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基质中的泥炭与泥炭替代品

花匠小妙招
2025-11-01 17:14

基质是可以生长植物的非原位土壤（CEN 1999）。基质包括专业基质和家用基质。基质适用于所有植物种植领域，特别是种苗生产、蔬菜、花卉、浆果栽培、林木种苗培育、食用菌覆盖、景观美化等众多领域，基质已经成为现代农业、都市农业、景观绿化不可缺少的新型绿色资材。

中国作为世界最大泥炭市场，正在泥炭产业链和价值链终端与所有供应商紧密合作，实现资源价值共享，促进全球泥炭产业发展。但是，由于中国泥炭资源贫乏，现代园艺发展快速，泥炭资源需求庞大，近年来进口泥炭资源数量快速增长。虽然目前国际泥炭资源供应链可以充分满足中国市场需求，但在新冠疫情爆发、全球化逆转情况下，中国市场必须未雨绸缪，提前布局。因此，深入分析泥炭和泥炭替代物料特征、来源以及在基质质量中的作用，不仅具有重要的现实意义，也具有一定的战略意义。

基质性状是原料性状的综合反应，原料正效应可以增强基质优势，原料副效应可能造成基质使用风险。基质质量由物理指标、化学指标、生物学指标与经济学指标构成。本文根据基质质量指标、植物需求以及基质栽培需求，对最有可能替代或部分代替泥炭的四个原料进行分析，希望对相关企业和专业人士提供有益启示。

表1，表征基质质量的主要技术指标

物理指标

化学指标

生物学指标

经济学指标

基质结构

结构稳定

水分容量

空气容量

容重

润湿性

电导率

营养含量

缓冲容量

毒物含量

杂草种子

可视活体

病原菌

害虫

生物活性

可得性

质量稳定

栽培要求

植物需求

价格

1，泥炭

自从基质大规模商业化应用以后，藓类泥炭就成为基质的主要原料，藓类泥炭被当做基质的理想组分。实际上，经过调酸和施肥后的藓类泥炭就是一些基质的唯一原料，只有在法国、波兰和英国等少数国家才采用非泥炭制备家用基质。

泥炭之所以成为专业基质的核心原料，是因为低-中分解藓类泥炭（H1-H5）的细胞结构能在保证基质高气孔隙同时拥有高水孔隙。虽然中-高分解泥炭（H6-H10）的气孔隙明显降低，但经过冬季冻结裂解作用，泥炭气孔隙会明显增加。泥炭低pH、低营养特性可以通过人工任意调节而满足特定植物需求。由于泥炭是死亡植物残体在滞水还原环境中积累形成，因此泥炭中不存在病原体、虫卵和草籽。泥炭加工处理、筛选混合工艺属于物理过程，易于实现机械化自动化，不会造成健康风险。泥炭商业价格与其他非泥炭相比也极具竞争力，泥炭来源稳定，质量稳定也是可以可靠预期的。

泥炭的突出优势也可以从世界基质原料销量排名上看到。在世界范围内，德国是最大专业基质和家用基质生产国，本国有大量泥炭资源可以开发利用，但仍有部分泥炭来自波罗的海国家。荷兰国内泥炭资源已经开采殆尽，但荷兰是工厂化园艺极为发达国家，目前仍广泛采用泥炭基质。意大利、西班牙等重要园艺国家也大量引进波罗的海泥炭。因此确保可开采泥炭储量对未来基质生产十分重要。

表2，不同分解度的藓类泥炭性质

指标

单位

H2-4

H4-6

容重

总孔隙度

水孔隙度

气孔隙度

收缩值

pH值

电导率

有机质

Kg/m3

%(v/v)

mS/m

%(m/m)

50-80

95-97

42-83

14-55

20-30

3.2-3.5

1.0-3.0

98-99

80-130

92-95

55-85

10-40

30-40

3.5-5.0

2.0-5.0

94-99

尽管泥炭是迄今为止最重要的基质原料，但近年来世界各地也投入大量资金和人力进行泥炭替代品开发测试，其中最可能替代或部分替代泥炭的四种物料是椰糠、木纤维、树皮和生物质堆肥。

2、弹性基质模块

产品参数：

样品名称（sample Name）

全氮%

水解性氮mg/kg

有效磷mg/kg

全钾%

速效钾mg/kg

电导率us/cm

阳离子交换量cmol(+)/kg

弹性基质模块

1.850

424

36.4

0.61

292

269.0

28.66

PH值

有机质

有机质化学稳定性%

（加入3mol/LH2SO4溶液的体积ml）

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

6.7

70.8

17.0

22.7

11.6

19.3

16.2

样品名称

颗粒粒径（mm）

》2.00

1.00-2.00

0.425-1.00

0.250-0.425

0.150-0.250

《0.150

29.69

22.43

19.72

7.11

4.21

16.84

吸水量：保水量为自身干基重量的15～20倍，

保肥能力：弹性育苗基质--育苗塞的保肥能力提高35%

产品性能优势

（1）实现环保，自然降解。

弹性育苗基质的载体是由腐熟的秸秆、草炭、椰树皮、椰子壳、树枝、树叶构成，腐熟的秸秆、草炭、椰树皮、椰子壳、树枝、树叶碎屑组成。其主要都是纤维素，但主要区别则是其纤维素的分子量不同，在自然界可自然降解，不留残余，同时复配以特殊成型工艺使基质成型，不散，避免了虫蝇滋生，细菌繁殖的发生。

（2）空隙结构，避免松散。

不同分子量的纤维素在一定空间内，在工艺的作用下形成三维网状结构，从而达到一定的空隙，基质结构稳定、同时三维网状结构使得基质整体密度下降，相比于传统土堆结构松散度大，不利定型的特点更加实用。

（3）保水性，透气性同时满足。

传统育苗基质在育苗过程中，种植者长期以来已经充分研究传统基质通气性在 70%～80%，当吸水性达到一定程度时，整体结构会变得紧密，原有的纤维毛细管状间隙会不堵塞，使得透气性能降低，从而造成水生植物根部缺氧而导致水生植物根部腐烂，从而导致烂根现象，最终使植物死亡。弹性基质模块的三维网状结构使基质的气孔密度稳定 90%以上，其中毛细管孔隙≥50%，保证了在满足保水性的前提下，为植物幼苗生长提供充足氧气。

（4）根系发达、生长健壮、抗逆性强、育苗周期短；

（5）移栽成活率高、无缓苗期、产品提早成熟上市；

（6）使用方便，省工、省时；

（7）运输包装方便、消耗少、成本低；

3、椰糠椰块

椰糠椰块来自椰树果实。椰子中的果皮纤维（果皮内的海绵状层）可以抽取制作椰纤，剩余组织中碎屑物就是椰糠。将果皮纤维直接切碎为小颗粒就是椰块。斯里兰卡和印度每年向世界各地供应椰糠椰块，中国距印度斯里兰卡较劲，运输距离短，所以运费要比欧洲低很多。东盟十国运距更近，关税减免，椰壳椰糠资源更具竞争力。

生产椰纤需要将椰壳用水浸泡数周，然后用机械或手梳理提取椰纤后，留下细碎海绵状废物或副产品就是椰糠。椰糠椰块的物理化学特性因椰壳来源、储存时间和处理过程各不相同。椰糠椰块突出特点是盐分含量高，所以洗盐缓冲就是椰糠椰块必须完成的生产操作。清水洗盐不能将椰糠中的盐分完全洗脱，为了确保椰糠椰块植物安全性，降低高盐分风险，通常采用钙镁化合物交换椰糠椰块中的钾、钠离子，降低椰糠椰块中的钾钠含量。当椰糠椰块完全被钙镁离子替代时，就称为缓冲椰糠，可以防止作物生长过程中钾钠元素的过度释放，当然椰糠缓冲成本也明显提高。

表3，椰块椰糠的物理性质

物理性质

单位

椰块

椰糠

湿度

干物质

有机质

容重

实验容重

干容重

水容量

总孔隙度

水容量

空气容量

收缩率

g/l

kg/m3

g/100

60-75

25-40

90-95

200-300

250-350

60-90

600-800

85-95

60-70

15-35

15-25

15-20

80-85

94-97

30-50

70-100

35-45

200-270

95-98

8-12

83-90

4-10

椰糠椰块具有良好的润湿性、极高的空气容量和较低水容量。椰糠具有良好的水气平衡能力，所制备的基质可以用于现代园艺所有领域。椰糠特征非常接近于泥炭，所以缓冲椰糠尽管价格较高，但市场需求却不断增长，并逐渐成为种苗培育、基质栽培的重要资材，用椰糠椰块制作的种植袋在蔬菜、鲜切花、浆果中已经广泛应用，椰糠椰块在树木苗木基质制备前景也非常广阔。

4、木纤维

木纤维可以通过机械和热技术从木材和废木料中制取，而只有通过机械制取的木纤维才可以用于基质制备。那些经过胶合、涂层、上漆的木材或经有机无机物质处理的木材都不能用做木纤维原料。为了防止木纤维对基质氮营养固定，可对进入挤出机前的木片添加氮肥浸渍然后再挤出。通过氮肥浸渍处理将缓释氮肥缓慢释放供给微生物吸收，从而抵消微生物固氮作用。

在欧洲销售的木纤维品牌包括Hortifibre®，Culti-Fiber®，Torbella®，Bio-Culta®-Faser，Toresa®，Pietal®和Torbo®等，其中Toresa®木纤维在德国、瑞士和英国基质行业应用较多，其原料90％-95％来自云杉，5–10％来自其他针叶树。法国Hortifibre®产品也在欧盟国家多个国家推广应用，并已经进入中国。

木纤维结构为纤维状、多孔、松散而有弹性。木纤维容重低，空气容量高，排水性好，水容量低。木纤维收缩值低，因此可以减少基质收缩率。此外，木纤维具有良好可润湿性，不含杂草种子和病原体。木纤维pH（H2O）在4.5-6.0之间。基质中随着木纤维用量增加，物理性质发生显著变化，基质中木纤维的理想添加量是基质的30%。总地说，木纤维在基质中的应用潜力尚未得到充分开发，木纤维应用前景十分可观。

5、堆肥

堆肥是可生物降解废物通过好氧发酵制成的，但是使用堆肥为原料的专业基质仍然很少，德国堆肥只有6.25%用在基质制备上，且以家用基质为主，专业基质很少。其主要原因是堆肥原料来源复杂多样，堆制前没有对废物成分进行适当分离。堆肥成分往往不是以有机物为主，而是无机物为主，有时无机物含量甚至到达70％，而德国基质的堆肥原料标准是有机质含量大于15%，远远小于泥炭、椰糠的有机质含量。有时即使将堆肥原料仔细分选分离，所生产的堆肥也达不到泥炭那样优异特性。堆肥高pH值（8.6），高盐分（1,650 mg /L），都是堆肥作为基质原料的致命问题。堆肥矿物含量高，容重大，将极大增加基质重量，提高运输成本，并可能导致栽培事故。鉴于堆肥高pH、高盐分特征，堆肥不可能单独作为基质原料，必须与低pH值和低电导率泥炭混合使用才能够避免栽培风险。为了安全起见，基质中堆肥加入量最大不能超过40%。

表4，两种堆肥的化学性质及其基质加入限量

质量检测指标

1类堆肥

2类堆肥

盐分

氮

总磷

总钾

氯

钠

碳酸钙

植物响应

分解度

有机质

生物需求

最大加入

<2.5 g/L

300 mg/l

<1200 mg/l

<2000 mg/l

<500 mg/l

<250 mg/l

<10%

无固氮无毒害

高分解

>15%

无草种无活体

40%（v/v）

<5.0 g/L

600 mg/l

<2400 mg/l

<4000 mg/l

<1000 mg/l

<500 mg/l

<10%

无固氮无毒害

高分解

>15%

无草种无活体

20%(v/v)

6、树皮

用于基质制备的树皮主要采用云杉和其他针叶树树皮。原始树皮经过压碎筛选后，再经过室外堆沤发酵。树皮发酵的目的是为了消除固氮作用，否则会导致植物生长缺氮。一般在发酵开始阶段向树皮添加尿素以加快微生物活动。随着发酵过程进行，C：N比逐渐降低，N固定逐渐减少。

在基质中混合堆制树皮可以显著增加基质空气容量，改善基质排水性，提高阳离子交换容量，提高pH缓冲效果。但是，堆制树皮pH和盐含量可能过高，需要测定后使用。基质中树皮添加量根据基质使用对象而定，最小5%，最多50％（v / v）。

中国是一个森林资源匮乏国家，树皮来源有限，大规模使用树皮可能性不大。即使在欧洲，有的国家将树皮用于能源，树皮的来源也十分有限。只有一些高附加值经济作物如蓝莓基质，才可采用堆制树皮作原料，以确保基质的结构稳定性。

德国有人以纯泥炭为对照，测定比较了堆肥-树皮-木纤维基质在空气容量25%时的性状差异。纯泥炭基质和非泥炭基质虽然空气容量相同，但化学特性差异很大。堆肥-树皮-木纤维基质容重高达280克，水体容量明显减少，pH提高，无机营养大幅度增加，降低了人工调节的可能性。

表5，纯泥炭基质和非泥炭基质的性质比较（未调酸未施肥）

用量和性质

单位

基质1

基质2

泥炭

堆肥

树皮

木纤维

100

性质

容重

水容量

气容量

氮磷钾

g/l

Mg/l

4.0

30:20:40

280

6.9

100:470:1400

7、泥炭替代前景

从以上分析可见，最可能成为泥炭替代资源的物料是椰糠椰块、木纤维、树皮和生物质堆肥。前三种物料在性质上基本满足基质制备要求，只有生物质堆肥还需要做大量研究工作。虽然可以作为生物质堆肥的原料很多，如农林废弃物、动物废弃物、酒糟、谷壳、垃圾污泥、蘑菇废料、木屑锯末、麦秸稻草、造纸废渣、海草、食品废料、糖渣、烟渣、可可壳等等，但上述材料所制成的堆肥大多没有经过严格测试并广泛用，所以上述四种物料中最可能成为泥炭替代原料的只有椰糠、木纤维和树皮。必须强调的是，即使使用替代原料，最好还是添加部分泥炭来稀释弥补替代材料的不利。因此，虽然可以把泥炭替代大旗高高举起，但泥炭替代的基质不可能完全没有泥炭。这种基质配料现状有可能持续到很远的将来。