桉樹(shù)育苗用的有機(jī)廢棄物基質(zhì)理化性質(zhì)分析

彭 彥，李綿盛

(1.國(guó)家林業(yè)局桉樹(shù)研究開(kāi)發(fā)中心，廣東 湛江 524022；2.廣寧縣華揚(yáng)肥料有限公司，廣東 廣寧 526345)

桉樹(shù)育苗用的有機(jī)廢棄物基質(zhì)理化性質(zhì)分析

彭 彥1，李綿盛2＊

(1.國(guó)家林業(yè)局桉樹(shù)研究開(kāi)發(fā)中心，廣東 湛江 524022；2.廣寧縣華揚(yáng)肥料有限公司，廣東 廣寧 526345)

為降低育苗成本，尋找替代部分泥炭土作為桉樹(shù)育苗基質(zhì)，本研究對(duì)9種由工業(yè)廢棄物生產(chǎn)的有機(jī)基質(zhì)，添加珍珠巖和泥炭土混配而成的有機(jī)基質(zhì)進(jìn)行理化性質(zhì)檢測(cè)，結(jié)果表明：9種混配的有機(jī)基質(zhì)其容重為0.15 ~ 0.24 g·cm-3、總孔隙度為64.41% ~ 78.66%、pH值為6.02 ~ 7.35、EC值為0.44 ~ 0.76 ms·cm-1，具有疏松、透氣、保水、酸堿度適合苗木生長(zhǎng)的特點(diǎn)，并含有充足的養(yǎng)分、豐富的有機(jī)質(zhì)供苗木生長(zhǎng)所需，基本滿足理想基質(zhì)的要求。

工農(nóng)廢棄物；有機(jī)基質(zhì)；理化性質(zhì)；桉苗

目前，我國(guó)桉樹(shù)種苗年生產(chǎn)10億株以上，80%已采用輕型有機(jī)基質(zhì)育苗技術(shù)。當(dāng)前育苗基質(zhì)主要原料是泥炭土。泥炭土是一種良好的無(wú)土栽培基質(zhì)且在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛，但全球泥炭土資源有限，在短期內(nèi)是一種不可再生資源，隨著各項(xiàng)法律法規(guī)的出臺(tái)，泥炭土的開(kāi)發(fā)利用日益受到制約。利用工業(yè)和農(nóng)林業(yè)廢棄物全部取代或部分替代泥炭土，研究和開(kāi)發(fā)新型環(huán)保的輕型育苗基質(zhì)越來(lái)越受到人們的重視，利用如工業(yè)和農(nóng)業(yè)固體廢物甘蔗渣、菇渣、葵花秸、城市污泥以及玉米秸等[1-8]有機(jī)廢棄物，作為無(wú)土栽培基質(zhì)可降低成本，提高育苗質(zhì)量，成為未來(lái)基質(zhì)選料的一個(gè)主要發(fā)展方向[9]。國(guó)家林業(yè)局桉樹(shù)研究開(kāi)發(fā)中心一直致力于農(nóng)林廢棄物基質(zhì)化腐熟技術(shù)研究，已形成了椰糠、稻殼、木屑、桉樹(shù)皮為原料等幾種基質(zhì)產(chǎn)品用于桉樹(shù)種苗培育[10-18]。

本研究利用工農(nóng)業(yè)固體廢棄物(紙?jiān)?、菇渣、木?，采取微生物發(fā)酵技術(shù)，高效分解原料中有害物質(zhì)生產(chǎn)成有機(jī)基質(zhì)，混配泥炭土和珍珠巖，研究混配基質(zhì)的理化性狀，調(diào)配出理化性能優(yōu)良、適合桉樹(shù)種苗培育的基質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

堆肥材料：紙?jiān)?，由肇慶科倫紙業(yè)有限公司提供；蘑菇渣，由肇慶高新區(qū)綠健生物科技有限公司提供；木屑，由廣東鼎豐紙業(yè)有限公司提供。

有機(jī)基質(zhì)材料：有機(jī)基質(zhì)，紙?jiān)?、蘑菇渣和木屑混合，添加活性菌，采取好氧堆肥技術(shù)獲得符合有機(jī)基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。泥炭土，由四會(huì)市廣發(fā)泥炭土發(fā)展有限公司提供；珍珠巖，由佛山南海區(qū)和順明義蛭石珍珠巖廠提供。

3種有機(jī)基質(zhì)材料的理化性質(zhì)如表1。

表1 3種有機(jī)基質(zhì)材料的理化性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)方法

將上述堆肥和有機(jī)基質(zhì)材料按照體積比配成有機(jī)基質(zhì)(表2)，試驗(yàn)共設(shè)了9個(gè)處理，分別編號(hào)為：M1(3:1:1)、M2(3:2:1)、M3(3:1:2)、M4(5:1:1)、M5(5:2:1)、M6(5:1:2)、M7(7:1:1)、M8(7:2:1)、M9(7:1:2)。

表2 有機(jī)基質(zhì)材料配比(體積比)

在試驗(yàn)期間，對(duì)上述處理配置的基質(zhì)進(jìn)行理化性質(zhì)檢測(cè)，測(cè)定指標(biāo)有基質(zhì)容重、總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙、大小孔隙之比、pH、EC值、有機(jī)質(zhì)含量、N、P、K含量。

檢測(cè)方法[19]：容重采用環(huán)刀法測(cè)定；總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙、大小孔隙比采用森林土壤水分—物理性質(zhì)測(cè)定法(LY/T 1215—1999)測(cè)定，pH、EC均采用電位法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用用濃硫酸一加熱法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量；全N采用森林土壤全氮測(cè)定法(LY/T 1228—1999)測(cè)定；全P采用森林土壤全磷測(cè)定法(LY/T 1232—1999)、全K采用森林土壤全鉀測(cè)定法(LY/T 1234—1999)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機(jī)基質(zhì)的物理性質(zhì)比較

各種配比有機(jī)基質(zhì)的物理性質(zhì)見(jiàn)表3。由表3可知，各種配比有機(jī)基質(zhì)的容重為0.15 ~ 0.24 g·cm-3，總孔隙度為64.41% ~ 78.66%，通氣孔隙度為20.35% ~ 28.58%，大小孔隙比為(1:1.73) ~ (1:2.68)，均能滿足理想基質(zhì)的要求；但持水孔隙度為 41.57% ~ 56.12%，與理想基質(zhì)相比稍低。有機(jī)基質(zhì)的比例差異導(dǎo)致其在物理性質(zhì)上的差異，如M1(3:1:1)、M2(3:2:1)、M3(3:1:2)中的 M2(3:2:1)，M4(5:1:1)、M5(5:2:1)、M6(5:1:2)中的 M5(5:2:1)，M7(7:1:1)、M8(7:2:1)、M9(7:1:2)中的M8(7:2:1)，在相同的堆肥比例下，隨著泥炭土的比例變大，容重與持水孔隙度變大；同理，M1(3:1:1)、M2(3:2:1)、M3(3:1:2)中的 M3(3:1:2)，M4(5:1:1)、M5(5:2:1)、M6(5:1:2)中的 M6(5:1:2)，M7(7:1:1)、M8(7:2:1)、M9(7:1:2)中的M9(7:1:2)隨著珍珠巖的比例變大，通氣孔隙度也變大。結(jié)果表明在相同條件下，容重、持水孔隙度隨著泥炭土比例增加而逐漸變大，通氣孔隙度則隨著珍珠巖的比例增大而逐漸變大。也就是說(shuō)，含堆肥的有機(jī)基質(zhì)可以通過(guò)調(diào)配泥炭土與珍珠巖的比例達(dá)到比較優(yōu)良的物理性質(zhì)。另外，隨著有機(jī)基質(zhì)中堆肥的比例增加，其容重會(huì)逐漸變大，總孔隙度、通氣孔隙度和持水孔隙度會(huì)不斷地變少，故堆肥的添加比例不能過(guò)多，否則有機(jī)基質(zhì)會(huì)出現(xiàn)過(guò)重、不透氣、持水能力差的現(xiàn)象。

表3 不同有機(jī)基質(zhì)的物理性質(zhì)比較

2.2 不同有機(jī)基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的比較

不同有機(jī)基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的比較見(jiàn)表4。由表4數(shù)據(jù)分析得知，9種有機(jī)基質(zhì)配比的 pH值為 6.02 ~ 7.35，EC值為0.44 ~ 0.76 ms·cm-1，其pH值和EC值均達(dá)到理想基質(zhì)的要求。此外，M2(3:2:1)的pH值與EC值比M1(3:1:1)、M3(3:1:2)低，M5(5:2:1)的pH值與 EC值比 M4(5:1:1)、M6(5:1:2)低，M8(7:2:1)的pH值與EC值比M7(7:1:1)、M9(7:1:2)低。其主要原因是泥炭土添加比例不同，泥炭土的pH值和EC值均較低，與其他原料混配起到了中和調(diào)節(jié)作用；在M1(3:1:1)、M4(5:1:1)、M7(7:1:1)與 M2(3:2:1)、M5(5:2:1)、M8(7:2:1)及M3(3:1:2)、M6(5:1:2)、M9(7:1:2) 3組處理中，可以看出：由于堆肥的pH值及EC值比較大，隨著堆肥比例增加，pH值與EC值逐漸變大。結(jié)果表明：相同條件下，pH值與EC值隨著泥炭土比例變大而變小，隨著堆肥的比例變大而變大。

表4 不同有機(jī)基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的比較

2.3 不同有機(jī)基質(zhì)養(yǎng)分含量的比較

不同有機(jī)基質(zhì)養(yǎng)分含量的比較見(jiàn)表 5。由表 5可知，9種比例的有機(jī)基質(zhì)均含有比較充足的養(yǎng)分，豐富的有機(jī)質(zhì)為林木苗提供生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分。M1(3:1:1)、M4(5:1:1)、M7(7:1:1)的N、P、K及有機(jī)質(zhì)含量隨著堆肥比例的增大而不斷增大，M2(3:2:1)、M5(5:2:1)、M8(7:2:1)和M3(3:1:2)、M6(5:1:2)、M9(7:1:2)相同；從M2(3:2:1)、M3(3:1:2)看出，堆肥比例相同，N、P、K的含量差距不大，而有機(jī)質(zhì)的含量會(huì)隨著泥炭土比例增大而增大，M5(5:2:1)、M6(5:1:2)和M8(7:2:1)、M9(7:1:2)也如此。結(jié)果表明：相同條件下，有機(jī)基質(zhì)的 N、P、K與有機(jī)質(zhì)含量隨著堆肥的比例增大而增大，隨著泥炭土的比例增大而增大。

表5 不同有機(jī)基質(zhì)養(yǎng)分含量的比較 g·kg-1

3 結(jié)論

良好的基質(zhì)為栽培植株根系提供穩(wěn)定協(xié)調(diào)的水、氣、肥環(huán)境，應(yīng)有適宜的理化性質(zhì)[20]。本研究9種配比的有機(jī)基質(zhì)容重為0.15 ~ 0.24 g·cm-3、總孔隙度為64.41% ~ 78.66%、通氣孔隙度為20.35% ~ 28.58%、大小孔隙比為(1:1.73) ~ (1:2.68)、pH值為6.02 ~ 7.35、EC值為0.44 ~ 0.76 ms·cm-1，具有疏松、透氣、保水、酸堿度適合苗木生長(zhǎng)的特點(diǎn)，基本達(dá)到理想基質(zhì)的要求，符合桉樹(shù)育苗的理化性質(zhì)需求；該有機(jī)基質(zhì)含有充足的養(yǎng)分、豐富的有機(jī)質(zhì)供桉樹(shù)在育苗時(shí)期的養(yǎng)分需求 。

通過(guò)對(duì)有機(jī)基質(zhì)理化性質(zhì)的研究分析得知，原料理化性質(zhì)的差異及特有的理化性質(zhì)可通過(guò)調(diào)整堆肥、泥炭土及珍珠巖的配比以達(dá)到林木育苗的理化性質(zhì)需求。在相同的條件下，其容重與持水孔隙度隨著泥炭土的比例增大而增大，通氣孔隙度隨著珍珠巖的比例增大而增大；在相同的條件下，EC值與pH值隨著泥炭土的比例增大而變小，隨著堆肥比例的增大而增加。

有機(jī)基質(zhì)有效地克服了傳統(tǒng)育苗基質(zhì)的過(guò)重、保水透氣性能差、培育的苗木根系欠發(fā)達(dá)、不能全面空氣修根的不足之處，能夠較好地滿足植株根系的生長(zhǎng)要求。傳統(tǒng)的育苗基質(zhì)主要是黃心土，原料需要開(kāi)山采集，這對(duì)大自然環(huán)境造成一定的破壞；有機(jī)基質(zhì)的主要原材料為工農(nóng)廢棄物如紙?jiān)⒐皆?、木屑等，屬于環(huán)保型產(chǎn)品，符合綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)和諧社會(huì)的原則。

本研究的有機(jī)基質(zhì)理化性質(zhì)接近于理想基質(zhì)，但對(duì)于桉樹(shù)育苗是否優(yōu)于傳統(tǒng)基質(zhì)還有待于其育苗栽培對(duì)比過(guò)程驗(yàn)證。

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Physiochem ical Properties Analysis on Industrial and Agricultural Waste Com post Used as Grow ing M edia for Eucalyptus Seed lings

PENG Yan1, LI M ian-sheng2
(1. China Eucalypt Research Centre, Zhanjiang 524022, Guangdong, China; 2. Huayang Fertilizer Co.,Ltd, Guangning 526345, Guangdong, China)

A fter physicochem ical evaluation of 9 organic substrates, which comprised varying m ixtures of compost, perlite and peat, further studies were carried out to evaluate the suitability of the different substrate mixtures for propagating Eucalyptus seedlings. Results showed that: the density of the 9 substrates varied from 0.15 to 0.24 g·cm-3, the total porosity ranged from 64.4% to 78.7%, pH values ranged from 6.0 to 7.3, and EC values ranged from 0.44 to 0.76 ms·cm-1. The organic substrates evaluated all proved to be friable, breathable, water absorbent and w ith pHs generally suitable for seedling grow th. The substrates were also rich in organic matter and contained adequate nutrients for seedling grow th and generally meet the requirements of ideal substrates for Eucalyptus seedling propagation.

industrial and agricultural waste; organic substrate; physicochemical properties; Eucalyptus seedling

S723.1

A

2014-08-06

林業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣項(xiàng)目：桉樹(shù)皮輕型有機(jī)基質(zhì)加工技術(shù)推廣(2012[33]號(hào))

彭彥(1968— )，在讀博士，高級(jí)工程師，主要從事森林培育研究

＊李綿盛為通訊作者