無土草皮生長介質(zhì)的研究與應(yīng)用進展

　　要:從生長介質(zhì)的種類、介質(zhì)的選擇、有機介質(zhì)的配置和隔離層的設(shè)置4個方面，介紹了國內(nèi)外有機介質(zhì)和地墊隔離層在無土草皮生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用進展，并闡述了有機介質(zhì)配置對無土草皮生長發(fā)育的影響，指出了環(huán)保型有機基質(zhì)的應(yīng)用是無土草皮生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的方向，為草皮農(nóng)場充分利用當?shù)鼗|(zhì)資源，高效生產(chǎn)無土草皮提供了理論和技術(shù)支撐。

　　關(guān)鍵詞:無土草皮;生長介質(zhì);隔離層;生產(chǎn)應(yīng)用;研究進展

　　近年來，隨著人們生活水平的逐步提高和城市綠化建設(shè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)不斷更新，傳統(tǒng)的草坪建植方法已無法滿足時代發(fā)展的需要。在此背景下，無土草皮應(yīng)運而生，并在生產(chǎn)實踐中得以大力推廣和應(yīng)用。國際無土栽培學會(ISOSC)認為［1］:無土栽培是指利用除天然土壤之外的基質(zhì)給植物提供水分、氧氣等條件的栽培方式，主要形式有基質(zhì)培育和水培兩種?；|(zhì)培育無土草皮以草坪草生長所必須的礦物質(zhì)組合成人工基質(zhì)，以此作為生長基質(zhì)生產(chǎn)草皮。無土基質(zhì)疏松、透氣、保水、微生物活躍、吸肥能力強，為草坪草生長發(fā)育創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件，使草坪草能夠生長迅速，且因基質(zhì)在播種前已進行了消毒和殺蟲處理，所以無土草皮的雜草少，病蟲害輕，顏色好，外觀均一，商品性強，很受市場歡迎。在起草皮時，無土草皮很少發(fā)生斷根現(xiàn)象，移植時也不會產(chǎn)生萎蔫期，鋪植一周后根系可深入基質(zhì)內(nèi)，其存活率可達100%。無土草皮一年四季皆能移植，運輸成本低，鋪設(shè)平整，景觀效果好［2］?，F(xiàn)就無土草皮生長介質(zhì)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀作一全面介紹，旨在為草皮農(nóng)場因地制宜，就地取材，充分利用當?shù)鼗|(zhì)資源，高效生產(chǎn)無土草皮提供理論和技術(shù)支撐。

　　1無土草皮生長介質(zhì)的選擇

　　生產(chǎn)無土草皮的核心是選擇合適的生長介質(zhì)，介質(zhì)的選擇是無土草皮栽培能否成功的關(guān)鍵［3］。有機介質(zhì)由有機殘體組成，含有一定的營養(yǎng)成分。無土草皮常使用的有機介質(zhì)包括泥炭、鋸末、樹皮、秸稈、稻殼、菇渣、蔗渣、堆肥、塘泥和椰子殼等。由于各種基質(zhì)有其自身的特點，其透氣性、保水性、pH值、微量元素含量、分解速度各不相同。介質(zhì)的取舍應(yīng)考慮其具有的四個基本功能，即固定植株的能力、保水性能、保肥性能和透氣性高低。選擇生長介質(zhì)，應(yīng)遵循以下基本原則。

　　2無土草皮生長介質(zhì)的配置

　　2.1國外情況

　　有記載的草皮生產(chǎn)活動最早出現(xiàn)在17世紀的英國，主要是從天然草地和放牧場挖取草皮用于建植草坪綠地。20世紀40年代末期，隨著庭院、公共場所草坪綠化的流行，草皮產(chǎn)業(yè)也逐步擴展到了中西部地區(qū)，并在美國密歇根州和新英格蘭州出現(xiàn)了幾個商業(yè)草皮生產(chǎn)公司，主要是在廣闊的奶牛放牧場上利用自然植被生產(chǎn)草皮條，用于周邊地區(qū)建造墓地草坪，初步開始了草皮零售業(yè)務(wù)的經(jīng)營［10］。1967年，以美國草皮生產(chǎn)協(xié)會成立為契機，較為系統(tǒng)的草皮生產(chǎn)聯(lián)合體正式誕生，主要包括草皮生產(chǎn)銷售、技術(shù)推廣、人才培訓等內(nèi)容［11］。但在介質(zhì)研究方面，20世紀60年代，主要是針對蔬菜和花卉等園藝作物而展開，其中以荷蘭的設(shè)施農(nóng)業(yè)為典型代表，當時荷蘭建有1.1億平方米的溫室，其中3/4以上面積采用基質(zhì)栽培，栽培基質(zhì)主要為巖棉和一些混合物(陶粒、泥炭、樹皮、椰子纖維等)，并輔以相應(yīng)的營養(yǎng)液滴灌和栽培技術(shù)，對于草皮介質(zhì)的生產(chǎn)與應(yīng)用的研究則較少［12］。有試驗提出，無土栽培選用介質(zhì)的方向應(yīng)以有機廢棄物的利用為主，實現(xiàn)資源的可循環(huán)利用［13，14］。Stone［15］研究污泥堆肥與海灘沙混合基質(zhì)與兩種商品盆栽混合基質(zhì)對草坪草生長的影響，發(fā)現(xiàn)海灘沙與污泥堆肥的比例為1∶1和3∶1時，草坪草的生長高度、莖稈數(shù)和擴展幅度與其中一種商品混合基質(zhì)相同。這一研究成果使美國的海灘沙和污泥資源得到了充分利用，并大大降低了草皮的生產(chǎn)成本。此外，Hensler［16］采用可降解的有機物———洋麻作為生產(chǎn)基質(zhì)，進行暖地型無土草皮生產(chǎn)可行性研究，發(fā)現(xiàn)以種子直播和根莖繁殖兩種方式生產(chǎn)無土草皮，材料定植6周后草皮的蓋度均達到了100%。

　　2.2國內(nèi)情況

　　國內(nèi)對無土草皮栽培的研究起步相對較晚。20世紀90年代初，北京、上海、天津、廣州等大城市開始生產(chǎn)草皮卷。一些學者以鋸末［17］、非織造布［18］、生活垃圾［19］等為基質(zhì)對無土草皮的生產(chǎn)技術(shù)做了大量研究。許諾等以碳化稻殼、棉籽殼、鋸木屑、蘑菇渣為原料進行不同比例的基質(zhì)搭配，并以25g/m2的播種量均勻撒播多年生黑麥草，結(jié)果表明:鋸木屑對于多年生黑麥草垂直生長的提升幅度最高，草皮蓋度最大;蘑菇渣與碳化稻殼的比例為1∶4、鋸木屑與碳化稻殼的比例為1∶2、棉籽殼與碳化稻殼的比例為1∶4時，對多年生黑麥草無土草皮的綜合生產(chǎn)性能均有較好的促進作用。

　　3有機介質(zhì)在環(huán)保型無土草皮生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　3.1環(huán)保型無土草皮有機介質(zhì)的發(fā)展

　　無土栽培介質(zhì)是植物生長的基礎(chǔ)和媒介，也是無土栽培技術(shù)的關(guān)鍵［25］，不僅具有支撐、固定植株的功能，還具有中轉(zhuǎn)站的作用［26］。除此之外，無土草皮基質(zhì)應(yīng)從環(huán)保性和經(jīng)濟性出發(fā)，盡量避免因開發(fā)利用草皮對地球濕地生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。20世紀70年代以來，國內(nèi)外不少學者提出利用堆肥、農(nóng)業(yè)有機廢棄物、下水道污泥等材料代替泥炭，但因其性質(zhì)不穩(wěn)定并且會造成二次污染，一直無法動搖泥炭在無土栽培中的首要地位［27］。為了保護濕地生態(tài)系統(tǒng)，泥炭資源較少的，如南歐很少開發(fā)利用泥炭，即使在泥炭資源相對豐富的，泥炭的開發(fā)利用也受到限制［28］。這些措施促使傳統(tǒng)的有機介質(zhì)逐漸被淘汰，質(zhì)優(yōu)價廉的環(huán)保型無土草皮生產(chǎn)介質(zhì)的開發(fā)利用已成為當務(wù)之急。

　　3.2植物廢棄物作為無土草皮生產(chǎn)介質(zhì)

　　我國是一個農(nóng)業(yè)大國，每年農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量可達7億噸左右，這一可再生的天然資源并沒有被充分利用，反而被大量焚燒，不僅浪費資源，還污染生態(tài)環(huán)境［29］。秸稈基質(zhì)富含多種營養(yǎng)元素，其中全氮、鉀和鈣含量較高。俞鎮(zhèn)慌對秸稈作為草皮生長的基質(zhì)進行研究表明:秸稈基質(zhì)的總體孔隙率可達到91.2%，完全能滿足草皮對空氣的需要。但陳秋全等［30］用秸稈基質(zhì)在溫室大棚中生產(chǎn)草皮，出現(xiàn)了秸稈肥料缺失的現(xiàn)象。王運琦等［31］用爐渣、醋渣、秸稈組配后無土草皮，草皮無雜草、生長周期短、重量輕、且易于鋪裝，不僅降低了運輸成本，而且移植后效果良好。尚玉欣等［32］采用草炭、草木灰、枯落物、腐殖質(zhì)作為栽培基質(zhì)代替土壤種植披堿草，發(fā)現(xiàn)披堿草在腐殖質(zhì)∶枯落物∶草木灰為3∶1∶1的介質(zhì)配置下，植株地上部分和根系的鮮重最大;王欽等［33］生產(chǎn)高羊茅無土草皮，發(fā)現(xiàn)在枯落物∶草木灰∶草炭為2∶1∶4的介質(zhì)配置下，植株地上部分和根系的鮮重最大，并認為草坪草幼苗生物量的增加與基質(zhì)提供的通透性、保水性、保肥性有關(guān)。

　　4無土草皮隔離層材料的選擇

　　草皮生產(chǎn)要求成卷快，卷起后破損少，重量輕，品質(zhì)好，從經(jīng)濟角度還應(yīng)考慮草皮的年生產(chǎn)次數(shù)。因此，除了適宜的培養(yǎng)基質(zhì)和正確的養(yǎng)護管理措施之外，還要選擇合適的隔離層才能取得草皮生產(chǎn)的預期效果。良好的隔離層，能有效地隔離根系下扎，控制草皮的厚度和重量。然而，無論多好的隔離層，都不能完全阻擋根系向下生長，只是盡可能減少了穿過隔離材料的根系。如果沒有隔離層，根系則透過基質(zhì)，深入土層，造成草皮的卷起困難［47］。有研究［48～50］表明:采用無紡布、紅磚、塑料薄膜、尼龍網(wǎng)、煤灰、細沙和廢舊編織袋等作為生產(chǎn)無土草皮的隔離層，均可限制草皮根系下扎，但不同的隔離層阻擋根系下扎的效果有差異。Parish等［51］發(fā)現(xiàn)使用尼龍網(wǎng)，可以提高草皮的強度，能減少運動時飛起的小草塊，使在草坪上的彈跳更加均勻。呂優(yōu)偉等［52］認為農(nóng)田土(60%)+羊糞(20%)+河沙(20%)+尼龍網(wǎng)是生產(chǎn)草皮的最佳組合，鋪網(wǎng)與不鋪網(wǎng)相比，成卷時間差距為16d，草皮強度是不鋪網(wǎng)的2.26倍，且草皮基本沒有破損。強莉等［53］以三合土(土壤、鋸末、爐渣)代替土壤，加入尼龍網(wǎng)作為隔離層，結(jié)果表明這樣的配置方法對土地生產(chǎn)能力損害較小，撕裂強度表現(xiàn)最佳，草皮容易起卷，并且重量較小。

　　5展望

　　無土草皮生產(chǎn)一直是草坪業(yè)中的重要內(nèi)容，新的介質(zhì)材料和介質(zhì)配置已成為草皮生產(chǎn)的新動力。以有機混合介質(zhì)栽培代替?zhèn)鹘y(tǒng)草皮土壤栽培，以環(huán)保型有機介質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機介質(zhì)，可避免破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低養(yǎng)護管理成本，提高草皮質(zhì)量。國內(nèi)對草皮基質(zhì)的研究取得了較大進展，但在實際生產(chǎn)中不免暴露出技術(shù)不成熟、成本較高的缺點。目前，減少無土草皮生產(chǎn)的一次性投資，生產(chǎn)無污染、高質(zhì)量的草皮是業(yè)界關(guān)注的關(guān)鍵問題。不論從無土草皮的適用性、經(jīng)濟性的角度出發(fā)，還是從市場需要、環(huán)境要求方面考慮，能夠循環(huán)利用、不污染環(huán)境的環(huán)保型有機介質(zhì)，才是未來無土草皮基質(zhì)的主要利用方向。因此，無土草皮有機介質(zhì)的選擇應(yīng)遵循因地制宜、就地取材的原則，充分利用當?shù)鼗|(zhì)資源，并合理搭配，達到低投入、高產(chǎn)出的生產(chǎn)目的。

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　　崔高磊＊＊，徐翠＊＊，羅富成*，欒旭輝，羅淞，宋德正，何永圍，蔣金娟，王鴻發(fā)

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