CN108476655A - 一种不同含水量土壤发芽床的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤发芽床的制备方法。本发明的土壤发芽床的制备方法包括如下步骤：1)将土壤进行翻耕、干燥和筛选，得到预处理土壤；2)将预处理土壤加入发芽盒中，得到加入土壤的发芽盒；3)用滤纸将土壤表面及位于土壤表面上方的发芽盒侧壁部分进行覆盖，然后将吸水的脱脂棉铺在滤纸上，再向脱脂棉上加水，使水分通过脱脂棉和所述滤纸下渗入土壤中；4)10min后，取出脱脂棉和所述滤纸，平衡2‑3天，即得到土壤发芽床。本发明制备的土壤发芽床不仅解决了现有技术中存在的土块较多、水分不均匀的问题，而且还建立了倒入脱脂棉中的水的体积与发芽盒中土壤所增加的水分重量的直线方程，可通过准确控制倒入脱脂棉中的水的体积来控制土壤含水量。

Description

一种不同含水量土壤发芽床的制备方法

技术领域

本发明涉及种子处理领域，具体涉及一种不同含水量土壤发芽床的制备方法。

背景技术

种子发芽试验是实验室内进行的测量种子发芽潜能的试验，常用的发芽介质有纸、砂和土壤等。与纸、砂相比，土壤作为发芽介质，在发芽试验中主要有如下3个问题需要解决：第一，搅拌后的土壤容易出现较多土块。将一定量的水加入土壤后，一般是通过搅拌的方法使土壤和水分均匀混合。但实际操作中，搅拌后的土壤经常由于人工操作问题不可避免的出现较多土块，这会影响土壤水分的均匀程度，同时也会增加种子发芽过程中的阻力。第二，土壤中的水分不容易保证均匀一致。常用的搅拌方法对土壤进行搅拌，不容易保证土壤中水分的均匀一致。第三，与实际田间的土壤发芽环境存在差异。实际田间在播种前，一般是将待播土壤经翻地、精耕、晒土、灌溉之后进行播种。灌溉的过程包括了水分在土壤中从上到下、从不均匀到均匀的运输过程。常用的搅拌方法较少考虑搅拌前对土壤的晾晒，或者以烘干的方式代替土壤晾晒，这样就可能会造成与实际田间土壤中菌群结构等土壤原始状态的差异；以搅拌的方式将土壤和水分混合，与田间灌溉水分由上向下，由不均匀到均匀的运输过程更存在明显差异，更是无法还原田间实际情况。

综上所述，为减少现阶段常用的土壤水分搅拌法带来的土壤发芽床中较多土块的问题，使水分均匀的渗入土壤中，较大程度地模拟、还原种子在实际田间的土壤发芽环境，亟需建立一种不同含水量土壤发芽床的制备方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种土壤发芽床的制备方法。

本发明提供的土壤发芽床的制备方法，包括如下步骤：

1)将土壤进行翻耕、干燥和筛选，得到预处理土壤；

2)将所述预处理土壤加入发芽盒中，得到加入土壤的发芽盒；

3)用滤纸将所述加入土壤的发芽盒内的土壤表面及位于土壤表面上方的发芽盒内壁部分进行覆盖，然后将吸水的脱脂棉铺在所述滤纸上，再向所述脱脂棉上加水，使水分通过所述脱脂棉和所述滤纸渗入土壤中；

4)取出所述脱脂棉和所述滤纸，即得到所述土壤发芽床。

上述方法中，所述1)中，所述翻耕的深度可为40～50cm。

所述干燥的方法可为晾晒；所述晾晒的方法包括如下步骤：将翻耕后的土壤晾晒至土壤含水量(土壤水分重量/土壤干重，单位：g/Kg)小于15g/kg。

所述筛选可使用孔径小于等于2.0mm的筛子。在本发明中，所述筛选使用孔径等于2.0mm的筛子。

上述方法中，所述2)中，所述加入土壤的发芽盒中的土壤表面与所述发芽盒底部之间的距离为所述发芽盒高度的五分之二至五分之三之间，优选为二分之一至五分之三之间。在本发明中，所述发芽盒的高度为5cm，所述发芽盒中的土壤表面与发芽盒底部之间的距离为2.5-3.0cm。

向发芽盒中加入土壤后，轻轻晃动发芽盒，使发芽盒内的土壤表面尽量保持水平一致。

上述方法中，所述3)中，所述覆盖可按照如下方法进行：将滤纸铺在土壤表面，通过弯折滤纸的边缘部分使其紧贴发芽盒的内壁，所述滤纸的边缘与所述土壤表面之间的距离至少为1cm。在实际应用中，可根据发芽盒的大小选择规格合适的滤纸，也可以将滤纸裁剪至合适尺寸后再进行覆盖。例如，对于大小为12×12cm的发芽盒，可直接使用4张直径为11cm的滤纸进行覆盖。此处除了滤纸间的重叠部分外，其余部分均为单层覆盖。

所述吸水的脱脂棉为将脱脂棉浸入水中进行吸水后得到的脱脂棉。所述脱脂棉可为医用脱脂棉。所述脱脂棉根据发芽盒大小先进行裁剪(裁剪至与发芽盒形状相同，且长和宽均比发芽盒的长度和宽度多1cm左右)，并通过调整其厚度使之重量在一定范围内，且尽量保持脱脂棉厚度均匀一致。所述脱脂棉的重量、吸水后的脱脂棉重量均与发芽盒面积有关，对于大小为12×12cm的发芽盒，面积为144cm²，所需脱脂棉的重量为4.85～5.05g，吸水后的脱脂棉的重量为37.5～38.9g，该领域技术人员可根据面积为144cm²的发芽盒所需的脱脂棉重量对其他面积的发芽盒所需的脱脂棉的重量和吸水后的脱脂棉的重量的参数范围进行估算，再按照估算结果进行试验。

所述滤纸优选为中速定性滤纸。

所述水优选为蒸馏水。

上述方法中，所述4)中，向脱脂棉加水10min后，取出所述脱脂棉和所述滤纸。

取出所述脱脂棉和所述滤纸后还包括平衡2-3天的步骤。

进一步的，在本发明中，所述发芽盒的大小为12×12cm；

所述预处理土壤的加入量为250～350g；

所述滤纸的直径为11cm；

所述4张滤纸的重量为2.85～3.05g；

所述覆盖具体可按照如下方法进行：取4张滤纸，将所述滤纸铺在土壤表面，且每张滤纸与发芽盒的一个角对应，通过弯折滤纸使其边缘部分紧贴发芽盒内壁，所述滤纸的边缘与所述土壤表面的距离至少为1cm；

所述脱脂棉的大小为13×13cm；

所述脱脂棉的重量为4.85～5.05g；

所述吸水后的脱脂棉的重量为37.5～38.9g；

向所述脱脂棉中加入水的体积不超过120mL，优选为100mL。

本发明的另一个目的是提供按照上述方法制备得到的土壤发芽床。

本发明还有一个目的是提供上述土壤发芽床的新用途。

本发明提供了上述土壤发芽床在种子发芽实验中的应用。

上述方法在制备不同含水量的土壤发芽床中的应用也属于本发明的保护范围。

本发明的最后一个目的是提供一种不同含水量的土壤发芽床的制备方法。

本发明提供的不同含水量的土壤发芽床的制备方法包括如下步骤：向上述方法步骤3)中所述的脱脂棉中加入不同体积的水，得到不同含水量的土壤发芽床。

本发明的不同含水量的土壤发芽床的制备方法可通过调控加入水的体积来精准调控土壤增加的水分重量，进而实现调控土壤发芽床的含水量；

所述土壤增加的水分重量根据回归方程和加入水的体积计算得到；

所述回归方程是以加入水的体积V为自变量X，以土壤增加的水分重量(M3-M2)为因变量Y建立的回归方程；

其中，所述M3为权利要求1的步骤4)中所述取出脱脂棉和滤纸后的发芽盒重量；所述M2为权利要求1的步骤2)中所述加入土壤的发芽盒的重量。

本发明的优点如下：第一，本发明使用一定形状、一定质量、一定含水量的医用脱脂棉和一定质量的干燥滤纸作为组合来控制发芽盒中的水分下渗。该组合中的医用脱脂棉作用是对水分形成缓冲；能够使倒入的水分均匀的分布在整个发芽盒的范围，从“源头”促进水分的均匀下渗；同时脱脂棉在发芽盒中便于取出和放入，方便开始和终止实验。滤纸与脱脂棉形成缓冲水分下渗的“双保险”；当实验终止时，滤纸上粘黏的土壤容易脱落，减少了直接使用脱脂棉接触土壤，终止实验时对土壤重量造成的损失。第二，本发明建立了倒入脱脂棉中的水的体积与发芽盒中土壤所增加的水分重量的直线方程，可通过准确控制倒入脱脂棉中的水的体积来控制土壤含水量。第三，本发明以水分在土壤中的下渗代替水加入土壤后的搅拌来制备不同含水量的土壤发芽床，制备的土壤发芽床中没有土块出现，解决了搅拌后出现土块的问题。第四，本发明通过取样时土壤的选取、晒土、筛土等对土壤预处理和水分下渗的方法来制备土壤发芽床，较大程度的模拟了田间实际播种环境。

附图说明

图1为铺有滤纸的发芽盒照片。

图2为1号土壤材料蒸馏水体积和土壤重量变化图。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下列实施例中的1号土壤材料来自北京市园林科学研究院育种试验地。

下列实施例中的医用脱脂棉是曹县华鲁卫生材料有限公司的产品；中速定性滤纸是杭州沃华滤纸有限公司的产品。

下列实施例中的一串红‘奥运圣火1120’种子，于2017年9月～10月在北京市园林科学研究院收获，记载于文献“董爱香，张西西，张华丽，一串红种子发芽特性研究，种子，2007，26(5)：33-35”中，公众可以通过北京市园林科学研究院获得。

实施例1、1号土壤材料的发芽盒中不同含水量土壤的制备方法及其应用

一、基于1号土壤材料的不同含水量的发芽床的制备方法

1、对1号土壤的取样地进行翻耕，翻地深度40～50cm左右，取翻耕后的土壤进行晾晒，使之初始土壤含水量(土壤水分重量/土壤干重，单位：g/Kg)小于15g/kg，得到较干燥土壤；将较干燥的土壤使用孔径为2.0mm的筛子进行筛选，将该土壤作为初始土壤材料，测量并记录初始土壤材料的初始含水量，将其记作初始土壤含水量S0(土壤水分重量/土壤干重，单位：g/Kg)。

2、除去发芽盒(12×12cm，高度5cm)的盒盖，称取去除盒盖的发芽盒的重量，将其记作初始发芽盒重量M1(单位：g)；向发芽盒中加入初始土壤材料，得到加入土壤后的发芽盒，称取加入土壤后的发芽盒重量，将其记作发芽盒与土壤重量M2(单位：g)，控制加入土壤的重量(M2-M1)在250g～350g范围内。轻轻晃动发芽盒，使发芽盒的土面尽量保持水平一致。此时，发芽盒内的土壤表面与发芽盒底部之间的距离为2.5-3.0cm。

3、将医用脱脂棉剪裁至13×13cm，通过调整脱脂棉的厚度，使之重量控制在4.85g～5.05g的范围内，且尽量保持脱脂棉厚度均匀一致。

4、将上述步骤3制备的脱脂棉放入蒸馏水中进行吸水，通过不断称重，使吸水后的脱脂棉重量在37.5g～38.9g范围内。

5、用滤纸将土壤表面及位于土壤表面上方的发芽盒内壁部分进行覆盖(图1)，具体步骤如下：取4张直径为11cm的中速定性滤纸，称取重量，4张滤纸的重量范围在2.85g～3.05g之间，将滤纸铺在土面上，且每张滤纸与发芽盒的一个角相对应，并通过弯折滤纸的边缘部分使其紧贴发芽盒的内壁，滤纸的边缘与所述土壤表面的距离至少为1cm。

6、在滤纸上铺上吸水至规定范围的脱脂棉，然后使用量筒称取不同体积的蒸馏水倒至脱脂棉上，将不同体积的蒸馏水体积记作V1(单位：mL)，其中V1≤120mL；10min后取出脱脂棉和滤纸，称取发芽盒重量，将其记作土壤吸水后重量M3(单位：g)，并计算土壤重量变化(M3-M2)。相关数据如表1所示。

表1、1号土壤样品相关质量

7、以加入的蒸馏水体积V1为自变量X，以土壤重量变化(M3-M2)为因变量Y，建立回归方程Y＝0.9499X-2.8919，其中R²＝0.9968，回归方程如图2所示。对方程进行验证，结果如表2所示。当加入蒸馏水体积为70mL和90mL时，方程预算的理论值分别为63.6011g和82.5991g，实际值分别为(63.30±0.53)g和(82.09±0.62)g。

表2、对1号土壤回归方程的结果验证

8、将上述1-15号、19-24号制备的土壤盖上发芽盒盖，在20℃条件下平衡2d，将16、17、18号在20℃条件下平衡3d，在发芽盒中随机选择3个点进行含水量测定，并观察发芽床中是否存在土块。土样含水量的测量方法采用铝盒烘干法，具体方法参照林业行标LY/T1213-1999《森林土壤含水量的测定》。使用直径4cm的铝盒，记录其未装土样时的重量L1(单位：g)，称取土样，记录土样和铝盒重量L2(单位：g)，在105℃的恒温鼓风干燥箱里对土样进行烘干8小时～12小时，取出后冷却至室温，称量重量L3(单位：g)。土样实际含水量为土壤水分重量与土壤干土重量的比值。理论含水量为土壤水分重量与土壤干土重量的比值，其中土壤水分重量是以下两部分水重量之和：一部分是土壤原始水分，即土壤原始重量(M2-M1)乘以土壤中水分的比例S0/(1000+S0)，另一部分是加入的水分重量(M3-M2)。土壤干土重量等于土壤原始重量(M2-M1)乘以土壤中干土的比例1000/(1000+S0)。

土样实际含水量的计算公式如下：(单位：g/Kg)；

理论含水量计算公式如下：(单位：g/Kg)。

结果如表3所示。结果表明在上述条件下平衡2d或3d，发芽盒中含水量与理论含水量差异不大，且发芽盒中水分基本均匀一致，通过观察，不存在土块。

表3、平衡后测量含水量值

二、一串红‘奥运圣火1120’种子在1号土壤材料中发芽适宜水分选择

以一串红‘奥运圣火1120’种子为实验对象，分别使用本发明方法制备的发芽床和搅拌法制备的发芽床进行发芽试验，比较两者发芽率。具体步骤如下：使用1号土壤按照步骤一中的发芽床制备方法制备不同含水量的发芽床，实验过程中准确记录本发明方法制备发芽床时发芽盒中土壤的初始重量(M2-M1)和加入水的实际重量(M3-M2)，并称取和加入相同质量的土和蒸馏水，使用搅拌法制备发芽床作为对照，搅拌过程中将水和土在发芽盒中尽量搅拌均匀。两种制备方法的发芽床制备完成后，分别在25℃条件进行发芽试验。当连续3d没有新的种子萌发时，结束发芽并统计发芽率。

结果如表4所示。由表4可知，当加入水的体积小于100mL时，加入相同体积的水，使用本发明方法制备的发芽床进行发芽试验的种子发芽率与搅拌法制备的发芽床进行发芽试验的种子发芽率无显著性差异；但当加入水的体积≥100mL时，使用本发明方法制备的发芽床进行发芽试验的种子发芽率显著高于搅拌法制备的发芽床进行发芽试验的种子发芽率。且当加入100mL水时，一串红‘奥运圣火1120’种子发芽率最高，因此运用本发明的方法制备发芽床时，优选加入100mL水。

表4、一串红种子在1号土壤发芽情况

Claims (10)

1.一种土壤发芽床的制备方法，包括如下步骤：

1)将土壤进行翻耕、干燥和筛选，得到预处理土壤；

2)将所述预处理土壤加入发芽盒中，得到加入土壤的发芽盒；

3)用滤纸将所述加入土壤的发芽盒内的土壤表面及位于土壤表面上方的发芽盒内壁部分进行覆盖，然后将吸水的脱脂棉铺在所述滤纸上，再向所述脱脂棉上加水，使水分通过所述脱脂棉和所述滤纸渗入土壤中；

4)取出所述脱脂棉和所述滤纸，即得到所述土壤发芽床。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述1)中，所述翻耕的深度为40～50cm；

和/或，所述干燥的方法为晾晒；

和/或，所述筛选使用孔径小于等于2.0mm的筛子。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

所述2)中，所述加入土壤的发芽盒中的土壤表面与所述发芽盒底部之间的距离为所述发芽盒高度的五分之二至五分之三之间。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：

所述3)中，所述吸水的脱脂棉为将脱脂棉浸入水中进行吸水后得到的脱脂棉；

和/或，所述滤纸为中速定性滤纸；

和/或，所述水为蒸馏水。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：所述4)中，向脱脂棉加水10min后，取出所述脱脂棉和所述滤纸；

和/或，取出所述脱脂棉和所述滤纸后还包括平衡2-3天的步骤。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于：

所述发芽盒的大小为12×12cm；

和/或，所述预处理土壤的加入量为250～350g；

和/或，所述滤纸的直径为11cm；

和/或，所述4张滤纸的重量为2.85～3.05g；

和/或，所述覆盖的方法包括如下步骤：取4张滤纸，将所述滤纸铺在土壤表面，且每张滤纸与发芽盒的一个角对应，通过弯折滤纸使其边缘部分紧贴发芽盒内壁，所述滤纸的边缘与所述土壤表面的距离至少为1cm；

和/或，所述脱脂棉的大小为13×13cm；

和/或，所述脱脂棉的重量为4.85～5.05g；

和/或，所述吸水后的脱脂棉的重量为37.5～38.9g；

和/或，向所述脱脂棉中加入水的体积不超过120mL。

7.按照权利要求1-6任一所述的方法制备的土壤发芽床。

8.权利要求7所述的土壤发芽床在种子发芽实验中的应用。

9.权利要求1-6任一所述的方法在制备不同含水量的土壤发芽床中的应用。

10.一种不同含水量的土壤发芽床的制备方法，包括如下步骤：向权利要求1的步骤3)中所述的脱脂棉中加入不同体积的水，得到不同含水量的土壤发芽床；

所述方法可通过调控加入水的体积来调控土壤增加的水分重量，进而实现调控土壤发芽床的含水量；

所述土壤增加的水分重量根据回归方程和加入水的体积计算得到；

所述回归方程是以加入水的体积V为自变量X，以土壤增加的水分重量(M3-M2)为因变量Y建立的回归方程；

其中，所述M3为权利要求1的步骤4)中所述取出脱脂棉和滤纸后的发芽盒重量；所述M2为权利要求1的步骤2)中所述加入土壤的发芽盒的重量。