無土綠化基質的應用現狀及發展方向

房吉達，楊君

（1.湖南農業大學資源環境學院，湖南長沙 410128；2.北京中咨海外咨詢有限公司，北京 100048）

無土綠化基質的應用現狀及發展方向

房吉達1，2，楊君1

（1.湖南農業大學資源環境學院，湖南長沙 410128；2.北京中咨海外咨詢有限公司，北京 100048）

在簡要介紹無土綠化基質基本概念和內涵的基礎上，對無土綠化基質主要分類和材料進行了闡述，并對目前存在的主要問題進行了分析說明。最后結合農業資源利用可持續發展，對今后無土綠化基質技術的發展方向進行了展望。

無土綠化基質；農業資源；應用現狀；發展方向

資源與環境之間的矛盾是制約當前我國經濟社會發展最主要的矛盾之一。我國作為世界第一農業大國，農業資源的合理開發和可持續利用，對促進經濟發展和社會穩定起著重要作用。特別是隨著人口的持續增加，人類對自然資源的消耗越來越多，在資源總量有限的前提下，提高資源的使用效率或重復利用率，是延長資源使用壽命的有效途徑。在包含林業在內的傳統農業現代化發展進程中，無土綠化基質的培植和應用，走出了一條綠色可持續發展之路。

1 無土綠化基質技術簡介

“基質”原本是生物學中的一個概念，作為“基質栽培”才成為農業領域中的概念正式使用，其涵義為“在一定容器內植物通過基質固定其根系，并通過基質吸收營養液和氧氣的栽培方法”［1］。通常的基質栽培指的是固體基質栽培植物，追溯其根源是從研究蔬菜栽培而延伸過來的［2］。無土栽培是指凡不用天然土壤而用人工合成的物質來栽培作物的方式都統稱為無土栽培［3］。隨著我國城鎮化進程的逐步加快，城市面積迅速擴張和城市綠化要求的提高，為無土綠化基質的發展帶來了機遇。自20世紀90年代起，無土草坪建植以其生產周期短、便于運輸、施工便捷、節能環保、成活率高、見綠見效快等優點，蓬勃發展并迅速占領了廣闊的市場［4］。

2 無土綠化基質的分類

無土綠化基質按照其成分組成可以分為3類：無機無土綠化基質、有機無土綠化基質和混合無土綠化基質。

2.1 無機無土綠化基質

無機無土綠化基質主要材料組成為無機物，通常含有的營養成分較少，常見的有珍珠巖、粉煤灰、巖棉、蛭石、浮石、陶粒、細沙、磷石膏、無紡布等。李珊等以粉煤灰為主要基材，通過與砂土、黏土、秸稈不同配比組合進行黑麥草建植草坪試驗，認為粉煤灰與土壤混合是適宜草坪草生長的良好基質［5］。毛洪玉等在探索無土栽培基質中，也將珍珠巖、巖棉等作為基質配方使用，效果良好［6］。但在大多數配方當中，這些無機物由于營養成分的單一性、而且容易造成容重不均衡或者疏松等弊端，往往都是和有機物材料配合使用。

2.2 有機無土綠化基質

有機無土綠化基質是指基質組成成分屬性為有機物，含有某些方面的營養成分，常見的組成材料有泥炭、活性污泥、鋸末、刨花、樹皮、枯落物、蘑菇泥、蔗渣、雞糞、豬糞、礱糠、稻草等。李謙盛等的研究表明，將椰子纖維、鋸木屑、蔗渣、蘆葦末等材料進行堆肥發酵，提高了自然資料的利用效率，關鍵技術點是配方比例的掌控［7］。多立安等用生活垃圾為原料，與草木灰、鋸末、細河沙等不同比例組成基質，進行草皮生產試驗表明，鋸末對基質的配方產生了明顯的影響［8］。尤云桂等利用農作物秸稈、農副產品加工廢料、食用菌生產加工廢料，按照一定比例混合構建基質，營造馬尼拉栽植草皮毯，實現了快速綠化［9］。王運琦等利用無害廢棄物作為基礎材料，包含玉米秸稈、爐渣、醋渣、鋸末、雞糞等，栽植草皮卷效果良好［10］。

2.3 混合無土綠化基質

混合基質的實質就是上述兩種基質的相互組合，由于混合基質集中了各種材料的優勢，可以形成營養、形態穩定等因素的互補效應，因而具有明顯優勢，而且逐漸成為學者研究的重點方向，具有很好的市場前景。

3 無土綠化基質存在的主要問題

3.1 主要原料選取單一

目前無土綠化栽培中應用最廣泛、效果較理想的一種栽培基質是泥炭，然而泥炭存在分布不均、運輸困難、銷售價格高等缺點。泥炭是一種短期內不可再生的資源，貯藏量也有限，不可能無限制地開采，因此盡量減少泥炭的用量或尋找泥炭替代品是目前基質選擇的一個熱點。自20世紀90年代以來，人們對環境保護的意識增強，英國制訂了“十年計劃”，要在2010年完全排除泥炭的商業性應用，而以其他物質取代。

3.2 基質材料配比難度較大

基質材料配比對基質營養構成起著關鍵性作用，往往要根據不同基質的理化性質進行配比，適當的時候還得加入一定比例的有機肥或無機肥。針對某一種或者某一類指定的草坪草，還需要根據幼苗的生物學特征進行基質配比和設定。基質配比不同直接影響基質的理化性質，對建植草本的最基本特征如葉面積、株高、分蘗數等造成影響，從而對草坪草的整體形態特征、生物量等產生影響，弱化景觀效果。

3.3 基質的重復利用及處理成本高

由于基質的結構在灌溉和植物根系的作用下會有所改變，同時基質中積聚了根系分泌物和鹽分，以及可能存在病蟲等，因此基質在重復利用前應進行適當的處理，如結構重組、水分淋洗、消毒等。基質的消毒、滅菌處理是基質重復利用的重要措施，目前有蒸汽消毒、化學藥品消毒和太陽能消毒等。有機廢棄物的處理方法多以堆肥為主。

3.4 產品質量參差不齊

目前市場上和生產應用的基質種類較多，但基質間和同種基質不同產地、不同批次間質量差異較大，導致基質栽培作物和育苗的難度增大，基質的使用效果不穩定，所以有待于制定分類標準和建立質量標準，以便于規范行業管理和市場運行，提高無土綠化基質生產水平。

4 無土綠化基質的發展方向

無土綠化基質具有以下幾個特點。一是基材選取范圍廣。可以選擇農業領域許多生產環節的廢棄物作為原料，大大節約了能耗。二是可以實現快速綠化。在基質營養成分充足的情況下，只要及時滿足植物水分，無土綠化建植草坪便可實現快速見綠。三是運輸方便。無土綠化基質的一般容重都小于土壤容重，而且成型快，可任意裁剪，便于運輸。四是可提高農業資源利用效率。如雞糞、豬糞、樹皮、刨花等材料的使用，提高了能源使用效率。五是清潔環保。特別是農業、林業廢棄物的使用，起到了變廢為寶的作用，減少了垃圾的產生和處理成本。在科學選材的基礎上，通過人為合理地調整基材的養分和水分，改善植物根部的水肥氣熱等情況，促進無土綠化草坪快速建植見效。另一方面，無土綠化基質可以有效降低植物病害和蟲害的發生，大大簡化了生產的周期和步驟，逐漸引起了更多學者和企業的關注。今后的研究和應用主要應圍繞以下幾個方面。

4.1 開發成本更加低廉的基質基材

生產技術最終能否轉化為實際應用，企業的成本調控起著至關重要的作用。我國地域遼闊，自然資源也相對豐富，每年產生各類農作物秸稈約6.5億t，畜禽糞便約20億t，目前農作物秸稈60%未被有效利用，這些秸稈通常采用就地燃燒方式清理，不僅污染環境，而且造成能源浪費。在其他的農業廢棄物中，是否還有更加合適做基材重復利用的材料，也需要進一步研究。

4.2 開發更加環保無污染的基質基材

雖然無土綠化基質研究和使用已經取得了一定的進步，但在有些方面還是不夠完善。如某些基質和基材的養分還是相對缺乏，在基質配比中還是要加入一定的肥料作為補充，在雨水沖刷之后還可能會造成一定的面源污染。還有一些包裝基質和基材的袋子在首先需要確保穩定性的前提下，可能還不能實現全部降解。這些都需要科研人員繼續開展針對性研究。

4.3 開發與應用復合型生態基質基材

只有復合型基質基材才能最大程度上接近土壤的客觀背景值，也只有更加合理的營養和結構才能促進植被生態系統的快速恢復和綠化，因此，無土綠化基質的研究必須向高度復合型發展。這有這樣，才能最大程度提高農業資源的整體利用效率，才能最大程度發揮農業資源的經濟、社會和生態效益。

［1］王鵠生.花卉蔬菜無土栽培技術［M］.長沙：湖南科學技術出版社，1994：23-70.

［2］汪興漢.蔬菜栽培設施學［M］.北京：中國農業出版社，2003：201-202.

［3］梁振深，馮學杰，王敏.國內外無土栽培發展近況及趨勢［J］.海南農業科技，1996（4）：27-29.

［4］毛羽，張無敵.無土栽培基質的研究進展［J］.農業與技術，2004，24（3）：83-88.

［5］李珊，劉方，何騰兵，等.粉煤灰不同配比基質對黑麥草生長的影響［J］.環境科學與技術，2008，11 （31）：54-57.

［6］毛洪玉，韓曉日，張晶.不同基質材料對仙客來幼苗生長的影響［J］.土壤通報，2006，37（3）：543-545.

［7］李謙盛，郭世榮，李式軍.利用工農業有機廢棄物生產優質無土栽培基質［J］.自然資源學報，2002，17 （4）：515-518.

［8］多立安，趙樹蘭.生活垃圾生產地毯式草皮環境生態工程基質選配研究［J］.應用生態學報，2000，11（5）：767-772.

［9］尤云桂，羅仰奮，丁李春，等.馬尼拉草坪毯的無土栽培技術及其應用［J］.西南園藝，2003，31（4）：38-39.

［10］王運琦，張燕，劉建寧，等.地毯式草皮無土栽培基質的篩選試驗［J］.中國農學通報，2005，21 （10）：269-310.

（本文責編：金蘋）

Application and Prospect of Soilless Green Substrate Technology on Agricultural Resources and Sustainable Development

FANGJi-da1，2，YANGJun1

（1.College of Resources&Environment of Hunan Agricultural University，Changsha Hunan 410128，China；2.CIECC Overseas Consulting Co.，Ltd.，Beijing 100013，China）

On the basis of concept and connotation of Soilless Green Substrate，main classification and material were introduced.Then it analyzed main problems of Soilless Green Substrate on now.At last，future research and development of Soilless Green Substrate technology had been prospected with effective utilization of agricultural resources.

Soilless Green Substrate；Agricultural resources；Application

S317

A

1001-1463（2015）05-0063-03

10.3969/j.issn.1001-1463.2015.05.020

2015-03-18

房吉達（1988—），男，遼寧遼陽人，主要從事項目咨詢和管理工作。聯系電話：（010）68733316。E-mail：fangjd@ciecc.com.cn。

楊君（1976—），女，湖南邵陽人，副教授，博士，主要從事土地資源利用與管理工作。聯系電話：（0731）84617803。E-mail：yangjun_ly@163.com。