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摘 要：在现代化农业的发展背景下，蔬菜工厂化育苗已成为蔬菜生产的重要组成部分。在工厂化蔬菜育苗中，蔬菜育苗基质是关键。该文根据蔬菜育苗基质国内外发展历程，对基质分类、来源、理化性质以及发展方向进行了总结阐述。
关键词：蔬菜;工厂化育苗;基质
中图分类号 S63 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2021）20-0080-03
现代农业的高速发展带来了农业生产的科学化、集约化和产业化，突破了传统农业农产品生产的局限性。当前，大宗蔬菜的栽培生产主要通过现代农业技术手段，实现了蔬菜产量的增加、种类丰富及品质提升，为粮食安全和社会稳定做出了巨大贡献。而育苗是蔬菜生产过程影响最大、最关键的环节，幼苗质量的优劣直接影响到蔬菜产品的质量与产量。工厂化育苗是一项先进成熟的农业技术，运用智能化、工厂化的育苗技术，摆脱了自然条件的束缚与限制，采用科学化、标准化技术及现代企业的管理办法，按照一定的生产流程规模化培育商品苗，使蔬菜秧苗生产实现了快速、优质、高产、高效[1]。在工厂化育苗体系中，基质是重要的组成部分，是幼苗生存的场所，为幼苗提供水分、养分和温度等。合理的基质选择，对培育优质幼苗具有重要意义。
1 蔬菜育苗基质国内外发展历程
1.1 国外 20世纪60年代国外已经开始开发育苗基质，工厂化育苗最早使用的基质是岩棉，1840年，美国人发明了岩棉材料，1964年美国开发了工厂化穴盘育苗生产技术，1968年丹麦研究用岩棉作栽培基质，1970年荷兰人尝试用岩棉栽培作物并试验成功，随后在世界范围内推广应用。后来相关领域的专家在育苗基质材料领域广泛深入探索研究，相继研发出珍珠岩、蛭石、草炭等基质，随着可供选择的基质原材料的不断丰富。但长期以来，商用基质主要以消耗自然资源为原料，对生态环境造成破坏，并且草炭土和珍珠岩等自然资源的儲量是有限的。自20世纪80年代后期以来，欧美国家相继颁布环保法规促使无土栽培技术向环保型转变，开展了许多育苗基质的替代研究，并取得了一定进展，如农林废弃物、畜禽粪便、污泥、生物质碳和蚯蚓粪等等。
1.2 国内 中国是最早运用育苗技术的国家之一，但在基质育苗方面的应用研究较晚。20世纪80年代中期，随着工厂化育苗的发展，我国从欧美引进了穴盘育苗精量播种生产技术，并火热开展了育苗工厂化生产。1991年，农业部将工厂化育苗列为“八五”重点项目，在此期间，中国农业科学院开展了有机生态型无土栽培的研究，成功把农副产品及其废弃物转化成能提供营养的栽培基质[2]。随后关于育苗基质的研究越来越多，基质材料的研究主要集中在农林废弃物、生活垃圾的有机原料以及有机无机复合材料。并且在沈阳、杭州等地建立了工厂化育苗示范园区，着重发展轻质穴盘育苗。
2 基质分类
育苗基质按照其含有的主要成分的差异，通常可分为无机基质、有机基质和复合基质3种。
2.1 无机基质 无机基质包括蛭石、岩棉、珍珠岩、沙砾等，这些材料化学性质较为稳定，但盐基交换量较低，保肥能力比较差。
2.1.1 蛭石 蛭石是一种比较理想的基质材料，是天然的无机矿物，其具有容重小、吸水能力强、成本较低、阳离子交换能力高等优点，常与草炭基质混合作为常用育苗基质。但需要添加酸调节其pH值，使其在合适的范围内。
2.1.2 岩棉 岩棉是由白云石等物质经高温熔融后人工制成的无机纤维物，其优点是通透性较好，昼夜温度变化不大，但由于价格偏高，导致岩棉作为基质的应用受限。
2.1.3 珍珠岩 珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，急剧冷却后形成玻璃质岩石。珍珠岩容重小，总孔隙度较大，保水能力较强，但由于其pH值较大，故需要与其他基质按一定比例混合成复合基质使用。以适宜的粒径比配制的珍珠岩轻型基质，可改善基质的容重、孔隙度、电导率等指标，既能减轻屋顶负荷，又能避免板结[3]。
2.1.4 沙砾 沙砾不含有植物生长所必需的营养因素，但能够起到支撑植物直立、通气的作用。其容重和比重都比较大，性质稳定，经常与其他基质混用，调节基质的物理特性。
2.2 有机基质 有机基质主要包括草炭、农作物废弃物、食用菌废渣、园林有机废弃物等。
2.2.1 草炭 草炭也称泥炭，是沼泽发育过程中的产物，形成于第四纪。其具有容重小、保水透气性好、有机质含量高、缓冲能力强以及便于运输等优点，在育苗基质中应用广泛。至今为止，草炭仍然被认为是最优质的基质原料。
2.2.2 农林废弃物 我国是农业大国，农作物产生的废弃物资源丰富，如水稻、小麦和玉米秸秆等。农林废弃物经发酵堆肥处理后，可以完全或部分代替草炭进行蔬菜穴盘育苗基质。既可以有效利用资源，又可以保护环境，节约不可再生的草炭资源。也有研究将农林废弃物制成生物炭后应用于育苗基质。研究表明，添加适当生物质炭可提高幼苗叶片保护酶的生理活性，增加幼苗对外界环境的抗逆性[4]。
2.2.3 畜牧废弃物 随着中国集约化养殖的高速发展，畜禽粪便的排放量也逐年增大，若畜禽粪便处理不当会给环境带来污染。畜牧业废弃物可以为无土栽培和工厂化育苗的发展提供大量质优价廉的基质，有利于环境友好且提供可替代的廉价基质。畜禽粪便中含有丰富的氮磷钾、有机质和微量元素，以合适比例添加到基质中可提高基质品质，促进作物根芽生长[5]。近年来，腐熟后的畜禽粪便堆肥已成功推广应用到了蔬菜、瓜果、林木等农林作物的幼苗培育中[6]。
2.2.4 工业废弃物及污泥 工业废弃物多为食品工业企业产生的废弃物，含有丰富的有机质，如醋糟。醋糟是利用粮食原料生产食醋后的一种常见的酿醋业工业废弃物，通过发酵成为新型育苗基质[7]。李蒙等研究认为，采用发酵好的醋糟基质为主料，可作为樱桃番茄栽培的基质[8]。城市污水处理产生的污泥量大，主要是微生物的聚集体且富含氮、磷、钾等营养元素。将不同比例的污泥与草炭或其他有机废物发酵后的产物作为育苗基质的研究很多，如Trazzi等发现污水污泥、碳化稻壳和椰丝生产的复合基质对柚木幼苗有一个更好的促进作用[9]。 2.3 复合基质 复合基质即草炭和无机基质，有机基质和无机基质，以及草炭、无机基质和有机基质等多种不同比例的混合基质。国内绝大部分的穴盘育苗采用草炭+蛙石的复合基质，比例为2∶1或3∶1[10]。
3 基质理化性质及对作物育苗的影响
3.1 物理性质 决定基质优劣的主要物理性质包括：基质的容重、基质的孔隙度、基质的持水量。
3.1.1 容重 容重是指单位体积固体基质的重量，单位为g/cm3或kg/m3。容重与基质粒径、孔隙度有关，容重与相对密度正相关，与总孔隙度负相关。容重大，基质的运输和操作不便，透气性差;容重过小，基质过轻，影响作物根系生长，易出现倒苗。
3.1.2 总孔隙度 总孔隙度是指基质的持水孔隙度和基质的通气孔隙度，以相当于基质体积的百分数（%）表示[11]。总孔隙度大的基质疏松，有利于幼苗根系发育，但对于幼苗的支撑固定性的较差。所以育苗基质需要合适的孔隙度。
3.1.3 持水量 基质的持水量也称保水量，是指基质能够保持水的能力。持水量取决于颗粒的大小和孔隙度。颗粒越小，表面积和孔隙度越大，持水量越大。持水力强，相应的具有较强的养分保存和缓冲能力。
3.2 化学性质 决定基质优劣的化学性质主要包括pH、阳离子交换量（CEC）、电导率（EC）等。
3.2.1 pH 蔬菜幼苗对基质pH的敏感度高，不同种类蔬菜幼苗的最适pH有差异，因此，不同种类的蔬菜育苗基质的pH需要调节至对应的最适值。基质pH的调节剂多使用石灰（碱性）和硫磺粉（酸性）。pH会影響基质养分的形态和有效含量，大多数养分在pH6.0时有效量最大[12]。
3.2.2 阳离子交换量（CEC） 阳离子交换量是基质能够吸附阳离子的总量，单位为mol/kg。阳离子交换量大的能够保存基质养分，较少流失。由于基质环境的变化如水分的吸收、蒸发，营养液浇灌等，基质的pH也会发生改变，因此基质的缓冲性显得尤为重要。阳离子交换量大，pH缓冲能力也大，一般有机基质能力大于无机基质。
3.2.3 电导率（EC） 电导率是指基质中可溶性盐的含量，电导率过高，会对植株根系造成伤害，电导率过低，则基质养分含量不足[12]。一般EC值在0.5～1.25ms/cm较合适。
4 育苗基质发展方向
当前，对不同蔬菜种类育苗基质的研究，以及育苗基质原料来源、配比的研究火热，筛选除了丰富的育苗基质，但大都停留在研究层面，尚未得到大范围应用，需要科研机构和政府、企业联合加强推广，让技术层面的研究落到实处。节约资源且环境友好型的基质原料正不断地被开发利用，如污水处理厂排放的污泥和餐余垃圾等[13]。值得注意的是，在资源化开发利用的同时，关注其作为育苗基质使用时可能产生有害一面，如污泥中可能产生的重金属以及餐余垃圾中可能存在的有毒病菌等。
参考文献
[1]王正军，徐丽丽.蔬菜优质高效育苗及环境调控技术[J].现代农业，2019（01）：36-37.
[2]刘帅成，何洪城，曾琴.国内外育苗基质研究进展[J].北方园艺，2014（15）：205-208.
[3]李炎艳.珍珠岩粒径和灌溉模式对封闭式槽培番茄生长发育的影响[D].邯郸：河北工程大学，2020.
[4]胡青青.生物质炭代替草炭用作辣椒育苗基质的应用研究[D].南京：南京农业大学，2016.
[5]姚利，辛淑荣，赵自超.畜禽粪便基质化利用典型技术模式研究进展[J].中国农学通报，2021，37（01）：90-93.
[6]杨龙元，袁巧霞，刘志刚，等.牛粪好氧和蚯蚓堆肥腐熟料成型基质块制备及育苗试验[J].农业工程学报，2016，32（24）：226-233.
[7]陈力硕，姚秀萍，于立芝.有机基质在中国蔬菜育苗中的应用研究[J].农学学报，2016，6（10）：54-57.
[8]冯美利，孙程旭，刘立云，等.不同规格椰糠基质对袋装组培香蕉苗生长的影响[J].西南农业学报，2011，24（06）：2321-2324.
[9]Trazzi P A，Winckler Caldeira M V，Cusatis A C，Higa A R. Growth and nutrition of Tectona grandis seedlings produced in organic substrates[J].Scientiaforestalis，2014，42（101）：49-56.
[10]何仕涛.以污泥为主料的育苗基质研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2017.
[11]胡笑轲，武兴康，王永元，张亚军.育苗基质物理及化学性质的综述[J].广东化工，2011，38（03）：42-44.
[12]籍秀梅.工厂化育苗基质筛选时.郑州：河南农业大学，2001.
[13]董青君，杨凯，王剑，等.餐余蚓粪的基质配方及对小白菜育苗的影响[J].中国土壤与肥料，2021（01）：187-191.
关键词：蔬菜;工厂化育苗;基质
中图分类号 S63 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2021）20-0080-03
现代农业的高速发展带来了农业生产的科学化、集约化和产业化，突破了传统农业农产品生产的局限性。当前，大宗蔬菜的栽培生产主要通过现代农业技术手段，实现了蔬菜产量的增加、种类丰富及品质提升，为粮食安全和社会稳定做出了巨大贡献。而育苗是蔬菜生产过程影响最大、最关键的环节，幼苗质量的优劣直接影响到蔬菜产品的质量与产量。工厂化育苗是一项先进成熟的农业技术，运用智能化、工厂化的育苗技术，摆脱了自然条件的束缚与限制，采用科学化、标准化技术及现代企业的管理办法，按照一定的生产流程规模化培育商品苗，使蔬菜秧苗生产实现了快速、优质、高产、高效[1]。在工厂化育苗体系中，基质是重要的组成部分，是幼苗生存的场所，为幼苗提供水分、养分和温度等。合理的基质选择，对培育优质幼苗具有重要意义。
1 蔬菜育苗基质国内外发展历程
1.1 国外 20世纪60年代国外已经开始开发育苗基质，工厂化育苗最早使用的基质是岩棉，1840年，美国人发明了岩棉材料，1964年美国开发了工厂化穴盘育苗生产技术，1968年丹麦研究用岩棉作栽培基质，1970年荷兰人尝试用岩棉栽培作物并试验成功，随后在世界范围内推广应用。后来相关领域的专家在育苗基质材料领域广泛深入探索研究，相继研发出珍珠岩、蛭石、草炭等基质，随着可供选择的基质原材料的不断丰富。但长期以来，商用基质主要以消耗自然资源为原料，对生态环境造成破坏，并且草炭土和珍珠岩等自然资源的儲量是有限的。自20世纪80年代后期以来，欧美国家相继颁布环保法规促使无土栽培技术向环保型转变，开展了许多育苗基质的替代研究，并取得了一定进展，如农林废弃物、畜禽粪便、污泥、生物质碳和蚯蚓粪等等。
1.2 国内 中国是最早运用育苗技术的国家之一，但在基质育苗方面的应用研究较晚。20世纪80年代中期，随着工厂化育苗的发展，我国从欧美引进了穴盘育苗精量播种生产技术，并火热开展了育苗工厂化生产。1991年，农业部将工厂化育苗列为“八五”重点项目，在此期间，中国农业科学院开展了有机生态型无土栽培的研究，成功把农副产品及其废弃物转化成能提供营养的栽培基质[2]。随后关于育苗基质的研究越来越多，基质材料的研究主要集中在农林废弃物、生活垃圾的有机原料以及有机无机复合材料。并且在沈阳、杭州等地建立了工厂化育苗示范园区，着重发展轻质穴盘育苗。
2 基质分类
育苗基质按照其含有的主要成分的差异，通常可分为无机基质、有机基质和复合基质3种。
2.1 无机基质 无机基质包括蛭石、岩棉、珍珠岩、沙砾等，这些材料化学性质较为稳定，但盐基交换量较低，保肥能力比较差。
2.1.1 蛭石 蛭石是一种比较理想的基质材料，是天然的无机矿物，其具有容重小、吸水能力强、成本较低、阳离子交换能力高等优点，常与草炭基质混合作为常用育苗基质。但需要添加酸调节其pH值，使其在合适的范围内。
2.1.2 岩棉 岩棉是由白云石等物质经高温熔融后人工制成的无机纤维物，其优点是通透性较好，昼夜温度变化不大，但由于价格偏高，导致岩棉作为基质的应用受限。
2.1.3 珍珠岩 珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，急剧冷却后形成玻璃质岩石。珍珠岩容重小，总孔隙度较大，保水能力较强，但由于其pH值较大，故需要与其他基质按一定比例混合成复合基质使用。以适宜的粒径比配制的珍珠岩轻型基质，可改善基质的容重、孔隙度、电导率等指标，既能减轻屋顶负荷，又能避免板结[3]。
2.1.4 沙砾 沙砾不含有植物生长所必需的营养因素，但能够起到支撑植物直立、通气的作用。其容重和比重都比较大，性质稳定，经常与其他基质混用，调节基质的物理特性。
2.2 有机基质 有机基质主要包括草炭、农作物废弃物、食用菌废渣、园林有机废弃物等。
2.2.1 草炭 草炭也称泥炭，是沼泽发育过程中的产物，形成于第四纪。其具有容重小、保水透气性好、有机质含量高、缓冲能力强以及便于运输等优点，在育苗基质中应用广泛。至今为止，草炭仍然被认为是最优质的基质原料。
2.2.2 农林废弃物 我国是农业大国，农作物产生的废弃物资源丰富，如水稻、小麦和玉米秸秆等。农林废弃物经发酵堆肥处理后，可以完全或部分代替草炭进行蔬菜穴盘育苗基质。既可以有效利用资源，又可以保护环境，节约不可再生的草炭资源。也有研究将农林废弃物制成生物炭后应用于育苗基质。研究表明，添加适当生物质炭可提高幼苗叶片保护酶的生理活性，增加幼苗对外界环境的抗逆性[4]。
2.2.3 畜牧废弃物 随着中国集约化养殖的高速发展，畜禽粪便的排放量也逐年增大，若畜禽粪便处理不当会给环境带来污染。畜牧业废弃物可以为无土栽培和工厂化育苗的发展提供大量质优价廉的基质，有利于环境友好且提供可替代的廉价基质。畜禽粪便中含有丰富的氮磷钾、有机质和微量元素，以合适比例添加到基质中可提高基质品质，促进作物根芽生长[5]。近年来，腐熟后的畜禽粪便堆肥已成功推广应用到了蔬菜、瓜果、林木等农林作物的幼苗培育中[6]。
2.2.4 工业废弃物及污泥 工业废弃物多为食品工业企业产生的废弃物，含有丰富的有机质，如醋糟。醋糟是利用粮食原料生产食醋后的一种常见的酿醋业工业废弃物，通过发酵成为新型育苗基质[7]。李蒙等研究认为，采用发酵好的醋糟基质为主料，可作为樱桃番茄栽培的基质[8]。城市污水处理产生的污泥量大，主要是微生物的聚集体且富含氮、磷、钾等营养元素。将不同比例的污泥与草炭或其他有机废物发酵后的产物作为育苗基质的研究很多，如Trazzi等发现污水污泥、碳化稻壳和椰丝生产的复合基质对柚木幼苗有一个更好的促进作用[9]。 2.3 复合基质 复合基质即草炭和无机基质，有机基质和无机基质，以及草炭、无机基质和有机基质等多种不同比例的混合基质。国内绝大部分的穴盘育苗采用草炭+蛙石的复合基质，比例为2∶1或3∶1[10]。
3 基质理化性质及对作物育苗的影响
3.1 物理性质 决定基质优劣的主要物理性质包括：基质的容重、基质的孔隙度、基质的持水量。
3.1.1 容重 容重是指单位体积固体基质的重量，单位为g/cm3或kg/m3。容重与基质粒径、孔隙度有关，容重与相对密度正相关，与总孔隙度负相关。容重大，基质的运输和操作不便，透气性差;容重过小，基质过轻，影响作物根系生长，易出现倒苗。
3.1.2 总孔隙度 总孔隙度是指基质的持水孔隙度和基质的通气孔隙度，以相当于基质体积的百分数（%）表示[11]。总孔隙度大的基质疏松，有利于幼苗根系发育，但对于幼苗的支撑固定性的较差。所以育苗基质需要合适的孔隙度。
3.1.3 持水量 基质的持水量也称保水量，是指基质能够保持水的能力。持水量取决于颗粒的大小和孔隙度。颗粒越小，表面积和孔隙度越大，持水量越大。持水力强，相应的具有较强的养分保存和缓冲能力。
3.2 化学性质 决定基质优劣的化学性质主要包括pH、阳离子交换量（CEC）、电导率（EC）等。
3.2.1 pH 蔬菜幼苗对基质pH的敏感度高，不同种类蔬菜幼苗的最适pH有差异，因此，不同种类的蔬菜育苗基质的pH需要调节至对应的最适值。基质pH的调节剂多使用石灰（碱性）和硫磺粉（酸性）。pH会影響基质养分的形态和有效含量，大多数养分在pH6.0时有效量最大[12]。
3.2.2 阳离子交换量（CEC） 阳离子交换量是基质能够吸附阳离子的总量，单位为mol/kg。阳离子交换量大的能够保存基质养分，较少流失。由于基质环境的变化如水分的吸收、蒸发，营养液浇灌等，基质的pH也会发生改变，因此基质的缓冲性显得尤为重要。阳离子交换量大，pH缓冲能力也大，一般有机基质能力大于无机基质。
3.2.3 电导率（EC） 电导率是指基质中可溶性盐的含量，电导率过高，会对植株根系造成伤害，电导率过低，则基质养分含量不足[12]。一般EC值在0.5～1.25ms/cm较合适。
4 育苗基质发展方向
当前，对不同蔬菜种类育苗基质的研究，以及育苗基质原料来源、配比的研究火热，筛选除了丰富的育苗基质，但大都停留在研究层面，尚未得到大范围应用，需要科研机构和政府、企业联合加强推广，让技术层面的研究落到实处。节约资源且环境友好型的基质原料正不断地被开发利用，如污水处理厂排放的污泥和餐余垃圾等[13]。值得注意的是，在资源化开发利用的同时，关注其作为育苗基质使用时可能产生有害一面，如污泥中可能产生的重金属以及餐余垃圾中可能存在的有毒病菌等。
参考文献
[1]王正军，徐丽丽.蔬菜优质高效育苗及环境调控技术[J].现代农业，2019（01）：36-37.
[2]刘帅成，何洪城，曾琴.国内外育苗基质研究进展[J].北方园艺，2014（15）：205-208.
[3]李炎艳.珍珠岩粒径和灌溉模式对封闭式槽培番茄生长发育的影响[D].邯郸：河北工程大学，2020.
[4]胡青青.生物质炭代替草炭用作辣椒育苗基质的应用研究[D].南京：南京农业大学，2016.
[5]姚利，辛淑荣，赵自超.畜禽粪便基质化利用典型技术模式研究进展[J].中国农学通报，2021，37（01）：90-93.
[6]杨龙元，袁巧霞，刘志刚，等.牛粪好氧和蚯蚓堆肥腐熟料成型基质块制备及育苗试验[J].农业工程学报，2016，32（24）：226-233.
[7]陈力硕，姚秀萍，于立芝.有机基质在中国蔬菜育苗中的应用研究[J].农学学报，2016，6（10）：54-57.
[8]冯美利，孙程旭，刘立云，等.不同规格椰糠基质对袋装组培香蕉苗生长的影响[J].西南农业学报，2011，24（06）：2321-2324.
[9]Trazzi P A，Winckler Caldeira M V，Cusatis A C，Higa A R. Growth and nutrition of Tectona grandis seedlings produced in organic substrates[J].Scientiaforestalis，2014，42（101）：49-56.
[10]何仕涛.以污泥为主料的育苗基质研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2017.
[11]胡笑轲，武兴康，王永元，张亚军.育苗基质物理及化学性质的综述[J].广东化工，2011，38（03）：42-44.
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