CN103896679B - 一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质及其制备方法，其特征在于：制备方法依次由以下步骤组成：第一步，打捞成熟期的水葫芦，将其均匀摊开晾晒，当检测所述水葫芦的水份含量小于20%，即得到晾晒干的水葫芦，然后将晾晒干的水葫芦粉碎至粉碎物直径或长度为3~5mm，得到水葫芦植株粉碎样；第二步，将水葫芦植株粉碎样与无机材料按体积份进行均匀混合，水葫芦植株粉碎样的体积份为75~90份，无机材料的体积份为10~25份，得到的混合物即为所述蔬菜育苗基质；其中，所述无机材料为蛭石或珍珠岩；所述蔬菜育苗基质的pH值为5.5~7.5，干容重为0.3~0.4g/cm³，总孔隙度为60%~70%，通气孔隙度为3%~10%，持水孔隙度为55%~70%。本发明的蔬菜育苗基质的制备过程无需经过堆沤发酵、制作周期短，制作成本低。

Description

一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种蔬菜育苗基质及其生产方法，具体涉及一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质及其制备方法，以替代现有的主要以草炭为原料的蔬菜育苗基质。

背景技术

水葫芦又称凤眼莲(Eichhorniacrassipes)，由于该植物生长迅速、繁殖力强，对水体氮磷具有强大的吸收作用且易于收获，被大量应用于湖泊、河道等污染水体的富营养治理。但是如果水葫芦不及时收获处理将会对水体造成二次污染。大量打捞上来的水葫芦无法处理，要么是运输到特定地点加以掩埋，这不仅需要花费大量的运力，还需要消耗大量的土地；要么是随地丢弃，这会导致环境的二次污染。因此，对打捞上来的水葫芦进行妥善处理，变废为宝，是利国利民的工作。

目前人们对水葫芦的利用方式研究主要有制作有机肥、直接还田农用、厌氧发酵制沼气、沼液、制作饲料、作为造纸原料、食品添加剂原料及橡胶的填料等，但有的由于附加值不高，或转化加工成本过高，真正实现产业化的不多。因此寻求低成本、高附加值的水葫芦利用模式成为资源环境领域研究的热点。

基质育苗是无土栽培的一种，它是以栽培钵、栽培床等载体，装入不同的基质，并配置适当的供液装置进行栽培。基质作为植物生长的基础和媒介，具有配制材料来源广泛、高持水透气性和良好的保肥性能、防止土传病虫害、质地轻便于运输等优点。随着设施农业的迅速发展，基质育苗技术正在大面积的推广应，极大地促进了固体栽培基质的研究、开发与应用。在日本、韩国、墨西哥、我国的台湾地区、欧洲，几乎所有的设施育苗都是基质培育的，育苗基质通常以草炭、珍珠岩、蛭石等作为原料。

草炭富含有机质( 腐殖质) 和矿物质，是理想的复合基质原料，被广泛应用于蔬菜、花卉的无土栽培和工厂化育苗中。但它是一种非再生资源，长期采用必然会造成资源枯竭，而且其资源分布不均，长途运输会大幅增加育苗成本，大大地限制了穴盘育苗技术的推广应用。所以，各国都在寻求替代草炭资源的措施。

以治理污染水体的水葫芦为主要原料开发育苗基质，既可以大大降低基质的成本，又是我国处理水葫芦的有效途径。

中国发明专利“利用水葫芦、作物茎叶生产有机基质工艺”（申请号：03116577.X，公开号：CN1539799A）公开了一种利用水葫芦、作物茎叶生产有机基质工艺，包括将原料进行粉碎，然后进行压榨，进行固液分离，获得的固体实行发酵，形成有机基质。

中国发明专利“一种适于蔬菜、瓜果种植的有机基质及其制备方法” （申请号：201010201148.3，公开号：CN101891511A），其特征是采用水葫芦、锯木屑、生物质焦、蚯蚓粪、有益微生物菌群、非金属矿物，经混合后堆沤25-30天制成。

以上相关专利均为采用水葫芦植株为原料制备栽培基质，但制备过程繁琐，均需进行堆沤发酵，制作周期长。为此，如何提供一种无需经过堆沤发酵、制作周期短的利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质及其制备方法成为本发明研究的课题。

发明内容

本发明提供一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质及其制备方法，其目的在于解决现有的蔬菜育苗基质育苗成本较高、制备过程繁琐以及制作周期长的问题。

为达到上述目的，本发明采用的利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质的技术方案是：所述蔬菜育苗基质由水葫芦与无机材料按体积份经混合均匀制成的，水葫芦的体积份为75~90份，无机材料的体积份为10~25份，其中，所述水葫芦为处于成熟期的经过晾晒、粉碎的水葫芦植株粉碎样，所述无机材料为蛭石或珍珠岩。

为达到上述目的，本发明采用的利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质的制备方法的技术方案是：依次由以下步骤组成：

第一步，打捞成熟期的水葫芦，将其均匀摊开晾晒，当检测所述水葫芦的水份含量小于20%，即得到晾晒干的水葫芦，然后将晾晒干的水葫芦粉碎至3~5mm，得到水葫芦植株粉碎样；

第二步，将所述第一步中的水葫芦植株粉碎样与无机材料按体积份进行均匀混合，水葫芦植株粉碎样的体积份为75~90份，无机材料的体积份为10~25份，得到的混合物即为所述蔬菜育苗基质；其中，所述无机材料为蛭石或珍珠岩；

所述蔬菜育苗基质的pH值为5.5~7.5，干容重为0.3~0.4g/cm³，总孔隙度为60%~70%，通气孔隙度为3%~10%，持水孔隙度为55%~70%。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述第一步中打捞的水葫芦可以为富营养化水体中生长的成熟期的水葫芦植株，这样不仅大量利用了污染水体中富余的氮磷营养元素，而且防止水葫芦腐烂而对水体发生二次污染。

2、上述方案中，所述“体积份”是指以任意体积为1份来表示的含量单位。

本发明设计原理是：本发明针对现阶段无土栽培和工厂化育苗对草炭资源的过量开采使用问题，提供了一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质及其制备方法，利用净化富营养化水体后的水葫芦植株替代现有技术中常用的草炭复合基质，将水葫芦与蛭石或珍珠岩进行混合制备复合基质用于蔬菜育苗。其中，水葫芦富含氮、磷等营养元素，作为蔬菜育苗基质的原料，水葫芦中含有的营养元素可为蔬菜吸收利用；而本发明所述的蔬菜育苗基质中的蛭石或珍珠岩的作用一方面是由于水葫芦的叶面具有蜡质层，阻止蔬菜育苗基质吸收水分，蛭石或珍珠岩的加入能够提高蔬菜育苗基质的吸水性，另一方面是蛭石或珍珠岩能够调节蔬菜育苗基质的物理性状，改善栽种蔬菜苗根部的通气性。

采用本发明的方法得到的蔬菜育苗基质的pH值为5.5~7.5，pH条件很适合蔬菜苗的生长；干容重为0.3~0.4g/cm³，干容重数值较小，表明搬运该蔬菜育苗基质时省工省力；总孔隙度为60%~70%，通气孔隙度为3%~10%，持水孔隙度为55%~70%，这表明本发明的蔬菜育苗基质保水通气性能良好，很利于蔬菜苗的生长。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本发明的蔬菜育苗基质在制备时不需要进行堆沤与发酵处理，制备过程简单、制作周期短，节省了制备时间，减少了发酵处理所需的场地要求，减少了因高温堆肥造成的氮磷元素损失。

2、通过本发明的制备方法得到的蔬菜育苗基质的育苗指标优于生产上常用的草炭复合基质，可以完全替代草炭复合基质，由于草炭是非再生资源并且其市场价格昂贵，本发明蔬菜育苗基质的使用不仅可以减少草炭资源的消耗，有利于保护生态环境，而且还能大大降低蔬菜育苗成本。

3、本发明的蔬菜育苗基质的制备方法高效利用了净化水体的有机废弃物——水葫芦，减少水葫芦对环境造成的二次污染；同时，水葫芦吸收了大量富营养水体中的氮磷元素，用作育苗基质时被农作物吸收，节约了化肥，实现了污染物变废为宝。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一~实施例三：一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质及其制备方法

实施例一~实施例三的蔬菜育苗基质均应用于黄瓜育苗。

一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质，由水葫芦与无机材料按体积份经混合均匀制成的，水葫芦的体积份为75~90份，无机材料的体积份为10~25份，其中，所述水葫芦为处于成熟期的经过晾晒、粉碎的水葫芦植株粉碎样，所述无机材料为蛭石或珍珠岩。

一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质的制备方法，依次由以下步骤组成：

第一步，打捞成熟期的水葫芦，将其均匀摊开晾晒，当检测所述水葫芦的水份含量小于20%，即得到晾晒干的水葫芦，然后将晾晒干的水葫芦粉碎至3~5mm，得到水葫芦植株粉碎样；

第二步，将所述第一步中的水葫芦植株粉碎样与无机材料按体积份进行均匀混合，水葫芦植株粉碎样的体积份为75~100份，无机材料的体积份为10~25份，得到的混合物即为所述蔬菜育苗基质；其中，所述无机材料为蛭石或珍珠岩；

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试基质原料：打捞成熟期的水葫芦植株，均匀摊开晾晒，检测其水份水份含量小于20%，将水葫芦植株粉碎至3~5mm。经测定pH为6.11，EC为9.07 ms·cm^-1，含N  19.04 g·Kg^-1、P₂O₅  2.9 g·Kg^-1、K₂O  53.8g·Kg^-1。同时，配制草炭复合基质作为对照试验，草炭为美国进口产品，pH 5.8，含有机质262.2 g·Kg^-1、碱解氮1.25 mg·Kg^-1、P₂O₅ 84.2 μg·Kg^-1、速效钾14.2 μg·Kg^-1。蛭石为江苏常熟保温材料厂产品，含有机质0.6 g·Kg-1、碱解氮9.3 μg·Kg^-1、P₂O₅ 22.2 μg·Kg^-1、速效钾 135.0 μg·Kg^-1。供试黄瓜品种：津研4号。

1.2 试验设计

试验设6个处理，每处理一盘，3次重复，随机区组排列。供试基质配方见表1，将各种基质原料按表1所示的体积比例配制成配方基质，其中A 1表示实施例一，A 2表示实施例二，A 3表示实施例三，A4、A5、CK均表示不同的对照例。将处理基质装入72孔穴盘，浇透水后播种，每穴播一粒黄瓜种子。

2 结果与分析

2.1 育苗基质的理化特性

基质的好坏首先取决于物理性质。反映基质物理性质的主要项目有颗粒大小、容重、总孔隙度、空气孔隙度、气水比和持水力等。酸碱性是影响幼苗养分吸收的主要因素之一。pH的高低不仅影响各种离子在介质中的溶解状态，而且影响植物对各种养分的吸收速率。电导率（EC值）是指单位距离内的溶液导电能力的大小，在基质中可以表示可溶性盐的含量，基质中过多的可溶性盐会带来很多问题。可溶性盐过高容易降低种子的萌发率和灼伤幼苗的根系。在高盐的情况下，根系的生长变缓，即使生长基质是湿润的，在白天强光下也会出现萎蔫现象，导致生长趋势减慢。高盐还会引起根尖腐烂，叶片发生枯斑，最终造成植株营养缺乏而死亡。由表2可见，本发明所述基质的容重低于对照，总孔隙度、持水孔隙度均大于对照，通气总孔隙度同对照相仿，均在10%以下。水葫芦在基质中的体积占比对EC的影响较大。本发明所述基质的pH值与对照相近，在较为理想范围内。

2.2 育苗基质对黄瓜出幼苗苗率、幼苗生长及生理指标的影响

出苗率反映了幼苗对基质的生长适应性，不同配方基质的黄瓜出苗率差异较大（见表3）。出苗率最高的是对照例CK，为76.4%，其次是A1、A4、A2，分别达70.4%、67.6%、64.8%，A1、A4、A2间无显著差异，但与对照例CK达显著差异（P＜0.05）。

植株的大小会直接影响幼苗的光合能力和碳水化合物的积累量。 单株鲜重、干重的大小反映了幼苗光合产物和矿质元素的积累量。播种后34 d对幼苗的生长指标测定表明（表3），A4、A2、A5、A1的鲜重最高，显著高于对照例CK（P＜0.05）。A1、A2的单株鲜重、单株干重、株高、茎粗等指标与对照例CK有显著差异（P＜0.05），即好于对照例CK。

根坨质量是评价基质好坏的重要指标之一，根坨质量好的基质根系缠绕成团，移栽时根坨与苗体紧密相连，而且不易摔裂，根坨质量差的基质根系与基质不能缠绕，移栽时根系与根坨易于分离。根坨质量可用散坨率表示，散坨率越低越好。由表3可见，采用本发明所述方法制备的基质根坨质量均优于对照例CK，差异达显著水平。

注：不同字母表示处理间差异显著（小写字母：P<0.05；大写字母：P<0.01）

实施例四~实施例六

实施例四~实施例六的蔬菜育苗基质应用于番茄育苗

1 实施例四~实施例六所述方法制备基质的理化性状及试验方法、试验设计与实施例一~实施例三相同，其中，A6表示实施例四，A7表示实施例五，A8表示实施例六，A9、A10、CR表示相对A6、A7、A8所做的不同的对照例。

2育苗基质对番茄出苗率、幼苗生长及生理指标的影响

2.1 育苗基质对番茄出苗率的影响

不同配方基质的番茄出苗率差异较大，参见表4所示。出苗率较高的是A7、A9、A10，可见，本发明所述方法制备的基质优于或与对照相仿。

注：不同字母表示处理间差异显著(小写字母：P<0.05；大写字母：P<0.01)

2.2育苗基质对番茄幼苗形态指标的影响

播种后34天对幼苗的生长指标测定表明，本发明所述方法制备的基质A6的壮苗指数最高，与其他处理的差异达显著水平，A7的壮苗指数次于A6。单株鲜重、干重仍以本发明所述方法制备的基质A7最大，A6也较好。

注：不同字母表示处理间差异显著(小写字母：P<0.05；大写字母：P<0.01)。

实施例七：一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质及其制备方法

实施例七的蔬菜育苗基质应用于番茄育苗

1 材料与方法

打捞成熟期的水葫芦植株，均匀摊开晾晒，检测其水份含量小于20%，将晾晒干的水葫芦植株粉碎至3~5mm。取以上粉碎的水葫芦植株75份与25份珍珠岩（体积比）混合均匀，试验对照基质为蛭石与草炭的配方基质，蛭石与草炭按50份与50份（体积比）混合均匀制成。将以上处理基质分别装入72孔穴盘，浇透水后播种，每穴播一粒番茄种子。

2基质理化特性测定

体积比为75：25的水葫芦与珍珠岩混合基质的干容重较对照基质的干容重低，但总孔隙度、通气总孔隙度、持水孔隙度与对照基质相差不大，pH较适宜，EC值高于对照基质，参见如下表6所示。

3 番茄出幼苗率、幼苗生长及生理指标的影响

本实施例的体积比为75：25的水葫芦与珍珠岩混合基质，出苗率高于对照基质。株高、茎粗、单株干重略高于对照基质，单株鲜重、叶绿素SPAD值略低于对照，但差异不大，参见如下表7所示。

 从以上指标可以看出，按实施例七方法制备的体积比为75：25的水葫芦与珍珠岩混合基质，主要育苗指标优于生产上常用的草炭复合基质。

综上，采用以上实施例的方法制备的基质，在黄瓜、番茄育苗上的试验表明，与草炭基质相比，本发明育苗基质的主要育苗指标优于生产上常用的草炭复合基质。本发明制备的基质可以完全替代草炭复合基质，本发明的使用不仅减少草炭资源消耗，保护生态环境，而且降低育苗成本，将大力促进工厂化育苗节本和可持续发展，具有显著的经济、生态与社会效益。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质，其特征在于：所述蔬菜育苗基质由水葫芦与无机材料按体积份经混合均匀制成，水葫芦的体积份为75~90份，无机材料的体积份为10~25份，其中，所述水葫芦为处于成熟期的经过晾晒、粉碎的水葫芦植株粉碎样，所述无机材料为蛭石或珍珠岩。

2.一种利用水葫芦制备的蔬菜育苗基质的制备方法，其特征在于：依次由以下步骤组成：

第一步，打捞成熟期的水葫芦，将其均匀摊开晾晒，当检测所述水葫芦的水份含量小于20%，即得到晾晒干的水葫芦，然后将晾晒干的水葫芦粉碎至粉碎物直径或长度为3~5mm，得到水葫芦植株粉碎样；

第二步，将所述第一步中的水葫芦植株粉碎样与无机材料按体积份进行均匀混合，水葫芦植株粉碎样的体积份为75~90份，无机材料的体积份为10~25份，得到的混合物即为所述蔬菜育苗基质；其中，所述无机材料为蛭石或珍珠岩；

所述蔬菜育苗基质的pH值为5.5~7.5，干容重为0.3~0.4g/cm³，总孔隙度为60%~70%，通气孔隙度为3%~10%，持水孔隙度为55%~70%。