范如芹， 羅 佳， 高 巖， 劉海琴， 嚴少華， 張振華

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院資源與環(huán)境研究所，江蘇 南京 210014;2.江蘇灘涂生物農(nóng)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，鹽城師范學院，江蘇 鹽城224002)

基質(zhì)栽培是無土栽培的最主要形式，而基質(zhì)的選擇與配方研究不僅是栽培成功的關鍵和基礎，也充分反映了無土栽培的水平［1-3］?；|(zhì)配方的關鍵在于原材料的選擇、配比與前處理。如何開發(fā)一種性能穩(wěn)定、養(yǎng)分豐富、來源廣泛、價格低廉、無污染且便于規(guī)模化生產(chǎn)的基質(zhì)產(chǎn)品至關重要。農(nóng)業(yè)廢棄物主要包括種植業(yè)廢棄物(如作物秸稈、糧食外殼、果蔬殘體等)、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物、畜禽糞便和農(nóng)村居民生活廢棄物［4-6］。隨著世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量的不斷增加，農(nóng)業(yè)廢棄物的排放呈現(xiàn)日益增長的態(tài)勢，其合理利用與管理成為當前世界上大多數(shù)國家共同面臨的一個重要農(nóng)業(yè)和環(huán)境問題［7-8］。另一方面，這些廢棄物種類繁多、取材方便，而且含有豐富的植物生長所需的各類養(yǎng)分，被稱作“放錯位置的資源”［6］。利用這些物質(zhì)生產(chǎn)基質(zhì)不僅可以解決當前棘手的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染與資源浪費問題，而且可以為基質(zhì)的商業(yè)化生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)、廣泛、廉價的原材料，變廢為寶，一舉兩得。

本文就國內(nèi)外農(nóng)業(yè)廢棄物資源的特點、基質(zhì)化利用的研究現(xiàn)狀、農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)化利用存在的問題以及今后的發(fā)展方向等內(nèi)容進行了綜述和探討，旨在為推進農(nóng)業(yè)廢棄物的基質(zhì)化利用提供借鑒和參考。

1 農(nóng)業(yè)廢棄物的特點

1.1 養(yǎng)分含量高

農(nóng)業(yè)廢棄物主要元素為碳、氫和氧，且含有大量的氮、磷、鉀、鈣、鎂等植物生長所需營養(yǎng)元素(表1)。化學組成上主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、淀粉、蛋白質(zhì)、天然橡膠和果膠等高分子聚合物和生物堿、氨基酸、單糖、脂肪、脂肪酸、碳氫化合物等小分子化合物組成［6，9］。據(jù)統(tǒng)計，雞、鴨糞便中含有粗蛋白質(zhì)28.0% ～31.3%，鈣、磷等營養(yǎng)物質(zhì)含量也較高［10］。作物秸稈中含有大量的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、粗蛋白質(zhì)等，其中油菜秸稈的纖維素含量高達50.0%以上，玉米秸稈的粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維、木質(zhì)素含量分別達9.8%、70.4%和4.9%［11］。

1.2 來源廣泛、種類繁多及基質(zhì)化利用潛力巨大

農(nóng)業(yè)廢棄物包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村居民生活中所產(chǎn)生的各種非產(chǎn)品材料，來源與性質(zhì)的差異導致其顆粒大小、形狀、容重、總孔隙度、大小孔隙比、pH值、EC值、CEC值等存在差異，但普遍具有表面密度小、韌性大、抗拉、抗彎、抗沖擊能力強的特點［6］。中國是世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出量最大的國家，每年大約產(chǎn)出4.0×109t(表1)，約合7.0×108t標準煤，且這些廢棄物以年5%～10%速度遞增，預計到2020年將超過5.0×109t［10］。

表1 中國農(nóng)業(yè)廢棄物數(shù)量及其養(yǎng)分含量［6，10，12］Table 1 Amount and nutrient content of agricultural wastes in China

2 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)化利用現(xiàn)狀

栽培基質(zhì)是新型高效農(nóng)業(yè)的基礎，被廣泛應用于花卉工廠化種苗生產(chǎn)、蔬菜工廠化種苗生產(chǎn)以及蔬菜和花卉的無土栽培領域?；|(zhì)包括無機基質(zhì)、有機基質(zhì)、混合基質(zhì)三類。無機材料有巖棉、河沙、爐渣、蛙石、珍珠巖等，這些也是基質(zhì)栽培發(fā)展初期所用的材料。無機基質(zhì)因養(yǎng)分含量低、水肥保持能力差等缺點而限制了推廣應用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用的基質(zhì)為性能較佳的有機無機基質(zhì)，即由草炭、椰糠、酒糟、樹皮、畜禽糞便、秸稈、生活垃圾等有機物料添加無機材料合理配比而成的混合基質(zhì)。

中國的設施農(nóng)業(yè)無土栽培水平遠遠落后于歐美等發(fā)達國家。在荷蘭、美國、英國、日本等國家都有專門的基質(zhì)研究和生產(chǎn)機構(gòu)。如美國加州大學的Ucmix、康奈爾大學的 Comell peat-litemix、Texas A and M Mix等都開發(fā)了以草炭為主要原料的基質(zhì)產(chǎn)品［13］。草炭是傳統(tǒng)優(yōu)良的基質(zhì)原料，但其短期不可再生，地區(qū)分布不均，價格較高。20世紀80年代后期以來，歐美國家陸續(xù)頒布法令禁止對草炭資源的開采，因此開發(fā)資源豐富、可再生、價格低廉、養(yǎng)分充足的草炭替代基質(zhì)原料至關重要。

2.1 菇渣

自20世紀90年代以來，中國食用菌產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，2010年產(chǎn)量已高達2.0×106t，占全球產(chǎn)量的70%，而且每年仍在迅速增長［14］。食用菌采收后產(chǎn)生大量的磨菇渣廢料。每100 kg培養(yǎng)料，收獲100 kg鮮菇后便可產(chǎn)生60 kg菇渣廢物，這些菇渣若隨意丟棄會導致病菌和害蟲積聚孳生，不僅造成栽培環(huán)境和周圍水體生態(tài)環(huán)境惡化，還會使得食用菌生產(chǎn)出現(xiàn)連作障礙。菇渣具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，含有豐富的有機質(zhì)、全氮和有效氮，且來源廣泛，價格便宜，組成穩(wěn)定，通過適當調(diào)節(jié)及采取適當管理措施，在無土栽培中作為草炭替代物是完全可行的。

目前以菇渣為原料的基質(zhì)研究主要集中在菇渣配以不同比例的其他材料如椰糠、木糠、粗河沙、畜禽糞便等，用于番茄、黃瓜、西瓜等秧苗的培育［15-17］以及花卉栽培［18］。Zhang等［19］對菇渣基質(zhì)種植黃瓜及番茄進行了研究，取得了良好效果，并提出菇渣可替代價格昂貴的草炭而成為基質(zhì)的主要成分。菇渣∶泥炭∶珍珠巖∶蛭石以1.0∶1.0∶2.0∶0.5的比例配比制得的低成本基質(zhì)可以作為草莓專用基質(zhì)的替代品［20］。蘑菇下腳料40%、卡拉膠濾渣40%、泥炭20% 的配比適于培育優(yōu)質(zhì)番茄秧苗［21］。孫向麗［22］研究結(jié)果表明，茹渣和鋸末可作為麗格海棠無土栽培的代用基質(zhì)。Medina等［15］研究發(fā)現(xiàn)，諸多菇渣原料的基質(zhì)中，菇渣多達75%的配方仍適用于做蔬菜種子發(fā)芽基質(zhì)。Jordan等［23］報道，菇渣栽培基質(zhì)有助于鉛鋅尾礦理化性質(zhì)的改善，并最終通過提供植物所需養(yǎng)分和降低重金屬濃度而實現(xiàn)礦區(qū)的改善。但是，目前菇渣的基質(zhì)化利用方面缺乏深入的綜合研究，配比基質(zhì)的其他原料雜亂，并且大多數(shù)研究只是針對某一種作物的研究，配方的普適性較低［14］。

2.2 作物秸稈

作物秸稈粉碎后直接作為基質(zhì)原料。趙珊珊等［24］將不同比例的玉米和大豆秸稈與土壤混合制成基質(zhì)用于越橘栽培，發(fā)現(xiàn)玉米秸稈與土壤按1∶20質(zhì)量比的混合栽培基質(zhì)是越橘生長發(fā)育的適宜基質(zhì)。作物秸稈用于基質(zhì)利用多是先經(jīng)過發(fā)酵腐熟再用于基質(zhì)配方研制。有機物料經(jīng)過發(fā)酵腐熟后，其產(chǎn)物作為土培基質(zhì)施用效果較好［25］。Raviv等［26］研究發(fā)現(xiàn)，小麥秸稈與牛糞等材料發(fā)酵制得的基質(zhì)不僅有助于減少番茄爛根等病害，還可有效減少病原菌數(shù)量。Belal等［27］將稻草秸稈發(fā)酵后加入到泥炭與蛭石基質(zhì)中用于觀賞植物育苗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)幼苗生物量、株高、葉片數(shù)等生長指標均未受到影響，說明稻草秸稈可以替代部分草炭作為基質(zhì)原料。江笑丹等［28］用青玉米秸稈堆制后應用于蔬菜栽培基質(zhì)取得可喜成果。馮冰［29］在混配基質(zhì)中用小麥秸稈、玉米秸稈、椰糠、菇渣等廢棄物原料制成的基質(zhì)栽培亞洲百合，結(jié)果表明其效果與草炭基質(zhì)相比毫無遜色。張文斌等［30］將玉米秸稈、牛糞、菌棒、糖醛按照0.6∶1.0∶1.0∶0.6的體積比與0.6體積的爐渣組合，所得配方較為適宜辣椒有機生態(tài)型無土栽培。崔元圩等［31］對棉花秸稈、菌糠、稻殼、玉米秸稈粉碎發(fā)酵后與河沙、爐渣等混合配比用于蔬菜栽培的基質(zhì)研究，結(jié)果得出棉花秸稈作為基質(zhì)栽培的有機原料，經(jīng)過合理的配方組合可以在生產(chǎn)上應用，并能取得良好的生產(chǎn)效果。劉偉等［32］采用玉米秸稈、菇渣與爐渣、鋸末等混配的有機基質(zhì)，可獲得番茄高產(chǎn)。宋麗萍［33］進行了秸稈源廢棄物發(fā)酵工藝技術和設備的研制，報道了從秸稈原料到商品基質(zhì)產(chǎn)品的制作工藝流程。

2.3 禽畜糞便與發(fā)酵床墊料

隨著規(guī)模養(yǎng)豬、養(yǎng)雞等養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，不斷增加的禽畜糞便給生態(tài)環(huán)境造成了巨大的承載壓力。同時，這些糞便中又含有大量的氮、磷、鉀等養(yǎng)分、礦物質(zhì)與各種微量元素［34］，因而可被應用到栽培基質(zhì)配方中。雞糞、牛糞、豬糞等以合適比例添加到基質(zhì)中均可提高基質(zhì)品質(zhì)［35］。畜禽糞便的發(fā)酵液代替營養(yǎng)液添加到基質(zhì)中可提高茄子的產(chǎn)量和品質(zhì)［36］。李志剛等［37］研究發(fā)現(xiàn)，添加雞糞可使基質(zhì)的容重、持水孔隙度、pH、EC等理化指標均呈上升趨勢，對基質(zhì)性狀的調(diào)控效果較佳。雞糞添加到改良銅尾礦基質(zhì)中能夠促進豆科植物生長，植物的株高、冠幅、根長等指標均增加，且隨著生長期延長，增加效果明顯［38］。盧繼鋒等［39］研究了不同比例的雞糞與花生殼基質(zhì)配方對番茄長勢、產(chǎn)量和品質(zhì)等的影響，得出150 kg雞糞與1 m3花生殼的比例可促進番茄高產(chǎn)。與添加化肥相比，基質(zhì)中豬糞氮可顯著增加栽培番茄的莖粗、果枝臺數(shù)、座果數(shù)與莖葉生物量，獲得60.7～69.9 t/hm2的番茄產(chǎn)量［40］。汪開英等［41］將豬糞與木屑、茶渣和藥渣等材料混合復配，結(jié)果發(fā)現(xiàn)30%腐熟豬糞含量的基質(zhì)理化性質(zhì)比較適合作物栽培，腐熟周期適于工廠化生產(chǎn)。李婧等［42］研究發(fā)現(xiàn)，將牛糞與秸稈、草炭、蛭石按5∶1∶2∶2的體積比混合制得的基質(zhì)可以顯著改善辣椒苗質(zhì)量，效果優(yōu)于草炭基質(zhì)。由于中國畜禽飼料添加劑質(zhì)量標準和管理不夠嚴格，造成許多地方在飼料添加劑中大量使用銅、鋅、錳、鈷、硒、碘、砷等中微量元素，畜禽糞便中重金屬超標率高［43］，因此畜禽糞便含量高的基質(zhì)多用于觀賞性植物的栽培。

除將畜禽糞便直接或發(fā)酵添加到基質(zhì)中以外，近年來畜禽發(fā)酵床墊料作為基質(zhì)原料成為墊料處理和利用的一個新方式，引起了研究者的注意。發(fā)酵床墊料是將接種有益菌的秸稈、鋸末、稻殼、菇渣、中藥渣、花生殼等有機廢棄物切碎后鋪墊于牲畜圈舍內(nèi)，并在畜禽糞尿排泄和踩踏等的長時間作用下所產(chǎn)生的分解半分解混合物。目前關于墊料作為基質(zhì)原料的研究結(jié)果還鮮有報道，但隨著規(guī)模養(yǎng)豬的發(fā)展，大量發(fā)酵床墊料的產(chǎn)生造成一定生態(tài)風險［44］，其作為基質(zhì)原料的應用具有較好的前景。

2.4 椰子纖維

椰子纖維疏松多孔，保水和通氣性能良好，氮、磷等含量高，因具有類似于草炭的優(yōu)良特性而受到基質(zhì)配方研究者的青睞［45］。早在上世紀九十年代，世界各國就開始了對椰子纖維基質(zhì)栽培觀賞植物的大量研究。早在1993年Handreck［46］就系統(tǒng)研究了利用椰子纖維替代草炭作為矮牽?；ㄔ耘嗷|(zhì)的配方。Offord等［47］研究了椰子纖維和草炭基質(zhì)對澳大利亞本土植被的栽培效果，發(fā)現(xiàn)2種栽培方式下植物長勢相差不大。Hernández等［48］首次研究了以椰子纖維為原料的基質(zhì)對意大利傘松、地中海柏木及綠干柏等觀賞植物的栽培效果，得出椰子纖維配以松樹皮及生物固定的混合基質(zhì)對這些植物的栽培效果最佳。在設施農(nóng)業(yè)較為發(fā)達的荷蘭，其溫室3/4以上面積采用基質(zhì)栽培，原料主要為巖棉和陶粒、椰子纖維、草炭、樹皮等［13］。

中國海南等地擁有豐富的椰子纖維資源，開發(fā)利用前景廣闊。劉茳等［49］研究發(fā)現(xiàn)，以椰糠、珍珠巖及蛭石為材料制成的基質(zhì)可作為巖生報春無土栽培的代用基質(zhì)。有關學者對椰子纖維作為其他觀賞花卉［50-52］、香蕉秧苗［53-54］和黃瓜等蔬菜［55-57］的栽培基質(zhì)進行了大量研究，并取得了良好效果。采用椰子纖維基質(zhì)栽培可提高西甜瓜的果實品質(zhì)［58］。

2.5 水葫蘆渣

水葫蘆可有效吸收水體氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，被認為是修復富營養(yǎng)化水體的優(yōu)勢漂浮植物物種［59］。鑒于中國水體富營養(yǎng)化的嚴峻形勢，近年來國內(nèi)外以凈化水體為目的的水葫蘆種植面積不斷擴大。中國部分高校及科研院所在國家級省市重大科技項目的支持下，在太湖、滇池等水體對水葫蘆進行了大規(guī)?？刂菩苑N養(yǎng)和資源化利用。目前對水體修復后的水葫蘆多作沼氣或有機肥的生產(chǎn)，但利用率有待提高。水葫蘆中含有大量可被植物吸收利用的氮、磷、鉀、有機質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，且其生物量大，年生長量(鮮質(zhì)量)可達6.21×105kg/hm2，折合干物質(zhì)4.72×104kg/hm2［60］，因此水葫蘆渣在基質(zhì)化利用中有很大潛力。針對其含水量較高的特點，首先需要對水葫蘆進行有效脫水。采用垛式和槽式發(fā)酵腐熟的方式使其脫水，然后與秸稈、畜禽糞便等原料混合后二次發(fā)酵，最后根據(jù)發(fā)酵后的養(yǎng)分和理化性狀特點與其他原料進行配比調(diào)控。目前國內(nèi)外關于水葫蘆渣基質(zhì)化利用的研究尚罕見報道，中國江蘇省農(nóng)業(yè)科學院等單位目前正對此進行研究。

2.6 其他農(nóng)業(yè)廢棄物

除上述目前研究較多的原料，樹皮、鋸末、蘆葦渣、中藥渣、酒糟、花生殼、稻糠等其他農(nóng)業(yè)廢棄物在基質(zhì)配制中也有一定的應用空間。Guerrero等［61］研究得出松樹皮和污泥原料基質(zhì)可替代草炭作為鳳梨和綠干柏的栽培基質(zhì)。Ostos等［62］將修剪廢棄物與污泥等其他有機廢物搭配，用于地中海灌木秧苗的基質(zhì)栽培，并取得良好效果。Papafotiou等［63］報道，橄欖油生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢棄物可替代25%的草炭作為栽培基質(zhì)，而不會對植株的品質(zhì)產(chǎn)生影響。制糖廢物甘蔗渣經(jīng)過合理處理可成為與泥炭種植效果相當?shù)牧己迷耘嗷|(zhì)［64］。孫治強等［65］研究發(fā)現(xiàn)，甘蔗渣添加煤渣、雞糞、尿素等制成的基質(zhì)對番茄的栽培效果極佳。鄭金生等［66］在制藥產(chǎn)生的甘草渣中添加膨化雞糞和尿素等經(jīng)過發(fā)酵制得基質(zhì)，其理化性質(zhì)等可達到栽培要求。Carmona等［67］成功地利用葡萄桿和葡萄酒榨渣為原料的栽培基質(zhì)實現(xiàn)了對生菜、番茄、辣椒等蔬菜幼苗培育。

3 農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)化利用存在的問題

3.1 缺乏基質(zhì)栽培標準化參數(shù)

農(nóng)業(yè)廢棄物來源不一，也沒有標準化的生產(chǎn)工藝，質(zhì)量穩(wěn)定性較差，理化性狀差異較大，各批量間質(zhì)量存在一定差異，目前尚沒有提出主要作物栽培基質(zhì)的標準化性狀參數(shù)?？梢哉f在基質(zhì)化利用上還存在經(jīng)驗性甚至盲目性［68］。從目前的情況看，廢棄物處理只是作為栽培基質(zhì)的前期處理工作，其研究和基質(zhì)產(chǎn)品研究處于一種割裂狀態(tài)［69］。

3.2 綜合利用技術水平低及基質(zhì)化生產(chǎn)成本高

目前世界上農(nóng)業(yè)廢棄物用于基質(zhì)生產(chǎn)的創(chuàng)新性技術缺乏，沒有形成完整成熟的技術體系，難以實現(xiàn)高效機械設備與生物技術的有機結(jié)合，工藝和工程技術得不到升級，設備水平較低，廢棄物基質(zhì)化利用面臨著技術單一、難以為繼的困境［70］。同時由于缺乏新技術、新工藝來降低成本，利用廢棄物生產(chǎn)栽培基質(zhì)的成本較高［68］，與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)相距甚遠。

3.3 基質(zhì)的重復利用率低

以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料的基質(zhì)含有大量細菌、病原菌等，且經(jīng)過植物生長和鹽分運移等作用后容易產(chǎn)生病蟲害，因此基質(zhì)重復利用需進行消毒。目前的消毒措施有蒸汽消毒、溴甲烷、甲醛、氯化苦消毒，太陽暴曬等，但尚沒有經(jīng)濟可靠的大批量基質(zhì)消毒的方法［1，71］，限制了基質(zhì)的重復利用，從而造成二次污染。

3.4 缺乏高性能優(yōu)質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)品

基質(zhì)中水分運移、植株養(yǎng)分吸收、養(yǎng)分含量與形態(tài)以及微生物群落特征等隨時間的變化等過程仍不清楚，基質(zhì)中各理化和生物學指標間的協(xié)調(diào)和相互作用機理鮮有報道，限制了基質(zhì)品質(zhì)的改進提升。缺乏高性能優(yōu)質(zhì)基質(zhì)，針對性專用基質(zhì)難以滿足不同地區(qū)的氣候條件、栽培環(huán)境等的要求，發(fā)展不同檔次和形式的設施基質(zhì)栽培尚存在困難。

4 展望

4.1 進一步健全農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用的法規(guī)和政策

在當前高度注重環(huán)境保護和食品安全的背景下，中國廢棄物統(tǒng)計標準欠缺，廢棄物利用率等都落后于發(fā)達國家［10］，有關農(nóng)業(yè)廢棄物利用的法律法規(guī)有待健全。要加快推進農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)化利用進程，也需政府政策扶持，建立生產(chǎn)環(huán)境標準，通過減免稅和低利融資等辦法，積極鼓勵、引導投資，形成產(chǎn)業(yè)鏈和形成完整成熟的技術體系，才能降低成本和環(huán)境承載壓力，實現(xiàn)物盡其用、變廢為寶，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4.2 加強新型材料在基質(zhì)品質(zhì)改良中的應用研究

鑒于目前高性能優(yōu)質(zhì)基質(zhì)缺乏的現(xiàn)狀，普通基質(zhì)配方基礎上新型材料的添加和調(diào)控勢在必行。生物炭、凹凸棒土、納米材料等材料具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、納米顆粒的大比表面積、表面負電性，因而具有較高的吸附能力，對養(yǎng)分的保蓄和重金屬鈍化具有顯著作用;高吸水性樹脂分子本身帶有大量強吸水性基團，因而具有高吸水性、保水性、保肥性等優(yōu)良特性?？裳泳徶仓晡璋l(fā)生的時間，提高植株的水分利用率。這些材料在土壤性能改良中已經(jīng)被證明具有可觀效果［72-73］，其在基質(zhì)性質(zhì)改良中的應用不僅是應理論和實際生產(chǎn)所需，而且在理論上完全可行并已有初步嘗試［74-75］，應用前景廣闊。

4.3 建立基質(zhì)標準化參數(shù)體系

基質(zhì)從原料到產(chǎn)品形成過程中的理化和生物學性質(zhì)變化過程，基質(zhì)使用過程中在植株生長的影響下其理化指標變化，養(yǎng)分轉(zhuǎn)化過程及供應原理，重金屬及有機污染物的鈍化與轉(zhuǎn)化和微生物種群特征變化等尚沒有完整的系統(tǒng)研究，因此闡明各類基質(zhì)生產(chǎn)、使用和再生利用過程中理化及生物學特征的變化過程以及水分運移、養(yǎng)分供應和保蓄等功能的原理，形成一套完整的理論體系，并建立基質(zhì)標準化參數(shù)體系，對基質(zhì)材料配方和性能改良研究以及基質(zhì)應用推廣都至關重要。

4.4 集中力量解決基質(zhì)生產(chǎn)關鍵技術問題

農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)基質(zhì)過程中，廢棄物處理技術以及基質(zhì)栽培存在的基質(zhì)消毒技術、基質(zhì)病蟲害防治技術、抗低溫技術、基質(zhì)水肥管理技術(包括營養(yǎng)液的配制技術、灌溉技術、監(jiān)測調(diào)整技術、設施營養(yǎng)診斷技術、園藝用肥料研制技術等)等缺乏創(chuàng)新性突破，從根本上限制了基質(zhì)產(chǎn)品的研制開發(fā)，因此下一步的重點應集中在這些技術的開發(fā)上。

4.5 強化基質(zhì)大規(guī)模生產(chǎn)工藝及設備研究

優(yōu)質(zhì)基質(zhì)大規(guī)模商品化生產(chǎn)的前提是相關生產(chǎn)工藝與設備的研究。不同原料的前期處理、有機物料的腐熟發(fā)酵、材料配比與調(diào)控、基質(zhì)消毒、性能測試等基質(zhì)生產(chǎn)工藝;基質(zhì)生產(chǎn)和應用設備的研發(fā)，包括基質(zhì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的消毒設備的研發(fā)和基質(zhì)應用環(huán)節(jié)設施栽培工廠化自動生產(chǎn)設備的研發(fā)，如水分自動感應滴灌系統(tǒng)、葉菜類植物自動播種采收、基質(zhì)再利用回收裝置等，并建立標準基質(zhì)生產(chǎn)線，這些是大規(guī)模生產(chǎn)成熟基質(zhì)產(chǎn)品的前提，也是未來設施農(nóng)業(yè)發(fā)展大勢所趨。

［1］ 毛 羽，張無敵.無土栽培基質(zhì)的研究進展［J］.農(nóng)業(yè)與技術，2004，24(3):83-88.

［2］ 劉艷偉，吳景貴.有機栽培基質(zhì)的研究現(xiàn)狀與展望［J］.北方園藝，2011(10):172-176.

［3］ 劉凌云，包麗仙，盧麗麗，等.馬鈴薯脫毒原原種基質(zhì)栽培研究概況［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學，2013，41(11):89-91.

［4］ 鄧 惠，陳 淼，刁曉平，等.蚯蚓處理甘蔗渣和牛糞混合廢棄物的初步研究［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學，2013，41(9):329-331.

［5］ 張 波.農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈在建材應用中的研究進展［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學，2012，40(10):330-332.

［6］ 劉振東，李貴春，楊曉梅，等.我國農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2012，40(26):13068-13070，13076.

［7］ HANSEN C L，CHEONG D Y.Agricultural waste management in food processing［M］//KUTZ M.handbook of farm，dairy and food machinery Engineering Second Edition.New York:William Andrew Publishing，2013:619-666.

［8］ 李 鵬，張俊飚.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物循環(huán)利用績效測度的實證研究——基于三階段DEA模型的農(nóng)戶基質(zhì)化管理［J］.中國環(huán)境科學，2013，33(4):754-761.

［9］ 文瑞明.農(nóng)副產(chǎn)品的綜臺利用［J］.長沙大學學報，1997，11 (4):70-72.

［10］陶思源.關于我國農(nóng)業(yè)廢棄物資源化問題的思考［J］.理論界，2013(5):28-30.

［11］邢廷銑.秸稈飼料的有效利用［J］.飼料研究，1995(5):2-3.

［12］國家統(tǒng)汁局.中國統(tǒng)計摘要［M］.北京:中國統(tǒng)計出版社，2003.

［13］王 鵬，李 艷，王文靜.生物栽培基質(zhì)在育苗中的應用研究［J］.河南農(nóng)業(yè)，2012(2):63-64.

［14］刁清清，毛碧增.蘑菇渣處理現(xiàn)狀及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學，2012(12):1710-1712.

［15］MEDINA E，PAREDES C，PéREZ-MURCIA M D，et al.Spent mushroom substrates as component of growing media for germination and growth of horticultural plants［J］.Bioresource Technology，2009，100(18):4227-4232.

［16］張潤花，段增強.不同配比菇渣和牛糞基質(zhì)的性狀及其對幼苗生長的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39(2):15297-15300.

［17］洪春來，王衛(wèi)平，陳曉旸，等.香菇渣復合基質(zhì)在黃瓜穴盤育苗中的應用［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學，2010(6):1203-1206.

［18］徐愛芬，趙志白，周成松.菇渣在花卉苗木上的應用簡報［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學，2010(4):771-772.

［19］ZHANG R H，DUAN Z Q，LI Z G.Use of spent mushroom substrate as growing media for tomato and cucumber seedlings［J］.Pedosphere，2012，22:333-342.

［20］趙永彬，江景勇，盧秀友.不同栽培基質(zhì)對草莓生長及果實品質(zhì)的影響［J］.北方園藝，2012，35(13):30-31.

［21］李建強，丁能飛，錢忠龍.卡拉膠濾渣和蘑菇下腳料作無土栽培基質(zhì)的探討［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學，2012(6):845-846，856.

［22］孫向麗.菇渣和鋸末怍為麗格海棠栽培基質(zhì)的研究［J］.土壤通報，2010，41(1):117-119.

［23］JORDAN S N，MULLEN G J，COURNEY R G.Utilization of spent mushroom compost for the revegetation of lead-zinc tailings: Effects on physico-chemical properties of tailings and growth of Lolium perenne［J］.Bioresource Technology，2008，99(17):8125-8129.

［24］趙珊珊，張忠輝，楊雨春，等.作物秸稈與土壤混合栽培基質(zhì)對越橘生物量的影響［J］.吉林林業(yè)科技，2012，14(5):15-18.

［25］常志州，于建光，黃紅英，等.有機物料差別堆腐及其評價方法初探［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學報，2013，29(2):305-311.

［26］RAVIV M，OKA Y，KATAN J，et al.High-nitrogen compost as a medium for organic container-grown crops［J］.Bioresource Technology，2005，96(4):419-427.

［27］BELAL E B，El-MAHROUK M E.Solid-state fermentation of rice straw residues for its use as growing medium in ornamental nurseries［J］.Acta Astronautica，2010，67(9-10):1081-1089.

［28］江笑丹，李萍萍，王紀章.青玉米秸稈堆制發(fā)酵及用作栽培基質(zhì)的研究［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學，2012，40(6):264-266.

［29］馮 冰.不同基質(zhì)處理對對亞洲百合生長發(fā)育的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2010，38(22):46-48.

［30］張文斌，陸 靜，王勤禮，等.辣椒有機生態(tài)型無土栽培基質(zhì)配方試驗［J］.北方園藝，2010，33(19):28-29.

［31］崔元圩，張 升，孫曉軍，等.棉花秸稈為蔬菜栽培基質(zhì)的可行性研究［J］.北方園藝，2012(19):37-38.

［32］劉 偉，余宏軍，蔣衛(wèi)杰，等.溫室番茄長季節(jié)無土栽培技術的研究［J］.中國蔬菜，2000，1(1):30-34.

［33］宋麗萍.秸稈源栽培基質(zhì)技術及設備的研究［J］.中國農(nóng)機化，2012(1):132-135.

［34］李書田，劉榮樂，陜 紅.我國主要畜禽糞便養(yǎng)分含量及變化分析［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2009，28(1):179-184.

［35］劉 偉，余宏軍，蔣衛(wèi)杰.我國蔬菜無土栽培基質(zhì)研究與應用進展［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2006，14(3):4-7.

［36］董曉濤，楊 志.家畜糞便發(fā)酵液對基質(zhì)栽培茄子生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學，2010(3):187-189.

［37］李志剛，劉曉剛，李 健.硫酸銨與雞糞配比在含生物質(zhì)炭育苗基質(zhì)中的應用效果［J］.中國土壤與肥料，2012(1):83-88.

［38］張 宏，沈章軍，陽貴德，等.雞糞改良對銅尾礦基質(zhì)中無機氮組分及3種豆科植物生長發(fā)育的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2011，30(11):2285-2293.

［39］盧繼鋒，孫治強，任子君，等.花生殼與雞糞復合基質(zhì)對番茄生長及產(chǎn)量品質(zhì)的影響［J］.河南農(nóng)業(yè)大學學報，2008，42(2): 158-161.

［40］王德建，孫瑞娟，陳國安.豬糞與化肥配比對基質(zhì)栽培番茄生長與產(chǎn)量的影響［J］.土壤，2007，46(5):777-781.

［41］汪開英，張 赟，朱曉蓮.畜禽廢棄物的基質(zhì)化處理研究［J］.浙江大學學報:農(nóng)業(yè)與生命科學版，2005，31(5):598-602.

［42］李 婧，郁繼華，頡建明，等.育苗基質(zhì)中腐熟牛糞用量對辣椒穴盤苗質(zhì)量的影響［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學學報，2012，47(4):38-42.

［43］黃鴻翔，李書田，李向林，等.我國有機肥的現(xiàn)狀與發(fā)展前景分析［J］.土壤肥料，2006，43(1):3-8.

［44］朱 紅.基于畜禽廢棄物管理的發(fā)酵床技術研究［D］.南京:南京農(nóng)業(yè)大學，2007.

［45］LENNARTSSON M.The peat conservation issue and the need for alternatives［M］.Amsterdam:Schmilewski，1997:112-121.

［46］HANDRECK K A.Properties of coir dust and its use in the formu-lation of soilless potting media［J］.Communications in Soil Science and Plant Analysis，1993，24:349-363.

［47］OFFORD C A，MUIR S，TYLER J L.Growth of selected Australian plants in soilless media using coir as substitute for peat［J］.Australian Journal of Experimental Agriculture，1998，38:879-887.

［48］HERNáNDEZ-APAOLAZA L，GSSCóA M，GASCó J M，et al.Reuse of waste materials as growing media for ornamental plants［J］.Bioresource Technology，2005，96:125-131.

［49］劉 茳，潘會堂，張啟翔.不同基質(zhì)對巖生報春盆花生長發(fā)育的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)學報，2013，25(3):509-514.

［50］鄭金生，甘惠芳，吉 群，等.不同栽培基質(zhì)在蝴蝶蘭上的應用效果研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012(21):185-185，188.

［51］李美霞，金茂勇，張寶珠，等.不同栽培基質(zhì)對安祖花品種‘Sierra’生長發(fā)育的影響［J］.西南農(nóng)業(yè)學報，2013，26(3):1190-1194.

［52］孫克君，陳 瑩，張俊濤，等.園林有機廢棄物堆肥配制的基質(zhì)對草花生長的影響［J］.廣東園林，2013，35(3):61-63.

［53］陳 友，光虹宇，馮慧敏，等.海南野生蕉組培苗栽培基質(zhì)配方篩選［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2013，41(2):519-520，523.

［54］王必尊，何應對，唐粉玲，等.基于椰糠配比基質(zhì)對香蕉組培苗生長的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學，2013，41(2):146-149.

［55］狄文偉，趙 瑞，張 婷，等.基于椰糠的基質(zhì)配比對袋培黃瓜生長的影響［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學，2008，47(4):440-442.

［56］陳興明.椰糠基質(zhì)在蔬菜栽培上的推廣應用［J］.科學種養(yǎng)，2013(6):27-28.

［57］趙秀河，楊明彰，李培強.不同混合有機基質(zhì)對黃瓜嫁接苗移栽生長的影響［J］.中國果菜，2013(2):8-11.

［58］湯 謐，趙鴻飛，別之龍，等.不同栽培基質(zhì)對西甜瓜果實品質(zhì)的影響［J］.北方園藝，2012，35(6):4-6.

［59］NAHLIK A M，MITSCH W J.Tropical treatmentwetlands dominated by free-floating macrophytes for water quality improvement in Costa Rica［J］.Ecological Engineering，2006，28:246-257.

［60］鄭建初，盛 婧，張志勇，等.鳳眼蓮的生態(tài)功能及其利用［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學報，2011，27(2):426-429.

［61］GUERRERO F，GASCó J M，HERNáNDEZ-APAOLAZA L，et al.Use of pine bark and sewage sludge compost as components of substrates for Pinus pinea and Cupressus arizonica production［J］.Journal of Plant Nutrition，2002，25(1):129-141.

［62］OSTOS J C，LóPEZ-GARRIDO R，MURILLO J M，et al.Substitution of peat for municipal solid waste-and sewage sludge-based composts in nursery growing media:Effects on growth and nutrition of the native shrub Pistacia lentiscus L.［J］.Bioresource Technology，2008，99(6):1793-1800.

［63］PAPAFOTIOU M，PHSYHALOU M，KARGAS G，et al.Olivemill wastes compost as growing medium component for the production of poinsettia［J］.Scientia Horticulturae，2004，102(2): 167-175.

［64］劉士哲，連兆煌.蔗渣作蔬菜工廠化育苗基質(zhì)的生物處理與施肥措施研究［J］.華南農(nóng)業(yè)大學學報，1994，15(3):1-7.

［65］孫治強，張惠梅，王吉慶，等.番茄工廠化育苗木糖渣基質(zhì)與肥料配比研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學報，1998，14(3):177-180.

［66］鄭金生，權桂芝，石 磊，等.不同氮源的甘草渣基質(zhì)發(fā)酵效果研究［J］.新疆農(nóng)業(yè)科學，2008，45(6):1064-1068.

［67］CARMONA E，MORENO M T，AVILéS M，et al.Use of grape marc compost as substrate for vegetable seedlings［J］.Scientia Horticulturae，2012，137:69-74.

［68］李謙盛，郭世榮，李式軍.利用工農(nóng)業(yè)有機廢棄物生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無土栽培基質(zhì)［J］.自然資源學報，2002，17(4):515-519.

［69］吳雅婧，劉 勇，郭素娟，等.植物性原料堆漚基質(zhì)化處理及氮素釋放特性［J］.東北林業(yè)大學學報，2010，38(10):96-98.

［70］孫振鈞，孫永明.我國農(nóng)業(yè)廢棄物資源化與農(nóng)村生物質(zhì)能源利用的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.中國農(nóng)業(yè)科技導報，2006，8(1):6-13.

［71］CLEMATIS F，MINUTO A，GULLINO M L，et al.Suppressiveness to Fusarium oxysporum f.sp.Radicis lycopersici in re-used perlite and perlite-peat substrates in soilless tomatoes［J］.Biological Control，2009，48:108-114.

［72］STEINER C，BLUM W E H，ZECH W，et al.Long term effects of manure，charcoal，and mineral:fertilization on crop production and fertility on a highly weathered central Amazonian upland soil［J］.Plant Soil，2007，291:275-290.

［73］張偉明，孟 軍，王嘉宇，等.生物炭對水稻根系形態(tài)與生理特性及產(chǎn)量的影響［J］.作物學報，2013，39(8):1445-1451.

［74］TIAN Y，SUN X Y，LI S Y，et al.Biochar made from green waste as peat substitute in growth media for Calathea rotundifola cv.Fasciata［J］.Scientia Horticulturae，2012，143:15-18.

［75］鄧琦子，汪 天.高吸水性樹脂在無土栽培中的應用與展望［J］.中國農(nóng)學通報，2013，29(13):90-94.