关键词:
基质
颗粒粒级
物理性质
屋顶绿化
微型薯
摘要:
基质是采用各种有机、无机材料通过一定工艺调制的栽培介质,是发展现代农业和实现农产品高产、高效、优质、安全、标准化必需的生产资料。随着设施农业发展、种苗产业不断扩大、城市绿化率逐年提高,开发高产、高效的基质将是现代农业和园林生态城市建设可持续发展的基础。近年来有关复配基质的研究日益增多,主要集中于对不同基质原料的筛选及复配比例的研究。由于原料种类繁多、来源地域性差异大,仅仅考虑原料种类和复配比例的这种粗放配制产品,由于基质的机械组成不稳定,导致基质水气供应不平衡,进而产品质量良莠不齐。围绕基质产品的工业化和标准化生产,探讨基质原料机械组成对基质理化性质和目标植物生长的影响,为通过调配原料粒级分布创造出最适合目标作物生长的孔隙比和平衡的水气体系提供参考。本文以粉煤灰、蛭石、泥炭等作为试验材料,调控颗粒粒级的大小进行试验研究,观测不同粒级复配基质理化性质的变化规律和基质粒级调控对植物生长发育的影响,以此获得多种粒级在基质调控中的作用方式和效果,为精准调配屋顶绿化及微型薯基质生产提供试验数据,也对消纳利用粉煤灰和开发基于粒级调控的现代基质生产工艺提供技术参考。主要研究结果如下:1、颗粒粒级影响基于粉煤灰的复配基质的孔隙特性和水分指标。对不同粒级区间粉煤灰性质进行检测,结果表明:随粒级从>5 mm减小到<0.25 mm,粉煤灰容重值随区间梯度从0.33 g/cm至0.79 g/cm逐渐增大;通气孔隙随颗粒粒级不断减小,数值从48%至3%减小;持水孔隙随粒级减小,数值从8%至51%呈增加趋势;大小孔隙比随粒级减小而减小。田间持水量随颗粒减小从5.83%到28.19%逐渐增大;饱和含水量随粒级减小从111.82%到67.14%逐渐减小。2、在屋顶绿化植物盆栽试验中,颗粒粒级是影响基质性质和植物生长的主要因素。粒级为0.25~1 mm和1~2 mm复配基质的容重差异显著。对佛甲草、八宝景天和麦冬的各生长指标进行分析,粒级影响植物生长状态。相比较同样基质厚度的市售基质处理,佛甲草在0.25~1 mm处理中地径生长量增加最多,最多增加0.39 cm;八宝景天在0.25~1 mm的粒级处理中株高生长量最大,增加了2~2.83 cm;麦冬在<0.25 mm粒级的处理中冠幅生长最好,增加了1~2.5 cm的生长量。对植物的生长指标综合分析,0.25~1 mm的粉煤灰粒级,按体积比混配10%的泥炭,种植厚度为15 cm时,各植物整体表现良好。3、通过测定粉煤灰的理化性质,并与立体绿化栽培基质(T/CABEE 005-2020)进行对比,粉煤灰用于配制屋顶绿化基质是可行的,且不会造成环境污染。在屋顶绿化模拟景观试验中,基质机械组成对基质水气平衡性能有重要影响。简易式屋顶绿化类型中,B1处理<1 mm颗粒占比为50%,B4处理<1 mm颗粒占比为80%,B4处理容重比B1大0.11 g/cm,通气孔隙度较小,持水孔隙度较大。花园式屋顶绿化类型中B2处理以<1 mm颗粒为主,占总体积的70%,B5处理<1mm颗粒占总体积50%。B5处理容重比B2处理大0.08 g/cm,持水孔隙度、田间持水量较小,饱和含水量较大。极简式屋顶绿化类型B3处理>1 mm的颗粒占总体积的70%,B6处理>1 mm的颗粒占总体积的50%,B6处理比B4处理容重大0.03 g/cm、通气孔隙度、饱和含水量较大,持水孔隙度、田间持水量较小。结构性物料(粉煤灰)为主的处理维持基质高度的性能较好,在同样的雨水环境冲击下,添加X基质的B1、B2、B3处理沉降高度分别比以粉煤灰为主的B4、B5、B6处理多3.2 cm,2.3cm和0.5 cm。综合分析景观效果,极简式模拟屋顶景观效果好的配方为B3处理(X基质:1~2 mm粉煤灰:0.063~1 mm粉煤灰:<0.063 mm粉煤灰=50:1:36.5:12.5),简易式模拟屋顶景观效果好的配方为B1(X基质:2~4 mm粉煤灰:1~2 mm粉煤灰:0.063~1 mm粉煤灰:<0.063 mm粉煤灰=50:9:12.5:16:12.5),花园式模拟景观效果较好的配方为B5(1~2 mm泥炭:4~6 mm粉煤灰:2~4mm粉煤灰:1~2 mm粉煤灰:0.063~1 mm粉煤灰:<0.063 mm粉煤灰=9:3.64:17.29:17.11:26.31:26.71)。4、在微型薯脱毒苗栽培试验中,对马铃薯单株产量进行分析,P3密度(13.5 cm×13.5 cm)下,TD-D处理单株产量最高,为10.91 g/株,多于相同条件下的蛭石基质种植产量6.51 g/株。对各处理颗粒粒级进行极差分析,粉煤灰1~2 mm粒级占比在0%~14%之间,0.25~1 mm粒级占比40%~65%之间,<0.25 mm粒级占比在20%~35%之间的粒级占比适宜种植微型