CN102126881A - 利用互花米草制备林木容器育苗栽培基质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用互花米草制备林木容器育苗栽培基质的方法，属于植物资源利用技术领域。该方法包括：(1)互花米草秸秆的收集与干燥；(2)粉碎；(3)草粉的发酵腐熟与灭菌；(4)稻谷壳的炭化处理；(5)复合基质的混配等步骤。本发明方法简单实用，而互花米草资源极其丰富，故其生产成本可比泥炭基质下降46.8％-54.8％，育苗效果与泥炭相仿，可实现互花米草的资源化利用，并降低对泥炭基质的依赖，是一种环境友好，生态型的资源利用技术，其经济、社会、生态效益明显。本发明可在沿海地区推广应用。

Description

利用互花米草制备林木容器育苗栽培基质的方法

技术领域

本发明涉及植物资源利用技术领域，具体涉及一种利用外来入侵物种——互花米草茎杆资源制备成林木容器育苗栽培基质的方法。

背景技术

林木容器育苗是当今世界林业的一项先进育苗技术。林木容器苗由于育苗期短、造林季节长、规格及质量易控制、节约种子、起苗时根系不易损伤、苗木失水少、造林成活率高、缓苗期短等优点，能有效提高造林成活率、保存率，减少补栽用苗和用工费用，可大大提高造林质量，在全世界推广应用较为广泛。

育苗基质是容器苗生长发育的重要载体。在传统林木容器育苗生产中，常常选择由2-3种不同类型的物料复配而成的基质，以改善单一物料在物理性状上的不足。其中，泥炭具有保水通气、天然无菌，有机缓释的特性，且其有机质、腐植酸含量高，纤维含量丰富，吸咐螯合能力强，有较强的离子交换和盐分平衡控制能力以及较高的生物活性和生理刺激作用，为无土栽培最理想的有机物料，同时配比其他物料如珍珠岩、蛭石等，以改善单一物料在理化性状上对植物产生的影响，能很好改善基质的物理性状。但该类复合基质不仅养分含量不足，同时泥炭的形成极其缓慢，需要经过若干地质年代，是一种不可再生资源，同时泥炭地又是一种特殊的湿地类型，孕育了大量的生物。由于现代农业和工业对泥炭资源的大量需求，导致了泥炭资源的匮乏，同时也破坏了大量泥炭湿地环境。泥炭的大量开发与使用致使生态系统破坏，造成严重的环境和资源压力。由于泥炭资源的稀缺性和分布的地域性等原因，致使用于林木容器育苗生产成本高昂、生态环境代价巨大。因此，另行选择寻找经济、实用、资源丰富的有机物料来取代日益匮乏的泥炭资源，已成为林木育苗业亟待解决的重要课题。

互花米草(spartinaaltermiflora)原产于北美大西洋岸，是潮间带滩涂生长的一种多年生禾本科高杆型C4草本植物。80年代初期，互花米草被引入我国用于保滩护岸、促淤造陆，由于其具有耐盐碱、耐潮汐、繁殖力强、根系发达等特点，迅速在全国沿海各地滋生蔓延，目前已在我国北起辽宁锦西、南到广西北海共100多个县市的沿海滩涂上繁殖生长，其分布面积已达34451hm²。作为外来入侵物种，其强大的繁殖能力和高大密集的种群特征，对我国沿海滩涂地区的景观性、生物多样性和水产养殖已造成一系列不良的影响，同时每年冬季互花米草干枯死亡后返回大海，亦给海洋生态造成较大的污染。因此，互花米草2003年已被国家环保局列入我国首批16种入侵物种黑名单。

但我们认为互花米草又是一种潜在的生物资源，其鲜产可达30-50t/hm²，资源量非常可观；其秸秆富含纤维，内部呈海绵状，有许多竖直的通气孔，同时含有多种生物活性物质、氨基酸、维生素和微量元素；再生能力很强，收割之后能迅速再生，每年可收割2～3次。故在资源日趋紧缺的今天，互花米草可作为沿海滩涂开发利用的资源而变害为宝。我们设想可以通过持续收割互花米草为原料制备成适合林木育苗的复配基质，既可以减少对泥炭、蛭石、珍珠岩等不可再生资源的需求，又可以抑制互花米草恶性扩张的趋势，促进生态平衡，有利于改善海洋生态环境，解决入侵物种的危害问题，而且互花米草价廉、物美，原料生产成本很低，可实现资源化的利用。

但在利用互花米草制备林木容器育苗栽培基质的试验过程中发现存在以下的问题：互花米草中既存在有一定数量的病菌、虫卵、杂草种子等有害病菌和微生物，同时其C-N比又高达93.7，既严重制约了发酵过程中微生物的活性，作为基质又会严重阻碍植株的正常生长；此外，其叶面的表皮细胞具有大量乳状突起的特殊结构，使其水分蒸发较为困难，在自然条件不易晒干导致粉碎难度较大；其理化性状亦有局限性，不宜单独作为栽培基质使用，而需与其它辅助材料混配，以改变其固、液、气的三相比例、养分含量及结构以满足植物生长发育的需要。

发明内容

本发明目的是，针对互花米草作为一种生物资源所存在的有害病菌和微生物、C-N比很高及其理化性状局限性等的缺陷，提供一种以互花米草为基本原料，加工制备成成本低廉、营养丰富、理化性状好、能适宜苗期生长发育需要的林木容器育苗栽培基质的方法。

本发明目的通过以下技术方案来实现。

利用互花米草制备林木容器育苗栽培基质的方法，该方法按以下步骤进行：

(1)互花米草秸秆的收集与干燥：将成熟的互花米草秸秆收割、清洗后，连日翻晒或烘干至含水量为20-30％；

(2)粉碎：将干燥处理后的互花米草秸秆粉碎至5mm、过筛，得互花米草粉；

(3)草粉的发酵腐熟与灭菌：将互花米草粉和尿素及石膏粉按重量百分比35-38％∶1-3％∶0.5-1％比例，并以水补足至100％后混合、拌匀；覆盖塑料薄膜后共发酵40-50天，其中发酵4-5天后即揭膜、摊料、降温、除气，至发酵结束晾干后呈黄褐色粉末；再喷浓度15％-20％的福尔马林溶液进行灭菌后，备用；

(4)稻谷壳的炭化处理：按常规方法将稻谷壳进行炭化处理；

(5)复合基质的混配：将发酵后的互花米草粉和炭化稻谷壳按体积5-7∶3-5比例混合、拌匀得林木容器育苗栽培基质。

本发明的有益效果是：

一、本发明首先摸清了互花米草粉的理化性状，它含纤维素30-50％、木质素18-20％、半纤维35-40％，其秸秆内部呈海绵状，有许多竖直的通气孔；经发酵处理后的互花米草粉容重为0.12g/cm³，比重为1.69g/cm³，总孔隙为92.71％，毛管孔度57.51％，非毛管孔度35.20％，其物理性状与泥炭相似；同时互花米草其本身含有N 1.23％、P 0.19％、K 0.79％的营养元素，明显高于泥炭等其他基质；同时，还含有Ca0.24％、Mg0.55％、Cu10.8％、Zn97.3％、Fe1802.7％、Mn221％等植物所需要的矿质营养成分，因此，互花米草是一种较为理想的基质原材料；

二、本发明研究明确，基于互花米草C-N比特高的特性，直接作为基质使用会严重阻碍发酵过程中微生物的活性和幼苗植株的生长，所以必须添加N源并经过生物发酵、杀菌处理后才能应用；同时明确互花米草粉单一基质其理化性状亦存有局限性，通过与炭化稻谷壳的混配，改善了基质的固、液、气三相比例、养分含量及结构以满足植物生长发育的需要；

三、经过林木不同基质育苗试验明确，本发明的互花米草配方基质在育苗质量上可以达到与泥炭相仿的效果，而在基质成本上由于互花米草生长适应性强、分布广泛，加工取材容易，资源极其丰富，故其生产成本可比泥炭基质下降46.8％-54.8％，因而就林木育苗而言，本发明的互花米草配方基质是可以取代泥炭基质的(见实施例4、5)；

四、综上所述本发明方法简单实用，生产成本低廉，育苗效果与泥炭相仿，可实现互花米草的资源化利用，降低对泥炭基质的依赖，是一种环境友好，生态型的资源利用技术，其经济、社会、生态效益明显，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但应该理解实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：(利用互花米草制备林木容器育苗栽培基质的方法1)

(1)互花米草秸秆的收集与干燥：每年10月后，将生长成熟的互花米草秸秆收割、清洗后，采用连日翻晒的方式至含水量为21％；

(2)粉碎：将干燥处理后的互花米草秸秆粉碎至5mm、过Φ＝5mm筛，得互花米草粉；

(3)草粉的发酵腐熟与灭菌：将互花米草粉和尿素及石膏粉按重量百分比35％∶3％∶0.5％比例，并以水补足至100％后混合、拌匀；覆盖塑料薄膜后共发酵40天，发酵过程中堆料温度达到55-60℃，故发酵4-5天后即揭膜、摊料、降温、除有毒气体，至发酵结束晾干后pH为6.5-7呈黄褐色粉末；再喷浓度15％-20％的福尔马林溶液进行灭菌后，备用；

(4)稻谷壳的炭化处理：按常规方法进行，具体是：在地面上用砖头围一个内径150cm、高80cm的圆锥状炉灶，灶砖之间留有1-2cm空隙，取一根内径约10-12cm的铁管斜放在炉灶内，其高端靠在炉灶上部的砖沿上并伸出炉灶壁外，低端靠在地面上；先用木柴将炉灶装满，当火势烧到最大时，将均匀布满约1.5cm小孔的铁皮盖在炉灶顶上；再将干燥稻谷壳分次倾倒在该铁皮盖及炉灶四壁外侧上，直至堆成圆锥形状；第一次堆放的稻谷壳数量应刚好将整个炉灶盖严而见不到砖为止；当发现某处稻谷壳烧黑后立即再用适量的稻谷壳将烧黑处盖上，如此反复，直至堆里面的稻谷壳已全部炭化成黑色，仅剩外表一层仍为未炭化的稻谷壳；结束后，先将表面未炭化稻谷壳刮去，然后立即用清水彻底浇灭，并将炭化的稻谷壳边浇水边翻动，以洗去炭化后生成的碱性物质，使稻谷壳呈中性；而后粉碎、过筛(Φ＝5mm)即成炭化稻谷壳，备用；

(5)复合基质的混配：将发酵后的互花米草粉和炭化稻谷壳按体积7∶3比例混合、拌匀得林木容器育苗栽培基质。

实施例2：(利用互花米草制备林木容器育苗栽培基质的方法2)

本例中，步骤(1)以烘干机方式将互花米草秸秆含水量烘干至25％；步骤(3)中互花米草粉和尿素及石膏粉的重量百分比按37％∶2％∶0.8％的比例，并以水补足至100％，覆盖塑料薄膜后共发酵45天；步骤(5)中发酵后的互花米草粉和炭化稻谷壳按体积6∶4比例混合、拌匀；其余步骤与工艺同于实施例1。

实施例3：(利用互花米草制备林木容器育苗栽培基质的方法3)

本例中，步骤(1)以连日翻晒方式将互花米草秸秆含水量晒干至30％；步骤(3)中互花米草粉和尿素及石膏粉的重量百分比按38％∶1％∶1％的比例，并以水补足至100％，覆盖塑料薄膜后共发酵50天；步骤(5)中发酵后的互花米草粉和炭化稻谷壳按体积5∶5比例混合、拌匀；其余步骤与工艺同于实施例1。

实施例4：(不同基质在榉树容器育苗中的效果对比试验)

以榉树作为育苗树种，以实施例1、2、3的配方基质作为容器育苗基质，以常规泥炭∶珍珠岩＝3∶1基质作为对照(CK)基质，参照《DB33/653.1-2007林业容器育苗》要求，在试验期间为供试材料提供一个相对稳定的适宜生长环境，并在相同条件下进行苗期栽培管理，结果如表1所示：采用不同基质育成榉树苗木的质量基本是一致的，植株生长整齐、茎干粗壮、根系发达、长势旺盛、植株形态生理指标评价指数高，苗木质量品质好，说明本发明的互花米草配方基质在育苗质量上可以达到与泥炭相仿的效果，而在基质成本上可比泥炭基质下降46.8％-54.8％，因而就林木育苗而言，本发明的互花米草配方基质基本是可以取代泥炭基质的。

表1  复合基质栽培榉树的植物形态指标综合评价指数

实施例5：(不同基质在浙江楠容器育苗中的效果对比试验)

以浙江楠作为育苗树种，以实施例1、2、3的配方基质作为容器育苗基质，以常规泥炭∶珍珠岩＝3∶1基质作为对照(CK)基质，参照《DB33/653.1-2007林业容器育苗》要求，在试验期间为供试材料提供一个相对稳定的适宜生长环境，并在相同条件下进行苗期栽培管理，结果如表2所示：采用不同基质育成浙江楠苗木的质量基本是一致的，说明本发明的互花米草配方基质在育苗质量上可以达到与泥炭相仿的效果，同时在基质成本上可比泥炭基质下降46.8％-54.8％，因而就林木育苗而言，本发明的互花米草配方基质基本是可以取代泥炭基质的。

表2  复合基质栽培浙江楠的植物形态指标综合评价指数

Claims (1)

1.利用互花米草制备林木容器育苗栽培基质的方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)互花米草秸秆的收集与干燥：将成熟的互花米草秸秆收割、清洗后，连日翻晒或烘干至含水量为20-30％；

(2)粉碎：将干燥处理后的互花米草秸秆粉碎至5mm、过筛，得互花米草粉；

(3)草粉的发酵腐熟与灭菌：将互花米草粉和尿素及石膏粉按重量百分比35-38％∶1-3％∶0.5-1％比例，并以水补足至100％后混合、拌匀；覆盖塑料薄膜后共发酵40-50天，其中发酵4-5天后即揭膜、摊料、降温、除气，至发酵结束晾干后呈黄褐色粉末；再喷浓度15％-20％的福尔马林溶液进行灭菌后，备用；

(4)稻谷壳的炭化处理：按常规方法将稻谷壳进行炭化处理；

(5)复合基质的混配：将发酵后的互花米草粉和炭化稻谷壳按体积5-7∶3-5比例混合、拌匀得林木容器育苗栽培基质。