本發(fā)明涉及草莓種植領(lǐng)域，具體涉及一種基于葉片元素分析的草莓肥料確定方法，一種用于草莓種植的肥料以及利用所述肥料種植草莓的方法。

背景技術(shù)：

草莓(Fragaria×ananssa Duch.)具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，生產(chǎn)周期短、效益高和采摘期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。草莓種植時(shí)期的科學(xué)施肥和管理，是提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)高收益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代草莓水肥一體化技術(shù)是指在有壓水源條件下，借助適宜的施肥裝置，在灌溉水中通入肥料，將灌溉與施肥融為一體的先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)管道和水肥一體化系統(tǒng)，將混合后的肥水適時(shí)適量地直接輸送到草莓根部附近的土壤中，從而滿足草莓生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)養(yǎng)分和水分的需求；同時(shí)，它對(duì)提高水肥利用效率，減少環(huán)境污染和節(jié)省人力上都具有重要的意義。適宜的水肥條件有利于植株的協(xié)調(diào)生長(zhǎng)，在草莓現(xiàn)代自動(dòng)化水肥管理系統(tǒng)中，添加在水中的施肥配方選擇對(duì)草莓果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育尤為關(guān)鍵。已有研究表明，水肥一體化的施肥管理方式可提高草莓的產(chǎn)量。但生產(chǎn)者在施肥配方的選擇上普遍存在盲目性，缺乏具體的科學(xué)依據(jù)。

植物葉片是光合產(chǎn)物的生產(chǎn)和供應(yīng)源，為果實(shí)的品質(zhì)和產(chǎn)量形成提供營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)。應(yīng)用葉片分析技術(shù)對(duì)果樹(shù)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀況進(jìn)行研究是果樹(shù)施肥的基礎(chǔ)。葉片是整個(gè)植株上對(duì)土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)反應(yīng)最敏感的器官，它既是地下運(yùn)輸來(lái)的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的貯存庫(kù)，又是果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育所需礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的供給源。而目前以葉片元素分析為依據(jù)，對(duì)草莓施肥配方進(jìn)行設(shè)計(jì)和評(píng)估及其對(duì)草莓產(chǎn)量和品質(zhì)的影響在國(guó)內(nèi)未見(jiàn)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種基于葉片元素分析的草莓肥料確定方法。

具體而言，所述方法包括以下步驟：

(1)在草莓生長(zhǎng)的盛花期，采集成熟且無(wú)機(jī)械損傷的葉片，進(jìn)行葉片元素分析；所述葉片元素包括：Ca、Mg、P和K；

(2)以所述葉片元素分析得到的Ca元素含量作為肥料中Ca元素的用量，所述Ca元素以化合物Ca(NO₃)₂的形式添加到肥料中；由所述Ca元素的用量換算出Ca(NO₃)₂的用量；

以所述葉片元素分析得到的Mg元素含量作為肥料中Mg元素的用量，所述Mg元素以化合物MgSO₄的形式添加到肥料中；由所述Mg元素的用量換算出MgSO₄的用量，所用MgSO₄中S元素的含量即為肥料中S元素的用量；

以所述葉片元素分析得到的P元素含量作為肥料中P元素的用量，所述P元素以化合物KH₂PO₄的形式添加到肥料中；由所述P元素的用量換算出KH₂PO₄的用量；

以所述葉片元素分析得到的K元素含量作為肥料中K元素的用量，所述K元素以化合物KH₂PO₄和KNO₃的形式添加到肥料中；所述K元素的用量與所用KH₂PO₄中K元素含量之差，即為以KNO₃形式添加到肥料中的K元素用量，進(jìn)一步可換算出KNO₃的用量；

(3)肥料中N元素的用量為所述P元素用量的5倍，所述N元素以化合物Ca(NO₃)₂、KNO₃和NH₄NO₃的形式添加到肥料中；所述N元素的用量減去所用Ca(NO₃)₂和KNO₃中N元素含量，即為以NH₄NO₃形式添加到肥料中的N元素用量，進(jìn)一步可換算出NH₄NO₃的用量。

本發(fā)明所述步驟方法中：

設(shè)定Ca元素為單獨(dú)出現(xiàn)的陽(yáng)離子元素。通過(guò)葉片元素分析得到的Ca元素含量(μg/g相當(dāng)于mg/l)除以Ca元素摩爾質(zhì)量(mg/mmol)，得到Ca元素在目標(biāo)肥料中物質(zhì)的量濃度(mmol/l)，再乘以肥料中擬添加的Ca(NO₃)₂的摩爾質(zhì)量(mg/mmol)，得到Ca(NO₃)₂在肥料中的用量(mg/l，相當(dāng)于g/m³)，即1m³中添加Ca(NO₃)₂的克數(shù)，具體為(N_Ca/40)×164；所述N_Ca代表通過(guò)葉片元素分析得到的Ca元素含量(μg/g相當(dāng)于mg/l)。

設(shè)定Mg元素是單獨(dú)出現(xiàn)的陽(yáng)離子元素，Mg元素的確定方法與Ca元素同理?？捎?jì)算出肥料中擬添加MgSO₄的用量(g/m³)＝(N_Mg/24)×120，所述N_Mg代表通過(guò)葉片元素分析得到的Mg元素含量(μg/g相當(dāng)于mg/l)；根據(jù)葉片元素分析結(jié)果得出Mg元素所需的量大于S元素所需的量，以滿足最低需求為原則，肥料中MgSO₄的用量確定后S的用量也已確定。

設(shè)定P元素只在加肥料中擬添的KH₂PO₄中體現(xiàn)，P元素的確定方式與Ca元素同理，可計(jì)算出KH₂PO₄的添加量。

設(shè)定K元素同時(shí)在擬添加的KH₂PO₄和KNO₃中補(bǔ)充。本發(fā)明通過(guò)葉片元素分析算出的K元素的總物質(zhì)的量濃度(mmol/l)減去KH₂PO₄中K離子的物質(zhì)的量濃度，得出擬添加的KNO₃在目標(biāo)肥料中的物質(zhì)的量濃度，進(jìn)而得到KNO₃在目標(biāo)肥料中的添加量。

本發(fā)明中N元素的添加量需要以氮磷鉀的商品肥標(biāo)準(zhǔn)配比(總N：P₂O₅質(zhì)量比為19:19，即N元素與P元素的物質(zhì)的量之比為10:2)為標(biāo)準(zhǔn)，綜合考量已確定的肥料化合物Ca(NO₃)₂和KNO₃的含量確定。具體而言，依據(jù)所述N元素與P元素的物質(zhì)的量之比為10:2，由P的物質(zhì)的量濃度來(lái)確定目標(biāo)肥料中總N的物質(zhì)的量濃度(mmol/l)，再減去已確定擬添加的Ca(NO₃)₂和KNO₃中N的含量，剩余的N元素以化合物NH₄NO₃的形式補(bǔ)充，進(jìn)一步換算即可得到NH₄NO₃在目標(biāo)肥料中的添加量。優(yōu)選地，氮肥的添加量還需以銨態(tài)氮占總氮量的百分比低于15％的標(biāo)準(zhǔn)做為驗(yàn)證。

本發(fā)明所述葉片元素分析為本領(lǐng)域已知的方法；本發(fā)明采用本領(lǐng)域常規(guī)的葉片元素分析方法進(jìn)行操作。

進(jìn)一步而言，所述方法還包括確定肥料中微量元素的用量。所述微量元素包括Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo，本發(fā)明以草莓本身生長(zhǎng)所需的微量元素常規(guī)含量作為肥料中相應(yīng)微量元素的用量，依據(jù)草莓種植經(jīng)驗(yàn)直接確定。具體的，所述Mo以Na₂MoO₄·2H₂O的形式添加；所述Fe以EDTA·Fe的形式添加；所述B以H₃BO₃的形式添加；所述Mn以MnSO₄·H₂O的形式添加；所述Cu以CuSO₄·5H₂O的形式添加；所述Zn以ZnSO₄·7H₂O的形式添加。

本發(fā)明通過(guò)大量實(shí)踐，以草莓生長(zhǎng)的盛花期葉片中元素含量為肥料施用量的依據(jù)，并對(duì)各元素施用時(shí)擬添加的具體化合物進(jìn)行選擇，通過(guò)特定的化合物確定順序和計(jì)算方法對(duì)肥料配方進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，可以全面提高草莓的果實(shí)產(chǎn)量和可溶性固形物含量(SSC)。

本發(fā)明同時(shí)提供一種用于草莓種植的肥料，所述肥料可以為固體形式或液體形式。

具體而言，所述肥料包括如下重量份的成分：

優(yōu)選地，所肥料包括如下重量份的成分：

本發(fā)明所述重量份是指微克、毫克、克、千克、噸等本領(lǐng)域公知的重量單位；也可以是其倍數(shù)，如1/10、1/100、3倍、5倍、10倍、100倍等。

當(dāng)所述肥料為液體肥料時(shí)，每單位體積液體肥料中包含如下成分：

優(yōu)選地，每單位體積液體肥料中包含如下成分：

本發(fā)明所述單位體積為微升、毫升、升、立方米等本領(lǐng)域常規(guī)的體積單位；也可以是其倍數(shù)，如1/10、1/100、3倍、5倍、10倍、100倍等。作為實(shí)際應(yīng)用條件下的優(yōu)選方案，本發(fā)明所述單位體積優(yōu)選為1m³。

采用本發(fā)明提供的肥料種植草莓，所收獲的果實(shí)在總產(chǎn)量、平均單株產(chǎn)量、單株果數(shù)、單果重和SSC上都顯著高于常規(guī)施肥方式下草莓果實(shí)的總產(chǎn)量、平均單株產(chǎn)量、單株果數(shù)、單果重和SSC。

作為本發(fā)明的第一種優(yōu)選方案，所述肥料包括如下重量份的成分：

更優(yōu)選地，所述肥料包括如下重量份的成分：

所述第一種優(yōu)選方案中，當(dāng)所述肥料為液體肥料時(shí)，優(yōu)選每單位體積液體肥料中包含如下成分：

更優(yōu)選地，每單位體積液體肥料中包含如下成分：

該優(yōu)選方案中，所述單位體積優(yōu)選為1m³。

作為本發(fā)明的第二種優(yōu)選方案，所述肥料包括如下重量份的成分：

更優(yōu)選地，所述肥料包括如下重量份的成分：

所述第二種優(yōu)選方案中，當(dāng)所述肥料為液體肥料時(shí)，優(yōu)選每單位體積液體肥料中包含如下成分：

更優(yōu)選地，每單位體積液體肥料中包含如下成分：

該優(yōu)選方案中，所述單位體積優(yōu)選為1m³。

采用上述第二種優(yōu)選方案種植草莓可以使草莓果實(shí)獲得極佳的SSC效果。

作為本發(fā)明的第三種優(yōu)選方案，所述肥料包括如下重量份的成分：

更優(yōu)選地，所述肥料包括如下重量份的成分：

所述第三種優(yōu)選方案中，當(dāng)所述肥料為液體肥料時(shí)，優(yōu)選每單位體積液體肥料中包含如下成分：

更優(yōu)選地，每單位體積液體肥料中包含如下成分：

該優(yōu)選方案中，所述單位體積優(yōu)選為1m³。

采用上述第三種優(yōu)選方案種植草莓可以使草莓獲得極佳的果實(shí)產(chǎn)量、平均單株產(chǎn)量和單株果數(shù)。

本發(fā)明所述肥料中還進(jìn)一步包含微量元素。具體而言，可在所述肥料中添加EDTA·Fe、H₃BO₃、MnSO₄·H₂O、Na₂MoO₄·2H₂O、ZnSO₄·7H₂O、CuSO₄·5H₂O中的一種或多種成分。

本發(fā)明優(yōu)選所述肥料中還包括如下重量份的成分：

更優(yōu)選地，所述肥料中還包括如下成分：

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述肥料中還包括如下成分：

當(dāng)所述肥料為液體肥料時(shí)，優(yōu)選每單位體積液體肥料中還包括如下成分：

更優(yōu)選地，每單位體積液體肥料中還包括如下成分：

進(jìn)一步優(yōu)選地，每單位體積液體肥料中還包括如下成分：

上述添加微量元素的液體肥料中，所述單位體積優(yōu)選為1m³。

本發(fā)明進(jìn)一步提供一種草莓的種植方法，該方法采用水肥一體化方法施用所述肥料。本發(fā)明中肥料在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將所述肥料進(jìn)行溶解或稀釋后即可進(jìn)行滴灌。

具體而言，該方法在草莓苗定植后7天內(nèi)灌清水；定植7天之后將所述肥料溶解和/或稀釋成工作液后進(jìn)行滴灌，每隔7～10天滴灌一次。所述溶解或稀釋比例參考工作液的目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行；所述目標(biāo)參數(shù)包括：pH值和電導(dǎo)率，還可以進(jìn)一步包括投加比例。

在實(shí)際滴灌時(shí)，本發(fā)明采用比例注肥泵進(jìn)行滴灌施肥。

由于本發(fā)明提供的肥料中某些元素陽(yáng)離子易和特定陰離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，鈣離子肥料需要規(guī)避磷酸根、硫酸根離子，綜合考慮后將固體肥料分配到兩個(gè)母液桶(A桶和B桶)中溶解成液體肥料，具體而言：A桶內(nèi)盛放Ca(NO₃)₂、KNO₃、NH₄NO₃和EDTA·Fe；B桶內(nèi)盛放MgSO₄、KH₂PO₄、H₃BO₃、MnSO₄·H₂O、Na₂MoO₄·2H₂O、ZnSO₄·7H₂O和CuSO₄·5H₂O；另取C桶內(nèi)盛放硝酸，用于調(diào)節(jié)工作液的酸堿度pH。

在實(shí)際滴灌時(shí)，多套注肥泵與主輸水管道采用并聯(lián)方式，通過(guò)調(diào)節(jié)注肥泵的投加比例，同時(shí)吸取肥料母液桶內(nèi)的肥料母液，進(jìn)而調(diào)節(jié)工作液的電導(dǎo)率，至工作液桶加滿時(shí)完成工作液的配制，最后使用工作液滴灌施肥草莓植株。所述稀釋時(shí)，裝有所述液體肥料的肥料母液桶A桶和B桶的投加比例優(yōu)選為1:1。優(yōu)選地，可利用空氣泵將空氣鼓吹至工作液中，使工作液充分混勻。

為了滿足草莓生長(zhǎng)的要求，所述工作液的pH值由硝酸調(diào)節(jié)至6～7，優(yōu)選為6.5。所述工作液的電導(dǎo)率為0.8～1.2，優(yōu)選地，本發(fā)明確保定植初期工作液的電導(dǎo)率為0.8，始花期至盛花期工作液的電導(dǎo)率為1.0，坐果期工作液的電導(dǎo)率為1.2。

本發(fā)明通過(guò)分析葉片元素含量設(shè)計(jì)草莓肥料配方，利用比例注肥泵實(shí)現(xiàn)水肥一體化，系統(tǒng)地對(duì)草莓植株進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)供給，最終通過(guò)獲得的果實(shí)產(chǎn)量、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)和SSC評(píng)價(jià)配方。本發(fā)明提供的肥料施用效果證明，草莓種植時(shí)更適合滿足其自身需求的營(yíng)養(yǎng)元素供給，以草莓葉片礦質(zhì)元素分析為依據(jù)的施肥配方明顯提高了其果實(shí)產(chǎn)量和SSC，比施用常規(guī)的肥料更具科學(xué)和合理性，具有應(yīng)用推廣前景。

附圖說(shuō)明

圖1為比例注肥泵與主管道連接示意圖；其中，1、2、3分別代表肥料母液桶上的比例注肥泵；A、B、C分別代表三個(gè)肥料母液桶；V代表閥門；

圖2為水肥一體化系統(tǒng)工作示意圖；其中，肥料母液桶組包含A、B、C三個(gè)母液桶，兩個(gè)水泵前分別配有過(guò)濾系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種用于草莓種植的液體肥料(簡(jiǎn)稱配方1)，每m³液體肥料中包含如下成分：

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供了一種用于草莓種植的液體肥料(簡(jiǎn)稱配方2)，每m³液體肥料中包含如下成分：

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供了一種用于草莓種植的液體肥料(簡(jiǎn)稱配方3)，每m³液體肥料中包含如下成分：

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供了利用實(shí)施例1、2或3所得配方進(jìn)行草莓種植滴灌的方法。該方法在草莓苗定植后7天內(nèi)灌清水，每次灌溉量根據(jù)天氣情況酌情調(diào)整。之后每次滴灌均使用實(shí)施例1、2或3提供的液體肥料按照工作液目標(biāo)參數(shù)(定植初期工作液的電導(dǎo)率為0.8，始花期至盛花期工作液的電導(dǎo)率為1.0，坐果期工作液的電導(dǎo)率為1.2；各時(shí)期工作液的pH都為6.5)稀釋成工作液后滴灌，每7-10天滴灌施肥一次。

由于配方中某些元素陽(yáng)離子易和特定陰離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，鈣離子肥料需要規(guī)避磷酸根、硫酸根離子，綜合考慮后將肥料和硝酸分配到三個(gè)母液桶中；其中A、B兩桶用于溶解固體肥料并調(diào)節(jié)工作液的電導(dǎo)率，具體而言：A桶內(nèi)盛放Ca(NO₃)₂、KNO₃、NH₄NO₃和EDTA·Fe；B桶內(nèi)盛放MgSO₄、KH₂PO₄、H₃BO₃、MnSO₄·H₂O、Na₂MoO₄·2H₂O、ZnSO₄·7H₂O和CuSO₄·5H₂O；C桶內(nèi)盛放硝酸，用于調(diào)節(jié)工作液的酸堿度pH。

在滴灌時(shí)，采用美國(guó)Dosmatic Aquablend比例注肥泵配合滴灌施肥，該注肥泵可調(diào)節(jié)的肥料投加比例為0.2％-2％。三套注肥泵與主輸水管道采用并聯(lián)方式(如圖1所示)。通過(guò)調(diào)節(jié)注肥泵的投加比例(A、B兩桶的投加比例為1:1)，同時(shí)吸取肥料母液桶A、B、C內(nèi)的肥料母液，至工作液桶加滿時(shí)完成工作液的配制，最后使用工作液滴灌施肥草莓植株(如圖2所示)?？衫每諝獗脤⒖諝夤拇抵凉ぷ饕褐校构ぷ饕撼浞只靹?，系統(tǒng)中的工作液pH值和電導(dǎo)率需達(dá)到草莓植株生長(zhǎng)各時(shí)期設(shè)定的目標(biāo)值。

實(shí)驗(yàn)例

實(shí)驗(yàn)草莓品種為“圣誕紅”(Ssanta)；實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為北京市昌平區(qū)崔村鎮(zhèn)日光溫室內(nèi)，溫室為后磚墻前鋼架薄膜結(jié)構(gòu)，50m長(zhǎng)、8m寬。草莓苗于9月5日定植，采用高壟栽培，壟高40cm，壟面寬40cm。每壟上兩行，株距20cm，之字形栽培，每畝定植量為7200株。苗定植初期至盛花期間，溫室內(nèi)溫度控制在5-27℃(白天最高溫度27℃，夜間最低溫度5℃)；坐果期溫度控制在5-25℃。在溫室中部選取草莓植株作為試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行施肥管理，從12月-次年5月每月定期測(cè)量樣本的SSC、產(chǎn)量、單株產(chǎn)量、單株果數(shù)和單果重。

采用實(shí)施例1～3提供的配方1～3、按照實(shí)施例4提供的水肥一體化方法進(jìn)行灌溉，每種配方試驗(yàn)1壟(每壟60株，占地2.4m²)，重復(fù)三次，另取3壟作為對(duì)照組。所述對(duì)照組具體為：肥料為NovaNPK19-19-19(以色列化工集團(tuán))按照常規(guī)間歇施肥法對(duì)對(duì)照組草莓苗進(jìn)行灌溉，即按照土壤濕度平均每15天施肥一次，每次施肥間隔灌1-2次清水。

自草莓成熟之后每2天采收一次，記錄總產(chǎn)量；取草莓果實(shí)尖部2cm的果肉，擠出果汁到ATAGO PAL-1測(cè)糖儀檢測(cè)室進(jìn)行SSC測(cè)定；計(jì)算單株產(chǎn)量，平均果數(shù)和平均單果重。

采用配方1～3施肥草莓的畝產(chǎn)量顯著高于對(duì)照組，且配方3最高。具體而言，配方1施肥下的草莓畝產(chǎn)量為3240kg，配方2施肥下的草莓畝產(chǎn)量為2961kg，配方3施肥下的草莓畝產(chǎn)量為3262kg，對(duì)照組施肥下的草莓畝產(chǎn)量為2531kg。

采用配方1～3施肥草莓在平均單株產(chǎn)量、平均單株果數(shù)和平均單果重上都顯著高于對(duì)照組，其中配方3最明顯。具體而言，配方1施肥下的草莓平均單株產(chǎn)量為445.6g，平均果數(shù)為19.0個(gè)/株，平均單果重為23.5g；配方2施肥下的草莓平均單株產(chǎn)量為408.3g，平均果數(shù)為18.2個(gè)/株，平均單果重為22.4g；配方3施肥下的草莓平均單株產(chǎn)量為448.6g，平均果數(shù)為19.2個(gè)/株，平均單果重為23.4g；對(duì)照組施肥下的草莓平均單株產(chǎn)量為351.6g，平均果數(shù)為17.8個(gè)/株，平均單果重為19.8g。

采用配方1～3施肥草莓的SSC顯著高于對(duì)照組，且配方2最高。具體而言：1月份，配方1、2、3及對(duì)照組草莓的SSC分別為12.6％、12.9％、12.5％和11.1％；2月份，配方1、2、3及對(duì)照組草莓的SSC分別為13.4％、13.8％、13.4％和12.5％；3月份，配方1、2、3及對(duì)照組草莓的SSC分別為14.1％、14.5％、13.9％和12.8％；4月份，配方1、2、3及對(duì)照組草莓的SSC分別為13.8％、14.0％、13.7％和12.9％；5月份，配方1、2、3及對(duì)照組草莓的SSC分別為12.4％、13.1％、12.5％和11.4％。

結(jié)果顯示，本發(fā)明提供的三個(gè)施肥配方在草莓果實(shí)產(chǎn)量和可溶性固形物含量方面均明顯優(yōu)于常規(guī)施肥，其中，配方1和配方3的草莓產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)最高，對(duì)于草莓規(guī)?；a(chǎn)有應(yīng)用價(jià)值；在草莓可溶性固形物含量方面，配方2具有顯著優(yōu)勢(shì)，提高了草莓果實(shí)的品質(zhì)。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明、具體實(shí)施方式及試驗(yàn)，對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。