肥料生产加工工艺与原理 第2章 试验方法

1
第二章 培养试验方法
还可以从底层土壤中吸收养分，且根系的伸展几乎不受限制。 （培养 空间局限）
教 学 方 法 上，理论教 学及时的与
第二， 由于培养试验人为地控制了培养容器中介质的特性 （水分、 实验、实习 温度等） ，所以介质中养分的供应过程和植物对养分的吸收情况，均 与田间土壤条件有所不同，且介质的透水、通气性与自然条件有所差 异。 （介质环境局限）
土培技术部 分主要让学 生了解大体 的过程，及 其 关 键 技 术。如：选 土 的 代 表 性，不同盆 钵的特性， 肥料的用量 与田间试验 的不同，水 分管理方法 等。
5
第二章 培养试验方法
2 土壤的贮存
过筛的土壤应充分混匀，贮存备用。一般植物营养培养室应建立专门的土壤 贮存库，存放从各地采集的供试验用的土壤，并标明土壤名称、采集地点、采集 时间、采集人姓名、含水量（即吸湿水）及主要农业化学性状，如 pH 值，有机 质，CaCO3，CEC 主要养分含量等。一次贮存的土壤数量应保证供应全部培养室 研究工作一年至数年的需用量，不能随取随用，以致前后产生土壤差异而影响试 验的重（复）现性。
2
植物营养研究方法教案 2012 年春季
钾等多种营养元素研究，是砂培试验的奠基人。 早期培养试验方法和技术简单，设备简陋，因而试验精度也较低。 近代培养试验方法与技术基础是在 19 世纪中叶后期，由萨克斯（Sacks） 、 克诺普（Knop）格里利格尔（Hellerigel）/瓦格涅尔（Wanger）奠定的，1859-1865 年萨克斯、克诺普拟定了水培营养混合液，并共同制定了水培试验方法，19 世纪 60 年代格里利格尔系统地完善了砂培试验方法， 并提出了适用于砂培研究用的营 养混合液， 他应用这个方法成功地进行了灭菌培养， 并证实了根瘤菌的固氮作用。 土培试验自 19 世纪 70 年代开始应用，当时采用框栽试验，用无底的水泥框栽培 植物，但试验结果受底土影响，1880 年瓦格涅尔做了第一个隔离底土试验，他设 计的 25 厘米×30 厘米瓦格涅尔盆已广泛应用于植物营养研究。 现代培养试验采用电子计算机控制的自动化装置．盆钵放置在旋转平台上 灌溉、温控等全部自动化。不仅管理工效高，而且准确，精确度高。例如，日本 无影温室、西德 BASF 公司林伯格霍夫（Limberghof）农业试验站的全自动化温 室、美国 TVA 全自动化 Lysimeter——根系实验室，以上均是 20 世纪 70 年代以 来建立的现代化培养试验室。 我国应用培养试验方法研究植物营养问题起步比较晚，开始于 20 世纪 30 年代上海植物生理研究所罗宗洛教授， 他应用水培试验方法成功地做了作物根系 吸收硝态氮和铵态氮研究。我国盆栽技术历史悠久，据考证早在公元 317-420 年 的晋朝已有盆栽花卉。明朝（公元 1400-1644 年）已有盆栽技术的专门文献记载， l708 年我国已开始了温室栽培。 如果能把我国的传统经验与西方现代培养试验技 术相结合，一定能促进培养试验方法发展到更高的水平。
（二）盆钵的选择和准备 1 盆钵的种类
（1）按盆钵的原料分类 玻璃盆：其规格一般是 20 cm×20 cm(前者为盆内径，后者为盆高，下同)， 用 4～5mm 厚质玻璃制成，可用于土培及砂培试验。玻璃盆的优点是容易洗净， 试验过程中容易观察根系生长状况和土壤湿度状况；一般玻璃不易受腐蚀，也不 会影响营养液的成分及造成 pH 值的改变。但由于玻璃组成复杂，玻璃盆不能用 于微量元素试验。玻璃盆的缺点是价格昂贵，容易损坏；试验过程中必须加套， 防止阳光对作物根系的不良影响，从而给试验工作增添麻烦，目前已不常使用。 搪瓷铁盆：用厚铁皮(或白铁皮)制成，盆里盆外均烧上一层搪瓷釉．以保护 盆壁不被土壤溶液侵蚀。此盆的优点是经久耐用，重量较轻，使用方便，容易洗 净，目前为国外某些大型自动化培养室所喜用，如能大批工业生产，价格并不昂 贵。此盆一般只用于土培试验，在国内可以推广应用。 陶瓷盆：用白陶土或瓷土烧制而成，盆里盆外均涂釉子。此盆坚固耐用。目 前国内土培均用此盆，但价格昂贵，笨重，不易称重灌溉，在国际上已有淘汰趋 势。 陶土盆：用陶土制成，盆里盆外涂上一层釉子。此盆价格低廉，适用于各种 微量元素研究。 塑料盆：国外主要用于砂培和溶液培养，土培试验使用不多。由于塑料盆结 构简单，不适用于水分调控，一般只在水稻的土培试验中才使用。 （2）按盆钵的构造分类 瓦氏盆：又叫瓦格涅尔盆，1880 年德国农业化学家瓦格涅尔设计。盆钵的 规格是 25cm×30 cm，小型瓦氏盆的规格是 20cm×20cm。其构造如图 l-1 所示。
砂 培 的 作
问题三简单
最早水培试验是 1699 年美国乌特渥尔特(woodward)的野豌豆、马铃薯和薄 荷水培试验，他用泉水、河水、自来水、雨水和蒸馏水做试验，指出了海利门特 用。 结论的错误，是水培试验的创始人。 1837 年法国布森高 (Boussingault) 最早应用砂培试验进行植物吸收氮、 磷、
（第一节） 和土培方法 的特点的区
土培试验中进行探索性的研究， 以取得初步结果， 再扩大到田间研究， 别和联系， 可以少走弯路。总之，土培试验的应用范围是很广泛的，但若环境条 件控制不严，试验的精度就很低，也难以得到理想的结果。 二、土培试验的特点 1. 供试土壤差异 土培试验一般取耕层土壤作试验，作物只能
从耕层土壤中吸收养分。而田间试验作物不仅可以从耕作层吸收养 分，还可从底土中吸收养分。土培试验土壤经人工翻挖、过筛、混匀 后，物理性状与田间原状也不相同。 2. 试验条件差异 土培试验易于人为控制试验条件如光照、温
4
植物营养研究方法教案 2012 年春季
度，水分、养分等生长因素，受自然环境等不可控因素影响小于田间 试验，因此试验因素的效应分析比较准确，但土壤养分的动态平衡和 作物对养分的吸收情况均与田间条件有所不同， 如 3. 肥料利用率差异 由于土培作物根系养分吸收区域小，其施
点是：区别 不同培养试 验方法的特 点与任务， 在科学研究 中根据研究 目的有针对 性地选择相 应的研究方 法。本章讲 授内容重点 以土培、水 培和砂培为 主，要求学 生必须掌握 各种方法的 使用条件、 技术要求和 操作过程。 了解和掌握 各种水培营 养液的特点 和配制，能 正确选择和 应用各种营 养液进行水 培试验。在
肥量常比田间试验大 2-3 倍， 土培试验在盆钵中不存在养分淋失问题， 因此肥料利用率与田间试验也有很大差别。 土培试验与液培、 砂培试验的主要区别在于其能在土壤条件下模 拟土壤、植物、肥料之间的相互关系，但某些试验因素如 pH 值等的 水平不像水培、砂培那样可以根据试验目的随时变更，因此后者更适 合于植物营养生理的研究。 三、土培试验的技术 （一）土壤的准备 1.土壤的采集和整理
四． 培养试验的种类 根据培养试验的培养介质不同，一般可以分成以下三类。 1． 土培试验 土培试验是生长介质为土壤的盆栽试验， 是一种更接近于自然条 件的生物试验方法。 2． 液培试验 液培试验是在某种营养混合液中进行的生物试验， 由于营养混合 液通常是水溶液，过去也叫水培试验。近代的溶液培养已发展成无土 培养或叫无土栽培， 无土栽培基质泛指除土壤以外的各种植物生长介 质，例如溶液、砂砾、泥炭、空气、塑料颗粒等。国外设园艺中的雾
题二重点阐 述
培养试验是在农业化学发展过程中逐步形成与发展起来最早应用于植物营 养与施肥研究的试验技术。它比田间试验历史更为悠久。通常认为第一个培养试 介绍，说明 验是比利时万•海利门特(V. Hellement) 1629 年进行的柳条试验，他在装满土壤的 早 期 的 土 盆钵中，插上柳树枝条，只供给水分。5 年后柳树生长量几乎增大 34 倍，而土壤 重量几乎不变，由此他虽然得出了植物营养最重要的是水这一错误结论，但开创 培、水培、 了植物营养的土培（盆栽）试验方法。
6
植物营养研究方法教案 2012 年春季
瓦氏盆模拟大田土壤水分的自然运动方向， 使盆栽试验的土壤水分条件更加 符合于自然状况。瓦氏盆的一侧外壁有浇水管，管的底部有一洞孔通人盆内，与 此进水孔对称的另一侧有一排水孔。使用前将锯齿状排水片放入盆底，其两端对 准进水孔和排水孔，其四周铺放洗净的小砾石、河沙或石英砂，再装土，并塞住 排水孔。使用时灌溉水由浇水管、进水孔流入盆内，透过砂砾进入底部土中，然 后沿毛管上升。当水分过多时，可打开排水孔。用瓦氏盆必须称重浇水，此种盆 在国外已很少使用，国内仍很普遍。 米氏盆：又叫米切里希盆，1909 年德国土壤学家 Mitscherlich 设计，1930 年 正式用于土壤有效性养分与农作物生长的相关性研究工作中， 并提出一整套技术 规范，称之为米氏盆栽技术。此盆在西欧、东欧均广泛应用于植物营养的土培研 究中。米氏盆的构造如图 1—2 所示。米氏盆的下部有一底座，可以平稳地放置 在盆架或盆车上，盆底呈锥形，底座中央有一圆孔，以使盆内土壤的非毛管水渗 入底盆中。每次灌水时，用灌溉水冲洗底盆，使渗入其中的营养物质回到米氏盆 内，防止由于灌溉渗漏而产生土壤中养分的流失。米氏盆的优点是，每次浇水可 以不称重量，浇到盆底刚渗出水即可，这时已达土壤的最大持水量。米氏盆可以 保持各盆之间土壤水分的一致性。我国在 20 世纪 50 年代后才开始使用米氏盆。 常用的有两种规格，一是 20cm×20cm，二是 25cm×30cm，以前者居多。 阿尔(Ahr)盆：阿尔盆是用铁皮制成的方形盆。盆内涂锌，盆外涂油漆。此 盆长 25cm，宽 20cm，高 20 cm。盆两侧有两个支架，可以固定在盆车上。阿尔 盆每盆装土 10～21 kg，盆的两侧插入两根塑料管，灌水时可把水分引入盆底， 使土壤水从盆下部向上部运动。20 世纪 40 年代以来，西欧已广泛使用，将其固 定在盆架上，便于手工称重浇水，提高工效。 普通盆：原是我国古代栽培花卉的盆钵，其规格不一，盆底设排水孔或不设 排水孔，一般盆内外均涂上彩色釉子。土培试验装盆时，常在盆底一侧放入小砾 石、玻璃碎片等作为排水物(图 1-3)。排水物应盖住盆底 2／3，呈 30。角。在小砾 石中再插入一支供浇水用的玻璃管或塑料管， 浇水管直径 1.2～1.7 cm， 管高出盆 沿 2～4cm，浇水管下端呈斜面，上端呈平面。在排水物上盖一块尼龙纱布或盖 一层石英砂，防止土壤混入小砾石中堵塞浇水管，也可用搪瓷烧成圆锥体，做固 定排水物(图 1-3)。