利用工农业有机废弃物生产优质无土栽培基质.pdf

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1、利用工农业有机废弃物生产优质无土栽培基质李谦盛，郭世荣，李式军（南京农业大学 园艺学院，江苏 南京!#$%）摘要：简述了无土固体基质的发展史及趋势，综述了利用工农业有机废弃物生产无土栽培基质的研究、开发和应用的现状。根据无土栽培基质的一般要求对利用工农业有机废弃物生产无土栽培基质应注意的问题进行了讨论，提出采用新技术、新工艺进行标准化生产是发展这一具有广阔前景产业的关键。关键词：有机废弃物；无土栽培；有机基质中图分类号：&#()*文献标识码：+文章编号：#,-#-*（!#!）#(,#%,#%有机基质栽培因其具有性能稳定、缓冲能力强、设备简单、投资少、技术容易掌握等优点，而成为我国目前推广应用最

2、多的一种无土栽培形式./。发展基质无土栽培的关键在于如何开发一种理化性能稳定、原材料来源广泛、价格低廉、对环境无污染和便于规模化商品生产的基质。在当前工农业生产中，各种工农业有机废弃物排放量日趋增加，对环保造成巨大压力。近年来，科研工作者利用各种有机废弃物研制合成了环保型无土栽培有机基质，在各种作物上栽培应用效果良好，不仅解决了有机废弃物的处理问题，还为无土栽培提供了优质有机基质，提高了自然资源的综合利用水平。本文主要陈述利用工农业废弃物生产无土栽培基质的现状和问题，并提出相应的建议。无土栽培基质的总体要求优质无土栽培基质要能为植物生长提供稳定、协调的水、肥、气、热根际环境条件，具有支持锚定植

3、物、保持水分和透气的作用，有机栽培基质还具有缓冲作用，可以使根际环境保持相对稳定。要能使作物正常生长，无土栽培基质的物理化学性质和生物稳定性都要达到一定的要求。优良的基质在物理性质上，固、液、气三相比例恰当，容重为#)0#)1 2345-，总孔隙度在*%6以上，大小孔隙比在#)%左右；化学性质上，阳离子交换量（787）大，基质保肥性好，9:值接近中性，并具有一定的缓冲能力，具一定的73;比以维持栽培过程中基质的生物稳定性.!、-/。!无土栽培基质的发展历史和趋势砂砾最早被植物营养学家和植物生理学家用来栽培作物用不同级别的沙、粉粒、高岭土栽培羽扇豆和大麦。蛭石被?A44B C$(D用来作为兰花的

4、栽培基质等等。随后可作为栽培用的固体基质很快扩展到石砾、陶粒、珍珠岩、岩棉、海绵C尿醛D、硅胶、离子交换树脂（如斑脱土KLJMIN=OPNQ=O)RAO)4N自然资源学报STUF;+V TW;+XUF+V F8&TUF78&第*卷第(期!#!年*月!#$%&$()*#+,-.-自然资源学报!卷炭主要集中在东北，运输到东南地区将大大增加成本。#$世纪，除岩棉、蛭石、珍珠岩外，各种有机废弃物，如椰子壳纤维和造纸厂下脚料等已成为主要的无土栽培基质材料，利用废弃物生产多样化、无害化无土栽培基质实现自然资源的可循环利用是无土栽培基质选材的方向%&(。)利用工农业有机废弃物生产无土栽培有机基质!#可制作无

5、土栽培基质的工农业有机废弃物随着生产水平的提高，我国各种工农业废弃物排放量逐渐增加，给环境带来了直接和间接的污染，大量的被抛弃或被燃烧的废弃物有很多经过一定的加工处理后可作为良好的无土栽培基质（表!）。!$具有开发前景的几种有机废弃物栽培基质)*#*!椰子纤维长纤维素，松泡多孔，保水和通气性能良好。椰子纤维基质容重约$*$+,-./)；总孔隙度高达0&1；23值为&*44*4，偏酸；阳离子交换量56768为)#04/9:-!$,；76值$*&;*$/、?,，但和A的含量却很高%+、0(。3BCDE.F指出，与泥炭相比，用椰子纤维作为基质时必须额外补充=素G而A的施用量则可适当降低%!$(。蔬菜

6、及观赏作物的栽培试验表明其应用效果不亚于泥炭%!、!#(。我国海南等地具有丰富的椰子纤维资源，有待很好地开发利用。基于椰子纤维的良好性能，应以生产模制基质等高档成型产品为主才能创造更好的效益。)*#*#堆制树皮不同的树种差异很大，最常用的树皮是松树皮和杉树皮，容重$*&$*4),-./)之间，23值通常在&（66:#）之间；但树皮保水性能差，6-=比;$!$H!，容易造成=素缺乏，含有较多的树脂、单宁、酚类等抑制物质G这些有害物质必须经充分堆制发酵使之降解。另外，树皮中?B的含量通常过高%#(。经堆制的栗树皮混合4$1泥炭，栽培仙客来取得了很好的效果，但当树皮的含量超过4$1时就会产生23值过

7、高、缓冲性能和保水能力降低、通气孔隙不足等问题，但不存在植物毒素的问题%!)(。松树皮和煤渣混合的基质栽培万寿菊的试验发现，松树皮的降解增加了基质中、A、6、?,的溶解度和含量%!&(。)*#*)锯末屑6IEB,等研究表明，锯末屑添加一定量的粘土、硝酸铵和有机肥后可以成为一种很好的栽培基质%!4(。但各种树木的锯末屑成分差别很大，一般锯末屑碳素含量较高、6-=比值很大G作为栽培基质的锯末屑颗粒不宜太细，应有+$1在)*$*$/之间，使用过程中消耗速度慢、结构良好，一般可连续使用#;茬%#、!;(。以松木和泡桐树为主的未腐熟锯末6-=值为!)+*+)G容重$*!,-./)，发酵后6-=比可下降到

8、!)*;&，容重上升为$*#4左右G腐熟后的锯末76值均在$*4!*)/M:E!ND,BO.PQJEQ PIO.I.9R:C ME/BRS.JRDEC Q Q9O:EQQ/ECO4!;!期李谦盛等：利用工农业有机废弃物生产优质无土栽培基质总孔隙度#$%&，大小孔隙比约#$()，*+值为,$%，持水能力一般，可与其它基质材料配合使用-#、#).。$#$,菇渣食用菌下脚料，堆沤/!个月后取出风干、打碎、过筛。由于含氮、磷较高，不宜直接作为基质使用，应与泥炭、甘蔗渣、沙等混合使用，一般菇渣比例不应超过!0&。不同种类的菇渣差异较大，种过香菇的木屑废渣容重为0$),1234，56值0$!，而种过草菇的

9、棉籽壳废渣容重0$)%1234，56值#$,，*+值为,$!-#、),.。菇渣与泥炭、树皮等混合后在栽培观赏灌木时亦取得了很好的效果-#.。$#$7芦苇末基质南京农业大学和江苏大学利用造纸厂废弃的芦苇末短纤维下脚料作原材料，加入一定配方的辅料，添加特定的微生物经过堆制发酵，研制合成一种环保型优质无土栽培有机基质。目前已进入工厂化生产，月生产能力达#%004。芦苇末基质容重0$#/0$!1234，总孔隙度0&/80&，大小孔隙比0$%/)$0，56值)$#/)$7 49234，656为,0/0 44:;2)001。其中用于育苗的芦苇末基质以加入0&的蛭石或珍珠岩为好；在栽培时，每)4芦苇末基质添

10、加0$#4泥炭、0$%4炉渣、0$4珍珠岩和适当有机颗粒肥，可以满足蔬菜作物生长发育的需要。该产品的开发既解决了造纸厂废物处理的难题，又为无土栽培提供了良好基质，具有广阔的发展前景-#、#!.。另外，芦苇末经栽培食用菌后的菇渣再混合蛭石或珍珠岩也是良好的蔬菜栽培基质-#%.。生产含有根际促生性细菌、抗根系病虫害的功能型基质是今后进一步研究的方向。除了这些常用的基质外，秸秆、淤泥、废纸、城市固体废弃物，甚至经粉碎的废旧橡胶轮胎都可作为泥炭的替代物进行了一定的研究和应用。通常这些有机基质都是与砂、蛭石、珍珠岩等无机基质或泥炭等其它有机基质按一定比例混合使用才能取得较好的效果。!利用有机废弃物生产无

11、土栽培基质应注意的问题有机废弃物是较好的合成栽培基质的原料，但有机废弃物中含有的一些有害物质必须经过特定的工艺处理后，才能用于作物栽培。目前有机废弃物的处理方法以堆制发酵为主堆制化的本质是固体废弃物分解为相对稳定的腐殖质物质的过程，它是细菌、放线菌和真菌等在好气或厌氧条件下完成的。作为栽培基质应达到三项标准：易分解的有机物大部分分解；栽培使用中不产生氮的生物固定；通过降解除去酚类等有害物质，消灭病原菌、害虫卵和杂草种籽。由于有些堆制基质仍含有许多对植物生长不利的物质，因此，这些基质必须与其它基质，尤其是砂、蛭石、珍珠岩等理化性状稳定的无机基质混合使用，并且不能超过一定的比例。另外，重金属含量必

12、须控制在规定的范围-#,/#8.。由于有机废弃物来源不一，也没有标准化的生产工艺，质量缺乏稳定性，各批量间质量存在一定差异；基质的颗粒大小、形状、容重、总孔隙度、大小孔隙比、*+值、56值、656值等是比较重要的理化性状，但尚没有提出主要作物栽培基质的标准化性状参数。因此基质的使用还存在经验性甚至盲目性。为适应标准化、规模化、工厂化生产的需要，制定作物栽培基质的标准参数，并按标准参数要求生产基质，形成标准化成型技术是当前有待解决的问题-!、7.。从目前的情况看，工业固体废物累计堆存量达到,7$%=)0，农作物秸秆年产量约=)0，每年被抛弃或燃烧的花生壳达)!0=)0!。近年食用菌产业发展迅猛，

13、各种菇渣急剧增加，这些有机废弃物利用率不到0&-)7、#.。研究表明，利用这些工农业有机废%)7自然资源学报!卷弃物可以合成优质无土栽培有机基质。随着我国农业结构的合理化调整和加入#$%，设施园艺发展迅猛，面积已达!&(!)*+,，大型现代化温室已超过-*+,。实践证明，有机基质栽培技术为设施园艺尤其是日光温室、塑料大棚优质、高效、稳产提供了有效的途径，随着该项技术的推广应用，有机栽培基质需求量迅速增加，近年来呈现出明显的供不应求状况，导致售价高昂。因此，因地制宜，就地取材，充分利用各种有机废弃物生产出价廉物美的本土化环保型无土栽培有机基质，具有广阔的前景。目前国内的无土基质产品十分粗放，市场

14、上还没有国产的可以脱离栽培容器的模制基质等高档次基质产品，应积极利用椰子纤维、芦苇末等有机废弃物生产这类高档次产品。参考文献./!0蒋卫杰1刘伟1余宏军1等23454678+49:7;7=664?6:?4=9+A=96A9B C*=9A/D02农业工程学报1,!1!E!F.!G!&2/,0连兆煌1李式军2无土栽培原理与技术/H02北京：中国农业出版社1!II)2/J0李式军1高祖明1等2现代无土栽培技术/H02北京.北京农业大学出版社1!IKK2,&G,-2/)0田吉林1汪寅虎2设施无土栽培基质的研究现状、存在问题与展望E综述F/D02上海农业学报1,1!-E)F.KGI,2/&0崔秀敏1王秀

15、峰2蔬菜育苗基质及其研究进展/D02天津农业科学1,!1E!F.JG),2/-0L4=:#4542L7M=9N+4B=A=9:*4 O4:*46A9B79?:7=B?:MA767N=A66TU;=49B6T 84A:?R:=:?:4/D02$%#&(),1&!.,IG,K-2/I0H?977 QAAB2Q*TA61*4+=A6 A9B R=767N=A6 8784:=47=B?W XP2Q784:=47=B?:1 A9B=:?4=9:*4;7+?6A:=79 7;=7664:=79=9 7784A:/D0241#-!(1!IIJ1-I.,JIG,),2/!,0H447M P#2 L7M:*7;

16、:M7:78=A6;76=AN4 86A9:?7=B?:A79:A=94+4B=?+A+49B+49:/D02&(6!%7-185)!II&1&EJF.,JG,JI2/!J0CA:=54667 C2Z4*A5=7?7;7+87*4:9?:RAW?R:A:4T6A+49?6:=5A:=79/D029#1,/&(,/)!II&1,E&G-F.-JG-2/!)0#77BAB H P1 Z4A4 Z C1 C6?W4T 1$7M949B Y C2C7A6 R7:7+A*A9B 8=94 M77B 8446=9N A 77:?R:A:4=?6A:=9N 9?:=?6:?4 T:4+/D02&(0%.!-

17、%!1!IIJ1,KE-F.-J-G-JK2/!&0C*49N Z$2AMB?:A A N449*7?4 N7M=9N+4B=?+/D02:,(-#1;41#-,(.-1!IK1!.!)JG!)-2/!-0张德威1牟咏花1徐志豪2几种无土栽培基质的理化性质/D02浙江农业学报1!IIJ1&EJF.!-G!2/!0籍秀梅1孙治强2锯末基质发酵腐熟的理化性质及对辣椒幼苗生长发育的影响/D02河南农业大学学报1,!1J&E!F.-G-I2/!K0李国学1张福锁2固体废物堆肥化与有机复混肥生产/H02北京.化学工业出版社1,2/!I0刘士哲1连兆煌2蔗渣作蔬菜工厂化育苗基质的生物处理与施肥措施研究/D

18、02华南农业大学学报1!II)1!&EJF.!G2/,0孙治强1张惠梅1王吉庆1等2番茄工厂化育苗木糖渣基质与肥料配比研究/D02农业工程学报1!IIK1!)EJF.!G!K2/,!0XA+8;P O1 H D?9N2$*4?AR79=4B=4*?66 A?6:?A6?R:A:4/D02$%#&(1!II!1,I).,!G,K)2/,0C*79N C1 C6=94 P1=9W4 3 _2 ZAWU A9B 84A:UA+49B4B 849:+?7+8779:A=94=4B?6:?4 7;*?R/D02&(0%.!-%!1!II)1,IEF.K!GK)2/,J0郭世荣1李式军1程斐，等2有机基质

19、在蔬菜无土栽培上的应用研究/D02沈阳农业大学学报1,1J!E!F.KIGI,2/,)0郭世荣2有机苇末基质的研发、产业化及其配套栽培技术的研究/302南京.南京农业大学1,2/,&0李萍萍1毛罕平1王多辉，等2苇末菇渣在蔬菜基质栽培中的应用效果/D02中国蔬菜1!IIK1E&F.!,G!&2/,-0曹志洪2栽培基质的研制和产业化前景/P02曹志洪，周健民2中国科学院南京土壤研究所国际学术研讨会论文集设施农业相关技术/C02北京.中国农业出版社1!III2,)KG,&)2/,0 _4+A=42 Q*TA61*4+=A6 A9B R=767N=A6 8784:=4*+=64MW=2a?A6=:T

20、 79:76 A9B?7+87 MA:4B A7+87949:7;N7M=9N+4B=A=9:*4;4B4A6&!K!期李谦盛等：利用工农业有机废弃物生产优质无土栽培基质#$%&()*+,#-./0 1234!#$%�!9:7;7:41873#-.(#4?#$*&#-*+A#&(*=A.&(A0(/*B./()=%&=A.A#=1234!#$% 677C5!7D9EF;E741FD3 G.(#H I5 J.$.K*$*%*=L J4?#+#)A=*+#/M(*/-#/A*&0*/A#=#)A(*/./K%=#*+B*N(/B-#K(.1234!#$%򊧟!:

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22、5 G(/.Y34.*&,5?#(=A*0./K A#/K*+=%&=A.A#=+*=*(#=)%A%#N#(/A*K%)#K&(#+04 J#=#/A=(A%.A(*/*+#=#.)5 K#M#*$-#/A./K.$().A(*/*+*B./()=%&=A.A#=-./%+.)A%#K&0*B./()N.=A#=N#M(#N#K(/K#A.(4 Z-$*A./A(=%#=*+*B./()=%&=A.A#=-./%+.)A%#K&0*B./()N.=A#=N#K(=)%=#K.)*K(/B A*A#B#/#.)(A#(.+*=*(#=-#K(.4 PA./K.K(.A(*/*+A#)*B().0U=*%/K=%&=A.A#=(=A#_#0 A*K#M#*$A(=(/K%=A046/7-*2.5*B./()N.=A#=*(#=)%A%#=*(#=-#K(.O67