工厂化育苗基质与营养.ppt
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1、第五章 工厂化育苗基质与营养,第一节 育苗基质,育苗基质的作用与要求基质的理化性状指标主要基质种类及其特性基质的消毒方法,主要内容,育苗基质是能为幼苗生长提供稳定协调的水、气、肥及其根际环境的介质。选用性状优良的基质是无土育苗的关键环节和培育壮苗的基础。工厂化育苗要求基质不仅能为植物根系提供良好的营养和环境条件,而且可以改善和提高管理措施,方便操作。主要要求:,一、育苗基质的作用及要求,资源丰富成本较低,适应现代化生产的要求,易于操作及标准化,利于根系伸展和附着,便于成坨,能充分发挥其固定和保持作用,具有优良的理化性状,性质稳定,能为植物根系提供良好的水、肥、气、热、pH值等条件,不带病原菌、
2、虫卵和杂草种子,不含对植物生长有害、有毒物质,二、基质的理化性状指标,物理性状 1.容重 2.总孔隙度 3.气水比 4.粒径,化学(生物)性状1.组成及其稳定性2.酸碱性3.电导率4.盐基代换量5.缓冲能力,通常主要从物理特性、化学特性、生物学特性评判育苗基质的质量。,1.容重:单位体积干燥基质的重量,以g/cm3表示,反映基质的紧实程度,受质地和颗粒大小的影响。与比重(密度)不同!,容重大,基质过于紧实,总孔隙度小,通气透水性差,操作运输不方便;容重小,吸水差,浇水时易漂浮,不利于根系伸展和固定。,无土育苗基质的容重一般要求0.2-0.8 g/cm3。,2.粒径:颗粒直径大小,以mm表示,影
3、响容重、总孔隙度和大小孔隙比。,同一种基质颗粒越细,容重越大,总孔隙度越小,通透性降低;颗粒越粗,容重越小,总孔隙度越大,保肥保水能力差,播种后易出苗不齐。,不同种类的基质,分别有其适宜的粒径。无土育苗基质的粒径多数要求在0.5-5mm,3.总孔隙度:单位体积基质内孔隙(通气、持水)所占的比例。总孔隙度=(1-容重/比重)*100%,总孔隙度大,基质疏松,空气、水分容量大,有利于根系发育,但对根系支持、固定作用差;总孔隙度小,基质较重,水气容量较少,不利于根系伸展发育。,无土育苗基质的孔隙度要求在54%以上。,通气孔隙:0.1mm;毛管孔隙:,4.气水比(大小孔隙比):在一定时间内基质中容纳气
4、、水的相对比值,用“通气孔隙/毛管孔隙”表示。,大小孔隙比大,说明贮水力弱而通透性强;反之,则贮水力弱而通透性强。气水比是衡量基质性状优劣的重要指标,与总孔隙度一起全面衡量基质中空气和水分的状态。育苗基质的气水比一般以 1:2-4 为宜。,液态含量60%-70%,气态含量10%-20%,持水量大于150%,中国农科院,尚庆茂(2011),5.组成及其稳定性,组成是指基质本身所含有的物质种类及其含量(有利、有害);稳定性是指基质发生化学和生物学反应的难易程度,与组成密切相关。,无机矿物基质,植物残体基质,石英、云母、长石(沙子、砾石)-最稳定,角闪石、辉绿石-稳定性次之,石灰石、白云石(碳酸盐矿
5、物)-稳定性最差,易被微生物分解(糖类):新鲜蔗渣、稻草,难被微生物分解(木质素、腐殖质):草炭、腐熟后的树皮、木屑、甘蔗渣等-最稳定,有毒物质(酚类、丹宁、有机酸):松木屑,育苗基质要求:化学性质稳定,不干扰营养液平衡,管理方便;播种前可溶性盐分含量不宜高于0.75ms/cm(1:2浸提法),铵态氮小于10mg/kg,钠不超过30 mg/kg,氯不超过40 mg/kg。有机基质:不易分解发酵,不产生氮的生物固定(碳氮比适宜);不含酚类等有毒、有害物质以及病原菌、虫卵和杂草种籽等。,6.酸碱度 用pH表示(体积比1:5测定),影响营养液平衡和作物生长。,要求:pH相对稳定,最好呈中性或微酸性基
6、质pH的调节可采用碱性物质(如石灰)或酸性物质(如硫磺粉),用量取决于基质的阳离子交换量和起始pH值。石灰质砂、砾:含有CaCO3,易导致营养液pH升高 糠醛:强酸性,需用碱性物质调节至微酸性,7.电导率(EC)表示基质内部已电离盐类的溶液浓度(1:5测定,ms/cm),反映了基质中带有的可溶盐多少,直接影响营养液的平衡。有些植物性残体基质含有较高的盐分,例如砻糠灰、某些树种的树皮等,海沙含有较多氯化钠,EC值也较高。,要求:基质可溶性盐含量不宜高于1000mg/kg,最好小于500mg/kg。,8.盐基代换量,一般指阳离子代换量,即在一定酸碱条件下基质含有的可代换阳离子的数量,反映了基质对养
7、分的吸附保存能力,以及缓慢释放供应植物吸收利用的能力(基质颗粒一般带负电)。,以1000g基质能够代换吸收阳离子的厘摩尔数(cmol/1000g)表示。一般在10-100 cmol/1000g为宜(1-10 cmol/100cm3)。,不利:吸附养分,影响营养液的平衡。有利:保存养分,提高利用效率;具有缓冲作用。,高CEC基质,9.缓冲能力,指基质本身所具有的缓和酸碱性变化的能力,主要由盐基代换量和存在于基质中的弱酸及其盐类的多少决定。,一般盐基代换量或腐殖质含量高,缓冲能力强,有机基质无机基质;植物性残体基质都有一定的缓冲能力,但因材料而异,泥炭缓冲能力要比堆沤蔗渣大。大多数矿物基质的缓冲能
8、力较弱,但蛭石缓冲能力较强。,以下哪种基质的缓冲能力更强?,A,B,中国农科院,尚庆茂(2011),固体基质的分类,来源,性质,组成,组分,天然基质:沙子、石砾等,人工合成基质:岩棉、泡沫塑料等,化学合成基质:泡沫塑料等,有机基质:有机残体 树皮、草炭等,无机基质:无机矿物 沙子、蛭石等,活性基质:具有盐基交换量或能供给植物养分 草炭、蛭石等,惰性基质:不能供应养分或不具有盐基代换量 岩棉、泡沫塑料等,单一基质:草炭、蛭石、岩棉、泡沫塑料等,复合基质:2-3种为宜(草炭+蛭石)1:1,三、主要基质种类及其特性,1.砂子最早在无土栽培中应用。优点:来源广泛,价格便宜。缺点:容重大,运输不便,持水
9、力差,升、降温快,无阳离子代换量。注意:成分、质量因来源不同而存在较大差异。海沙、河沙污染;石灰岩地区砂子碳酸钙含量不要超过20%,管理措施:严格营养液管理,少浇勤浇,选用粒径:0.5-3mm,育苗宜细些,2.蛭石,云母类次生矿物,在800-11000C高温膨胀而成(膨胀15倍以上),带菌少。容重小,总孔隙度大,大小孔隙比约1:4,通气持水力强。具有较高的缓冲性和离子交换能力,含有K、Ca、Mg等可适量释放,pH因产地 和组分而异,一般中性至 微碱性(6.5-9.0)。吸水能力强,绝缘性好。粒径3-4mm,甚至更细,3.岩棉,由60%辉绿石、20%石灰石和20%焦炭混合,在1500-2000高
10、温炉中熔化,将熔融物喷成直径0.005-0.008mm的细丝,再将其压成容重为80-100kg/m3的片,然后在冷却至200左右时,加入一种酚醛树脂以减少表面张力并固定成型。,高温处理,无毒无菌物理性状优良,容重小,质地轻,孔隙度大(96%),透气性好,吸水力强,排渗性好化学性质稳定,盐离子代换量低,4.珍珠岩,由灰色火山岩(铝硅酸盐)加热至1000,颗粒膨胀而形成,直径1.5-4mm,灰白色。容重小,总孔隙度约93%,通气排水性好。几乎无缓冲性能,阳离子代换量1.5me/100g,pH值。成分为SiO274%、Al2O311.3%、Fe2O3 2%、CaO 3%等,养分多不能被吸收利用。,1
11、.稳定性好,不易分解2.易漂浮,难以固定根系3.表面易生绿藻,5.炉渣容重较大,总孔隙度较小,透气性好,持水量偏低。不含有机质,EC高,阳离子代换量小,pH值碱性。含有较多钾和微量元素,不带病菌,不易产生病害。注意防止重金属超标,用前仔细清洗。容重适中,适宜直径0.5-5mm。通常不单独使用,混合基质中体积比不超过60%。,6.泥炭 泥炭是由苔藓、苔草、芦苇等水生植物以及松、桦、赤扬、羊胡子草等陆生植物在水淹、缺氧、低温、泥沙掺入等条件下未能充分分解而堆积形成,由未完全分解的植物残体、矿物质和腐殖质组成。,g/cm3,总孔隙度77%-84%,保水、保肥力较强;pH偏酸或酸性,EC、盐基代换量较
12、高,缓冲性能强;含氮高,有机质丰富,但多为有机态氮,转化慢,磷钾不足。干燥时不易吸水,湿润后吸水力强。育苗基质中加入泥炭,根系易成坨,但一般不单独使用。,根据形成的地理条件、植物种类和分解程度分为低位泥炭、高位泥炭和中位(过渡)泥炭三大类。低位(黑)泥炭:分布于低洼积水的沼泽地带,以苔草、芦苇等植物为主。分解程度高,氮和灰分元素含量较多,酸性不强,持水量中或小,肥分有效性较高,风干粉碎后可直接用作肥料。容重较大,吸水、通气性较差。不宜作为基质。高位(藓类)泥炭:分布于低位泥炭形成地形的高处,以水藓植物为主。分解程度低,氮和灰分元素含量较少,酸性较强(pH4-5)。容重较小,持水力、盐基代换量、
13、吸水、通气性较好,一般可吸持水分为其干重的10倍以上。此类泥炭不宜作肥料直接施肥,在无土栽培中可作合成基质的原料。中位(白)泥炭:介于高位与低位之间的过渡性泥炭。其性状介于二者之间,也可用于无土栽培。,7.炭化稻壳(炭化砻糠),容重、总孔隙度、气水比适中,质轻,透气、保肥保水性能一般,不宜出现过干过湿现象。含氮0.54%,速效磷66mg/kg,速效钾0.66%,代换性钙884.5mg/kg,营养较丰富;高温炭化,不带病菌。pH值为6.9-7.7,如果使用前没经过水洗,炭化形成的K2CO3使pH值升至9.0以上,因此使用前宜水洗。适用于扦插和播种育苗,一般不单独使用。,8.菇渣,容重较小(0.4
14、1),持水量较大60.8%,通透性较好。富含有机质和速效氮磷钾;缓冲性能较强,因含较多石灰,pH较高,使用前必须调节。不宜单独使用,可与泥炭、蔗渣、沙等混合,体积比不超过40%。使用前堆沤,70%含水量封膜1个月以上,风干打碎过5mm筛。,9.椰糠,颗粒较粗,吸水、透气、排水性较好,保水保肥能力较强。pH5.8-6.7,吸水量为自身重量的5-6倍;碳氮比较高,单独使用时容易缺素,须经充分腐熟。可与珍珠岩、炉渣等混合使用。,10.蔗渣,新鲜蔗渣碳氮比高(169),需堆沤:70-80%含水量,加尿素(干重0.5-1%)堆沤3-6个月。时间过长,分解过度,通气不良。育苗基质最大粒径不超过5mm,使用
15、中注意氮素的供给。混合基质,蔗渣50-70%:沙子或炉渣30-50%。,11.锯木屑,资源丰富,价格低,但受产地限制,易携带病虫害。容重小,总孔隙度较大,大小孔隙比适宜,吸水力强,持水量大,通透性好。pH4.2-6.2,盐基交换量较高。不同树种成分差异大。阔叶树、杉树为宜,针叶树有毒,人造板的锯末含有化学黏合剂。鲜木屑用前要堆沤,加入氮素(干重1/100),需要时间较长。不应太细,常作为混合基质的成分。,12.树皮化学组成(松树为例):有机质98%,其中蜡树脂3.9%、丹宁木质素3.3%、淀粉果胶4%、纤维素2.3%、半纤维素19.1%、木质素46.3%;灰分2%,C/N比135,pH4.2-
16、4.5。,树皮容重与草炭相近,但阳离子代换量和持水力低,C/N高,使用中因分解而使容重增加,体积变小,结构破坏,通气不良。有些树皮含有毒物质,不能直接使用。多数树皮含较多酚类物质,且C/N比较高。新鲜树皮必须堆沤至少1个月以上。若树皮氯化物含量超过2.5%,锰含量超过20mg/kg,不宜使用。,大小1-6mm为宜;混合使用体积比25-75%,13.复合基质也叫混合基质,是由几种单一基质按照一定的比例混合而成,基质种类和配比因植物种类而异,一般以2-3种混合为宜,以有机-无机基质混合的效果更佳。根据是否含有草炭分为草炭系列与非草炭系列。国内外目前普遍采用的基质配比大致是草炭50%-60%,蛭石3
17、0%-40%,珍珠岩10%。,混合基质的目标和要求:容重适宜,增加孔隙度,提高水分和空气含量,改善理化性状,提高育苗效果。,表 常用育苗复合基质及其理化特性比较(王明启,2001),配制复合育苗基质注意的事项:,必须因地制宜,选择资源丰富,价格便宜,利于环保,能满足根系养分、水分及空气供应的材料为原料。基质应具有良好的物理性状,容重小于或等于1,总孔隙度大于60%,气水比1:24;同时具有稳定的化学性质,不危害秧苗,不含对人体有毒的物质,不与营养液发生化学反应,具有一定的缓冲能力。尽量不要掺土壤,以防止带入病菌和虫卵。基质使用前必须进行筛选、去杂质、清洗或必要的粉碎、浸泡等处理,重复使用的基质
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