專利名稱：利用互花米草制備林木容器育苗栽培基質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及植物資源利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用外來入侵物種一互花米 草莖桿資源制備成林木容器育苗栽培基質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
林木容器育苗是當(dāng)今世界林業(yè)的一項先進(jìn)育苗技術(shù)。林木容器苗由于育苗期短、 造林季節(jié)長、規(guī)格及質(zhì)量易控制、節(jié)約種子、起苗時根系不易損傷、苗木失水少、造林成活率 高、緩苗期短等優(yōu)點(diǎn)，能有效提高造林成活率、保存率，減少補(bǔ)栽用苗和用工費(fèi)用，可大大提 高造林質(zhì)量，在全世界推廣應(yīng)用較為廣泛。育苗基質(zhì)是容器苗生長發(fā)育的重要載體。在傳統(tǒng)林木容器育苗生產(chǎn)中，常常選擇 由2-3種不同類型的物料復(fù)配而成的基質(zhì)，以改善單一物料在物理性狀上的不足。其中，泥 炭具有保水通氣、天然無菌，有機(jī)緩釋的特性，且其有機(jī)質(zhì)、腐植酸含量高，纖維含量豐富， 吸咐螯合能力強(qiáng)，有較強(qiáng)的離子交換和鹽分平衡控制能力以及較高的生物活性和生理刺激 作用，為無土栽培最理想的有機(jī)物料，同時配比其他物料如珍珠巖、蛭石等，以改善單一物 料在理化性狀上對植物產(chǎn)生的影響，能很好改善基質(zhì)的物理性狀。但該類復(fù)合基質(zhì)不僅養(yǎng) 分含量不足，同時泥炭的形成極其緩慢，需要經(jīng)過若干地質(zhì)年代，是一種不可再生資源，同 時泥炭地又是一種特殊的濕地類型，孕育了大量的生物。由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和工業(yè)對泥炭資源 的大量需求，導(dǎo)致了泥炭資源的匱乏，同時也破壞了大量泥炭濕地環(huán)境。泥炭的大量開發(fā)與 使用致使生態(tài)系統(tǒng)破壞，造成嚴(yán)重的環(huán)境和資源壓力。由于泥炭資源的稀缺性和分布的地 域性等原因，致使用于林木容器育苗生產(chǎn)成本高昂、生態(tài)環(huán)境代價巨大。因此，另行選擇尋 找經(jīng)濟(jì)、實用、資源豐富的有機(jī)物料來取代日益匱乏的泥炭資源，已成為林木育苗業(yè)亟待解 決的重要課題。互花米草(spartinaaltermiflora)原產(chǎn)于北美大西洋岸，是潮間帶灘涂生長的 一種多年生禾本科高桿型C4草本植物。80年代初期，互花米草被引入我國用于保灘護(hù)岸、 促淤造陸，由于其具有耐鹽堿、耐潮汐、繁殖力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)等特點(diǎn)，迅速在全國沿海各地滋 生蔓延，目前已在我國北起遼寧錦西、南到廣西北海共100多個縣市的沿海灘涂上繁殖生 長，其分布面積已達(dá):34451hm2。作為外來入侵物種，其強(qiáng)大的繁殖能力和高大密集的種群 特征，對我國沿海灘涂地區(qū)的景觀性、生物多樣性和水產(chǎn)養(yǎng)殖已造成一系列不良的影響，同 時每年冬季互花米草干枯死亡后返回大海，亦給海洋生態(tài)造成較大的污染。因此，互花米草 2003年已被國家環(huán)保局列入我國首批16種入侵物種黑名單。但我們認(rèn)為互花米草又是一種潛在的生物資源，其鮮產(chǎn)可達(dá)30_50t/hm2，資源量 非?？捎^；其秸稈富含纖維，內(nèi)部呈海綿狀，有許多豎直的通氣孔，同時含有多種生物活性 物質(zhì)、氨基酸、維生素和微量元素；再生能力很強(qiáng)，收割之后能迅速再生，每年可收割2 3 次。故在資源日趨緊缺的今天，互花米草可作為沿海灘涂開發(fā)利用的資源而變害為寶。我 們設(shè)想可以通過持續(xù)收割互花米草為原料制備成適合林木育苗的復(fù)配基質(zhì)，既可以減少對 泥炭、蛭石、珍珠巖等不可再生資源的需求，又可以抑制互花米草惡性擴(kuò)張的趨勢，促進(jìn)生態(tài)平衡，有利于改善海洋生態(tài)環(huán)境，解決入侵物種的危害問題，而且互花米草價廉、物美，原 料生產(chǎn)成本很低，可實現(xiàn)資源化的利用。但在利用互花米草制備林木容器育苗栽培基質(zhì)的試驗過程中發(fā)現(xiàn)存在以下的問 題互花米草中既存在有一定數(shù)量的病菌、蟲卵、雜草種子等有害病菌和微生物，同時其 C-N比又高達(dá)93. 7，既嚴(yán)重制約了發(fā)酵過程中微生物的活性，作為基質(zhì)又會嚴(yán)重阻礙植株 的正常生長；此外，其葉面的表皮細(xì)胞具有大量乳狀突起的特殊結(jié)構(gòu)，使其水分蒸發(fā)較為困 難，在自然條件不易曬干導(dǎo)致粉碎難度較大；其理化性狀亦有局限性，不宜單獨(dú)作為栽培基 質(zhì)使用，而需與其它輔助材料混配，以改變其固、液、氣的三相比例、養(yǎng)分含量及結(jié)構(gòu)以滿足 植物生長發(fā)育的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是，針對互花米草作為一種生物資源所存在的有害病菌和微生物、C-N 比很高及其理化性狀局限性等的缺陷，提供一種以互花米草為基本原料，加工制備成成本 低廉、營養(yǎng)豐富、理化性狀好、能適宜苗期生長發(fā)育需要的林木容器育苗栽培基質(zhì)的方法。本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。利用互花米草制備林木容器育苗栽培基質(zhì)的方法，該方法按以下步驟進(jìn)行(1)互花米草秸稈的收集與干燥將成熟的互花米草秸稈收割、清洗后，連日翻曬 或烘干至含水量為20-30% ；(2)粉碎將干燥處理后的互花米草秸稈粉碎至5mm、過篩，得互花米草粉；(3)草粉的發(fā)酵腐熟與滅菌將互花米草粉和尿素及石膏粉按重量百分比 35-38% 1-3% 0.5-1%比例，并以水補(bǔ)足至100%后混合、拌勻；覆蓋塑料薄膜后共發(fā) 酵40-50天，其中發(fā)酵4-5天后即揭膜、攤料、降溫、除氣，至發(fā)酵結(jié)束晾干后呈黃褐色粉末； 再噴濃度15% -20%的福爾馬林溶液進(jìn)行滅菌后，備用；(4)稻谷殼的炭化處理按常規(guī)方法將稻谷殼進(jìn)行炭化處理；( 復(fù)合基質(zhì)的混配將發(fā)酵后的互花米草粉和炭化稻谷殼按體積5-7 3-5比 例混合、拌勻得林木容器育苗栽培基質(zhì)。本發(fā)明的有益效果是一、本發(fā)明首先摸清了互花米草粉的理化性狀，它含纖維素30-50%、木質(zhì)素 18-20%、半纖維35-40%，其秸稈內(nèi)部呈海綿狀，有許多豎直的通氣孔；經(jīng)發(fā)酵處理后的互 花米草粉容重為0. 12g/cm3,比重為1. 69g/cm3,總孔隙為92. 71 %，毛管孔度57. 51 %，非毛 管孔度35. 20%，其物理性狀與泥炭相似；同時互花米草其本身含有N 1.23%, P 0. 19%, K 0. 79%的營養(yǎng)元素，明顯高于泥炭等其他基質(zhì)；同時，還含有CaO. 24%, MgO. 55%, CulO. 8%, Zn97. 3%, Fel802. 7%、Mn221 %等植物所需要的礦質(zhì)營養(yǎng)成分，因此，互花米草 是一種較為理想的基質(zhì)原材料；二、本發(fā)明研究明確，基于互花米草C-N比特高的特性，直接作為基質(zhì)使用會嚴(yán)重 阻礙發(fā)酵過程中微生物的活性和幼苗植株的生長，所以必須添加N源并經(jīng)過生物發(fā)酵、殺 菌處理后才能應(yīng)用；同時明確互花米草粉單一基質(zhì)其理化性狀亦存有局限性，通過與炭化 稻谷殼的混配，改善了基質(zhì)的固、液、氣三相比例、養(yǎng)分含量及結(jié)構(gòu)以滿足植物生長發(fā)育的
需要；
三、經(jīng)過林木不同基質(zhì)育苗試驗明確，本發(fā)明的互花米草配方基質(zhì)在育苗質(zhì)量上 可以達(dá)到與泥炭相仿的效果，而在基質(zhì)成本上由于互花米草生長適應(yīng)性強(qiáng)、分布廣泛，加工 取材容易，資源極其豐富，故其生產(chǎn)成本可比泥炭基質(zhì)下降46. 8% -54. 8%，因而就林木育 苗而言，本發(fā)明的互花米草配方基質(zhì)是可以取代泥炭基質(zhì)的(見實施例4、5)；四、綜上所述本發(fā)明方法簡單實用，生產(chǎn)成本低廉，育苗效果與泥炭相仿，可實現(xiàn) 互花米草的資源化利用，降低對泥炭基質(zhì)的依賴，是一種環(huán)境友好，生態(tài)型的資源利用技 術(shù)，其經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益明顯，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但應(yīng)該理解實施例僅用于說明本 發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。實施例1 (利用互花米草制備林木容器育苗栽培基質(zhì)的方法1)(1)互花米草秸稈的收集與干燥每年10月后，將生長成熟的互花米草秸稈收割、 清洗后，采用連日翻曬的方式至含水量為21% ；(2)粉碎將干燥處理后的互花米草秸稈粉碎至5mm、過Φ = 5mm篩，得互花米草 粉；(3)草粉的發(fā)酵腐熟與滅菌將互花米草粉和尿素及石膏粉按重量百分比 35% 3% 0.5%比例，并以水補(bǔ)足至100%后混合、拌勻；覆蓋塑料薄膜后共發(fā)酵40天， 發(fā)酵過程中堆料溫度達(dá)到55-60°C，故發(fā)酵4-5天后即揭膜、攤料、降溫、除有毒氣體，至發(fā) 酵結(jié)束晾干后PH為6. 5-7呈黃褐色粉末；再噴濃度15% -20%的福爾馬林溶液進(jìn)行滅菌 后，備用；(4)稻谷殼的炭化處理按常規(guī)方法進(jìn)行，具體是在地面上用磚頭圍一個內(nèi)徑 150cm、高80cm的圓錐狀爐灶，灶磚之間留有l(wèi)-2cm空隙，取一根內(nèi)徑約10-12cm的鐵管斜 放在爐灶內(nèi)，其高端靠在爐灶上部的磚沿上并伸出爐灶壁外，低端靠在地面上；先用木柴將 爐灶裝滿，當(dāng)火勢燒到最大時，將均勻布滿約1. 5cm小孔的鐵皮蓋在爐灶頂上；再將干燥稻 谷殼分次傾倒在該鐵皮蓋及爐灶四壁外側(cè)上，直至堆成圓錐形狀；第一次堆放的稻谷殼數(shù) 量應(yīng)剛好將整個爐灶蓋嚴(yán)而見不到磚為止；當(dāng)發(fā)現(xiàn)某處稻谷殼燒黑后立即再用適量的稻谷 殼將燒黑處蓋上，如此反復(fù)，直至堆里面的稻谷殼已全部炭化成黑色，僅剩外表一層仍為未 炭化的稻谷殼；結(jié)束后，先將表面未炭化稻谷殼刮去，然后立即用清水徹底澆滅，并將炭化 的稻谷殼邊澆水邊翻動，以洗去炭化后生成的堿性物質(zhì)，使稻谷殼呈中性；而后粉碎、過篩 (Φ = 5mm)即成炭化稻谷殼，備用；(5)復(fù)合基質(zhì)的混配將發(fā)酵后的互花米草粉和炭化稻谷殼按體積7 3比例混 合、拌勻得林木容器育苗栽培基質(zhì)。實施例2 (利用互花米草制備林木容器育苗栽培基質(zhì)的方法2)本例中，步驟(1)以烘干機(jī)方式將互花米草秸稈含水量烘干至25% ；步驟(3)中 互花米草粉和尿素及石膏粉的重量百分比按37% 2% 0.8%的比例，并以水補(bǔ)足至 100%，覆蓋塑料薄膜后共發(fā)酵45天；步驟( 中發(fā)酵后的互花米草粉和炭化稻谷殼按體積 6 4比例混合、拌勻；其余步驟與工藝同于實施例1。實施例3 (利用互花米草制備林木容器育苗栽培基質(zhì)的方法3)
本例中，步驟(1)以連日翻曬方式將互花米草秸稈含水量曬干至30% ；步驟(3) 中互花米草粉和尿素及石膏粉的重量百分比按38% 1% 的比例，并以水補(bǔ)足至 100%，覆蓋塑料薄膜后共發(fā)酵50天；步驟( 中發(fā)酵后的互花米草粉和炭化稻谷殼按體積 5 5比例混合、拌勻；其余步驟與工藝同于實施例1。實施例4 (不同基質(zhì)在櫸樹容器育苗中的效果對比試驗)以櫸樹作為育苗樹種，以實施例1、2、3的配方基質(zhì)作為容器育苗基質(zhì)，以常規(guī)泥 炭珍珠巖=3 1基質(zhì)作為對照(CK)基質(zhì)，參照《DB33/653. 1-2007林業(yè)容器育苗》要求， 在試驗期間為供試材料提供一個相對穩(wěn)定的適宜生長環(huán)境，并在相同條件下進(jìn)行苗期栽培 管理，結(jié)果如表1所示采用不同基質(zhì)育成櫸樹苗木的質(zhì)量基本是一致的，植株生長整齊、 莖干粗壯、根系發(fā)達(dá)、長勢旺盛、植株形態(tài)生理指標(biāo)評價指數(shù)高，苗木質(zhì)量品質(zhì)好，說明本發(fā) 明的互花米草配方基質(zhì)在育苗質(zhì)量上可以達(dá)到與泥炭相仿的效果，而在基質(zhì)成本上可比泥 炭基質(zhì)下降46. 8% -54. 8%，因而就林木育苗而言，本發(fā)明的互花米草配方基質(zhì)基本是可 以取代泥炭基質(zhì)的。表1復(fù)合基質(zhì)栽培櫸樹的植物形態(tài)指標(biāo)綜合評價指數(shù)
權(quán)利要求
1.利用互花米草制備林木容器育苗栽培基質(zhì)的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行(1)互花米草秸稈的收集與干燥將成熟的互花米草秸稈收割、清洗后，連日翻曬或烘 干至含水量為20-30% ；(2)粉碎將干燥處理后的互花米草秸稈粉碎至5mm、過篩，得互花米草粉；(3)草粉的發(fā)酵腐熟與滅菌將互花米草粉和尿素及石膏粉按重量百分比 35-38% 1-3% 0.5-1%比例，并以水補(bǔ)足至100%后混合、拌勻；覆蓋塑料薄膜后共發(fā) 酵40-50天，其中發(fā)酵4-5天后即揭膜、攤料、降溫、除氣，至發(fā)酵結(jié)束晾干后呈黃褐色粉末； 再噴濃度15% -20%的福爾馬林溶液進(jìn)行滅菌后，備用；(4)稻谷殼的炭化處理按常規(guī)方法將稻谷殼進(jìn)行炭化處理；(5)復(fù)合基質(zhì)的混配將發(fā)酵后的互花米草粉和炭化稻谷殼按體積5-7 3-5比例混 合、拌勻得林木容器育苗栽培基質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了利用互花米草制備林木容器育苗栽培基質(zhì)的方法，屬于植物資源利用技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括(1)互花米草秸稈的收集與干燥；(2)粉碎；(3)草粉的發(fā)酵腐熟與滅菌；(4)稻谷殼的炭化處理；(5)復(fù)合基質(zhì)的混配等步驟。本發(fā)明方法簡單實用，而互花米草資源極其豐富，故其生產(chǎn)成本可比泥炭基質(zhì)下降46.8％-54.8％，育苗效果與泥炭相仿，可實現(xiàn)互花米草的資源化利用，并降低對泥炭基質(zhì)的依賴，是一種環(huán)境友好，生態(tài)型的資源利用技術(shù)，其經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益明顯。本發(fā)明可在沿海地區(qū)推廣應(yīng)用。
文檔編號C05F17/00GK102126881SQ20101059066
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者王金旺, 鄭堅, 陳秋夏, 魏馨, 黃建 申請人:浙江省亞熱帶作物研究所