育苗基質(zhì)發(fā)展概況與開發(fā)利用探究

付靖

摘 要 育苗基質(zhì)是對幼苗生長和育苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響重大的技術(shù)因素。隨著我國種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，植物育苗的市場化特征日益明顯，對育苗基質(zhì)的需求量不斷增加。對育苗基質(zhì)的發(fā)展概況進行闡述，包括其發(fā)展歷程、基質(zhì)原料等。為促進行業(yè)發(fā)展，對包括有機腐熟物、礦物質(zhì)資源等在內(nèi)的原材料進行深入開發(fā)利用，以期為新型原材料的使用探索提供參考。

關(guān)鍵詞 育苗;基質(zhì);無土栽培;土壤培育

中圖分類號：S626 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.23.033

我國需要以不足世界1/10的耕地養(yǎng)活超世界1/5的人口，耕地利用問題成為農(nóng)業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。同時，城市工業(yè)的發(fā)展，尤其是污水的不合理排放，使得國內(nèi)大多數(shù)土壤遭到破壞，鹽堿化、水土流失、土壤板結(jié)等問題直接導致了可用農(nóng)耕土壤的緊缺。鑒于此，基質(zhì)栽培，特別是基質(zhì)化育苗，作為土壤栽培的替代方案走上歷史舞臺，并得到廣泛運用。傳統(tǒng)育苗工序較為復雜，經(jīng)常需要對育苗土壤進行前期處理以適應(yīng)植物生長特性。土壤質(zhì)量對育苗成本及成果影響巨大，不僅病蟲害問題不易控制，幼苗成苗率和秧苗素質(zhì)也較難把握，給培育者的經(jīng)濟效益帶來很大不確定因素。當前，國內(nèi)蔬菜產(chǎn)業(yè)正朝著規(guī)模化方向發(fā)展，育苗基質(zhì)以其環(huán)保、穩(wěn)定、高效的特點極大地緩解了育苗過程對土地資源的依賴，并因此在業(yè)內(nèi)得到了廣泛的認可與應(yīng)用。

1 育苗基質(zhì)概況

1.1 發(fā)展歷程

育苗基質(zhì)指利用無機原料、有機原料、微生物制劑等原料，經(jīng)過科學配比制作而成的符合作物生長特性的土壤或無土基質(zhì)。傳統(tǒng)的無土栽培以營養(yǎng)液保證植物生長，成本較高且不易操作。育苗栽培有效彌補了這一缺陷，在保持土壤栽培優(yōu)點的同時，降低了培育成本和操作難度。隨著國內(nèi)農(nóng)業(yè)種植形勢的發(fā)展，育苗基質(zhì)被越來越深入地運用于作物的育苗過程[1]。

基質(zhì)栽培誕生于19世紀中期，最早的栽培基質(zhì)由蠟與砂礫、石英構(gòu)成，用于培育燕麥，并首次證明了植物的生長離不開氮、磷、鉀等元素。直至20世紀70年代，草炭作為基質(zhì)原料在促進植物生長方面的重要作用被發(fā)現(xiàn)，其與珍珠巖、蛭石搭配使用所能發(fā)揮的正面協(xié)同作用也受到了學界肯定。同一時期，美國康奈爾大學研制的混合基質(zhì)在實踐中得到了廣泛使用。20世紀90年代，國際社會對栽培基質(zhì)的研究繼續(xù)推進，基質(zhì)研究的范疇覆蓋生產(chǎn)成本、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品穩(wěn)定性等各個方面，對混合基質(zhì)及各類可能用于基質(zhì)研制的物質(zhì)的探索不斷深入。當前國際市場中荷蘭處于無土栽培技術(shù)的領(lǐng)跑位置，不僅生產(chǎn)的蔬菜、花卉大量出口，其育苗產(chǎn)業(yè)也領(lǐng)先各國，最早實現(xiàn)了自動化。

我國育苗基質(zhì)發(fā)展起步較晚，雖然20世紀30年代已經(jīng)出現(xiàn)了早期的無土栽培，但相關(guān)專著直至20世紀40年代才在學界中出現(xiàn)，第1座包含完整工序的無土栽培工廠也在20世紀80年代才建成[2]。20世紀90年代之后，農(nóng)業(yè)部逐步將工廠化育苗和育苗基質(zhì)研究定為重點研究內(nèi)容，推動了國內(nèi)育苗基質(zhì)研究的發(fā)展。進入21世紀，國內(nèi)土地資源愈發(fā)緊張，農(nóng)業(yè)效率與環(huán)保的需求愈發(fā)突出，育苗基質(zhì)的研發(fā)與使用也因此受到了更多關(guān)注。

1.2 基質(zhì)原料

育苗基質(zhì)原料可分為有機原料、無機原料和混合原料3類。常用有機原料有草炭、菌渣等，這類原料使用前需高溫發(fā)酵，再按特定比例混合，生成的基質(zhì)具有穩(wěn)定、營養(yǎng)全面的特點;無機原料一般指蛭石、珍珠巖等天然礦物，使用前同樣需要經(jīng)高溫等處理;混合原料則是不同性質(zhì)原料混合物，其優(yōu)勢是能夠為植物提供適宜的生長條件。具體來說，各類基質(zhì)原料中以草炭和食用菌菌渣的使用最為廣泛。

1.2.1 草炭

草炭是植物殘體在沼澤、濕地環(huán)境下因長久堆積、未完全分解而形成的有機物，該物質(zhì)通氣透水、環(huán)保無毒，且含有豐富的有機質(zhì)和微量元素，是當前使用最廣泛、效果最穩(wěn)定的育苗基質(zhì)原料。草炭中富含腐殖酸，在促進植物體內(nèi)氧化還原反應(yīng)的同時還能夠提升離子的吸附螯合能力。我國草炭資源相對豐富，但過半數(shù)的資源儲備位于不利于開發(fā)和運輸成本控制的高原地區(qū)，因此，從長遠來看可供開采的草炭儲備遠不能滿足實際使用需求。考慮到草炭為不可再生資源，全球儲備量越來越少而需求卻逐年提升，尋找其替代原料勢在必行。基于此，國內(nèi)外學界積極開展對草炭替代原料的探索，目前較受認可的替代原料是椰糠，椰糠除了節(jié)能環(huán)保，還與草炭有著近似的理化性質(zhì)，在育苗中的實際表現(xiàn)也與草炭較為接近。

1.2.2 食用菌菌渣

我國的食用菌用量一直處于世界領(lǐng)先水平，早在2016年全球便有近7成的食用菌使用發(fā)生在中國。每生產(chǎn)100 kg食用菌大約產(chǎn)生60 kg菌渣，未經(jīng)科學處理的菌渣易引發(fā)土壤與水體的污染。實際上，食用菌菌渣含有豐富的微量元素和有機質(zhì)，保水透氣性也較為突出，菌渣中的菌絲體所分泌的菌體蛋白等對植物生長有一定益處。將菌渣用于育苗基既可優(yōu)化基質(zhì)的理化性質(zhì)，拓展基質(zhì)的原料來源，又能緩解環(huán)境污染壓力，減少企業(yè)處理菌渣的成本投入[3]。實踐表明，食用菌菌渣是草炭的優(yōu)質(zhì)替代原料，以菌渣代替部分草炭制成的番茄、煙草及辣椒育苗基質(zhì)均在實驗中取得了較好成果。

合格的育苗基質(zhì)通常要具有3個特點，1）理化性狀應(yīng)當有利于植物生長環(huán)境的營造，能夠持續(xù)為植物提升穩(wěn)定的水分、養(yǎng)料、空氣和熱能;2）不易引發(fā)病蟲害或者環(huán)境污染;3）原料來源廣泛、易于開發(fā)利用和成本控制，有利于持續(xù)投產(chǎn);4）基質(zhì)中所包含的原材料種類不過于復雜、便于實際操作和基質(zhì)品質(zhì)控制。

2 育苗基質(zhì)的開發(fā)利用

當前對育苗基質(zhì)的研究集中在混合基質(zhì)的成分配比和草炭替代原料2方面。從已取得的成果來看，現(xiàn)有基質(zhì)原料的來源較之前更為廣泛，且大致可分為3類。

2.1 有機腐熟物

與其他原料相比，有機腐熟物的原料來源較為廣泛，其本身包含豐富的有機質(zhì)，加工后能夠提供大量養(yǎng)分。有機腐熟物的最大優(yōu)勢是基本零污染，因此具備廣泛的研究與應(yīng)用前景。例如，有實踐研究表明，椰糠、羊糞可作為檳榔苗育苗基質(zhì)的原材料，且當羊糞、椰糠與紅壤土按1∶3∶6的體積比例進行配比時，產(chǎn)出的育苗基質(zhì)最有利于檳榔苗的綜合發(fā)展。同樣可用于育苗基質(zhì)研制的有機腐熟物還有牛糞、油菜秸稈等典型的農(nóng)業(yè)廢棄物。使用牛糞、油菜秸稈生產(chǎn)的無土栽培基質(zhì)可用于蔬菜育苗，將這類農(nóng)業(yè)廢棄物與草炭按1∶1的體積進行配比，再將制成的育苗基質(zhì)用于黃瓜出苗培育，此時的黃瓜苗生長量高、各項生長指標表現(xiàn)優(yōu)異[4]。

2.2 礦物質(zhì)資源

礦物質(zhì)資源制作基質(zhì)的優(yōu)勢是性質(zhì)穩(wěn)定，通常無需復雜加工即可直接使用;缺點是多數(shù)礦物質(zhì)資源為無機物，自身不帶有植物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)。使用礦物質(zhì)資源制作育苗基質(zhì)的研究、實踐熱點是其對草炭的替代。礦物質(zhì)資源基質(zhì)化的途徑主要有：1）搭配營養(yǎng)液彌補自身在營養(yǎng)物質(zhì)上的不足;2）混合有機原料調(diào)節(jié)基質(zhì)的物理性狀以達到減少草炭用量的目的。以最常見的礦物質(zhì)資源粉煤灰為例，粉煤灰搭配、菇渣、蛭石以3∶1∶2的比例制成基質(zhì)用以培養(yǎng)黃瓜幼苗，其效果更勝商品基質(zhì)。需要注意的是，基質(zhì)的配比會受到季節(jié)等因素的影響。以草炭、蛭石和珍珠巖為原料的黃瓜幼苗育苗基質(zhì)為例，夏季時草炭、蛭石、珍珠巖的比例以6∶4∶0為宜，冬季則以6∶3∶1的比例最能對幼苗生長的各類指標產(chǎn)生正面影響。

2.3 新型材料

新型材料中最具代表性的是保水劑，這種高分子材料不僅安全環(huán)保、可重復利用，且吸水性極強，能夠抑制水分蒸發(fā)，促進土壤團粒形成，對改善土壤的物理性質(zhì)有積極正面的作用，特別適用于提升水肥利用率和緩解水資源緊張，具有突出的保水保肥特性。常見的保水劑有秸稈沼渣保水劑和微晶纖維素保水劑，二者都能夠有效提升基質(zhì)的保水力[5]。在濃度適宜的情況下，保水劑能有效激發(fā)黃瓜幼苗的根系活力。在以草炭、菇渣、蛭石等為原料的基質(zhì)中按4 g·L-1加入保水劑，可提升黃瓜幼苗的壯苗指數(shù)、苗莖維度及葉綠素含量，其原因是保水劑的適當添加能改善黃瓜幼苗葉片的葉綠素熒光參數(shù)，促進干物質(zhì)的生成。

3 結(jié)語

當前，國內(nèi)對育苗基質(zhì)的研究和運用已隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進程進入了繁榮期，但新開發(fā)的多種材料短期內(nèi)仍然很難完全替代草炭。在今后的工作中，要加強對不同原料的優(yōu)勢互補研究，盡早脫離對草炭的依賴。國內(nèi)的基質(zhì)生產(chǎn)還處于初級階段，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，有必要學習國外技術(shù)、引入專業(yè)設(shè)備，同時強化育苗基質(zhì)研究的系統(tǒng)性，從源頭入手，健全育苗基質(zhì)的理論研究及實踐運用體系。

參考文獻：

[1] 厲月橋，何平，周新華，等.基質(zhì)配比、緩釋肥用量和容器規(guī)格對多穗柯容器育苗的影響[J].東北林業(yè)大學學報，2021，49（6）：46-52.

[2] 夏思瑤，王沖，劉萌麗.基于農(nóng)林有機廢棄物處理的育苗基質(zhì)應(yīng)用效果Meta分析[J].中國農(nóng)學通報，2021，37（12）：31-38.

[3] 于金鑫，張宏，潘泰臣，等.基于回歸旋轉(zhuǎn)分析的秦嶺北坡華山松容器育苗基質(zhì)配比和施肥技術(shù)[J].中南林業(yè)科技大學學報，2021，41（1）：109-116.

[4] 和苗苗，盧玨，田汝響.保水劑對底泥堆肥用作育苗基質(zhì)的保水性和黃瓜幼苗生長的影響[J].杭州師范大學學報（自然科學版），2020，19（6）：76-84.

[5] 陳彥君，羅輝，柴忠金，等.不同育苗基質(zhì)對南天竹幼苗生長及根系有機酸分泌的影響[J].貴州林業(yè)科技，2020，48（3）：20-25.

（責任編輯：劉寧寧）