蔬菜工廠化育苗基質(zhì)研究與應(yīng)用進(jìn)展

陳曉芳 袁自然 楊欣 葉寅

摘 要：在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景下，蔬菜工廠化育苗已成為蔬菜生產(chǎn)的重要組成部分。在工廠化蔬菜育苗中，蔬菜育苗基質(zhì)是關(guān)鍵。該文根據(jù)蔬菜育苗基質(zhì)國內(nèi)外發(fā)展歷程，對基質(zhì)分類、來源、理化性質(zhì)以及發(fā)展方向進(jìn)行了總結(jié)闡述。

關(guān)鍵詞：蔬菜;工廠化育苗;基質(zhì)

中圖分類號 S63? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）20-0080-03

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展帶來了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化、集約化和產(chǎn)業(yè)化，突破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的局限性。當(dāng)前，大宗蔬菜的栽培生產(chǎn)主要通過現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了蔬菜產(chǎn)量的增加、種類豐富及品質(zhì)提升，為糧食安全和社會穩(wěn)定做出了巨大貢獻(xiàn)。而育苗是蔬菜生產(chǎn)過程影響最大、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，幼苗質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到蔬菜產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量。工廠化育苗是一項(xiàng)先進(jìn)成熟的農(nóng)業(yè)技術(shù)，運(yùn)用智能化、工廠化的育苗技術(shù)，擺脫了自然條件的束縛與限制，采用科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)及現(xiàn)代企業(yè)的管理辦法，按照一定的生產(chǎn)流程規(guī)模化培育商品苗，使蔬菜秧苗生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了快速、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效[1]。在工廠化育苗體系中，基質(zhì)是重要的組成部分，是幼苗生存的場所，為幼苗提供水分、養(yǎng)分和溫度等。合理的基質(zhì)選擇，對培育優(yōu)質(zhì)幼苗具有重要意義。

1 蔬菜育苗基質(zhì)國內(nèi)外發(fā)展歷程

1.1 國外 20世紀(jì)60年代國外已經(jīng)開始開發(fā)育苗基質(zhì)，工廠化育苗最早使用的基質(zhì)是巖棉，1840年，美國人發(fā)明了巖棉材料，1964年美國開發(fā)了工廠化穴盤育苗生產(chǎn)技術(shù)，1968年丹麥研究用巖棉作栽培基質(zhì)，1970年荷蘭人嘗試用巖棉栽培作物并試驗(yàn)成功，隨后在世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。后來相關(guān)領(lǐng)域的專家在育苗基質(zhì)材料領(lǐng)域廣泛深入探索研究，相繼研發(fā)出珍珠巖、蛭石、草炭等基質(zhì)，隨著可供選擇的基質(zhì)原材料的不斷豐富。但長期以來，商用基質(zhì)主要以消耗自然資源為原料，對生態(tài)環(huán)境造成破壞，并且草炭土和珍珠巖等自然資源的儲量是有限的。自20世紀(jì)80年代后期以來，歐美國家相繼頒布環(huán)保法規(guī)促使無土栽培技術(shù)向環(huán)保型轉(zhuǎn)變，開展了許多育苗基質(zhì)的替代研究，并取得了一定進(jìn)展，如農(nóng)林廢棄物、畜禽糞便、污泥、生物質(zhì)碳和蚯蚓糞等等。

1.2 國內(nèi) 中國是最早運(yùn)用育苗技術(shù)的國家之一，但在基質(zhì)育苗方面的應(yīng)用研究較晚。20世紀(jì)80年代中期，隨著工廠化育苗的發(fā)展，我國從歐美引進(jìn)了穴盤育苗精量播種生產(chǎn)技術(shù)，并火熱開展了育苗工廠化生產(chǎn)。1991年，農(nóng)業(yè)部將工廠化育苗列為“八五”重點(diǎn)項(xiàng)目，在此期間，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院開展了有機(jī)生態(tài)型無土栽培的研究，成功把農(nóng)副產(chǎn)品及其廢棄物轉(zhuǎn)化成能提供營養(yǎng)的栽培基質(zhì)[2]。隨后關(guān)于育苗基質(zhì)的研究越來越多，基質(zhì)材料的研究主要集中在農(nóng)林廢棄物、生活垃圾的有機(jī)原料以及有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料。并且在沈陽、杭州等地建立了工廠化育苗示范園區(qū)，著重發(fā)展輕質(zhì)穴盤育苗。

2 基質(zhì)分類

育苗基質(zhì)按照其含有的主要成分的差異，通常可分為無機(jī)基質(zhì)、有機(jī)基質(zhì)和復(fù)合基質(zhì)3種。

2.1 無機(jī)基質(zhì) 無機(jī)基質(zhì)包括蛭石、巖棉、珍珠巖、沙礫等，這些材料化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，但鹽基交換量較低，保肥能力比較差。

2.1.1 蛭石 蛭石是一種比較理想的基質(zhì)材料，是天然的無機(jī)礦物，其具有容重小、吸水能力強(qiáng)、成本較低、陽離子交換能力高等優(yōu)點(diǎn)，常與草炭基質(zhì)混合作為常用育苗基質(zhì)。但需要添加酸調(diào)節(jié)其pH值，使其在合適的范圍內(nèi)。

2.1.2 巖棉 巖棉是由白云石等物質(zhì)經(jīng)高溫熔融后人工制成的無機(jī)纖維物，其優(yōu)點(diǎn)是通透性較好，晝夜溫度變化不大，但由于價(jià)格偏高，導(dǎo)致巖棉作為基質(zhì)的應(yīng)用受限。

2.1.3 珍珠巖 珍珠巖是一種火山噴發(fā)的酸性熔巖，急劇冷卻后形成玻璃質(zhì)巖石。珍珠巖容重小，總孔隙度較大，保水能力較強(qiáng)，但由于其pH值較大，故需要與其他基質(zhì)按一定比例混合成復(fù)合基質(zhì)使用。以適宜的粒徑比配制的珍珠巖輕型基質(zhì)，可改善基質(zhì)的容重、孔隙度、電導(dǎo)率等指標(biāo)，既能減輕屋頂負(fù)荷，又能避免板結(jié)[3]。

2.1.4 沙礫 沙礫不含有植物生長所必需的營養(yǎng)因素，但能夠起到支撐植物直立、通氣的作用。其容重和比重都比較大，性質(zhì)穩(wěn)定，經(jīng)常與其他基質(zhì)混用，調(diào)節(jié)基質(zhì)的物理特性。

2.2 有機(jī)基質(zhì) 有機(jī)基質(zhì)主要包括草炭、農(nóng)作物廢棄物、食用菌廢渣、園林有機(jī)廢棄物等。

2.2.1 草炭 草炭也稱泥炭，是沼澤發(fā)育過程中的產(chǎn)物，形成于第四紀(jì)。其具有容重小、保水透氣性好、有機(jī)質(zhì)含量高、緩沖能力強(qiáng)以及便于運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，在育苗基質(zhì)中應(yīng)用廣泛。至今為止，草炭仍然被認(rèn)為是最優(yōu)質(zhì)的基質(zhì)原料。

2.2.2 農(nóng)林廢棄物 我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物產(chǎn)生的廢棄物資源豐富，如水稻、小麥和玉米秸稈等。農(nóng)林廢棄物經(jīng)發(fā)酵堆肥處理后，可以完全或部分代替草炭進(jìn)行蔬菜穴盤育苗基質(zhì)。既可以有效利用資源，又可以保護(hù)環(huán)境，節(jié)約不可再生的草炭資源。也有研究將農(nóng)林廢棄物制成生物炭后應(yīng)用于育苗基質(zhì)。研究表明，添加適當(dāng)生物質(zhì)炭可提高幼苗葉片保護(hù)酶的生理活性，增加幼苗對外界環(huán)境的抗逆性[4]。

2.2.3 畜牧廢棄物 隨著中國集約化養(yǎng)殖的高速發(fā)展，畜禽糞便的排放量也逐年增大，若畜禽糞便處理不當(dāng)會給環(huán)境帶來污染。畜牧業(yè)廢棄物可以為無土栽培和工廠化育苗的發(fā)展提供大量質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的基質(zhì)，有利于環(huán)境友好且提供可替代的廉價(jià)基質(zhì)。畜禽糞便中含有豐富的氮磷鉀、有機(jī)質(zhì)和微量元素，以合適比例添加到基質(zhì)中可提高基質(zhì)品質(zhì)，促進(jìn)作物根芽生長[5]。近年來，腐熟后的畜禽糞便堆肥已成功推廣應(yīng)用到了蔬菜、瓜果、林木等農(nóng)林作物的幼苗培育中[6]。

2.2.4 工業(yè)廢棄物及污泥 工業(yè)廢棄物多為食品工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的廢棄物，含有豐富的有機(jī)質(zhì)，如醋糟。醋糟是利用糧食原料生產(chǎn)食醋后的一種常見的釀醋業(yè)工業(yè)廢棄物，通過發(fā)酵成為新型育苗基質(zhì)[7]。李蒙等研究認(rèn)為，采用發(fā)酵好的醋糟基質(zhì)為主料，可作為櫻桃番茄栽培的基質(zhì)[8]。城市污水處理產(chǎn)生的污泥量大，主要是微生物的聚集體且富含氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。將不同比例的污泥與草炭或其他有機(jī)廢物發(fā)酵后的產(chǎn)物作為育苗基質(zhì)的研究很多，如Trazzi等發(fā)現(xiàn)污水污泥、碳化稻殼和椰絲生產(chǎn)的復(fù)合基質(zhì)對柚木幼苗有一個更好的促進(jìn)作用[9]。