第五章 工厂化育苗基质与营养.ppt

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 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 8g cm3 2 粒径 颗粒直径大小 以mm表示 影响容重 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 0 001 0 1mm 4 气水比 大小孔隙比 在一定时间内基质中容纳气 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30mg kg 氯不超过40mg 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 100cmol 1000g为宜 1 10cmol 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6 0 8 5 成分为SiO274 Al2O311 3 Fe2O32 CaO3 等 养分多不能被吸收利用 1 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 容重0 2 0 6g 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 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 41 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 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30 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 2 4 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 重复使用的基质应采取合适方法消毒灭菌 经检验合格后方可再次利用 蒸气消毒 将基质装入箱 柜 体积1 2m3 密闭 通入蒸气 70 900C下持续15 30min 当基质量大时 可堆高20cm 覆盖防水耐高温布 通入蒸汽 70 900C下持续1小时 简便易行 经济实用 效果好 安全可靠 但较繁琐 成本较高 太阳能消毒 夏季温室休闲季节 将基质堆成20 25cm高 含水量80 用塑料薄膜覆盖 暴晒10 15天 安全 廉价 简单 实用 四 基质的消毒 化学药剂消毒 成本较低 但安全性差 污染环境 40 甲醛 稀释40 50倍 均匀喷洒 20 40L m2 薄膜覆盖24h 风干2周 杀菌良好 杀虫较差 氯化苦 基质堆放30cm厚度 每隔20 30cm向基质内10 15cm深处注射3 5ml药液 将注射孔堵死 一层放完后再铺第二层 共2 3层 或者150ml药液 m3基质 薄膜密封 15 20 下7 10天 使用前风干7 8天 可有效防治线虫 杂草种子 真菌 对人和植物有害 注意安全 威百亩 将1L威百亩加入10 15L水稀释 然后喷洒在10m2基质表面 密封 半月后使用 对线虫 杂草和某些真菌有杀伤作用 溴甲烷 将基质堆放 药液喷注到基质上 用量100 150g m3基质 薄膜密封5 7天 使用前晾晒7天 可有效防治线虫 杂草种子 真菌 致癌 注意安全 漂白粉 次氯酸钠或次氯酸钙 有效氯含量0 3 1 药液 浸泡基质30min以上 用水清洗 适于沙子 砾石 设备 器材等消毒 不宜用于吸附力强或难清洗的基质 快速简便 高锰酸钾 用1 5000浓度溶液浸泡10 30min 适用范围同上 第二节育苗的养分供应 一 幼苗对养分的需求特性 发芽期 发芽 第一片真叶显露 异养到自养过渡幼苗期 露心 第一或第二片真叶展开 地上生长较慢 地下生长旺盛成苗期 第一或第二片真叶展开 定植 生长迅速 花芽分化 幼苗单位面积和单位时间内养分需求量较大 秧苗对养分的忍耐能力有限 浓度不宜过高 水大量元素营养液的原料含有营养元素的化合物微量元素调节渗透压或pH的辅助化合物 一 定期浇灌营养液 二 养分供给方式 1 营养液的概念将含有植物生育所需营养元素化合物溶解于水而形成的溶液 2 营养液配方在一定体积的营养液中 规定含有各种营养元素或者其盐类 化合物 的数量 1L营养液中 Ca NO3 2 4H2O 950mgKNO3 810mgNH4H2PO4 155mgMgSO4 7H2O 500mg配方与剂量FeNaEDTA 20mg作物种类H3BO3 3mg生育阶段MnSO4 4H2O 2mg基质条件ZnSO4 7H2O 0 22mg季节天气条件CuSO4 5H2O 0 05mg 3 营养液组配原则 营养液组成方面 科学合理含有植物生长所必需的全部营养元素 全面 各种营养元素数量和比例符合植物生长要求 达到生理平衡 合理 各种化合物以植物可吸收的形态存在 并在较长时间内保持有效性 有效 总盐分浓度及其酸碱度符合植物正常生长要求 生理酸碱反应相对平稳 适宜 总浓度不宜超过0 4 营养液配制方面 安全可靠合理选择肥源1 化学矿质肥料为主 2 溶解性好 均匀分布 长期有效3 质地纯正 含量稳定 不含有害物质4 符合配方前提下 尽量减少种类考虑水质和基质特性1 无污染 不含杂质和有害物质2 软水为宜 硬水要预处理3 适当考虑水和基质中的养分正确组配1 严格组配步骤2 正确调节 4 营养液水源水质有软 硬之分 硬水中含有多种钙 镁盐类 主要是碳酸盐 重碳酸盐 硫酸盐 氯化盐等 而软水含量较低 水质的软硬程度以每升水中含CaO的重量来表示 1 10mgCaO L按其划分 0 4 很软水4 8 软水8 16 中硬水16 30 硬水30 以上 极硬水山农大本部井水 Ca2 120ppm CaO约169ppm Mg2 28ppmK 210ppmNO3 32 75ppm 营养液对水质的要求 1 水硬度10 以下为宜 最高不超过15 2 pH5 5 8 5 3 悬浮物不超过10mg L 4 NaCl含量小于2mmol L 5 无有害微生物 病原菌 6 溶解氧 3mg L 氯气 0 3mg L 7 重金属及有害元素不许超标 5 营养液的肥源 化工产品等级划分 1 化学试剂 保证 GR 分析纯 AR 化学纯 CP 2 医药用3 工业用4 农业用对肥源的要求 质地纯正 含量稳定 不含有害物质1 注意结晶水数量 含水量2 注意纯度含量3 注意杂质种类 含量4 注意溶解度 酸碱性 商品标示不清或技术参数不明者严禁使用 需化验确认 本物符合 有害物质同时也不能超标 KNO3 Pb 98 0 008 主要化学肥料种类及其特性硝酸钙 Ca NO3 2 4H2O 目前无土栽培中用的最广泛的氮源和钙源肥料 含氮11 9 钙17 0 白色结晶 极易溶解于水 吸湿性极强 贮藏时需密闭并放于阴凉处 硝酸钾 KNO3 含氮13 9 含钾38 7 白色结晶 吸湿性较小 但长期贮藏于潮湿环境下也会结块 水溶性较好 具有助燃性和爆炸性 贮运时忌猛烈撞击 勿与易燃易爆物混存 氮肥 硝酸铵 NH4NO3 含氮35 各占一半 白色结晶 溶解度很大 吸湿性很强 易板结 贮藏时需密闭并放于阴凉处 具有助燃性和爆炸性 贮运时忌猛烈撞击 勿与易燃易爆物共同存放 硫酸铵 NH4 2SO4 含氮21 2 白色结晶 易溶于水 不易吸湿 但当其中含有较多游离酸或空气湿度较大时 长期存放也会吸湿结块 尿素 CO NH2 2 含氮46 6 白色结晶 吸湿性很强 易溶解于水 少用 磷肥 磷酸二氢钾 KH2PO4 白色结晶或粉末 含磷 P2O5 22 8 含钾 K2O 28 6 易溶解于水 吸湿性很小 不易潮解 但贮藏在湿度大的地方也会吸湿结块 是无土栽培中的重要磷源 磷酸二氢铵 NH4H2PO4 磷酸一铵 纯品为白色结晶 肥料外观多为灰色 纯品含磷 P2O5 61 7 含氮12 2 易溶解于水 溶解度大 磷酸一氢铵 NH4 2HPO4 磷酸二铵 纯品为白色结晶 肥料常含有一定的磷酸二氢铵 为粉状白色结晶 纯品含磷 P2O5 53 7 含氮21 2 易溶解于水 有一定吸湿性 易结块 过磷酸钙 Ca H2PO4 2 H2O CaSO4 2H2O 灰白色或灰黑色颗粒或粉末 是一种水溶性磷肥 溶解度较小 吸湿后易降低磷有效性 需干燥存放 一般不用作营养液肥源 重过磷酸钙 Ca H2PO4 2 H2O 灰白色或灰黑色颗粒或粉末 易溶于水 含有4 8 游离磷酸 吸湿性和腐蚀性强于过磷酸钙 易结块 但不易发生磷酸退化现象 一般不用作配制营养液 钾肥 磷酸二氢钾 KH2PO4 前述硫酸钾 K2SO4 纯品外观为白色粉末或结晶 含钾 K2O 52 9 农用肥料多白色或浅黄色粉末 含钾 K2O 50 52 较易溶于水 吸湿性小 不结块 是无土栽培中良好钾肥 氯化钾 KCl 纯品外观为白色结晶 肥料多为紫红色或淡黄色或白色粉末 含钾 K2O 50 60 易溶于水 吸湿性小 不结块 由于含氯较高 对忌氯作物不宜 含杂质过多时应慎用 硝酸钙 Ca NO3 2 4H2O 前述氯化钙 CaCl2 外观为白色粉末或结晶 含钙36 易溶于水 吸湿性强 由于含氯较高 对忌氯作物不宜 不作主要钙源 硫酸镁 MgSO4 7H2O 外观为白色结晶 呈粉末或颗粒状 含镁9 86 易溶于水 稍有吸湿性 吸湿后易结块 是无土栽培良好镁源 钙 镁肥 铁肥 硫酸亚铁 FeSO4 7H2O 黑矾 绿矾 外观为浅绿色或蓝绿色结晶 含铁20 1 易溶于水 有一定吸湿性 易失水氧化成棕色 尤其在高温强光下 因此应密闭 于阴凉处存放 易沉淀 氧化 pH 三氯化铁 FeCl3 6H2O 外观为棕黄色结晶 含铁20 66 易溶于水 吸湿性强 易结块 作物对Fe3 利用率低 高pH下易沉淀 螯合铁 铁与螯合剂合成 不易发生沉淀 有效性高 一般为浅棕色粉末 易溶于水 使用方便 常用NaFeEDTA 15 22 和Na2FeEDTA 14 32 缺铁新叶黄化 其它微量元素肥料 硫酸锰 MnSO4 nH2O 粉红色结晶体 易溶于水 硫酸锌 ZnSO4 7H2O 无色斜方晶体 易溶于水 干燥下易失水 含锌22 74 硫酸铜 CuSO4 5H2O 兰色或浅兰色结晶 干燥条件下易风化 含铜25 45 易溶于水 钼酸铵 NH4 6Mo7O24 4H2O 白色或淡黄结晶 含钼54 34 易溶于水 因水和基质可以满足 有时不再添加 硼酸 H3BO3 白色结晶 含硼17 5 易溶于热水 是无土栽培良好硼源 碱性下易失效 硼砂 Na2B4O7 10H2O 白色或无色粒状结晶 含硼11 34 干燥条件下易失水 易溶于水 是良好硼源 硼肥 酸 磷酸 硫酸 硝酸碱 氢氧化钾 氢氧化钠螯合剂 EDTA DTPA 辅助性物质 6 营养液配方及配制 1 微量元素配方 全量 2 主要作物大量元素配方 全量 育苗简易配方 叶菜类 N140 200mg kg P70 120mg kg K140 180mg kg 茄果类 前期N140 200mg kg P90 100mg kg K200 270mg kg 后期N150 200mg kg P50 70mg kg K160 200mg kg 氮磷钾溶液 浓度0 1 0 3 注意缺素 表3几种常用育苗营养液配方 李式军 2002 注 表中数据系每m3水中加入肥料的克 g 数 配方1 2 3为无土轻基质育苗配方 根据不同作物种类及不同生育期 稀释或加浓使用 必要时可加入微量元素螯合铁25g m 3及硼酸20g m 3 配方4适用于含培养土的基质育苗 3 营养液的制备 浓缩贮备液 母液 育苗营养液分析 计算 称量 溶解 定容 调整 1 浓缩贮备液 总的原则是避免难溶性物质产生 因此不能将所有盐离子都溶解在一起 常分别制备 长期贮存需酸化 pH 3 4 并置于阴凉避光处 最好用深色容器 A液以