3.2 蔬菜育苗基质
目前育苗基质种类主要分为有机基质和无机基质两大类,其中有机基质主要包括:碳化稻壳、草炭、锯木屑、秸秆、菇渣、树皮、甘蔗渣、芦苇末等;无机基质主要包括:细沙、岩棉、陶粒、蛭石、炉渣、珍珠岩、聚苯乙烯珠粒等。
3.2.1 草炭
草炭(图3-12~图3-16)是由苔藓、苔草、芦苇等水生植物以及松、桦、赤杨、羊胡子草等陆生植物在水淹、缺氧、低温、泥沙掺入等条件下未能充分分解堆积形成的,含有未完全分解的植物残体、矿物质和腐殖质,是碳化程度最浅的煤。
图3-12 草炭基质
图3-13 草炭基质平床
图3-14 草炭装盘
图3-15 进口草炭基质
图3-16 草炭基质育苗
根据草炭形成的地理条件、植物种类和分解程度可分为高位草炭、中位草炭和低位草炭三种。高位草炭分布在高寒地区,以水藓植物为主,分解程度低,氮和灰分元素含量较少,酸性较强(pH值为4~5);容重较小,持水力、盐基交换量、吸水、通气性较好,一般可吸附保持的水分为其干物质量的10倍以上,在生产中普遍应用。低位草炭分布在低洼积水的沼泽地带,分解程度高,氮和灰分元素含量较高,容重较大,吸水、通气性较差,不宜单独作育苗基质。中位草炭性状介于高位草炭和低位草炭之间。
草炭在蔬菜育苗中广泛应用,常作为栽培用的草炭容重为0.2~0.6g/cm3,总孔隙度为77%~84%,其中大孔隙约为5%~30%,持水量为50%~55%,在幼苗发芽期和幼苗生长期,基质的EC值应控制在0.25~0.75mS/cm(1:2稀释)范围内,碳氮比较低或适中。草炭含水量一般为30%~40%,风干草炭吸水量可达自身重量的0.5~4倍,但水分不易迅速充分渗入,在首次使用时应注意使其充分吸水,而且水分吸足后不易渗出从而影响通气性。目前常用作育苗的草炭有国内草炭、国外草炭,国外草炭主要有加拿大的发发得(Fafard)、美国的阳光(Sunshine)和伯爵(Berger)、德国的克拉斯曼(Klasman)、丹麦品氏(Pindstrup)、荷兰基菲(Jiffy)等。添加了吸水剂及缓释的启动肥料,水气比适合,调节后的pH、EC可满足幼苗生长,育苗效果好,但价格比国产基质高。
草炭作为育苗基质时一般与蛭石和珍珠岩等基质混合使用,以增加容重、调节微碱性、改善透气性等。以草炭为主体,配合细沙、蛭石、珍珠岩等基质,也可制成含有养分的泥炭钵(小块),或直接放在育苗盘中育苗,效果很好。
3.2.2 蛭石
蛭石(图3-17~图3-19)的主要化学成分是铝、镁、铁的含水硅酸盐,是由云母片在600~800℃的炉内燃烧膨胀而成的,内部具有很多细小空隙,具有隔热保温的作用,是蔬菜育苗最常用的主要基质之一。蛭石多呈褐色、黄色或金黄色,具有微小弹性。容重小(0.07~0.25g/cm3),总孔隙度在95%以上,大小孔隙比约为1:4,气水比约1:4.34,持水量约为55%,电导率约为0.36mS/cm,碳氮比低,富含速效钾、钙、镁、铁等。蛭石吸水能力很强,且具有较强的水分和养分保持性能和缓释性能;pH值为中性至微碱性,园艺用蛭石一般分为3~8mm、2~3mm、1~2mm、0.75~1mm 四个等级,其中0.75~1mm的蛭石常用作育苗基质。
图3-17 蛭石基质
图3-18 蛭石基质育苗1
图3-19 蛭石基质育苗2
蛭石作为常用的育苗基质,使用时需与酸性基质混合使用,或加入少量酸进行中和。一般与草炭等有机基质混配使用,如果用单一蛭石作为育苗基质,需提前加入无机或有机肥料,以促进幼苗迅速发芽生长。
3.2.3 珍珠岩
珍珠岩(图3-20、图3-21)是由一种灰色火山岩(铝硅酸盐)加热至1000℃后,颗粒膨胀而形成质地均一、直径1.5~4mm的白色颗粒。珍珠岩的容重很小(0.03~0.16g/cm3),总孔隙度约为60%~90%,其中大孔隙约为30%~50%,小孔隙约为30%~40%,气水比为1:1.04,持水量为60%,电导率为0.09~0.31mS/cm,碳氮比低,pH为6.0~8.5。珍珠岩几乎没有缓冲作用和离子交换性能,其养分大多不能被植物吸收利用,因此所含矿物成分不会对营养液产生干扰。珍珠岩能吸收本身重量2~3倍的水,水分吸附在珍珠岩表面,而不是被珍珠岩吸收,所以将珍珠岩和其他基质混合,可以增加基质的透气性且能保持良好的通气状况。由于珍珠岩含有氧化钠,而且浇水易浮起,作为育苗基质使用时,用量不宜过大。珍珠岩易于破碎,直接使用时粉尘较多,需要淋湿后混合使用。
图3-20 珍珠岩基质
图3-21 珍珠岩育苗
3.2.4 岩棉
岩棉(图3-22~图3-24)是由辉绿岩、石灰石和焦炭以3:1:1或4:1:1的比例,或由冶铁炉渣、玄武岩和砂砾混合后,先在1500~2000℃的高温炉中熔融,将熔融物喷成直径为5~8μm的纤维细丝,再将其压成容重为80~100kg/cm3的片,冷却至200℃左右时,加入一种酚醛树脂以减小表面张力并固定成型,最后按需要压制成四方体或板片等各种形状。岩棉外观一般为黄色、灰色或白色的丝状体,容重0.06~0.11g/cm3,总孔隙度可达96%~100%,气水比为1:0.55;岩棉具有很强的持水力,pH 6.0~8.3,碳氮比和盐基交换量低,但岩棉中所含化学成分多数不能被植物吸收利用。
图3-22 岩棉基质
图3-23 岩棉育苗
图3-24 岩棉块育苗
岩棉作为育苗基质具有化学性质稳定、物理性状优良、不携带任何病原菌等优点,荷兰大部分蔬菜种苗生产企业都以岩棉块作为基质培育蔬菜种苗,以适应后续营养液无土栽培的要求。为了节省人力、物力,提高自身生产竞争力,荷兰育苗企业专门开发了蔬菜岩棉块种苗生产线,但受成本较高、回收处理困难等因素的制约,岩棉在我国应用较少。
3.2.5 椰糠
椰糠(图3-25、图3-26)是椰子果实外壳纤维粉经过粉碎、发酵、脱盐、定形加工的一种有机基质。椰糠透气和排水比较好,保水和持肥能力都比较强。椰糠湿容重为0.55g/cm3,pH5.8~6.7,碳氮比较高,吸水量约为自身重量的5~6倍。椰糠容重、透气性、持水量和pH等都比较适中,和其他基质混配后是非常理想的育苗基质。我国海南等地椰糠资源丰富,开发利用前景较好。
图3-25 椰糠基质
图3-26 椰糠基质育苗
3.2.6 木薯渣
木薯渣是木薯提取淀粉后的副产物发酵而成的。木薯渣容重约为300g/cm3,大小孔隙比约为1:8,电导率约为5mS/cm,pH约为6.37,碳氮比约为12.6。木薯渣拥有质地轻、透气性好、阳离子代换量低(电导率低)等作为轻型育苗基质的优良特性,但是单一木薯渣的小粒径颗粒比例过高,致使大小孔隙比过小,基质通气性差,与其他基质配合使用可达到良好效果。
3.2.7 菇渣
菇渣(图3-27、图3-28)是由种植草菇、平菇等食用菌后废弃的培养基质加水至含水量70%,发酵3~4个月后,风干打碎过筛而成。菇渣容重为0.2~0.4g/cm3,持水量为50%~60%,pH6.0~7.0。菇渣中含有较高的有机质和矿物质,可为蔬菜作物生长提供丰富的营养,但是菇渣的氮、磷含量较高,不宜直接作为育苗基质使用,可与草炭等基质按一定比例混合使用,混合时菇渣所占比例不应超过40%(体积比)。菇渣混配基质用于蔬菜育苗后,不仅可以减少不可再生资源草炭的用量,有利于保护环境,同时还可以降低生产成本,提高蔬菜产量和品质。菇渣发酵育苗基质的生产是农业废弃物循环利用的一种有效形式。但是目前菇渣在蔬菜育苗中尚未普遍应用,不同蔬菜育苗的配方还需进一步深入研究。
图3-27 菇渣基质原料
图3-28 菇渣基质
3.2.8 炭化稻壳
炭化稻壳(图3-29、图3-30)是稻壳经过加热至其着火点温度以下,使其不充分燃烧而形成的木炭化物质。炭化稻壳一般容重为0.15~0.24g/cm3,总孔隙度80%~90%,持水量为50%~60%,pH6.9~7.7,但是刚制成的炭化稻壳pH可达9.0以上,需要水洗或加酸调节后才可使用。
图3-29 炭化稻壳基质
图3-30 炭化稻壳育苗
炭化稻壳经过高温炭化,如果没有外来污染,则不带病菌。炭化稻壳具有营养丰富、价格低廉、来源广泛、透气性良好等优点。但是炭化过度的稻壳在使用时极易破碎,而且其持水孔隙度小,持水能力差,使用时需要经常浇水。炭化稻壳虽然吸收养分的能力较差,但是自身含有的钙、磷、钾等养分较丰富,可以满足幼苗生长的需要,因此非常适合蔬菜扦插和播种育苗。
3.2.9 蚯蚓土
蚯蚓土(图3-31、图3-32)是蚯蚓对有机废弃物进行生物降解的产物,蚯蚓土具有良好的透气性和排水性,但持水能力较差。蚯蚓土表面积大,使得许多有益微生物得以生存,并具有良好的吸收和保持营养物质的能力。因此蚯蚓土的可溶性盐的含量、阳离子交换性能和腐殖酸含量较高,pH适中。蚯蚓土富含丰富的养分、有机质、微生物菌群及腐植酸,可提高幼苗光合作用,促进幼苗生长,提高壮苗指数。
图3-31 蚯蚓土基质
图3-32 蚯蚓土基质育苗
3.2.10 芦苇末
芦苇末(图3-33、图3-34)是造纸工业原料芦苇经机械粉碎过筛后的废弃物,添加一定比例的鸡粪等辅料,在发酵微生物的作用下堆制发酵合成的基质。该基质由南京农业大学等单位研制开发,营养元素含量丰富,微量元素的含量能基本满足作物生长发育的要求,在蔬菜育苗生产中效果良好。芦苇末容重为0.2~0.4g/cm3,总孔隙度80%~90%,大小孔隙比为0.5~1.0,电导率为1.2~1.7mS/cm,pH7.0~8.0,阳离子交换量60~80me/100g,具有较强的酸碱缓冲能力。
图3-33 芦苇末基质原料
图3-34 芦苇末基质育苗
3.2.11 复合基质
复合基质(图3-35、图3-36)常由几种单一基质按不同比例混合而成。基质种类和配制比例因栽培植物种类和用途的不同而异。复合基质配比遵循蔬菜幼苗生长规律,为幼苗创造适宜容重、较大孔隙度、富含养分且具有较强保水能力、pH适宜的根际环境条件。目前国内外专业基质企业生产的育苗专用基质多为复合基质,而且直接使用商品育苗基质逐渐成为一种趋势。各育苗企业也可在多年育苗经验积累的基础上,自行配制复合基质。
图3-35 复合基质
图3-36 复合基质育苗