容器成型過程對育苗基質(zhì)物理性質(zhì)的影響

孫延穩(wěn),陳爾學(xué),張曉文,劉幸紅,高 嘉,馬海林,劉方春，修梅艷

（1.菏澤市定陶區(qū)人社局，山東 菏澤 274100；2.定陶區(qū)林業(yè)局，山東 菏澤 274100；3.聊城市田莊苗圃，山東 聊城 252000；4.山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014；5.青島新都市設(shè)計集團(tuán)有限公司，山東 青島 266073）

適宜栽培基質(zhì)的選擇是實(shí)現(xiàn)林木花卉良種工廠化繁育的重要環(huán)節(jié)，泥炭是國內(nèi)外公認(rèn)的良好的育苗基質(zhì)，以它為主要材料的復(fù)配基質(zhì)，在不同種類的林木花卉育苗中取得了較好的效果[1-2]。由于成型過程對基質(zhì)理化性質(zhì)的改變，這些基質(zhì)配方未必能滿足平衡根系輕基質(zhì)容器育苗技術(shù)的要求，故而開展過程對育苗基質(zhì)性質(zhì)影響的研究顯得尤為重要。泥炭價格較高，而且全球泥炭資源有限，短時間無法更新。沼澤泥炭還可以固定空氣中的CO2，大量開采會使大氣CO2濃度升高，導(dǎo)致地球變暖，所以其應(yīng)用受到限制[3-4]。因此，很多國家，甚至是一些富泥炭國家，開始限制泥炭的使用。開展有機(jī)廢棄物堆制基質(zhì)用于林木平衡根系容器育苗基質(zhì)的研究，篩選出能夠完全替代或部分替代泥炭的基質(zhì)材料[5-7]，可以較大幅度地降低育苗成本，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

我國是食用菌栽培大國，年產(chǎn)量約1×107 t，占世界總產(chǎn)量的70%以上。隨著食用菌栽培規(guī)模的不斷擴(kuò)大，這些食用菌栽培過后的廢料也越來越多。由于栽培原料不同，食用菌栽培后廢料的理化性質(zhì)差別很大，其中只有極少部分可以重復(fù)利用，大部分要么隨地堆積，要么燃燒掉。這既浪費(fèi)了資源，又對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，因此，如何處理這些食用菌栽培廢料是困擾食用菌栽培者的難題[8]。菇渣是通過食用菌下腳料添加有機(jī)肥和微生物制劑等材料經(jīng)高溫發(fā)酵制成的有機(jī)基質(zhì)，以菇渣開發(fā)育苗基質(zhì)，不僅可以變廢為寶，且可一定程度上減少了環(huán)境污染[9-10]。

近年來，育苗容器成型技術(shù)在林木花卉苗木繁育中得到了大量的應(yīng)用和推廣[11]，這對栽培基質(zhì)又提出了更高的要求[12-14]。平衡根系輕基質(zhì)容器育苗技術(shù)要求育苗基質(zhì)經(jīng)過育苗成型機(jī)的成型過程后再應(yīng)用于育苗[15]。然而，基質(zhì)經(jīng)過育苗成型機(jī)的成型過程以后，其理化性質(zhì)，特別是物理性質(zhì)必然會發(fā)生變化，最終影響育苗效果。故而，本研究以泥炭和菇渣作為主要育苗基質(zhì)材料，配以珍珠巖和蛭石形成育苗基質(zhì)，研究了無紡布容器育苗成型機(jī)的成型過程對育苗基質(zhì)物理性質(zhì)的影響，以期為容器育苗提供有效的技術(shù)支持。

1 試驗(yàn)材料及方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用泥炭為東北泥炭，所用珍珠巖和蛭石為當(dāng)?shù)夭牧鲜袌鏊?，菇渣選用平菇渣（添加了質(zhì)量比1%的石灰粉和0.2%的石膏粉），采用被動通風(fēng)定期翻堆的腐解方式，上用塑料薄膜覆蓋保持水分，溫度降低后風(fēng)干，過篩，裝袋備用，泥炭及菇渣基本理化性質(zhì)如表1所示。

表1 不同基質(zhì)基本理化性質(zhì)狀況

1.2 試驗(yàn)設(shè)備工作原理

試驗(yàn)所用基質(zhì)成型設(shè)備為山東省林科院研究的LKY-1型無紡布育苗成型機(jī)?；|(zhì)調(diào)節(jié)至適宜含水分量后（不同基質(zhì)水分要求不同），經(jīng)進(jìn)料口和傳動帶進(jìn)入攪拌器中攪拌均勻，然后由傳動帶將基質(zhì)送入成型器，在成型器內(nèi)基質(zhì)經(jīng)成型器的成型過程初步成型，通過溫度控制器調(diào)節(jié)熱合器至適當(dāng)溫度，利用熱合器將無紡布熱合成育苗容器，經(jīng)容器切割器切割至適宜長度，通過育苗容器出口生產(chǎn)出無紡布育苗容器基質(zhì) （每分鐘可生產(chǎn)20余個育苗容器），置于專用托盤中備用。

1.3 試驗(yàn)處理

不同材料組合共分四個配比，分別為配比T1：菇渣：珍珠巖：蛭石＝3：0.7：0.3；配比 T2：泥炭：珍珠巖：蛭石＝3：0.7：0.3；配比 T3：泥炭：珍珠巖＝2：1；配比T4：泥炭：蛭石＝2：1。

對不同配比的基質(zhì)分別采用兩種裝填方式：一種是用LKY-1型無紡布育苗成型機(jī)生產(chǎn)出裝滿各配比基質(zhì)的無紡布容器 (圓柱形、高8cm、直徑5cm)，另一種是按照一般人工裝填方式裝入無紡布容器。分別測定不同裝填方式不同材料配比基質(zhì)的容重、總孔隙度、通氣孔隙、飽和含水量、田間持水量等相關(guān)指標(biāo)，每處理重復(fù)3次。

1.4 指標(biāo)測定方法

基質(zhì)容重的測定：將生產(chǎn)出的育苗容器基質(zhì)風(fēng)干，直接測定其干容重（無紡布容器重量可忽略）；總孔隙度和通氣孔隙的測定采用飽和重力排水法[16]；非活性孔＋毛管孔隙度為總孔隙度與通氣孔隙之差；田間持水量采用土壤物理性質(zhì)測定法（1978）中的維爾科克斯法測定。

1.5 統(tǒng)計方法

對以上各測定指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計分析，以LSD檢測法，進(jìn)行多重比較，檢驗(yàn)基質(zhì)相應(yīng)理化性質(zhì)的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 成型過程對基質(zhì)容重的影響

容器育苗要求之一就是輕型基質(zhì)，基質(zhì)容重過大，不僅會對育苗成活率有一定影響，還給移栽時運(yùn)輸造成很大的不便。有資料顯示，基質(zhì)容重在0.1～0.8 g·cm-3時作物能保持正常生長，不同配比基質(zhì)的容重狀況如圖1所示?？梢钥闯?，配比1、配比2和配比3基質(zhì)，經(jīng)無紡布育苗成型機(jī)裝填處理后的容重與一般人工裝填后的基質(zhì)容重相比，其容重均有不同程度的增加，3種配比分別增加了30.5%、100.6%和89.8%，而配比4的容重僅僅增加了6.5%，且兩種裝填方式之間差異不顯著。配比2增加幅度顯著大于配比1，說明育苗成型機(jī)對以泥炭為主要材料基質(zhì)容重的影響要顯著大于以菇渣為主要材料的基質(zhì)；而配比3的增加幅度又顯著大于配比4，說明育苗成型機(jī)的成型過程對添加珍珠巖的基質(zhì)容重的影響要顯著大于添加蛭石的基質(zhì)。

雖然育苗成型機(jī)的成型過程與普通裝填方式相比，各配比基質(zhì)的容重不同程度的增大，但其容重均在適宜范圍之內(nèi)。

圖1 成型過程對基質(zhì)容重的影響Fig.1 Effects of container shaping process on bulk density of different nursery substrates

2.2 成型過程對基質(zhì)孔隙性的影響

植物對水分的需求可以通過及時的灌溉解決，但通氣性是由本身的通氣孔隙來決定的，因而，基質(zhì)的通氣性在某種程度上比持水性更為重要[17]。基質(zhì)的孔隙性直接影響了水分和空氣的含量，是基質(zhì)最重要的理化性質(zhì)參數(shù)之一。

總孔隙度可反映基質(zhì)的總體孔隙狀況，表2中可以看出，兩種裝填方式之間，總孔隙度變化規(guī)律并不一致。經(jīng)過育苗成型機(jī)的成型過程后，與一般人工裝填后相比：T1和T4的總孔隙度差別不大，而T2和T3的總孔隙度分別降低了19.1%和14.7%。四個配比的通氣孔隙均有不同程度的降低，T1、T2、T3 和 T4 分別降 低了 19.2%、31.0%、33.4%和31.68%，差異顯著。T2和T3的持水孔隙也有不同程度的降低，而T4配比卻有所增加，T1配比差別不大。

由以上分析可以看出，成型過程對育苗基質(zhì)的孔隙狀況影響差別非常大。育苗成型機(jī)的成型過程對以菇渣為主要材料基質(zhì)的影響非常小，不僅對其總孔隙狀況沒有影響，而且對其孔隙分布影響也較?。换|(zhì)中蛭石量添加較多時（T4），經(jīng)過育苗成型機(jī)的成型過程后，雖然其總孔隙狀況沒有發(fā)生改變，但卻改變了其孔隙分布狀況，減少了通氣孔隙的同時增加了持水孔隙的比例；而基質(zhì)中珍珠巖量添加較多時（T3），經(jīng)過育苗成型機(jī)的成型過程后，其總孔隙度、通氣孔隙和持水孔隙均有了不同程度的降低?？梢姡绯尚蜋C(jī)的成型過程對泥炭影響要大于菇渣，而對珍珠巖的影響要大于蛭石。

表2 成型過程對不同基質(zhì)孔隙性的影響Table2 Effects of container shaping process on bulk density of different nursery substrates

2.3 成型過程對基質(zhì)田間持水量的影響

孔隙度和孔隙配比直接影響基質(zhì)的水分狀況，而在實(shí)際栽培中，基質(zhì)的水分狀況還受作物及生長環(huán)境的影響。尤其是基質(zhì)的田間持水量、萎焉點(diǎn)和有效水等。而在這些指標(biāo)中，基質(zhì)的田間持水量尤為重要，它反映基質(zhì)-作物-大氣系統(tǒng)中的水分狀況的參數(shù)，把水分和作物連接起來可用來分析基質(zhì)的水分利用狀況。

圖2 成型過程對基質(zhì)田間持水量的影響Fig.2 Effect of container shaping process on the field capacity of different nursery substrates

田間持水量可以認(rèn)為是基質(zhì)在某一深度內(nèi)保持的吸濕水、膜狀水和毛管懸著水的最大含水量，在基質(zhì)中，可以理解為澆水后基質(zhì)所能持有的最大水分，田間持水量越大，基質(zhì)持水的能力也就越強(qiáng)，圖2中可以看出，四種基質(zhì)經(jīng)成型過程后，其田間持水量顯著降低。同普通基質(zhì)相比，分別降低了20.6%、20%、11.7%和25.3%?？梢姡煌|(zhì)經(jīng)過育苗機(jī)的成型過程后，一定程度上降低了基質(zhì)的持水能力，這可能是成型過程對基質(zhì)的容重及孔隙狀況的改變引起的。

3 結(jié)論

育苗成型機(jī)的成型過程對基質(zhì)物理性質(zhì)有著很大的影響。不同程度增加了以菇渣和泥炭為主要材料的基質(zhì)容重，對泥炭的影響顯著大于菇渣，對添加珍珠巖基質(zhì)容重的影響顯著大于添加蛭石的基質(zhì)；育苗成型機(jī)的成型過程不同程度的改變了基質(zhì)的孔隙狀況，蛭石量添加較多的總孔隙狀況沒有發(fā)生顯著改變，但卻改變了其孔隙分布狀況，減少了通氣孔隙的同時增加了持水孔隙的比例。與基質(zhì)容重變化規(guī)律相仿，對泥炭影響要大于菇渣，而對珍珠巖的影響顯著大于蛭石；不同基質(zhì)經(jīng)過育苗機(jī)的成型過程后，一定程度上降低了基質(zhì)的持水能力。

由于泥炭、珍珠巖和蛭石等材料的物理性能受育苗成型機(jī)成型過程的影響較大，對于無紡布容器育苗輕型基質(zhì)的選材和組成，可以合理調(diào)節(jié)復(fù)合基質(zhì)中泥炭、珍珠巖和蛭石的比例，從而改變基質(zhì)的物理性能，使其滿足不同林木花卉品種對育苗基質(zhì)的要求。

由于無紡布育苗成型機(jī)的成型過程對基質(zhì)的物理性能改變較大，選用適合其他育苗方式的基質(zhì)作為無紡布容器育苗輕型基質(zhì)，難以獲得理想的效果。因此，開發(fā)不同林木、花卉品種的無紡布容器育苗專用輕型基質(zhì)，將是下一步容器成型基質(zhì)研究的重點(diǎn)。