彭 彥，李綿盛

(1.國家林業(yè)局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022；2.廣寧縣華揚肥料有限公司，廣東 廣寧 526345)

桉樹育苗用的有機廢棄物基質(zhì)理化性質(zhì)分析

彭 彥1，李綿盛2＊

(1.國家林業(yè)局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022；2.廣寧縣華揚肥料有限公司，廣東 廣寧 526345)

為降低育苗成本，尋找替代部分泥炭土作為桉樹育苗基質(zhì)，本研究對9種由工業(yè)廢棄物生產(chǎn)的有機基質(zhì)，添加珍珠巖和泥炭土混配而成的有機基質(zhì)進行理化性質(zhì)檢測，結(jié)果表明：9種混配的有機基質(zhì)其容重為0.15 ~ 0.24 g·cm-3、總孔隙度為64.41% ~ 78.66%、pH值為6.02 ~ 7.35、EC值為0.44 ~ 0.76 ms·cm-1，具有疏松、透氣、保水、酸堿度適合苗木生長的特點，并含有充足的養(yǎng)分、豐富的有機質(zhì)供苗木生長所需，基本滿足理想基質(zhì)的要求。

工農(nóng)廢棄物；有機基質(zhì)；理化性質(zhì)；桉苗

目前，我國桉樹種苗年生產(chǎn)10億株以上，80%已采用輕型有機基質(zhì)育苗技術(shù)。當(dāng)前育苗基質(zhì)主要原料是泥炭土。泥炭土是一種良好的無土栽培基質(zhì)且在國內(nèi)外應(yīng)用廣泛，但全球泥炭土資源有限，在短期內(nèi)是一種不可再生資源，隨著各項法律法規(guī)的出臺，泥炭土的開發(fā)利用日益受到制約。利用工業(yè)和農(nóng)林業(yè)廢棄物全部取代或部分替代泥炭土，研究和開發(fā)新型環(huán)保的輕型育苗基質(zhì)越來越受到人們的重視，利用如工業(yè)和農(nóng)業(yè)固體廢物甘蔗渣、菇渣、葵花秸、城市污泥以及玉米秸等[1-8]有機廢棄物，作為無土栽培基質(zhì)可降低成本，提高育苗質(zhì)量，成為未來基質(zhì)選料的一個主要發(fā)展方向[9]。國家林業(yè)局桉樹研究開發(fā)中心一直致力于農(nóng)林廢棄物基質(zhì)化腐熟技術(shù)研究，已形成了椰糠、稻殼、木屑、桉樹皮為原料等幾種基質(zhì)產(chǎn)品用于桉樹種苗培育[10-18]。

本研究利用工農(nóng)業(yè)固體廢棄物(紙渣、菇渣、木屑)，采取微生物發(fā)酵技術(shù)，高效分解原料中有害物質(zhì)生產(chǎn)成有機基質(zhì)，混配泥炭土和珍珠巖，研究混配基質(zhì)的理化性狀，調(diào)配出理化性能優(yōu)良、適合桉樹種苗培育的基質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

堆肥材料：紙渣，由肇慶科倫紙業(yè)有限公司提供；蘑菇渣，由肇慶高新區(qū)綠健生物科技有限公司提供；木屑，由廣東鼎豐紙業(yè)有限公司提供。

有機基質(zhì)材料：有機基質(zhì)，紙渣、蘑菇渣和木屑混合，添加活性菌，采取好氧堆肥技術(shù)獲得符合有機基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。泥炭土，由四會市廣發(fā)泥炭土發(fā)展有限公司提供；珍珠巖，由佛山南海區(qū)和順明義蛭石珍珠巖廠提供。

3種有機基質(zhì)材料的理化性質(zhì)如表1。

表1 3種有機基質(zhì)材料的理化性質(zhì)

1.2 試驗方法

將上述堆肥和有機基質(zhì)材料按照體積比配成有機基質(zhì)(表2)，試驗共設(shè)了9個處理，分別編號為：M1(3:1:1)、M2(3:2:1)、M3(3:1:2)、M4(5:1:1)、M5(5:2:1)、M6(5:1:2)、M7(7:1:1)、M8(7:2:1)、M9(7:1:2)。

表2 有機基質(zhì)材料配比(體積比)

在試驗期間，對上述處理配置的基質(zhì)進行理化性質(zhì)檢測，測定指標(biāo)有基質(zhì)容重、總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙、大小孔隙之比、pH、EC值、有機質(zhì)含量、N、P、K含量。

檢測方法[19]：容重采用環(huán)刀法測定；總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙、大小孔隙比采用森林土壤水分—物理性質(zhì)測定法(LY/T 1215—1999)測定，pH、EC均采用電位法測定；有機質(zhì)采用用濃硫酸一加熱法測定有機質(zhì)含量；全N采用森林土壤全氮測定法(LY/T 1228—1999)測定；全P采用森林土壤全磷測定法(LY/T 1232—1999)、全K采用森林土壤全鉀測定法(LY/T 1234—1999)測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機基質(zhì)的物理性質(zhì)比較

各種配比有機基質(zhì)的物理性質(zhì)見表3。由表3可知，各種配比有機基質(zhì)的容重為0.15 ~ 0.24 g·cm-3，總孔隙度為64.41% ~ 78.66%，通氣孔隙度為20.35% ~ 28.58%，大小孔隙比為(1:1.73) ~ (1:2.68)，均能滿足理想基質(zhì)的要求；但持水孔隙度為 41.57% ~ 56.12%，與理想基質(zhì)相比稍低。有機基質(zhì)的比例差異導(dǎo)致其在物理性質(zhì)上的差異，如M1(3:1:1)、M2(3:2:1)、M3(3:1:2)中的 M2(3:2:1)，M4(5:1:1)、M5(5:2:1)、M6(5:1:2)中的 M5(5:2:1)，M7(7:1:1)、M8(7:2:1)、M9(7:1:2)中的M8(7:2:1)，在相同的堆肥比例下，隨著泥炭土的比例變大，容重與持水孔隙度變大；同理，M1(3:1:1)、M2(3:2:1)、M3(3:1:2)中的 M3(3:1:2)，M4(5:1:1)、M5(5:2:1)、M6(5:1:2)中的 M6(5:1:2)，M7(7:1:1)、M8(7:2:1)、M9(7:1:2)中的M9(7:1:2)隨著珍珠巖的比例變大，通氣孔隙度也變大。結(jié)果表明在相同條件下，容重、持水孔隙度隨著泥炭土比例增加而逐漸變大，通氣孔隙度則隨著珍珠巖的比例增大而逐漸變大。也就是說，含堆肥的有機基質(zhì)可以通過調(diào)配泥炭土與珍珠巖的比例達到比較優(yōu)良的物理性質(zhì)。另外，隨著有機基質(zhì)中堆肥的比例增加，其容重會逐漸變大，總孔隙度、通氣孔隙度和持水孔隙度會不斷地變少，故堆肥的添加比例不能過多，否則有機基質(zhì)會出現(xiàn)過重、不透氣、持水能力差的現(xiàn)象。

表3 不同有機基質(zhì)的物理性質(zhì)比較

2.2 不同有機基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的比較

不同有機基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的比較見表4。由表4數(shù)據(jù)分析得知，9種有機基質(zhì)配比的 pH值為 6.02 ~ 7.35，EC值為0.44 ~ 0.76 ms·cm-1，其pH值和EC值均達到理想基質(zhì)的要求。此外，M2(3:2:1)的pH值與EC值比M1(3:1:1)、M3(3:1:2)低，M5(5:2:1)的pH值與 EC值比 M4(5:1:1)、M6(5:1:2)低，M8(7:2:1)的pH值與EC值比M7(7:1:1)、M9(7:1:2)低。其主要原因是泥炭土添加比例不同，泥炭土的pH值和EC值均較低，與其他原料混配起到了中和調(diào)節(jié)作用；在M1(3:1:1)、M4(5:1:1)、M7(7:1:1)與 M2(3:2:1)、M5(5:2:1)、M8(7:2:1)及M3(3:1:2)、M6(5:1:2)、M9(7:1:2) 3組處理中，可以看出：由于堆肥的pH值及EC值比較大，隨著堆肥比例增加，pH值與EC值逐漸變大。結(jié)果表明：相同條件下，pH值與EC值隨著泥炭土比例變大而變小，隨著堆肥的比例變大而變大。

表4 不同有機基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的比較

2.3 不同有機基質(zhì)養(yǎng)分含量的比較

不同有機基質(zhì)養(yǎng)分含量的比較見表 5。由表 5可知，9種比例的有機基質(zhì)均含有比較充足的養(yǎng)分，豐富的有機質(zhì)為林木苗提供生長所需的養(yǎng)分。M1(3:1:1)、M4(5:1:1)、M7(7:1:1)的N、P、K及有機質(zhì)含量隨著堆肥比例的增大而不斷增大，M2(3:2:1)、M5(5:2:1)、M8(7:2:1)和M3(3:1:2)、M6(5:1:2)、M9(7:1:2)相同；從M2(3:2:1)、M3(3:1:2)看出，堆肥比例相同，N、P、K的含量差距不大，而有機質(zhì)的含量會隨著泥炭土比例增大而增大，M5(5:2:1)、M6(5:1:2)和M8(7:2:1)、M9(7:1:2)也如此。結(jié)果表明：相同條件下，有機基質(zhì)的 N、P、K與有機質(zhì)含量隨著堆肥的比例增大而增大，隨著泥炭土的比例增大而增大。

表5 不同有機基質(zhì)養(yǎng)分含量的比較 g·kg-1

3 結(jié)論

良好的基質(zhì)為栽培植株根系提供穩(wěn)定協(xié)調(diào)的水、氣、肥環(huán)境，應(yīng)有適宜的理化性質(zhì)[20]。本研究9種配比的有機基質(zhì)容重為0.15 ~ 0.24 g·cm-3、總孔隙度為64.41% ~ 78.66%、通氣孔隙度為20.35% ~ 28.58%、大小孔隙比為(1:1.73) ~ (1:2.68)、pH值為6.02 ~ 7.35、EC值為0.44 ~ 0.76 ms·cm-1，具有疏松、透氣、保水、酸堿度適合苗木生長的特點，基本達到理想基質(zhì)的要求，符合桉樹育苗的理化性質(zhì)需求；該有機基質(zhì)含有充足的養(yǎng)分、豐富的有機質(zhì)供桉樹在育苗時期的養(yǎng)分需求 。

通過對有機基質(zhì)理化性質(zhì)的研究分析得知，原料理化性質(zhì)的差異及特有的理化性質(zhì)可通過調(diào)整堆肥、泥炭土及珍珠巖的配比以達到林木育苗的理化性質(zhì)需求。在相同的條件下，其容重與持水孔隙度隨著泥炭土的比例增大而增大，通氣孔隙度隨著珍珠巖的比例增大而增大；在相同的條件下，EC值與pH值隨著泥炭土的比例增大而變小，隨著堆肥比例的增大而增加。

有機基質(zhì)有效地克服了傳統(tǒng)育苗基質(zhì)的過重、保水透氣性能差、培育的苗木根系欠發(fā)達、不能全面空氣修根的不足之處，能夠較好地滿足植株根系的生長要求。傳統(tǒng)的育苗基質(zhì)主要是黃心土，原料需要開山采集，這對大自然環(huán)境造成一定的破壞；有機基質(zhì)的主要原材料為工農(nóng)廢棄物如紙渣、菇渣、木屑等，屬于環(huán)保型產(chǎn)品，符合綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)和諧社會的原則。

本研究的有機基質(zhì)理化性質(zhì)接近于理想基質(zhì)，但對于桉樹育苗是否優(yōu)于傳統(tǒng)基質(zhì)還有待于其育苗栽培對比過程驗證。

[1] 劉士哲.現(xiàn)代實用無土栽培技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2001.

[2] 李艷霞,薛澄澤,陳同斌.污泥和垃圾堆肥用作林木育苗基質(zhì)的研究[J].農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,2000,16(1):60-63.

[3] 李謙盛,郭世榮,李式軍.利用工農(nóng)業(yè)有機廢棄物生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無土栽培基質(zhì)[J].自然資源學(xué)報,2002,17(4):515-519.

[4] 朱國鵬,劉士哲,陳業(yè)淵,等.基于椰糠的新型無土栽培基質(zhì)研究(II.)——配方試種篩選[J].熱帶作物學(xué)報,2005, 26(2):100-106.

[5] 劉偉,余宏軍,蔣衛(wèi)杰.我國蔬菜無土栽培基質(zhì)研究與應(yīng)用進展[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2006,14(3):4-7.

[6] 于鑫,孫向陽,張驊,等.有機固體廢棄物再生環(huán)保型無土栽培基質(zhì)研究進展[J].北方園藝,2009(10):136-139.

[7] 索琳娜,金茂勇,張寶珠.農(nóng)林有機廢棄物生產(chǎn)花木栽培基質(zhì)技術(shù)和前景[J].北方園藝,2009(4):108-112.

[8] 黃明翅,宿慶連.不同花卉栽培基質(zhì)的理化性狀分析[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,37(8):109-110.

[9] 李天林,沈兵,李紅霞.無土栽培中基質(zhì)培選料的參考因素與發(fā)展趨勢[J].石河子大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),1999, 3(3):250-258.

[10] 謝耀堅,張世超,譚曉風(fēng).桉樹育苗輕型基質(zhì)配方研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2008,28(4):62-66.

[11] 尚秀華,謝耀堅,彭彥.農(nóng)林廢棄物的腐熟處理及其在育苗中的應(yīng)用[J].桉樹科技,2008,25(2):49-54.

[12] 謝耀堅,王軍,彭彥,等.桉樹工廠化育苗輕型基質(zhì)篩選試驗研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,2008,21(4):528-533.

[13] 尚秀華,謝耀堅,彭彥,等.木屑基質(zhì)化腐熟技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(19):8969-8973.

[14] 張沛健,謝耀堅,彭彥,等.桉樹皮基質(zhì)理化性質(zhì)變化對苗木生長的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,38(10):59-61,72.

[15] 張沛健,彭彥,謝耀堅,等.基于桉樹皮的有機基質(zhì)腐熟處理研究[J].熱帶作物學(xué)報,2011,32(3):412-416.

[16] 尚秀華,謝耀堅,彭彥,等.4種不同氮源對稻殼腐熟處理效果的研究[J].熱帶作物學(xué)報,2011,32(12):2226-2230.

[17] 尚秀華,謝耀堅,彭彥,等.腐熟桉樹皮基質(zhì)對桉樹育苗效果的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2011,31(6):33-38,43.

[18] 尚秀華,謝耀堅,楊小紅,等.不同配比的腐熟基質(zhì)對桉樹育苗效果影響的研究[J].熱帶作物學(xué)報,2012,33(12): 2150-2155.

[19] 中國土壤學(xué)會農(nóng)業(yè)化學(xué)專業(yè)委員會.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析方法[M].北京:科學(xué)出版社,1983.

[20] 李靜,趙秀蘭,魏世強,等.無公害蔬菜無土栽培基質(zhì)理化特性研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2000, 22(2):112-115.

Physiochem ical Properties Analysis on Industrial and Agricultural Waste Com post Used as Grow ing M edia for Eucalyptus Seed lings

PENG Yan1, LI M ian-sheng2
(1. China Eucalypt Research Centre, Zhanjiang 524022, Guangdong, China; 2. Huayang Fertilizer Co.,Ltd, Guangning 526345, Guangdong, China)

A fter physicochem ical evaluation of 9 organic substrates, which comprised varying m ixtures of compost, perlite and peat, further studies were carried out to evaluate the suitability of the different substrate mixtures for propagating Eucalyptus seedlings. Results showed that: the density of the 9 substrates varied from 0.15 to 0.24 g·cm-3, the total porosity ranged from 64.4% to 78.7%, pH values ranged from 6.0 to 7.3, and EC values ranged from 0.44 to 0.76 ms·cm-1. The organic substrates evaluated all proved to be friable, breathable, water absorbent and w ith pHs generally suitable for seedling grow th. The substrates were also rich in organic matter and contained adequate nutrients for seedling grow th and generally meet the requirements of ideal substrates for Eucalyptus seedling propagation.

industrial and agricultural waste; organic substrate; physicochemical properties; Eucalyptus seedling

S723.1

A

2014-08-06

林業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣項目：桉樹皮輕型有機基質(zhì)加工技術(shù)推廣(2012[33]號)

彭彥(1968— )，在讀博士，高級工程師，主要從事森林培育研究

＊李綿盛為通訊作者