河沙中含有充足的矿质元素,可补充营养液部分营养成分缺失的现象。珍珠岩的pH值基本呈中性,阳离子代换量小。无土栽培中单独使用珍珠岩较少,多与其他基质混合使用。泥炭为非可再生性资源,使用过程中应注意节约。基质的种类和配比因栽培蔬菜种类的不同而不同。晾晒过程中,应对物料进行适当粉碎,减少物料中块状粪便含量,有利于提高发酵深度。有氧发酵和厌氧发酵时间约为1个月,夏季温度高时发酵时间可缩短到20天左右。
育苗基质制作及使用技术
基质是无土栽培领域广泛应用的材料,常采用沙子、蛭石、石英砂、岩棉、草炭、木屑、树皮、秸秆粉、畜禽粪便等按照特定比例组合而成的作物根系培养物。由于其具有良好的透气性、保水保肥性以及一定的酸碱缓冲能力,能够为作物根系生长提够优良的生长环境,另外,经过彻底栽培基质无病菌、无草籽、无虫卵,可有效降低作物土传病害发病率,减少种植过程中农药用量,降低种植成本。近年来基质栽培在育苗方面的优势逐渐显现,现将育苗基质的制作及适用技术简单介绍如下:
一、育苗基质材料选择
基质材料分为无机材料和有机材料,实际应用过程中多采用有机无机混合材料制作基质,常用的基质制作材料有以下几种。
1.河沙
河沙是无土栽培中常用的原材料,它取材方便,资源丰富,受污染较少,含水量易于调节。一般选用粒径为0.1-0.3毫米的河沙,粒径过大基质透气性能优越,但水分容易流失,粒径过小透气性有所降低。河沙中含有充足的矿质元素,可补充营养液部分营养成分缺失的现象。
2.蛭石
蛭石质地较轻,容重为每立方米80-160千克,总孔隙度很大,可有效容纳基质溶液,具有良好的透气性和保水性,是无土栽培中较理想的原材料。蛭石是在高温下形成的,妥善保存的蛭石不带病原菌和虫卵,但是含有较多的钙、镁、铁等矿质成分,能为有效促进作物生长。
3.砾石
砾石指较大的砂砾,直径一般大于2毫米。砾石保水保肥能力差,所含矿质元素溶解性较低,但通气性好。
4.岩棉
岩棉是一种纤维状的矿物,质地较轻,一般容重为75-80千克/立方米,孔隙度大,透气性好,吸水性强。岩棉是经过高温处理过的,在使用新的岩棉时不必消毒,在营养膜、滴灌多层立体栽培等技术中都可以用岩棉作基质,植物无论是粗根系,还是细根系,均可在岩棉中生长良好。
5珍珠岩
珍珠岩是含硅的矿物质,是在炉体中加热到760℃形成的质轻膨松的颗粒体,一般容重为80-120千克/立方米。珍珠岩的pH值基本呈中性,阳离子代换量小。无土栽培中单独使用珍珠岩较少,多与其他基质混合使用。
6.锯末
锯末,是指在木材加工过程中形成的粉末状木质成分。锯末质地轻,具有很好的吸水性与通透性,是有益菌生长的良好载体,经腐熟的锯末质地松软,常规种植过程中不会对作物根系造成伤害,与其他基质混合使用更能提高无土栽培的效果。
7.泥炭
泥炭又名草炭、泥炭土、黑土、泥煤,在世界各地分布广泛,我国东北地区储量丰富。泥炭质地细腻,保水保肥能力强,但通常通透性较差,易于同其它材料混合使用。泥炭含有大量的有机质,具有较强的缓冲性能,质地轻,无病害孢子和虫卵。泥炭为非可再生性资源,使用过程中应注意节约。
8.树皮、秸秆粉
经过适当粉碎的树皮、秸秆粉比锯末更加松软,可有效续存液体肥料,保水保肥性能良好,透气性能极佳,与锯末具有相同的培养功能,并且原材料丰富,可再生,加工方便,在基质栽培种逐渐占据重要的地位。
9.畜禽粪便
畜禽粪便中含有大量植物可利用的氮磷钾元素,经过充分腐熟的畜禽粪便可持续供应作物对营养元素的需求,所含有益微生物持续作用,建立培养基质微生态平衡,且畜禽粪便粉碎粒径更细,整体蓬松程度适中,可单独使用,也可配合其他原材料一起使用。
10.复合基质
由两种或几种基质按一定的比例配合而成。基质的种类和配比因栽培蔬菜种类的不同而不同。配制复合基质用2-3种即可,制成的基质应是:容重相对减小,孔隙度适中,水分和空气含量较高。
二、有机质材料处理
无机材料像河沙、蛭石、岩棉、砾石等可以直接混合使用,较少采取前处理,但是,作物秸秆、锯末、畜禽粪便等生物质材料含有大量微生物可利用成分,直接制作基质时容易造成植株根系缺氧,甚至烧苗的情况,必须经过微生物发酵充分腐熟后再行使用。主要分为以下几个环节。
1.物料准备
将畜禽粪便、作物秸秆、锯末等(简称物料)分别进行场地晾晒,使水分含量降低到20-30%,此时物料略微潮湿,便于后期添加菌液,若物料本身含水量较高,再添加如金益生菌菌液后造成含水量过高,影响发酵质量。有条件的话,也可以使用畜禽粪便烘干机降低物料水分含量,同时起到灭杀病原微生物的作用。晾晒过程中,应对物料进行适当粉碎,减少物料中块状粪便含量,有利于提高发酵深度。
用1公斤如金益生菌原液配制10公斤益生菌激活液,厌氧发酵3天,再加590公斤水,搅拌均匀,制成600公斤如金益生菌稀释液,用于1000公斤物料发酵。
2.拌料
称取经晾晒过的牛粪520公斤、鸡粪360公斤、秸秆粉120公斤并进行充分混合,混合后物料总重1000公斤。先将一部分混合好的物料平摊于1平方米的水泥地面上,厚度1-2公分左右,然后喷洒如金益生菌稀释液,完成后再铺盖一层物料,再喷洒如金益生菌稀释液,如此反复,直至所有物料均添加如金益生菌稀释液,最后充分翻堆混匀作为待发酵物料,控制水分含量在50%左右(手捏成团,松开即散)。
3.发酵
将待发酵的物料堆放到沙地或土地上(小规模生产最好不要堆放在水泥地上),做成宽1.5米,高0.6米,长度不限的发酵堆,并用塑料布进行遮盖,减少水分的蒸发,进行有氧发酵。发酵过程中堆温不断上升,2-3天后温度达到50-60℃时进行翻堆,增加通气量,并重新堆制成堆,1-2天后再次翻堆,发酵过程一般翻堆4-5次,后期用塑料布密封压实进行厌氧发酵。有氧发酵和厌氧发酵时间约为1个月,夏季温度高时发酵时间可缩短到20天左右。
三、培养基质配制
根据种植规模、当地原材料种类、资金情况选择适宜的材料进行培养基质,普通种植过程中易选择充分腐熟的有机材料和干净的河沙按1:1的比例混合作为育苗基质,大型种苗基地用量大,基质安全级别要求高,一般选择杂菌含量较少的珍珠岩、蛭石、岩棉等材料同其它有机材料混合使用。
所选材料力求简单易得,价格便宜,配制的培养基具有良好的透气性、保水性、保肥性、可持续利用性,经过简单处理还可再次循环使用,不会产生环境污染物;培养基质具有一定的微生物负载能力,可以为有益微生物生长代谢提供优良的环境条件,促进有益菌种群数量激增,调节培养基质微生态平衡。
四、基质育苗措施
1.品种选择
冬、春栽培的瓜类选择耐低温弱光、对病害多抗的品种;夏、秋栽培的选择抗病毒病、耐热的品种。
2.场地设施
根据季节不同选用连栋温室、塑料大棚等育苗设施,夏秋季育苗应配有防虫遮阳设施,育苗盘一般采用50孔穴盘或90孔穴盘。为降低劳动强度,本方法采用苗盘播种育苗直至幼苗移栽的方式,减少分苗的操作环节。操作中需将配置好的培养基质添加到育苗盘中,添加量为孔穴容量的4/5,剩余部分留作播种后覆盖种子用。
3.种子处理
将种子用55℃的温水浸种20min,采用这种温汤浸种的方法可以在一定程度上防治黑星病、炭疽病、病毒病、菌核病。
经过温汤浸种处理的种子采用如金菌激活液500倍稀释液浸种30分钟,然后转入催芽盘中进行催芽,催芽过程中应注意水分调节,可在盘中预先铺设湿毛巾平摊种子后在铺盖一层毛巾,随时查看毛巾干湿度,上层毛巾过干时,可直接喷洒如金菌激活液500倍稀释液补充水分。带有种衣的种子一般带有农药,建议直接播种。
4.播种
当催芽种子70%以上露白时即可播种。先将穴盘内培养基质浇足底水,水渗下后进行播种,并用培养基质薄撒一层,找平穴盘表面基质。
5.苗期管理
温室育苗过程水分蒸发量较大,加之育苗盘孔穴较小,蓄水量少,极易造成水分过量蒸发,应注意补充水分。可直接喷洒如金菌激活液500倍稀释液补充水分,同时起到增加培养基质中有益微生物种群数量的作用,也可结合冲施肥使用,提高培养基质的养分含量。移栽前进行适当干旱炼苗,增加幼苗抗性,提高移栽后幼苗成活率。
无土栽培常用何种基质?各有什么特点?
无土栽培常用的基质主要有砂、蛭石、泥炭、炭化稻壳、煤渣、岩棉、珍珠岩、泡沫塑料、砾石等。无土栽培基质依来源不同分为天然基质和人工合成基质两大类。天然基质由于成本低,在我国被广泛使用。人工合成基质是经人工加工而成的一些材料,如岩棉、泡沫塑料等。人工合成基质一般成本要高于天然基质。
无土栽培基质依化合组成不同又可分为有机基质和无土基质两大类。有机基质是由有机物组成的材料,易被微生物分解,不易对环境造成污染。如泥炭、炭化稻壳等。无机基质由无机物组成,不易被微生物分解,使用年限较长,但大量积累易造成环境污染,如岩棉等。
(1)砂 砂是最早和最常用的无土栽培基质。其取材方便,成本低。但砂的容重较大,一般每立方米在1.5~1.8吨之间,运输成本高。砂作基质使用时往往表现粗砂持水量低,而细砂通气性差。生产上使用粒径在0.5~3毫米的砂子作基质可取得较好的栽培效果。如果砂的厚度在30厘米以上,1毫米以下的比重应尽量少,以避免影响根系的通气性。
砂的pH一般近中性,受地下水pH的影响亦可偏酸或偏碱性。砂子含有大量的矿质元素,如钙、镁、锌、铜、硼、锰、铁等可供作物吸收利用。使用前应对砂的水洗液进行测定,以便正确调整营养液组成。
砂在使用前应进行过筛。去掉5毫米以上和0.5毫米以下的过粗、过细砂,以确保在使用中有较好的持水性和通气性。砂子过筛后进行水洗,以冲去泥土及稀释砂子本身含有的矿质养分,避免某些养分浓度过高引起作物生长不良,甚至发生中毒现象。
(2)砾石 砾是指直径较大的砂砾。用它作基质的无土栽培称为砾培。
砾石由于直径较大,持水力很差,但其通气性很好,适宜放在栽培基质的最底层,以便于作物根系通气和过剩营养液的排出。一般砂石不单独使用,多放在底层,并进行纱网隔离;上层放较细的其他基质,如细泥炭等。
砾石比重与砂接近,容重差异亦不明显。因而运输困难,使用范围受到限制。
(3)蛭石 蛭石是次生矿物,在1000℃的高温中加热膨胀而成的一种片状、多孔、海绵状物质。蛭石容重很小,每立方米只有96~160千克,运输很方便。其总孔隙度较大,在95%左右,小孔隙可在50%~60%之间,持水能力很强。较粗的蛭石同样有很好的通气性和持水力,但较细的蛭石往往小孔隙比例过高,而表现通气性差,适宜于育苗时使用。
在蛭石资源丰富的地区,蛭石是首选的无土栽培基质。蛭石和泥炭特别适宜于无土栽培经验不足的使用者,其稳定的环境条件会使栽培者获得很好的使用效果。
蛭石经高温加工而无菌,且含有大量的可溶性矿质养分。未经水洗的蛭石内含有大量的烟尘和钙、镁、钾、铁、锰、锌、铜等养分。使用前应进行充分的水洗以冲去烟尘和稀释所含的养分,并进行测定,以便进行必要的营养液配方调整,以避免某些养分浓度过高而引起作物生长不良,甚至受毒害。
(4)泥炭 泥炭又称草炭,是一种性能良好的无土栽培用基质,被广泛应用于机械化育苗和无土栽培用基质。草炭的容重和蛭石接近,每立方米在50~200千克之间。泥炭据形成条件、植物种类及分解程度分为高位泥炭、中位泥炭和低位泥炭三大类。
泥炭具有较高的水气比例,较高的总孔隙度,较大的小孔隙比例。蛭石的水气比例在2~3:1,而草炭可达10:1,说明草炭持水能力强而通气性差。适宜作育苗用基质,而不太适宜直接用于无土栽培用基质。作物定植后用草炭时多与一些通气性能良好的栽培基质混合或分层使用,这样的混合基质充分发挥了不同基质的特点,混合后发挥了各自的优势,栽培使用效果很好。
泥炭和蛭石是无土栽培基质中阳离子代换量最高的两种基质,具有很强的养分保存能力和很强的养分缓冲能力;其他基质的阳离子代换量较低,保存养分的能力较差,缓冲能力小,在经验不足的条件下易出现作物根系环境养分浓度、酸碱度、电导度有较大幅度变化,引起作物生长不良。因此,草炭和蛭石是两种最易取得成功的无土栽培基质。
(5)岩棉 岩棉是60%辉绿石、20%的石灰石和20%的焦炭混合物在1600℃下熔融,然后高速离心成的0.005毫米的硬质纤维。岩棉纤维加上粘合剂和吸水剂可制成容重70~100千克/立方米的岩棉板、岩棉块等栽培用基质。岩棉经高温制成而无菌,且属惰性,不易被分解,不含有机物。
岩棉容重小,搬运方便,但由于加工成本高,价格较贵,难以全面推广应用。加之岩棉不易被分解、腐烂,大量积聚的废岩棉会造成环境污染,因而岩棉的再利用是值得进一步研究的课题。
岩棉由于是一种完全人工加工而成的基质,所以它具有良好的水气比例,一般为2:1左右,持水力和通气性均较好,总孔隙度可达96%左右,是一种性能优越的无土栽培基质。但因其成本高,易造成污染,限制了岩棉的大面积应用。
(6)炭化稻壳 稻壳是稻米加工时的副产品。无土栽培用的炭化稻壳是将稻壳加温或暗火燃烧而成的炭化状态稻壳。暗火燃烧过度会使稻壳灰化而失去使用价值。
炭化稻壳容重很小,每立方米只有150千克左右,和蛭石的容重接近,搬运方便。炭化稻壳的总孔隙度在82.5%左右,透气性良好。小孔隙比例在20%~30%之间,亦有良好的持水能力,不易发生过干或过湿的不良现象。炭化稻壳含有大量的碳酸钾,未经水浇前pH可高达9.0左右,水浇后即可降至6.5左右。使用炭化稻壳作基质进行无土栽培的营养液中可适当降低钾肥的用量。
炭化稻壳内含有大量的钾、钙、镁、锌、铜、硼等元素,这些养分可被作物直接吸收,新的炭化稻壳使用第1周内可不加这些养分。
此外,珍珠岩、泡沫塑料、锯末、炉渣、钢渣及它们的混合物亦都是良好的无土栽培基质。值得注意的是:不同粒径、不同厚度的同一种基质的理化性状会有明显差异,作物根系环境也会不同,栽培管理上应根据基质的实际特性进行相应的管理,机械照搬某项技术可能导致作物生长不良。不同基质按不同的比例混合后会产生差异很大的混合基质,生产上应根据当地资源合理搭配混合基质,以获得最佳的栽培效果。
没有差的基质,只有不配套的管理技术。任何一种基质只要充分认识到它的理化特性,并采用合理的配套管理技术,特别是水分管理技术,均会取得满意的结果。