幾種農林廢棄物發(fā)酵基質與常用輕型基質的理化性質比較

朱曉婷，董立軍，林夏珍*，劉勝龍

（1. 浙江農林大學園林學院，浙江 臨安 311300；2. 浙江鳳陽山國家級自然保護區(qū)管理處，浙江 龍泉 323700）

1 試驗材料與方法

1.1 農林廢棄材料的特點和獲得

1.1.1 山核桃殼 浙江山核桃主產于浙皖交界天目山區(qū)，僅浙江臨安年產超過7000 t，隨之產生的山核桃殼廢棄物多達30000 t[1]。這些廢棄物隨意堆放或倒入河流中，對土壤和河流周圍的生態(tài)環(huán)境造成污染[2]。江勝德[3]已申請了關于利用山核桃殼生產無土栽培基質的專利，指出山核桃殼有機質含量高，而且可以增加基質的緩沖性，增強保肥能力，含有豐富的鉀和適量的微量元素。將山核桃殼作為基質栽培植物，解決了廢棄山核桃殼造成的長期污染問題。試驗所用山核桃殼取自順溪山核桃生產基地，山核桃殼單寧含量較高，直接栽培對植物造成傷害，但經過發(fā)酵可大幅度降低單寧含量，可作為輕型基質與其他基質混合，用于容器苗栽培。

1.1.2 鋸末 鋸末保溫效果好，但升溫慢，質輕，具有良好的吸水性和通透性。曹滌環(huán)[4]研究表明，經發(fā)酵腐熟后的鋸末，N、P、K營養(yǎng)全面，且質地疏松、干濕適中。但是鋸末C/N比高，含氮約0.26%，不利于發(fā)酵，因此，在發(fā)酵階段要加入一定量的氮源。試驗所用鋸末為杉木加工后的廢棄物，購于臨安市木材市場。

1.1.3 藥渣 唐懋華[5]等研究表明，中藥渣基質容重、孔隙度、pH值適中，富含有機質及 N、P、K養(yǎng)分，能滿足蔬菜苗期所需養(yǎng)分，緩沖性能好。試驗所用藥渣為各種中藥渣的混合物，購于杭州天目山制藥廠。由于提取各種中藥成分后的混合棄物種類繁多，包括多種植物的根、莖、葉，甚至果實，經過晾曬后散發(fā)出很濃的香氣，而這種香氣很容易招惹飛蟲，甚至滋生各種土壤生物，對植物生長極其不利。因此必須將其粉碎后，經過充分發(fā)酵腐熟，消除不利因素，給植物提供安全的土壤環(huán)境。

1.1.4 菇渣 菇渣為培育香菇后的廢棄材料，購于麗水龍泉市。中國年產食用菌約1×107t，占世界產量的70%以上[6]，大量的菇渣隨意堆積或被燒掉，既污染環(huán)境，又造成資源浪費?；谝陨锨闆r，一些學者經過研究，發(fā)現(xiàn)菇渣經發(fā)酵以后，可以作為良好的栽培基質。李曉強[7～8]等研究了金針菇廢渣的發(fā)酵處理；時連輝[9]等人的研究表明發(fā)酵過程中菇渣的持水孔隙度有所增加，發(fā)酵后期碳氮比（C/N）呈下降的趨勢；方貫娜[10]等人以菇渣作為馬鈴薯微型薯扦插苗的栽培基質，證明菇渣是代替草炭和蛭石的理想基質。

1.1.5 枯枝落葉 每年秋季，大量的枯枝落葉被焚燒或運到郊外填埋，這樣都不利于資源的循環(huán)利用?？葜β淙~不僅取材方便，而且是喬木組分中養(yǎng)分含量最豐富的組成部分，含有很高的 N、P、K、Ca、Mg[11]。試驗所用枯枝落葉主要為各種常綠樹（桂花）和落葉樹（楓香、黃山欒樹、無患子、日本晚櫻等）的自然凋落物和修剪棄枝，于11月從浙江農林大學校園內收集所得。

1.2 試驗方法

1.2.1 各種廢棄物的發(fā)酵處理及消毒

1.2.1.1 發(fā)酵處理 首先將各種廢棄物進行機械粉碎至7 ～ 10 mm顆粒狀（鋸末不進行粉碎處理），發(fā)酵及消毒處理均在浙江農林大學平山苗圃溫室里進行。發(fā)酵濕度保持在75% ～ 85%，堆成山包狀，蓋上塑料布，四周用磚塊壓緊，進行發(fā)酵，依天氣情況10 ～ 15 d翻堆一次。發(fā)酵時間2010年2－6月。

山核桃殼處理：邊加水邊攪拌，然后加入酵素肥5 kg，生物發(fā)酵劑1 kg使其混合均勻。

鋸末處理：加水、加入尿素3 ～ 7 kg/m3（調節(jié)C/N）[12]，加入酵素肥10 kg和1.5 kg生物發(fā)酵劑，攪拌均勻。

枯枝落葉處理：粉粹機粉碎至7 mm粒狀，然后加水和1 kg生物發(fā)酵劑，攪拌均勻。

菇渣處理：加水、加入尿素3 ～ 7 kg/m3（調節(jié)C/N）和1 kg生物發(fā)酵劑，攪拌均勻。

1.2.1.2 發(fā)酵后的消毒處理 消毒處理采用化學消毒，結合太陽能消毒。6－7月，試驗用500倍的甲基托布津液噴灑發(fā)酵后的基質，邊噴邊翻動，使藥劑和基質混合均勻，然后覆蓋塑料布24 h，揭開晾曬一周后，利用江南夏季溫室內高溫（可達50℃），將基質平鋪于溫室水泥地上，密閉溫室，經過太陽曝曬，達到進一步消毒的效果。

1.2.2 容器苗基質配方 消毒后的各種輕型基質按照不同配比配成各種混合栽培基質?；|配方如（表1）所示，其中1 ～ 8號為試驗組處理，9號為日常生產容器苗基質配方，作對照處理。

表1 容器苗基質配方Table 1 Formula of container seedling substrates

1.2.3 測定方法

1.2.3.1 密度與孔隙度測定 參照連兆煌[13]和高新昊[14]的方法測定基質密度與孔隙度，稍加改動。取體積為200 cm3塑料杯，質量為W0；取自然風干基質加滿塑料杯，質量為W1；然后將裝滿基質的塑料杯浸泡水中24 h，質量為W2；塑料杯水分自由瀝干后質量為W3。測定重復3次。按以下公式計算：

1.2.3.2 pH值和EC值測定 稱取粉末狀基質5 g放入100 mL三角瓶中，加蒸餾水50 mL，輕輕搖動1 min，混合均勻，然后靜置30 min。過濾于廣口瓶中，取浸提液進行測定。pH值和EC值用上海菁華科技儀器有限公司生產的pH計和DDS-307電導率儀進行測定。重復3次測定。

1.2.3.3 其他指標測定 全氮用 H2SO4-H2O2消煮，用半微量開氏法測定；全鉀用 H2SO4-H2O2消煮，用火焰光度計法；全磷用H2SO4-H2O2消煮，釩鉬黃比色法；速效鉀用CH3COOH浸提，用火焰光度計法。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析方法 用SPSS軟件進行數(shù)據(jù)分析處理。

2 結果與分析

2.1 不同基質配方物理性質比較

表2 不同基質配方的物理性質比較Table 2 Physical properties of different substrates

對于容器育苗基質而言，基質的物理性狀是容器苗好壞的決定性因素。主要表現(xiàn)在密度、總孔隙度、通氣孔隙和持水孔隙等方面。密度過大，透氣透水性差，密度過小，植株易倒伏，不利于根系固定。總孔隙度是通氣孔隙和持水孔隙的總和，兩者之間要有合適的比例，才有利于通氣和保水。從表2可知，9號基質密度最小，1 ～ 8號與9號間差異均顯著，即8個試驗處理配方密度均高于對照組；8號密度最大，達到0.52 g/cm3，與1 ～ 7號間差異顯著；2、3號之間，1、4、6號之間差異不顯著；試驗組和對照組總孔隙度均在60%以上，最高為3號和2號，分別為79.14%和79.02%，且1 ～ 8號試驗組與對照組9號差異顯著，2、3號之間，4、5、6之間差異不顯著。通氣孔隙7號基質最大，為26.48%，4號基質最小，為14.85%，且各試驗組與對照相比，均有顯著差異，各試驗組之間除1、4號之間差異不顯著，其余各組均差異顯著；持水孔隙試驗組在63.82% ～ 82.03%，均明顯大于對照組（54.97%），差異極顯著（1%水平），除4、8號之間差異不顯著，其余各組間差異極顯著（1%水平）。大小空隙比即通氣孔隙和持水孔隙比試驗組在0.26 ～ 0.53，均小于對照組（0.65），差異極顯著（1%水平）；試驗組中6、7號大小空隙比最大，分別為0.53和0.52，與其余各試驗組差異極顯著（1%水平）。

2.2 不同基質配方化學性質比較

從表3可知，對照組9號pH值較試驗組偏酸性，1 ～ 8號pH值為6.28 ～ 7.15，適合植物栽培，且試驗組與對照組相比差異顯著，1、2、3、4、6、7號間無顯著差異，5號（pH = 7.15）與其他各試驗組差異顯著。1、2、3、4組基質配方EC值過高，栽培時要淋洗，以降低EC值，以免出現(xiàn)燒苗現(xiàn)象。試驗組EC值與對照組比較，差異極顯著（1%水平），明顯高于對照組。1 ～ 8號試驗組全N含量與對照組（10.177 g/kg）差異顯著，且試驗組均有較高的含N量，其中以4號最高，達20.700 g/kg，其次為1號，達19.002 g/kg。1 ～ 8號全P含量明顯高于對照組，差異極顯著（1%水平），1號含P量最高，為5.554 g/kg，明顯高于其他試驗組（1%水平），3、4號間，6、7號間無顯著差異。試驗組基質配方1、2、3、4、5、8號全K含量與9號比較，差異極顯著，6、7號與對照組差異不顯著。速效K含量1 ～ 8號基質配方均明顯高于對照組，除6、7號間差異不顯著外，其余各組間差異均極顯著（1%水平）。4號基質配方最高（16500 mg/kg），其次為2號（16000 mg/kg），而對照組9號僅含速效K 130 mg/kg。

表3 不同基質配方化學性質Table 3 Chemical properties of different substrates

3 討論

山核桃殼、鋸末、枯枝落葉、菇渣、藥渣等農林工廢棄材料經過機械粉碎，進一步發(fā)酵腐熟和消毒處理，混合成各種輕型栽培基質。一方面測其理化性質，為容器苗栽培作理論依據(jù)，另一方面就其理化性質，將不利于植物生長的基質因素事先加以改良，然后再栽培，以免植物受害。試驗結果表明，這些廢棄材料經發(fā)酵腐熟后，具有良好的理化性質，基本適合植物栽培。一般基質密度在0.1 ～ 0.8 g/cm3[15]，試驗中各種基質配方密度（0.34～ 0.52 g/cm）均在此范圍。大小孔隙比可以反應出基質中水、氣之間的狀況。通常其數(shù)值應在1:1.5 ～ 1:4（0.25 ～0.67）為宜[16]，試驗組大小孔隙比（0.26 ～ 0.52）均在此范圍內。綜合各項物理性質指標，試驗組基質符合植物栽培所需的土壤環(huán)境。pH值影響基質中微生物活動，也關系到植物對于養(yǎng)分的吸收能力。一般認為基質的pH應為微酸性或中性[17]，試驗基質pH值均適合植物生長范圍。EC值（基質電導率值）過低則營養(yǎng)缺乏，而過高時則造成鹽漬傷害，一般基質電導率值變化范圍較寬（0.75 ～ 3.5 ms/cm）[15]，試驗組中除1、2、3、4號需要淋洗外，其余幾組可直接用于植物栽培。與日常基質（泥炭和珍珠巖）相比，含有較高的全N（12.643 ～ 19.002 g/kg）、全P（2.082 ～ 6.194 g/kg）、全K（5.151 ～ 12.612 g/ kg）和速效K（4200 ～ 16500g/kg），既能滿足植物對這些大量元素的吸收利用，而且大大減少化肥和有機肥的用量，節(jié)約資源，降低成本。

關于幾種廢棄材料發(fā)酵后作為栽培基質，與日常基質（泥炭和珍珠巖）在大葉桂櫻、浙江樟、刨花楠等鄉(xiāng)土樹種容器苗栽培效果的差異比較還在進一步研究之中。

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