不同栽培基质的水分散失特性比较

■ 1、山西农业大学园艺学院 030801

■ 2、北京市园林科学研究所 100102

■ 3、中国农业大学观赏园艺与园林系 100094
 

标准化基质是穴盘苗生产的基础物质，在发达国家已经实现了标准化生产。泥炭是生产穴盘苗基质的重要材料，根据形成泥炭的植物种类的不同，一般分为草炭与泥炭藓两类。形成草炭的植物多为莎草或芦苇，我国储量较大的泥炭多属于此类，如市场上常见的“东北草炭”等。有研究表明，国产泥炭虽可用作一般的种苗生产，但其各项指标与国外生产的基质相差甚远，难以满足穴盘种苗生产的要求。

一般认为，保持泥炭中适量的水分和空气，是植物生长的基本要求。保持水气平衡是生产标准化基质的关键，而国产泥炭和进口泥炭的水分运动特性很不相同，使得以国产泥炭为基质的穴盘苗长势明显劣于进口泥炭。本试验对比了进口基质与东北草炭的水分运动特性，并研究了东北草炭与蛭石、珍珠岩配成的混合基质以及东北草炭与保水剂混合后的基质的水分运动特性，从中选出了保水性接近于进口基质的国产基质配方，为开发国产穴盘育苗标准化基质奠定了基础。

试验材料和方法

供试材料

进口基质选用美国维生育苗基质（容重0.11g/cm3，总孔隙度94.4%，粒径0～5mm）和加拿大伯爵育苗基质（容重0.12 g/cm3，总孔隙度94.1%，粒径0～3 mm），国产泥炭选用东北草炭（容重0.302 g/cm3，总孔隙度87.7%，粒径0 ～5 mm），蛭石（容重0.336 g/cm3，总孔隙度86.11%，粒径0～2 mm），珍珠岩（容重0.131 g/cm3，总孔隙度93.6%，粒径2～4 mm），保水剂选用广东中山锐迪新材料有限公司生产的RDWWRZ型保水剂，其特点是具有水分调控功能，能长时间保持水分。
 

试验方法

本试验在北京市园林科学研究所进行，将72 孔穴盘剪成4 穴孔为一单位，填入基质放入水中，使其充分吸水后，取出放在恒温烘箱中测试水分散失量。北京市园林科学研究所花卉大棚内的实际观测温度为38 ℃左右，考虑到基质的实际应用，试验设定烘箱内基本温度为40℃，每间隔一小时测量穴盘重量，通过相临两次之间的重量差来计算水分蒸发量，作出水分散失曲线。本试验设10个处理（见表1），每处理三次重复。

结果与分析

进口基质与东北草炭水分散失曲线比较
从图1 可看出进口基质的保水性能明显优于东北草炭。东北草炭的水分运动曲线比进口基质的水分运动曲线陡直。在试验开始的24h 里，三种基质的水分蒸发量没有明显差别，各处理间差异不显著（P ＞0.05）；24h以后，东北草炭的蒸发量开始逐渐下降，而进口基质的蒸发量仍能保持较稳定的水平；61h 以后，进口基质蒸发量开始逐渐缓慢的下降，但此时东北草炭的蒸发量仍不足进口草炭的1/10。85h 以后，东北草炭的重量恒重，进口基质则在105h 以后达到恒重。方差分析表明：24～105h 时，处理3 与处理1、2 间差异显著（P ＜ 0.05）。计算出三种处理中基质的饱和含水量进行比较。

东北草炭与蛭石、珍珠岩混合基质的水分散失比较

从图2.1和2.2中可看出，在东北草炭中加入20%～30% 的蛭石后，混合基质的水分散失曲线比纯东北草炭的要缓平，却与进口基质的水分散失曲线接近。方差分析表明：在开始的36h 内，各处理的水分蒸发量保持恒定，处理间差异不显著（P>0.05）；36h 至113h 时间内，处理3 与处理1、2、4、5 间差异达到显著水平（P<0.05），处理4、5 与处理1、2 间差异不显著（P>0.05）；113h 以后，各处理的重量达到恒重，处理间水分蒸发量差异不显著（P>0.05）。以上说明混合基质与东北纯草炭相比，保水性得到了提高，与进口基质基本接近。

从图2.3 和2.4 中可看出，在东北草炭中加入20% ～30% 的珍珠岩后，混合基质的保水性能没有明显提高，仅在一定程度上比东北纯草炭提高了持水量。图2.3 表明，混合基质的水分散失曲线与纯东北草炭的水分散失曲线相近，方差分析显示，三处理间的差异不显著（P>0.05）；而由图2.4 可看出，混合基质与进口基质的水分散失曲线相比却表现出了较大的差距。经方差分析：在试验开始至24h 内，各处理间差异不显著（P>0.05）；24h～105h，处理6、7、3 与处理1、2 间差异显著（P<0.05）；105h 以后，各处理重量达到恒重，处理间差异不显著（P>0.05）。以上分析均说明，加入珍珠岩对东北草炭的保水性不能起到明显的改善作用，与进口基质比，仍存在较大的差距。

加入不同量保水剂的东北草炭的水分散失比较

由图3 可看出，东北草炭中加入保水剂后，其保水性能得到了提高，且随着保水剂使用量的增多，其保水性能也随之提高。当保水剂用量为5g/Kg 时，其水分散失曲线最接近于进口基质，这主要是因为保水剂在吸水后能缓慢释放水分；当保水剂使用量为1g/Kg 和3g/Kg 时，其水分散失曲线较为缓平，却仍不能获得与进口基质相似的曲线。方差分析表明：在试验开始的24h 里，各处理间差异不显著（P>0.05）；24h～105h，处理1、10 与处理3、8、9间差异达到显著水平（P<0.05）。综上说明：当保水剂使用量为5g/Kg 时，水分散失曲线最接近于进口基质，从而使东北草炭的保水性能得到了明显的改善。
 

讨 论

● 基质水分散失特性与它的容重、孔隙度密切相关。与进口基质相比，东北草炭容重约为前者的2～3 倍，这与国内外相关报道相符合。而东北草炭总孔隙度为91.4%，低于进口基质的约95% 。在对土壤的研究中发现，土壤愈密实，则大孔隙数量愈少，而中小孔径的孔隙愈增多。因此，在同一吸力值下，干容重愈大的土壤，相应的含水率一般也大些。由图1 得知，进口基质的持水量远大于东北草炭。其原因可能有二：其一是进口基质主要为泥炭藓，泥炭藓中具有空腔的薄壁细胞，其功能是吸收和传输水分；泥炭藓同时还具有木质化的细胞壁，呈环状、螺旋状或盘状，这使得干燥后被空气充满的空腔细胞的结构不会坍塌，因此即使变成泥炭后仍然能吸收和保持水分。而形成东北草炭的植物多为莎草和芦苇。由于莎草和芦苇都是较高等的维管束植物，一旦死亡，维管束便失去吸水能力，通气量便明显降低，所以东北草炭的保水性低于进口基质。其二是某些进口基质中加入了湿化剂和保水剂，从而使得其吸水能力大大提高，在保水性能方面也随之表现出了优于东北草炭的现象。

● 蛭石是一种叶片状的矿物，它经高温膨胀后形成多孔片粒状物质，容重仅为1 0 0 ～130Kg/m3 ，吸水能力强，每立方米蛭石可吸收500～600L 的水。珍珠岩是火山岩浆的矽化合物。其形成过程是用机械法打碎矿石并筛选，再放入火炉内加热到1400℃，这种温度下原有的一点水分变成了蒸气，矿石变成多孔的小颗粒，颜色为白色，容重为100Kg/m3，无营养成分，质地均匀，不分解，可吸收自身重3～4 倍的水分。所以在东北草炭中加入蛭石或珍珠岩后，都改变了基质的水分散失特性。由于珍珠岩的保水性能低于蛭石，因此它对东北草炭水分特性的调节没有蛭石显著。但如果盲目加大蛭石用量，则会影响基质的通气性，从而影响根系发育，另外对水分散失特性的改善作用也会降低。试验表明，在东北草炭中加入20% 的蛭石时，效果明显，其水分散失特性最接近于进

口基质。
● 保水剂又称保湿剂，它是用强吸水性树脂制成的高分子聚合物，主要成分为丙烯酸盐共聚物或聚丙烯酰胺。高分子聚合物既不溶于水，也不溶于有机溶剂，但却具有很强的吸水能力；吸水膨胀后为水溶胶，即使受压也不易被挤出，可缓慢释放水分子供作物吸收利用。国内外许多实验表明，保水剂所吸收的水分，85% 对植物有效，随着植物根际土壤水分的变化，可缓慢将水分释放出来，供给植物生长。所以在基质中加入保水剂后，能够改善基质的吸水性，满足穴盘育苗中幼苗对水分的需求。本试验也证实，在东北草炭中加入适当比例的保水剂能显著改善基质中的水分运动特性，使其水分散失量平缓均匀。特别是在基质中加入5g/Kg保水剂时效果最好，其水分运动特性最接近于进口基质的水平。

● 本实验解决了国产东北草炭保水性差的问题，为穴盘育苗基质的国产化和标准化生产奠定了基础。