CN105706882A - 番茄育苗基质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种番茄育苗基质。番茄育苗基质由以下组分按体积比组成基质物料：菇渣45％、草炭15％、蛭石25％、珍珠岩15％；且按每立方米所述基质物料中，添加磷酸二氢钾420g，硫酸钾148g，尿素109g。其中菇渣是用木屑78％+麸皮20％+1％糖+1％石膏粉制成且经过生产食用菌后所废弃的菌棒。本发明以木屑为主的菇渣作主料，草炭、蛭石、珍珠岩为辅料，配制能够满足番茄幼苗(苗龄4叶1心)生长需求的营养基质，并提供稳定、批量生产番茄育苗基质的方法，实现农业废弃物的再生利用。

Description

番茄育苗基质
技术领域
本发明涉及一种番茄育苗基质。
背景技术
伴随我国蔬菜生产规模化、标准化和专业化，工厂化基质穴盘育苗得到快速发展，育苗基质需求量不断增加。目前，育苗基质主要由草炭、蛭石、珍珠岩等按照一定比例混配而成。但草炭为短期内不可再生资源，过量开采会导致资源枯竭并破坏环境，且由于草炭资源区域分布不均，长途运输增加了基质成本。因此，研究草炭的替代基质受到国内外研究者的重视。我国是食用菌生产大国，每年都会产生大量废弃菌棒，大部分的废弃物都被烧掉或者当做垃圾掩埋，严重污染了空气质量和生态平衡；另外，废弃菌棒中含有丰富的营养元素和大量的发酵微生物。但是，单一的食用菌废弃物经过处理后用作育苗基质往往存在种种缺陷，比如粒径较大、持水保肥能力差、EC值过高等，不宜单独使用。
好的育苗基质可为植物幼苗生长提供稳定协调的水、肥、气、热等条件，具有固定支持植物、供应水分和养分、疏松通气等作用；氮磷钾是幼苗生长发育的主要养分，而不同类别的蔬菜幼苗、不同的生长发育阶段，需求的氮磷钾养分数量及比例均不相同，总养分或单一养分不足或过量，容易造成幼苗缺肥或肥害，严重影响种苗质量。番茄基质育苗适宜的定值苗龄是4叶1心期，因此，育苗基质能够满足番茄幼苗生长到4叶1心期的适宜物理形状、氮磷钾养分含量以及比例是培育番茄壮苗的关键。
目前，我国在利用食用菌菇渣配制番茄育苗基质方面开展了相关研究，并报道了不同的物料配制比例。但由于不同类别食用菌的培养原料不同，所形成的菇渣腐熟料的理化性状不同；即使同一种食用菌菇渣，发酵时含水量不同，其菇渣腐熟料的颗粒大小、pH、EC、营养成分含量也有显著差别。因此，利用菇渣生产番茄育苗基质配制方法多样，而且同一配方基质因不同批次、不同含水量发酵的菇渣腐熟料理化性状发生改变，导致育苗基质质量不稳定，严重影响幼苗质量，甚至造成秧苗损失。
因此，研究理化性状稳定的木屑菇渣腐熟料批量生产方法，具有良好的物理性状番茄基质配制方法，适宜番茄幼苗生长到4叶1心期的基质中氮磷钾养分含量以及比例，是稳定生产番茄育苗基质的关键技术。而目前，国内在这方面的研究未见相关报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种番茄育苗基质。
本发明要解决的另外一个技术问题是提供一种番茄育苗基质的制备方法。
对于番茄育苗基质，本发明采用的技术方案是，番茄育苗基质，由以下组分按体积比组成基质物料：
菇渣45％、草炭15％、蛭石25％、珍珠岩15％；
且按每立方米所述基质物料中，添加以下肥料：磷酸二氢钾420g，硫酸钾148g，尿素109g。
作为优选，将所述肥料溶于4～5kg水中，以喷雾形式和基质物料混拌均匀得到番茄育苗基质。
作为优选，菇渣为经过生产食用菌后所废弃的菌棒；将所述菌棒粉碎过筛后在60～65％含水量及室温条件下发酵得到菇渣腐熟料。
作为进一步优选，菌棒用木屑78％+麸皮20％+1％糖+1％石膏粉制成。
对于番茄育苗基质的制备方法，本发明采用的技术方案是，包括以下步骤：
(1)按木屑78％+麸皮20％+1％糖+1％石膏粉，制成菌棒并用于生产食用菌；将经过生产食用菌后的所述菌棒，脱膜粉碎后过10mm筛，均匀加清水调节菇渣含水量为60～65％，堆起发酵，得到菇渣腐熟料；
(2)所述菇渣腐熟料摊开晾晒至含水量25％～30％，经粉碎过5mm筛，得到粒径≤5mm的基质主料；
(3)取草炭、蛭石、珍珠岩，自然风干后含水量25～30％，分别过筛得到粒径≤5mm的基质辅料；
(4)取肥料：磷酸二氢钾，其中P2O5含量≥52.0％、K2O含量≥34.0％；硫酸钾，其中K2O含量≥51.0％；尿素，其中N含量≥46.0％；
以上含量为肥料质量指标，取其含量最低下限值为基质物料添加肥料时使用含量标准；
(5)按体积比取菇渣45％、草炭15％、蛭石25％、珍珠岩15％配制成基质物料，按每立方米基质物料添加以下肥料：磷酸二氢钾420g、硫酸钾148g和尿素109g，将肥料溶于4～5kg水中以喷雾形式和基质物料混拌均匀得到番茄育苗基质。
作为优选，步骤(5)中得到的番茄育苗基质干重中，水解性N、P2O5、K2O总含量为5.4g/kg且水解性N、P2O5、K2O比例为1:2.3:2.7。
本发明的有益效果是：
提出满足番茄幼苗生长到4叶1心期的基质速效氮磷钾养分含量及适宜比例，为培育番茄优质壮苗提供了科学的营养供给。
本发明番茄育苗基质营养丰富全面，育苗期间不需要补充化学肥料、杀菌剂和农药，肥力稳定持久，实现育苗全程免营养液管理。与草炭育苗基质比较：成本降低35％以上，番茄苗4叶1心期根系条数增加26.7％、根干重增加21.8％、地上干重增加31.2％，发病率降低51.3％。
本发明以木屑为主的菇渣腐熟料和草炭、蛭石、珍珠岩辅料制备番茄育苗基质的适宜配制比例，为番茄幼苗的根系发育和健壮生长提供了良好的根际环境。同时解决了废弃物对环境的污染，保护了草炭资源，促进了基质育苗的技术进步，缩小了与国外育苗技术的差距。育苗基质价廉质优，具有较强的市场竟增力和推广前景。
本发明原料来源广泛、制备工艺简单，质量性状稳定，符合低成本、生态高效处理废弃物的国家政策，实现了肥料减量、农药减施的目标。
具体实施方式
本实施例采用以木屑为主的菇渣为主料，草炭、蛭石、珍珠岩为辅料，配制能够满足番茄幼苗(苗龄4叶1心)生长需求的营养基质，并提供稳定、批量生产番茄育苗基质的方法，实现农业废弃物的再生利用。
番茄育苗基质的主要技术特点：
1、主要成分为木屑78％+麸皮20％+2％的其它培养料(1％糖+1％石膏粉)生产食用菌后的废弃菌棒，粉碎过筛后在60～65％含水量及室温条件下发酵得到菇渣腐熟料。
2、以菇渣腐熟料为主料，草炭、蛭石、珍珠岩为辅料，按体积比45％、15％、25％、15％配制基质；
3、番茄育苗基质(干重)中，水解性N、P2O5、K2O总含量5.4g/kg，且水解性N、P2O5、K2O的比例为1:2.3:2.7。
一、番茄育苗基质的生产方法及具体步骤如下：
1、基质主料制备
(1)菇渣发酵
按重量百分比将木屑78％、麸皮20％、1％糖、1％石膏粉制成菌棒并用于生产食用菌。再将生产食用菌后废弃的菌棒，用专用菇渣粉碎机脱膜粉碎后过10mm筛，均匀加清水调节菇渣含水量为65％，堆高1.0～1.5m，用农膜覆盖发酵。每隔5～7天翻堆1次，当菇渣水分降至60％时加水调湿至65％；当温度下降至30℃以下时共翻堆2次，每隔10天翻堆一次，第一次保持湿度保持60％～65％，第二次保持湿度50～60％；夏季发酵需40～50天，春秋季发酵55～65天。
(2)菇渣腐熟料处理
发酵结束后，撤除农膜，摊开晾晒至含水量25％～30％；经粉碎过5mm筛，得到粒径≤5mm基质主料。
2、辅料准备
购置草炭、蛭石、珍珠岩，自然风干后含水量25～30％，分别过筛得到粒径≤5mm基质辅料。
上述草炭、蛭石、珍珠岩的主要物理指标见表1。
表1：草炭、蛭石、珍珠岩的主要物理指标
物料名称 容重g/cm3 孔隙度％ 大小孔隙比
草炭 0.19 87 3.2
蛭石 0.22 71 4.3
珍珠岩 0.12 83 1.3
购置纯度为99.5％的磷酸二氢钾，其中P2O5含量≥52.0％、K2O含量≥34.0％。
购置优等品硫酸钾，其中K2O含量≥51.0％。
购置尿素，其中N含量≥46.0％。
以上含量为原料质量指标，取最低下限值为基质添加肥料时使用含量标准。
3、基质配制
(1)确定添加肥料数量
按体积比取作为基质主、辅料的菇渣4.5L+草炭1.5L+蛭石2.5L+珍珠岩1.5L，混合10L物料配制基质样品。
经检测上述基质样品干重为1.57kg，其水解性N含量为0.58g/kg，P2O5含量为0.68g/kg，K2O含量为1.04g/kg。
按本发明番茄育苗基质(干重)中水解性N含量0.9g/kg、P2O5含量2.07g/kg、K2O含量2.43g/kg标准，经换算得出每10L物料配制基质需要添加4.2g磷酸二氢钾，1.48g硫酸钾，1.09g尿素。
(2)批量配制番茄育苗基质
按体积比作为基质主、辅料的菇渣45％、草炭15％、蛭石25％、珍珠岩15％制成基质物料。在每立方米(1000L)基质物料中添加420g磷酸二氢钾，148g硫酸钾，109g尿素作为肥料。具体做法是将肥料溶于4～5kg水中，以喷雾形式和物料混拌均匀得到番茄育苗基质。
如：生产10立方米用于番茄育苗的基质物料，需加入菇渣腐熟料4.5立方米、草炭1.5立方米、蛭石2.5立方米、珍珠岩1.5立方米，另外再加入4200g磷酸二氢钾，1480g硫酸钾，1090g尿素作为肥料。具体做法是将肥料溶于40～50kg水中，以喷雾形式和基质物料混拌均匀得到番茄育苗基质。
4、育苗
将番茄育苗基质装入育苗盘，基质喷透水后即可播种育苗。番茄苗龄4叶1心期前无需补充化学配料。
二、本发明的技术研究实验
1、菇渣发酵适宜含水量的筛选实验
(1)材料准备：将食用菌厂用培养料(木屑78％、麸皮20％、1％糖、1％石膏粉)生产食用菌后的菌棒，用专用菇渣粉碎机脱膜粉碎后过10mm筛。
(2)试验按不同含水量区间设3组分别进行菇渣发酵：I组：50％～55％，Ⅱ组：55％～60％，Ⅲ组：60％～65％。每组体积2m3，每组3次重复。最高含水量为发酵起始水分，发酵过程每隔5d翻堆1次，当菇渣水分散失到接近最低含水量时，加水调湿至最高含水量。每组体积2m3，每组3次重复，覆盖农膜保湿发酵，室温条件下发酵。
从试验结果分析得出，3组EC、pH稳定时间均在65d左右，没有显著区别。但表2、表3说明菇渣发酵期间保持含水量在60％～65％时，发酵腐熟料EC值及速效氮磷钾养分含量均最低，pH趋于中性，物料颗粒相对较小，持水孔隙度与通气孔隙度比值接近育苗需求(蔬菜育苗基质适宜比值3～4)，比较利于配制育苗基质。因此，60％～65％含水量是菇渣发酵适宜的水分区间。
表2：不同水分发酵物化学性状指标比较表
表3:不同水分发酵物物理性状指标比较表
2、番茄育苗基质适宜配制比例的筛选实验
(1)以孔隙度为目标，初步筛选配制比例。
以发酵腐熟沼渣为主料(X1)，草炭(X2)、蛭石(X3)、珍珠岩(X4)为辅料，采用4因素混料试验设计配制育苗基质，通过测量基质孔隙度试验，以大小孔隙比值(y)为观测值，建立回归方程：
y＝0.066113X1+0.048727X2+0.283915X3-0.0424X4+0.011662X1X2-0.51501X1X3+0.310787X1X4-0.54498X2X3+0.367935X2X4+0.860842X3X4
其p值0.0096＜0.01，说明方程显著，能够反映各物料比例变化与大小孔隙比值变化的线性关系；分析方程等高线图，以大小孔隙比值3～4为目标，获得适宜复配比例范围：菇渣31％～56％：草炭11～25％；蛭石18～36％：珍珠岩8～18％。
(2)以壮苗指数为目标，优化配制比例。
根据筛选的比例范围，再次以发酵腐熟沼渣为主料(X1)，草炭(X2)、蛭石(X3)、珍珠岩(X4)为辅料，采用4因素混料试验设计配制育苗基质，通过番茄育苗试验，以壮苗指数为观测值，建立回归方程：
y＝0.004015X1-0.00069X2-0.00567X3-0.01289X4+0.089323X1X2+0.104755X1X3+0.088796X1X4+0.051049X2X3+0.018431X2X4+0.08884X3X4
其p值0.0024＜0.01，说明方程显著，能够反映各物料比例变化与番茄壮苗指数变化的线性关系；以壮苗指数最大值为目标，分析方程等高线图，获得优化复配比例：菇渣45％；草炭15％；蛭石25％：珍珠岩15％。
3、优化番茄育苗基质养分含量及比例的筛选实验
(1)基质养分适宜含量及比例筛选
以菇渣45％、草炭15％、蛭石25％、珍珠岩15％配制基质，经测量基质(干重)中的水解性N含量为0.58g/kg，P2O5含量为0.68g/kg，K2O含量为1.04g/kg；采用水解性N、P2O5、K2O含量三因素二次饱和-D最优设计，利用纯度99.5％磷酸二氢钾(P2O5含量≥52.0％、K2O含量≥34.0％)、优等品硫酸钾(K2O含量≥51.0％)、尿素(N含量≥46.0％)3种肥料，将混合基质调整为干重中水解性N、P2O5、K2O不同含量的育苗基质。三因素二次饱和-D最优设计如表4、表5：
表4：基质养分含量上下限
表5：编码值及基质养分含量
采用无排水孔育苗杯、定期定量加水、育苗期间不补充肥料方式，开展番茄育苗试验，每个处理50株。调查发芽指数和番茄苗4叶1心期的根系活力、壮苗指数，以壮苗指数(Y)为观测值，建立基质水解性N(X1)、P2O5(X2)、K2O(X3)与番茄壮苗指数模拟方程：(经检验p<0.001，方程具有显著性)
Y＝0.0416-0.0255X1+0.0023X2+0.0071X3+0.0001X1 2+0.0075X2 2-0.0058X3 2-0.0080X1X2-0.0006X1X3-0.0011X2X3
根据方程模拟优化范围，并结合发芽指数、根系活力和叶绿色含量等，得出：番茄(4叶1心)基质(干重)中的水解性N、P2O5、K2O适宜含量分别为0.9g/kg、2.07g/kg、2.43g/kg，且水解性N、P2O5、K2O的适宜比例为1:2.3:2.7，总含量为5.4g/kg。
(2)验证试验
以最佳比例值为基线，将P2O5和K2O比例上下调整0.5，共设计9个不同比例组合T1～T9进行番茄育苗试验，基质调整及育苗试验方法同上，以常规基质(农友牌)为对照组(CK)；结果表明，T5的基质干重中水解性N、P2O5、K2O总含量5.4g/kg，比例1:2.3:2.7，发芽指数和壮苗指数最高，且高于对照(CK)，为最佳组合(见表6)。
表6:番茄育苗基质不同养分含量及比例验证试验结果
处理 水解性N：P2O5：K2O 实际含量g/kg 发芽指数 壮苗指数
T1 1：1.8：2.2 0.9、1.62、1.98 9.1 0.13
T2 1：1.8：2.7 0.9、1.62、2.43 9.3 0.146
T3 1：1.8：3.2 0.9、1.62、2.88 9.1 0.129
T4 1：2.3：2.2 0.9、2.04、1.98 9.3 0.148
T5 1：2.3：2.7 0.9、2.04、2.43 9.4 0.157
T6 1：2.3：3.2 0.9、2.04、2.88 9.1 0.132
T7 1：2.8：2.2 0.9、2.52、1.98 8.7 0.124
T8 1：2.8：2.7 0.9、2.52、2.43 8.9 0.119
T9 1：2.8：3.2 0.9、2.52、2.88 8.5 0.108
CK 1：0.92：10.4 1.2、1.1、12.5 9.4 0.142
三、本实施例优点及应用情况
(1)提出利用以木屑为主的菇渣制备育苗基质时，菇渣发酵适宜的水分范围及腐熟料的主要理化性状指标，为稳定生产菇渣腐熟料提供了技术参数。
(2)提出以木屑为主的菇渣腐熟料和草炭、蛭石、珍珠岩辅料制备番茄育苗基质的适宜配制比例，为番茄幼苗的根系发育和健壮生长提供了良好的根际环境。
(3)提出满足番茄幼苗生长到4叶1心期的基质中水解性N、P2O5、K2O养分含量及适宜比例，为培育番茄优质壮苗提供了科学的营养供给。
(4)木屑为主的菇渣含有丰富的有机质和养分，在适宜的水分含量下发酵能够缩短发酵腐熟时间，分解大分子有机物和难溶无机物，为植物提供易于吸收的养分和微量元素。菇渣发酵腐熟时产生的高温能够杀死立枯病、炭疽病、猝倒病等病菌，抑制病害发生。
(5)以菇渣腐熟料为主料制备番茄育苗基质减少草炭用量，节约了资源、降低育苗成本。
(6)按本发明方法制备番茄育苗基质，基质容重、粒径、孔隙度、持水性、EC和pH等物理、化学性状指标到达番茄苗根系生长最佳范围，疏松透气、保水保肥、水肥气协调，幼苗生长健壮。育苗基质粒径≤5mm、含水量≤35％，容重0.22g/cm3，总孔隙度84％，大小孔隙度比值3.6，pH6.3，基质干重中水解性N、P2O5、K2O总含量5.4g/kg、比例为1:2.3:2.7。
(7)基质营养丰富全面，育苗期间不需要补充化学肥料、杀菌剂和农药，肥力稳定持久，实现育苗全程免营养液管理。与草炭育苗基质比较：成本降低35％以上，番茄苗4叶1心期根系条数增加26.7％、根干重增加21.8％、地上干重增加31.2％，发病率降低51.3％.
(8)提出了以木屑为主的菇渣生态处理和利用方法，解决了废弃物对环境的污染，保护了草炭资源，促进了基质育苗的技术进步，缩小了与国外育苗技术的差距。育苗基质价廉质优，具有较强的市场竟增力和推广前景。
(9)原料来源广泛、制备工艺简单，质量性状稳定，符合低成本、生态高效处理废弃物的国家政策，实现了肥料减量、农药减施的目标。
2、应用情况
2013～2015年，某公司按本实施例的技术方案和步骤生产番茄育苗基质30万袋，每批次通过检测，基质各项物理、化学性状指标均达到本发明的质量标准。番茄育苗基质在安徽省内进行推广后，表现出苗期、苗壮、定植成活率高、抗病、增产的优点，且育苗前不需提前润湿基质、苗期不用补充化学肥料、保水保肥能力强、省工节本。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.番茄育苗基质，其特征在于，由以下组分按体积比组成基质物料：
菇渣45％、草炭15％、蛭石25％、珍珠岩15％；
且按每立方米所述基质物料中，添加以下肥料：磷酸二氢钾420g，硫酸钾148g，尿素109g。
2.如权利要求1所述的番茄育苗基质，其特征在于，将所述肥料溶于4～5kg水中，以喷雾形式和基质物料混拌均匀得到番茄育苗基质。
3.如权利要求1所述的番茄育苗基质，其特征在于，所述菇渣为经过生产食用菌后所废弃的菌棒；将所述菌棒粉碎过筛后在60～65％含水量及室温条件下发酵得到菇渣腐熟料。
4.如权利要求3所述的番茄育苗基质，其特征在于，所述菌棒用木屑78％+麸皮20％+1％糖+1％石膏粉制成。
5.如权利要求1所述的番茄育苗基质的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按木屑78％+麸皮20％+1％糖+1％石膏粉，制成菌棒并用于生产食用菌；将经过生产食用菌后的所述菌棒，脱膜粉碎后过10mm筛，均匀加清水调节菇渣含水量为60～65％，堆起发酵，得到菇渣腐熟料；
(2)所述菇渣腐熟料摊开晾晒至含水量25％～30％，经粉碎过5mm筛，得到粒径≤5mm的基质主料；
(3)取草炭、蛭石、珍珠岩，自然风干后含水量25～30％，分别过筛得到粒径≤5mm的基质辅料；
(4)取磷酸二氢钾，其中P2O5含量≥52.0％、K2O含量≥34.0％；取硫酸钾，其中K2O含量≥51.0％；取尿素，其中N含量≥46.0％；
(5)按体积比取菇渣45％、草炭15％、蛭石25％、珍珠岩15％配制成基质物料，并按每立方米基质物料添加磷酸二氢钾420g、硫酸钾148g和尿素109g，且将肥料溶于4～5kg水中以喷雾形式和基质物料混拌均匀得到番茄育苗基质。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中得到的所述番茄育苗基质干重中，水解性N、P2O5、K2O总含量为5.4g/kg，且水解性N、P2O5、K2O比例为1:2.3:2.7。
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