本書以釀造糟渣醋糟為例,系統(tǒng)地介紹了利用生物質有機廢棄物進行園藝植物基質開發(fā)及栽培育苗應用中的一些關鍵技術。書中詳細介紹了有機廢棄物堆制發(fā)酵中的理化性狀調節(jié)和環(huán)境因子調控技術,微生物在促進發(fā)酵中的作用及其篩選方法;有機基質在蔬菜育苗、葉菜和果菜栽培中的基質配方技術,蔬菜栽培中的養(yǎng)分和水分供需特點及管理技術;基質中含水量、電導率、pH、氮素等重要性狀的快速檢測方法,以及有機基質多參數便攜式檢測儀和無線檢測儀的設計方法。其研究結果可為有機廢棄物的無害化利用、設施園藝高效基質栽培技術提供理論依據和技術支撐。
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目錄
叢書序
序
前言
上篇 基于有機廢棄物堆制發(fā)酵的園藝基質開發(fā)技術
第1章 基于調理劑添加的醋糟堆制發(fā)酵中理化性狀調節(jié)技術 5
1.1 不同調理劑對醋糟發(fā)酵過程和基質理化性狀的影響 5
1.1.1 試驗材料和方法 5
1.1.2 添加不同調理劑的發(fā)酵進程比較 7
1.1.3 醋糟基質的理化性狀分析 10
1.1.4 添加不同調理劑發(fā)酵的醋糟基質育苗效果比較 15
1.2 草木灰作為調理劑對醋糟發(fā)酵過程和基質養(yǎng)分含量的影響 18
1.2.1 試驗材料和方法 18
1.2.2 添加草木灰對堆體中溫度、水分和pH的影響 20
1.2.3 添加草木灰對堆體有機質和氮磷鉀養(yǎng)分含量的動態(tài)影響 23
1.2.4 添加草木灰對堆體發(fā)芽指數變化的影響 27
第2章 環(huán)境因子調控對醋糟發(fā)酵過程及基質性狀的影響 28
2.1 回料對醋糟堆制發(fā)酵過程的影響 28
2.2 增加翻堆頻率對醋糟堆制發(fā)酵的影響 30
2.2.1 醋糟堆制發(fā)酵過程的分層效應 30
2.2.2 每周翻堆頻率的堆體溫濕度和pH變化 31
2.2.3 增加翻堆頻率與添加尿素對發(fā)酵過程的影響 34
2.3 兩階段發(fā)酵法及其后腐熟作用 38
2.3.1 兩階段發(fā)酵過程中堆體溫度和水分質量分數的變化 39
2.3.2 兩階段發(fā)酵過程中堆體有機質含量及其降解率的變化 40
2.3.3 兩階段發(fā)酵過程中不同氮素形態(tài)含量的變化及氮素損失 41
2.3.4 兩階段發(fā)酵過程中pH和揮發(fā)性酸含量的變化特征 43
2.3.5 兩階段發(fā)酵過程中堆體發(fā)芽指數(GI)的變化 44
第3章 醋糟發(fā)酵微生物的篩選及其應用 45
3.1 醋糟發(fā)酵的微生物的篩選 45
3.1.1 試驗材料 45
3.1.2 試驗方法 46
3.1.3 纖維素分解菌的篩選結果 49
3.1.4 篩選菌的環(huán)境適應性研究 52
3.2 篩選微生物對醋糟固態(tài)發(fā)酵條件的反應 56
3.2.1 醋糟固態(tài)發(fā)酵條件試驗設計 56
3.2.2 不同菌種對發(fā)酵條件的反應 58
3.2.3 不同菌種最適宜固態(tài)發(fā)酵條件的分析 60
3.3 接種微生物對醋糟堆制過程及養(yǎng)分變化的影響 61
3.3.1 試驗材料與方法 62
3.3.2 試驗結果與分析 63
第4章 醋糟堆制發(fā)酵腐熟評價指標與評價方法 71
4.1 常用堆肥腐熟度的評價指標 71
4.2 試驗材料與方法 72
4.3 試驗結果與分析 72
4.3.1 發(fā)芽指數(GI) 72
4.3.2 堆溫指標 73
4.3.3 pH指標 73
4.3.4 有機質含量 73
4.3.5 可溶性碳(DOC) 75
4.3.6 銨態(tài)氮(NH+4-N)與硝態(tài)氮(NO.3-N)含量 76
4.3.7 碳氮比 77
中篇 溫室園藝植物有機基質栽培調控技術
第5章 醋糟基質作為植物育苗和栽培基質的配方研究 81
5.1 醋糟作為植物育苗基質的配方及配套技術要點 81
5.1.1 醋糟基質作為黃瓜穴盤育苗基質的配方試驗 81
5.1.2 醋糟基質用于蔬菜育苗的配套技術要點 85
5.1.3 醋糟作為水稻育秧基質的配方試驗 86
5.1.4 醋糟作水稻育秧基質的配套技術要點 90
5.2 醋糟作為蔬菜栽培基質的配方研究 91
5.2.1 醋糟作為番茄栽培基質的配方試驗 91
5.2.2 醋糟作為黃瓜袋式栽培基質的配方試驗 95
5.3 醋糟作栽培基質的配套技術 102
第6章 醋糟基質栽培的養(yǎng)分供需規(guī)律和管理技術 104
6.1 純醋糟基質供肥條件下黃瓜不同茬口氮磷鉀吸收特征 104
6.1.1 材料與方法 104
6.1.2 黃瓜不同生育期葉片對氮磷鉀的吸收特性 105
6.1.3 不同茬口黃瓜干物質積累與分配 106
6.1.4 不同茬口黃瓜植株對營養(yǎng)元素的吸收與分配特性 108
6.2 醋糟基質原初及重復利用栽培黃瓜的施肥效應 113
6.2.1 試驗方法 113
6.2.2 原初使用的醋糟基質栽培黃瓜的施肥模型及解析 116
6.2.3 重復利用的醋糟舊基質栽培黃瓜的施肥效應 119
6.3 不同配比醋糟基質氮素有效性及其與黃瓜生長的關系 123
6.3.1 醋糟基質氮素有效性試驗 123
6.3.2 不同配比醋糟基質全氮與有效氮的變化 124
6.3.3 不同配比醋糟基質氮素含量與基質其他性狀的關系 126
6.3.4 不同醋糟基質配比對黃瓜生長的影響 129
6.3.5 不同配比醋糟基質氮素有效性的評價 132
6.4 醋糟基質袋栽黃瓜合理的營養(yǎng)液濃度試驗 133
6.4.1 材料與方法 133
6.4.2 基質袋栽黃瓜生長指標對不同營養(yǎng)液濃度的反應 134
6.4.3 不同營養(yǎng)液濃度處理的黃瓜葉片營養(yǎng)元素含量分析 136
6.4.4 不同濃度營養(yǎng)液處理的袋栽黃瓜產量結果 138
6.5 醋糟基質連續(xù)多茬盆栽生菜的養(yǎng)分效應 138
6.5.1 試驗材料與方法 139
6.5.2 不同施肥量對生菜生長、生理和品質的影響 140
6.5.3 施肥量對醋糟基質栽培生菜養(yǎng)分吸收利用的影響 147
6.6 連續(xù)栽培使用后醋糟基質理化性狀變化特征 152
6.6.1 材料與方法 153
6.6.2 基質物理性狀的變化 154
6.6.3 基質化學性狀的變化 160
6.6.4 基質硝化、反硝化和呼吸能力 165
第7章 基質栽培的水分運移特征及管理技術 168
7.1 黃瓜基質穴盤育苗的適宜灌溉指標 168
7.1.1 材料和方法 168
7.1.2 基質的不同水分處理對穴盤苗發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響 170
7.1.3 不同灌溉下限處理對黃瓜穴盤苗葉片光合與蒸騰作用的影響 170
7.1.4 不同灌溉下限處理對黃瓜穴盤苗葉綠素熒光特性的影響 172
7.1.5 不同灌溉下限處理對其他生理指標的影響 174
7.1.6 不同灌溉下限處理對黃瓜穴盤苗生長指標的影響 175
7.2 黃瓜基質栽培中適宜的含水量指標研究 176
7.2.1 材料和方法 177
7.2.2 不同基質含水量對黃瓜水分利用率的影響 178
7.2.3 不同基質含水量對黃瓜光合特性的影響 180
7.2.4 不同基質含水量對黃瓜熒光特性的影響 181
7.2.5 不同基質含水量對黃瓜品質的影響 182
7.3 不同基質含水量對盆栽生菜生長和生理特性的影響 183
7.3.1 試驗材料及方法 183
7.3.2 不同基質含水量對生菜生長的影響 185
7.3.3 不同基質含水量對生菜光合特性的影響 186
7.3.4 不同基質含水量對生菜葉綠素熒光參數的影響 187
7.3.5 不同基質含水量對生菜品質的影響 189
7.4 微灌條件下基質栽培的水分運移規(guī)律和根系生長特性 190
7.4.1 水分運移特性的試驗材料與方法 190
7.4.2 滴灌方式下基質濕潤體變化規(guī)律 192
7.4.3 滴灌方式下基質濕潤鋒的變化規(guī)律 195
7.4.4 微噴灌方式下基質濕潤體變化規(guī)律 199
7.4.5 基質濕潤體內含水率的分布 200
7.4.6 微灌溉和基質栽培下的生菜根系分布規(guī)律 207
下篇 有機基質的快速檢測方法及儀器研制
第8章 基質含水量檢測及傳感器研制 215
8.1 基質水分狀態(tài) 215
8.1.1 基質水分形態(tài)分類 216
8.1.2 基質含水量表示方法 216
8.2 基質含水量介電測量理論基礎 217
8.2.1 介質極化 217
8.2.2 極化類型 217
8.2.3 復合材料介電性能 218
8.3 基質含水量傳感器設計 219
8.3.1 傳感器探頭結構設計與參數仿真優(yōu)選 219
8.3.2 基質含水量傳感器電路設計 224
8.4 基質含水量傳感器標定 225
8.4.1 標定模型 225
8.4.2 標定試驗 227
第9章 電導率檢測及其傳感器設計 231
9.1 電導率測量原理 231
9.1.1 四端法電路結構 232
9.1.2 電導率計算模型 232
9.1.3 四端法改進電路結構 234
9.2 電導率傳感器電路設計 235
9.2.1 激勵源設計 236
9.2.2 信號處理電路 237
9.3 電導率傳感器標定 238
第10章 銻電極式pH傳感器設計 240
10.1 雙層膜銻pH電極機理及制備 240
10.1.1 銻pH電極敏感機理 240
10.1.2 Nafion膜修飾電極特性 241
10.1.3 新型銻pH電極設計制備 241
10.2 雙層膜銻pH電極性能測定試驗 242
10.2.1 電極E-pH的線性度和回差 242
10.2.2 電極響應時間和穩(wěn)定性 243
10.2.3 電極離子選擇性 244
10.3 pH傳感器電路設計 244
第11章 基質多參數便攜式檢測儀設計 246
11.1 硬件設計 246
11.1.1 硬件總體方案 246
11.1.2 器件選擇與連接 246
11.2 軟件設計 250
11.3 檢測儀軟硬件調試 254
11.4 檢測儀器性能試驗及分析 256
11.4.1 試驗方法 256
11.4.2 試驗數據和分析 256
第12章 基質多參數無線檢測儀設計 258
12.1 檢測儀無線方案對比分析 258
12.2 無線檢測儀總體方案 259
12.3 基質多參數無線復合傳感器 260
12.4 無線檢測節(jié)點硬件設計 261
12.4.1 基質復合傳感器電路設計 261
12.4.2 復合傳感器PCB板設計 265
12.4.3 無線傳感器節(jié)點及數據采集器設計 266
12.5 無線檢測節(jié)點軟件設計 268
12.5.1 無線傳感器節(jié)點及數據采集器軟件設計 268
12.5.2 WiFi模塊選型及配置軟件設計 270
12.6 無線傳感器節(jié)點及數據采集器制作與調試 270
12.7 基于Android手機App開發(fā) 272
12.7.1 手機App功能分析 272
12.7.2 功能程序設計 272
12.8 無線檢測儀測試功能調試 273
12.9 無線檢測儀性能試驗 275
第13章 基于可見--近紅外光譜技術的基質水分與氮素快速檢測方法 279
13.1 基質水分和氮素含量VIS-NIRS檢測的實驗方法 280
13.1.1 基質含水量檢測的實驗方法 280
13.1.2 基質氮素含量VIS-NIRS檢測的實驗方法 281
13.2 基質水分含量的VIS-NIRS快速檢測方法 282
13.2.1 基質水分含量的測定結果及其光譜特征 282
13.2.2 基于全光譜波段的醋糟基質水分含量檢測方法 283
13.2.3 基于特征光譜波段的醋糟基質水分含量檢測方法 285
13.3 基質全氮含量的VIS-NIRS快速檢測方法 287
13.3.1 基質全氮含量的測定結果及其光譜特征 287
13.3.2 基于全光譜波段的醋糟基質全氮含量檢測方法 288
13.3.3 基于特征光譜波段的醋糟基質全氮含量檢測方法 289
13.4 醋糟基質硝態(tài)氮/銨態(tài)氮含量的VIS-NIRS檢測方法 291
13.4.1 醋糟基質硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的測定結果及其光譜特征 291
13.4.2 基于全光譜波段的醋糟基質硝態(tài)氮與銨態(tài)氮含量檢測方法 292
13.4.3 基于特征光譜波段的醋糟基質硝態(tài)氮/銨態(tài)氮含量檢測方法 293
參考文獻 296
索引 305