容器成型過程對育苗基質物理性質的影響

孫延穩,陳爾學,張曉文,劉幸紅,高 嘉,馬海林,劉方春，修梅艷

（1.菏澤市定陶區人社局，山東 菏澤 274100；2.定陶區林業局，山東 菏澤 274100；3.聊城市田莊苗圃，山東 聊城 252000；4.山東省林業科學研究院，山東 濟南 250014；5.青島新都市設計集團有限公司，山東 青島 266073）

適宜栽培基質的選擇是實現林木花卉良種工廠化繁育的重要環節，泥炭是國內外公認的良好的育苗基質，以它為主要材料的復配基質，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理化性質的改變，這些基質配方未必能滿足平衡根系輕基質容器育苗技術的要求，故而開展過程對育苗基質性質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，導致地球變暖，所以其應用受到限制[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。開展有機廢棄物堆制基質用于林木平衡根系容器育苗基質的研究，篩選出能夠完全替代或部分替代泥炭的基質材料[5-7]，可以較大幅度地降低育苗成本，實現循環經濟，具有重要的現實意義。

我國是食用菌栽培大國，年產量約1×107 t，占世界總產量的70%以上。隨著食用菌栽培規模的不斷擴大，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差別很大，其中只有極少部分可以重復利用，大部分要么隨地堆積，要么燃燒掉。這既浪費了資源，又對環境造成了嚴重的污染，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肥和微生物制劑等材料經高溫發酵制成的有機基質，以菇渣開發育苗基質，不僅可以變廢為寶，且可一定程度上減少了環境污染[9-10]。

近年來，育苗容器成型技術在林木花卉苗木繁育中得到了大量的應用和推廣[11]，這對栽培基質又提出了更高的要求[12-14]。平衡根系輕基質容器育苗技術要求育苗基質經過育苗成型機的成型過程后再應用于育苗[15]。然而，基質經過育苗成型機的成型過程以后，其理化性質，特別是物理性質必然會發生變化，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材料，配以珍珠巖和蛭石形成育苗基質，研究了無紡布容器育苗成型機的成型過程對育苗基質物理性質的影響，以期為容器育苗提供有效的技術支持。

1 試驗材料及方法

1.1 試驗材料

試驗所用泥炭為東北泥炭，所用珍珠巖和蛭石為當地材料市場所購，菇渣選用平菇渣（添加了質量比1%的石灰粉和0.2%的石膏粉），采用被動通風定期翻堆的腐解方式，上用塑料薄膜覆蓋保持水分，溫度降低后風干，過篩，裝袋備用，泥炭及菇渣基本理化性質如表1所示。

表1 不同基質基本理化性質狀況

1.2 試驗設備工作原理

試驗所用基質成型設備為山東省林科院研究的LKY-1型無紡布育苗成型機。基質調節至適宜含水分量后（不同基質水分要求不同），經進料口和傳動帶進入攪拌器中攪拌均勻，然后由傳動帶將基質送入成型器，在成型器內基質經成型器的成型過程初步成型，通過溫度控制器調節熱合器至適當溫度，利用熱合器將無紡布熱合成育苗容器，經容器切割器切割至適宜長度，通過育苗容器出口生產出無紡布育苗容器基質 （每分鐘可生產20余個育苗容器），置于專用托盤中備用。

1.3 試驗處理

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生產出裝滿各配比基質的無紡布容器 (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的容重、總孔隙度、通氣孔隙、飽和含水量、田間持水量等相關指標，每處理重復3次。

1.4 指標測定方法

基質容重的測定：將生產出的育苗容器基質風干，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測定法（1978）中的維爾科克斯法測定。

1.5 統計方法

對以上各測定指標進行統計分析，以LSD檢測法，進行多重比較，檢驗基質相應理化性質的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 成型過程對基質容重的影響

容器育苗要求之一就是輕型基質，基質容重過大，不僅會對育苗成活率有一定影響，還給移栽時運輸造成很大的不便。有資料顯示，基質容重在0.1～0.8 g·cm-3時作物能保持正常生長，不同配比基質的容重狀況如圖1所示。可以看出，配比1、配比2和配比3基質，經無紡布育苗成型機裝填處理后的容重與一般人工裝填后的基質容重相比，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，說明育苗成型機對以泥炭為主要材料基質容重的影響要顯著大于以菇渣為主要材料的基質；而配比3的增加幅度又顯著大于配比4，說明育苗成型機的成型過程對添加珍珠巖的基質容重的影響要顯著大于添加蛭石的基質。

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

圖1 成型過程對基質容重的影響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，基質的通氣性在某種程度上比持水性更為重要[17]。基質的孔隙性直接影響了水分和空氣的含量，是基質最重要的理化性質參數之一。

總孔隙度可反映基質的總體孔隙狀況，表2中可以看出，兩種裝填方式之間，總孔隙度變化規律并不一致。經過育苗成型機的成型過程后，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的孔隙狀況影響差別非常大。育苗成型機的成型過程對以菇渣為主要材料基質的影響非常小，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小；基質中蛭石量添加較多時（T4），經過育苗成型機的成型過程后，雖然其總孔隙狀況沒有發生改變，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；而基質中珍珠巖量添加較多時（T3），經過育苗成型機的成型過程后，其總孔隙度、通氣孔隙和持水孔隙均有了不同程度的降低。可見，育苗成型機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 成型過程對基質田間持水量的影響

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

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

田間持水量可以認為是基質在某一深度內保持的吸濕水、膜狀水和毛管懸著水的最大含水量，在基質中，可以理解為澆水后基質所能持有的最大水分，田間持水量越大，基質持水的能力也就越強，圖2中可以看出，四種基質經成型過程后，其田間持水量顯著降低。同普通基質相比，分別降低了20.6%、20%、11.7%和25.3%。可見，不同基質經過育苗機的成型過程后，一定程度上降低了基質的持水能力，這可能是成型過程對基質的容重及孔隙狀況的改變引起的。

3 結論

育苗成型機的成型過程對基質物理性質有著很大的影響。不同程度增加了以菇渣和泥炭為主要材料的基質容重，對泥炭的影響顯著大于菇渣，對添加珍珠巖基質容重的影響顯著大于添加蛭石的基質；育苗成型機的成型過程不同程度的改變了基質的孔隙狀況，蛭石量添加較多的總孔隙狀況沒有發生顯著改變，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。與基質容重變化規律相仿，對泥炭影響要大于菇渣，而對珍珠巖的影響顯著大于蛭石；不同基質經過育苗機的成型過程后，一定程度上降低了基質的持水能力。

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

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