園藝植物

我國是世界上設施園藝面積最大的國家，其栽培面積已超過400 萬畝，在保障園藝產(chǎn)品周年穩(wěn)定供應、促進農(nóng)民增收致富和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮了巨大的作用。但是隨著園藝設施中連續(xù)多年的連作栽培，出現(xiàn)了土壤理化性狀變劣、連作障礙嚴重等問題，迫切需要尋找新的對策予以解決。外源性有機基質的介入就是其對策之一，此外，有機基質也是快速發(fā)展的工廠化育苗、立體栽培、無土栽培等各種新型栽培方式中必不可少的介質。因此有機基質的開發(fā)和應用就成了設施園藝中一個亟待研究的重要領域。

產(chǎn)品應用-育苗基質

20 世紀80 年代以來，設施園藝在我國得到了迅速而持續(xù)的發(fā)展。利用溫室、大棚等農(nóng)業(yè)設施可以改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境條件，進行春提早、秋延后及反季節(jié)栽培，對均衡蔬菜周年供應、提高人民生活水平和菜農(nóng)的經(jīng)濟收入都起到了積極作用。但是設施農(nóng)業(yè)在長期的生產(chǎn)實踐過程中，也逐漸產(chǎn)生了一些令人關切的土壤生態(tài)環(huán)境問題，如表層土壤次生鹽漬化加重、土壤酸化、土壤連作病蟲害越來越嚴重等，反映在蔬菜品質上表現(xiàn)為體內硝酸鹽含量及農(nóng)藥含量超標等，嚴重影響設施栽培的可持續(xù)發(fā)展。作為解決設施土壤問題的有效途徑之一，國外無土栽培技術被引入到國內，并得到了相應較快的發(fā)展。

產(chǎn)品應用-栽培基質

與土壤栽培相比，無土栽培具有作物長勢強、產(chǎn)量高，節(jié)水、節(jié)肥、省力、省工，可以避免土壤傳染的病蟲草害等優(yōu)點。無土栽培分為營養(yǎng)液栽培(水培、霧培) 和固體基質(簡稱基質) 栽培兩大類。營養(yǎng)液循環(huán)栽培需要的裝置較復雜，一次性投資較大，而且栽培中的水肥管理技術與傳統(tǒng)的土壤栽培之間的差異很大，需要生產(chǎn)者有較高的文化素質和勞動技能；相對而言，基質栽培需要的設施費用相對較少，基質栽培的技術與土壤栽培之間比較接近，勞動者容易掌握。在設施農(nóng)業(yè)發(fā)達的西歐、北美一些國家，基質栽培面積不斷擴大，且有部分取代營養(yǎng)液循環(huán)栽培的趨勢。在國內，目前無土栽培的類型也以基質栽培為主。

栽培

用于固定植株并且能提供一定營養(yǎng)成分的基礎物質統(tǒng)稱為基質。無土栽培離不開基質，即使是營養(yǎng)液循環(huán)栽培方式，其育苗期間也必須使用基質。對無土栽培基質的要求有物理性狀和化學性狀兩個方面。從物理性狀來看，要求粒徑、容重和孔隙度等指標適中，以協(xié)調通氣、透水和持水之間的關系。從化學性狀來考慮，要求pH 為弱酸性至中性，不含有毒物質，不含對植物有害的特殊氣味，對養(yǎng)分含量則沒有一定要求。

栽培成果

無土栽培的基質分為有機基質和無機基質兩大類。無機基質有砂、礫石、巖棉、蛭石、珍珠巖、爐渣等，其養(yǎng)分含量較少，但成分也較穩(wěn)定。有機基質主要有草炭(又稱泥炭)、碳化稻殼和鋸木屑等，基質中含有較多的植物能夠利用的養(yǎng)分。國內外的基質栽培以草炭、珍珠巖和爐渣等的混合物居多。由于草炭是不可更新的資源，存量有限，且草炭的開采還伴隨著濕地資源的破壞；國內草炭大多是從東北運來，價格高，造成基質栽培成本高、效益低的局面，推廣應用受到影響。為解決基質來源少、價格高這一瓶頸問題，國內外對替代草炭的有機基質進行了很多研究，其原料主要是廢棄的植物殘體。這些廢棄物原料的類型主要有：(1) 農(nóng)作物秸稈類：稻麥和棉花秸稈，玉米芯、花生殼、稻殼、棉籽殼、稻糠、麥糠、菇渣、甘蔗渣、向日葵殼；(2) 林木或加工廢棄物：樹枝和樹葉、樹皮、巴旦杏殼、鋸木屑、椰糠、椰棗廢料；(3) 工業(yè)生產(chǎn)下腳料：醋糟、酒糟、中藥渣、茶渣、蘆葦末(制紙漿下腳料)等。這些廢棄物來源廣泛、種類繁多，既可就地取材、降低成本，又可變廢為寶、保護環(huán)境。但是盡管基質原料來源多，并且也在生產(chǎn)上進行了應用，而大多是試驗性的或自產(chǎn)自用的小規(guī)模加工利用，真正進入產(chǎn)業(yè)化、商品化生產(chǎn)的極少，所以，迫切需要開發(fā)規(guī)?；⑸唐坊?、標準化的有機基質產(chǎn)品，這對于促進我國設施蔬菜和花卉生產(chǎn)的高產(chǎn)、優(yōu)質、高效和可持續(xù)發(fā)展將起到至關重要的作用。

醋糟

對植物殘體廢棄物的基質化利用需要低成本的適用技術，目前主要采用的是生物發(fā)酵技術，即將廢棄物料條垛式堆制后進行好氧發(fā)酵，通過高溫的作用，使物料得到腐熟，大部分可溶性養(yǎng)分得到礦化，大多數(shù)病原菌被殺死，以至于不會對植物產(chǎn)生病害和化學毒害。物料發(fā)酵原理與傳統(tǒng)的堆肥技術相似，只是由于作為基質使用與作為堆肥有機肥使用相比，其在介質中所占比例更高，所以對其腐熟的要求更為嚴格。由于植物殘體在自然狀態(tài)下的發(fā)酵速度慢，且不同的廢棄物所具有的物理和化學性狀不同，發(fā)酵腐熟所需要的時間也不同。因此，在規(guī)?；|生產(chǎn)中，重要的是創(chuàng)造條件加快物料發(fā)酵和腐熟的速度，其關鍵技術包括三個方面：一是通過添加各種輔料，作為調理劑來調節(jié)pH，或作為營養(yǎng)調節(jié)劑來調節(jié)碳氮比(C/N)和養(yǎng)分等性狀；二是通過調節(jié)溫度、水分等環(huán)境因子，來調節(jié)發(fā)酵微生物繁殖生長所需要的環(huán)境；三是添加引爆劑，即引入外源微生物，從而加快物料發(fā)酵的進程。

醋糟發(fā)酵

在1996~2015 年的20年間，本研究團隊在國家和省、市項目的支持下，先后進行了利用造紙工業(yè)廢渣蘆葦末、制醋工業(yè)廢渣醋糟、大田作物秸稈和園藝作物鮮秸稈、食用菌渣、鋸木屑等廢棄物開發(fā)園藝有機基質的研究，從原料配方、環(huán)境調控、發(fā)酵工藝，到栽培應用、水肥管理，再到基質理化性狀檢測技術，都進行了深入的研究，成果獲得多項國家級和省部級科技進步獎。由于制醋業(yè)是江蘇大學所在地鎮(zhèn)江市的特色工業(yè)，對于醋糟廢棄物的處理一直是從企業(yè)到地方政府特別關注的環(huán)保問題，因此，本團隊對于醋糟基質化利用的研究也最具特色、最為深入，規(guī)?；?、商品化和標準化開發(fā)的工藝最為成熟，在生產(chǎn)上推廣應用最多。本書重點以醋糟為例來論述有機基質的開發(fā)和應用技術，對于其他各類廢棄物的基質化利用都有指導或參考價值。

本文摘編自李萍萍 張西良 趙青松 等著《園藝植物有機栽培基質的開發(fā)與應用》一書，內容有刪節(jié)，標題為編者所加。

園藝植物有機栽培基質的開發(fā)與應用

ISBN 978-7-03-057027-7

李萍萍 張西良 趙青松 等 著

責任編輯: 惠 雪 梅靚雅

《園藝植物有機栽培基質的開發(fā)與應用》以釀造糟渣醋糟為例，系統(tǒng)地介紹了利用生物質有機廢棄物進行園藝植物基質開發(fā)及栽培育苗應用中的一些關鍵技術。書中詳細介紹了有機廢棄物堆制發(fā)酵中的理化性狀調節(jié)和環(huán)境因子調控技術，微生物在促進發(fā)酵中的作用及其篩選方法；有機基質在蔬菜育苗、葉菜和果菜栽培中的基質配方技術，蔬菜栽培中的養(yǎng)分和水分供需特點及管理技術；基質中含水量、電導率、pH、氮素等重要性狀的快速檢測方法，以及有機基質多參數(shù)便攜式檢測儀和無線檢測儀的設計方法。其研究結果可為有機廢棄物的無害化利用、設施園藝高效基質栽培技術提供理論依據(jù)和技術支撐。

本書可作為園藝植物栽培、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、農(nóng)業(yè)工程、環(huán)境保護、測控技術等專業(yè)技術人員和科研工作者的參考用書，也可作為大專院校、科研單位相關專業(yè)的研究生及本科生的課外讀物。

（本期編輯：王芳）