而速效值相近，而速效N N含含量较低的前者产量显著低量较低的前者产量显著低于后者。于后者。改良建议改良建议1.减少生物质炭的比例而增加其它辅料的用量减少生物质炭的比例而增加其它辅料的用量；将生物质炭基质与生理酸性肥料配合使用；选用；将生物质炭基质与生理酸性肥料配