2019-椰糠加工处理与质量控制_杨光盛.pdf

温室园艺 2019 01 22 本 期 策 划 Special P lanning 基 质 椰糠加工处理与质量控制 杨光盛 郑伊婷 大连东瑞投资有限公司 辽宁大连 116033 DOI 10 16815 ki 11 5436 s 2019 01 001 随 着天然泥炭储量的逐渐减少 以及全球环 保意识的高涨 由椰子中果皮纤维加工再 生的椰糠 Coir 已成为更环保 廉价且优良的 栽培基质之一 椰糠是椰纤工业的再生产品 以斯里兰卡与马来西亚等地产量最多 1 当椰 子壳中的粗纤维被剥离制成绳索 垫子等产品 时 会遗留下将纤维连结在一起的柔软部分 髓质 pith 此副产品量大质细 其经过数年风 吹 日晒 雨淋 将其干燥 过筛并进行检疫后 即可作为园艺资材使用 椰糠的生产工序 椰糠为一种天然栽培基质 可在育苗 种 植使用 也适用于蔬菜 水果及花卉等作物无 土栽培 早期椰糠是以椰壳纤维作为原料进行 加工 现在则是直接用整个椰壳 Coconut husk 去处理 生产椰糠的制造过程如图1所示 椰壳筛选 将成熟椰子的外壳与内核进行分离 内核 部分的椰肉可供食品或榨油使用 而外层的椰 壳即用来制作椰糠 椰壳的中果皮水分变化较 外果皮小 显示其保水性极佳 为相当良好的 栽培基质 2 选择椰壳时可依照用途来采用干 椰壳或湿椰壳 湿椰壳即是刚食用后的椰壳 其含水率在90 以上 粉碎后的椰糠仅适合供 制作有机质肥料 干椰壳则是将食用后的椰壳 任意放置在室外约1个月让阳光曝晒至含水率 降至大约50 左右 其粉碎出来的椰糠可以制 作一般蔬菜 瓜果及花卉作物的育苗与栽培基 质 也可制作有机质肥料 粉碎与过筛 将椰壳粉碎后 经过筛网筛选作业将椰丝 抽取出来 并收集椰糠 部分 在此步骤中需依 椰壳的干 湿程度 配 合选用不同孔径的筛网 以生产不同规格的椰糠 提供不同作物的栽培需 要或有机质肥料的制造 如刚食用后椰壳外壳呈 现绿色时即表示椰壳含 水量在90 以上 其粉 碎时需采用5 7 10 cm 孔径较大的筛网粉碎 经阳光曝晒后含水率约 50 的椰壳则可以用2 3 5 cm的筛网孔径来进 行粉碎 2 图 1 椰糠的生产工序 成熟椰子 储存6个月 分离外壳 内核用作食品加工 椰肉 榨油 分离出的外壳 产 品 后 续 压 缩 加 工 打碎过筛椰子炭与椰子纤维 熟成6 8个月 清洗与缓冲处理 干燥晾晒1 2天 温室园艺 2019 01 23 农业工程技术 温室园艺 熟成 为使椰糠产品稳定 必须经过6 8个月的 熟成过程 使椰糠中的纤维素与木质素等物质熟 化 使用时不会再继续分解 以避免对细嫩幼根 造成伤害 并确保栽培植物的根系能正常生长 清洗 椰子树多生长在海岛与近海区域 受生长 环境影响 椰壳常含有大量的钠 钾以及氯离 子 其EC为5 7 mS cm 因此需要经过清洗 步骤 将原料中所含的盐分洗出 以符合生产 者栽培作物的需求 一般会经过3次的淋洗 第1次水洗将EC降到4 mS cm 第2次水洗 降到1 5 2 mS cm 第3次降到1 mS cm以下 缓冲处理 椰壳表面带有负电 钠 钾等阳离子会被 吸附在椰壳表面上 一般情况下 正 负离子就 像磁铁般互相吸引 不会释放出来 也不会对植 物有危害 但问题却可能出现在使用钙肥或镁肥 时 椰糠在未经过缓冲的情况下 生产者可能会 面临添加了钙肥 镁肥后 却发现植物吸收不到 的现象 这是由于钙 镁具有很强的置换能力 会将椰糠产品中的钠 钾离子释放出来 图2 并对较敏感的植物造成盐害 因此仅有清洗是不 够的 还必须针对原料进一步做缓冲处理 事 先将原料表面所吸附的钠 钾离子取代出来 缓 冲处理的作法是使用硝酸钙溶液淋洗椰糠原料 或是直接撒上硝酸钙颗粒再淋水冲洗 缓冲后的 EC会提高到2 5 3 mS cm 之后再用清水冲洗 市售商品分为单纯水洗和经过缓冲处理 再由 客户依其需求选购 一般而言 经缓冲处理后 的产品价格会较高 干燥晾晒 椰糠经过清洗与缓冲后 需在露天环境中 进行曝晒使其干燥 未彻底晾晒的椰糠 使用时 泡开的体积会不足 甚至会出现泡不开的情形 必须特别注意 当椰糠堆面的水分降至20 左 右时 即可作为资材使用 压缩加工 为了运送上的方便与降低运输成本 一般 会将椰糠以7 8 1的比例压缩为砖块状或片状 图3 再进行包装发货处理 1 图 3 椰糠产品的后续压缩加工 压缩成块 压缩成片 椰糠 椰糠的性质 椰糠的外表与泥炭相似 其通气性与保水 性也均佳 因此许多生产者将其视为泥炭的替 代品 然而不同基质对于植物生长的影响及其 水分与肥培管理的方式皆不尽相同 因此必须 要深入了解其物理 化学等特性 物理性质 栽培基质的粒径分布可影响其各项物理 特性 市售椰糠由于原料来源及加工方式的 不同 其中有大于8 mm的纤维 也有介于 0 25 0 50 mm的小粉粒 因此造成各生产地的 椰粉之物理性不尽相同 一般粉状椰糠 又称椰粉 Coir dust 的粒 径分布在0 5 2 0 mm 比泥炭土细 其总体密 度也较小 而椰糠的总体密度 Bulk Density BD 在0 04 0 08 g cm 3 充气孔隙度 Air filled Porosity AFP 在9 5 12 5 而保水量在 73 80 皆符合理想基质的范围 4 表1显示椰糠与某种泥炭进行空气与水分 保持能力的比较 由此可以明显看出椰糠与此 图 2 钙 或镁 肥取代将钠 钾离子的置换作用 温室园艺 2019 01 24 本 期 策 划 Special P lanning 基 质 种泥炭的物理性质几乎一样 因此具有取代泥 炭之潜能 4 然而 椰糠无法完全取代所有类 型的泥炭 仍需与其他材料作适当的配比 才 能发挥良好作用 淋洗的过程中 迅速降低其含量 与SP比较 CP与PP的阳离子交换能力 Cation exchange capacity CEC 偏低 表示其 对阳离子 如钾 钠 钙 镁等 的保留能力较 差 对于酸碱值改变时的缓冲能力也较弱 由 于CEC较低 因此NH 4 等元素容易被淋溶 需要注意补充氮素以维持较佳的植物生长 表 2 椰糠与泥炭的化学性质分析 mg L CEC 除外 项目 CP PP 泥炭 适宜值 硼 0 18 0 12 0 004 0 02 钙 15 6 10 50 铜 0 22 0 17 0 10 0 4 铁 5 7 37 25 镁 28 8 14 15 锰 1 5 1 1 0 23 1 磷 17 8 3 8 40 钾 720 304 4 35 钠 110 114 18 100 硫 8 2 18 40 锌 1 3 0 7 0 8 0 3 pH 5 7 5 5 3 6 5 3 6 5 EC 1 9 0 8 0 3 50 硝态氮 0 0 0 100 氯 886 250 35 100 CEC me L 21 30 78 注 1 CP 可可泥炭 PP 棕榈泥炭 泥炭 库页岛产 2 第一栏的元素为DTPA抽出 者 3 第二栏的化学性质为水抽出者 1 1 5 4 CEC 阳离子交换能力 5 适宜值 澳 洲1992年盆栽基质国家标准 表 1 椰糠与泥炭的空气与水分保持特性 特性 椰糠 泥炭 总保水量 L L 0 61 0 57 总孔隙 体积比 95 2 94 5 充气孔 体积比 25 2 25 4 易利用水 体积比 35 3 35 4 缓冲水 体积比 34 7 33 7 化学性质 来自菲律宾 斯里兰卡以及印度尼西亚各 省份或地区的椰糠pH均在5 6 6 9 在理想 基质的范围内 适合作物生长 相对于pH在 3 8 5 0的泥炭土 可以节省调整pH的时间和 成本 各地生产的椰粉其EC相异甚大 范围为 0 3 2 9 mS cm 超过1 25 mS cm便需要淋溶 以免盐类对植物构成渗透逆境 4 椰粉的C N 为80 基质的分解速率与其C N有很密切的关 系 当无土基质的C N超过30 便会造成植物 与微生物竞争氮素 而导致早期缺氮 Early N starvation 情形的发生 椰粉的氮易被微生物 所固定 不能为植物所利用 因此每次施肥用 量需要比泥炭苔增加10 mg L以补充氮量 将2种椰糠产品与泥炭进行比较 其中可 可泥炭 Coco Peat CP 来自马来西亚 棕榈泥 炭 Palm Peat PP 来自斯里兰卡 作为对照的 泥炭则产自俄罗斯的库页岛 Sakhalin Russia SR 三者的化学分析值如表2 5 所示 由表2 可知 CP与PP含有相当多量的磷 钾 硼 锰 锌 铜与镁的含量亦足够供应作物数个月的生 育所需 CP与PP似乎极为缺铁 钙与硫 由 钾 钙 镁三者的含量可知 在未经改良的这2 种栽培基质中生长 植株缺钙似乎无法避免 CP与PP电导度值均高于SP 但只要在装 盆后立刻予以充分淋洗 对植物的生长即不会 造成伤害 试验显示将CP以足量的水连续淋洗 3次 则90 以上的钠均会随淋洗液而去 另外 CP与PP之氯含量足以抑制植物生长 除非在 椰糠堆肥的性质 表3说明椰糠作为堆肥组成分析测得其一 些物理性质 对照组是已经充分证明效果较好 的市售商品 由表可知经由仔细的调制与选择 适当的泥炭类型 可以配制出盆栽与毡植作物 适用的栽培基质 5 6 至于其他用途 如播种 扦插等 的堆肥 亦可经由椰糠与不同类型的泥 炭 针对目标作物所需要水分与空气 适量调 制而成 椰糠堆肥的养分含量 氮素在椰糠与泥炭中的表现迥然不同 泥 炭并不固定氮素 Nitrogen Drawdown Indices NDI为1 而一部分的氮素施于椰糠后 立刻 被吸附 而且经过很长一段时间都不会再度有 效化 CP与PP的NDI分别为0 71与0 75 表 温室园艺 2019 01 25 农业工程技术 温室园艺 明二者有中等程度的氮素固定能力 至于磷 钾与镁方面 亦可经由适量配比 调制出与市 售商品含量相当的椰糠堆肥 椰糠的使用 综前所述 椰糠可作为泥炭的一个良好替 代品 且椰糠的通气性较佳 吸水性较强 使 用时较干净 若使用得宜 效果更胜泥炭 7 10 在技术上来说 需掌握其之特性 于心态上来说 应秉持椰糠与泥炭是2种不同的基质 转换使 用时需谨慎 才能发挥最佳效果 给水 椰糠与泥炭作为基质的最大不同点在于给 水的方式 椰糠的疏松性较泥炭佳 吸水性也 较强 惟其表面水分极易散失 而底部仍然维 持相当湿润的状态 习惯使用泥炭的人 见其 表面干燥便会浇水 使得水分过多 而其水分 过多时导致的病症又与使用泥炭时的情况不同 因此一般人不易判别 另外 椰糠的质地较为 松散 使得多余的水分快速流失 伴随的是养 分的流失 基质很快变成肥力低下 所以 偶 尔翻开表土层 检视底土的含水量 多试几次 很快就能掌握椰糠的特性 总的来说 以椰糠作为主要基质时 最好 的方法是由底部给水 借毛细现象使水分向上 移动 如此即可避免养分流失与过度给水 11 当然 还需定期以适量的水自基质上方淋下 以避免盐分在表层的累积 施肥 以椰糠为主的基质 养分与水分的流失较 以泥炭为主的基质快 一方面是由于椰糠的多 孔疏松性 以及其本身尚未完全腐熟 可能会 消耗少量的氮肥 或者是椰糠基质会吸附少量 的氮肥所致 因此在播种后4周或定植后3周 就要开始追肥 后期定期施用液肥 另外 缓 效性或长效性肥料作为基肥施用也是很好的措 施 只要在播种或定植前 将肥料与基质充分 混匀再装入盆钵内即可 椰糠产品的质量管制 椰糠是使用椰子作为生产原料的栽培基质 其最大特色为结构非常稳定 粗纤维不易腐败 也不像泥炭需要时间堆积才能采收 然而要使 椰糠产品能具备良好物理 化学 堆肥性质 在制造过程中必须层层把关 用以生产椰糠的椰子以较老 纤维较粗者 为佳 与细纤维相比 粗纤维能增加透气性 让 植物的根系发展的更好 当根系健壮时 植株自 然就不易受病菌的侵害 而可以健康的成长 椰 子壳在未清洗前EC通常可高达2 mS cm 若直 接使用将会导致作物死亡 在制成椰糠产品时 最好需将EC降低至0 5 mS cm以下 以避免植 物遭受盐害而使生长受阻 在压缩成块状或片状之前的椰糠堆积物 必须经过卫生 水分以及病原菌等的检测 运 至工厂后 尚须进一步化验其酸碱值 盐分含量 并检测其内是否含有杂草种子 病原体或线虫 等以确保质量 而输入国方面 可针对其国内 规定进行有害成分 如重金属 分析 英国的 椰糠公会成立园艺部 专门执行质量管制的工 作 11 截至目前为止 尚未发现椰糠内存在病 虫害源 而且它比一般园土受到的污染程度更 低 是一种相当干净的基质 结论 在欧盟已出台减少泥炭开采的原则下 以 具有保水 透气及理化性优良等特性的椰糠取 代泥炭作为栽培基质是一件对自然保护的有益 之举 也是废弃物资源化的一种途径 11 13 由 于椰糠的效果好 价格也不比刚推出时那样高 因此在园艺使用上普及速度极快 然而 因其 生产原料取得容易 目前市面上产品的种类也 表 3 育苗用堆肥的空气与水分保持特性 特性 市售商品 椰糠 泥炭 总保水量 L L 0 62 0 63 总孔隙 体积比 92 4 93 9 充气孔 体积比 16 8 16 9 易利用水 体积比 34 6 36 5 缓冲水 体积比 41 0 40 5 下转第 29 页 温室园艺 2019 01 29 农业工程技术 温室园艺 术密集 资源绿色安全 符合国家产业政策 成长潜力大 综合效益好 资金物流横跨境内外 对我国经济社会全局和长远发展具有重大引领 带动作用 厘清泥炭产业的名词术语 规范行 业交流合作概念定义 对培育和促进泥炭新兴 产业形成和发展 带动国内绿色能源 现代农业 健康医疗 生态文明事业进步 具有重要意义 泥炭土一词应逐步弃用 多数泥炭裸露地表 属于土壤学上的有机 土 所以将尚未开采泥炭地中的泥炭称为泥炭 土并无不可 但是 如果将泥炭开采出来作为 种苗基质 栽培基质 土壤调理剂和功能肥料 的原料 就是一种商品 如果称之为泥炭土 则既不符合泥炭资材的自然属性 也降低了泥 炭资源的档次和价值 泥炭是现代园艺中专业 基质不可缺少的原料来源之一 在用于各种作 物育苗和无土栽培之前 还需要配入各种辅助 成分 才能达到为种子萌发和植物生长创造最 佳水肥气热条件的专业基质 绝不是一个简单 的泥炭土所能涵盖的 参考文献 1 Schmilewski G The role of peat in assuring the quality of growing media J Mires and Peat 2008 3 2 1 4 2 Schmilewski G Guide Values for horticultural Raised bog peat based on Eurouean standards J Peatlands International 2002 18 19 3 孟宪民 我国基质产业面临的问题与对策 J 中国蔬 菜 2017 1 8 16 20 4 孟宪民 专业基质的概念及其在我国设施农业中的意义 J 山西农业大学学报 自然科学版 2016 36 3 155 159 作者简介 杨颂东 1970 男 江苏大丰人 农 艺师 研究方向 植物营养及退化土壤改良 引用信息 杨颂东 孟宪民 黎亮云 等 泥炭产业的几个名词术语 J 农业工程 技术 2019 39 01 26 29 上接第 25 页 愈加多元 并具有极大的价格差异 栽培者在 购买及选用时务必注意产品包装的完整性 且 其物理 化学等各项性质需符合所用 以获得 良好的栽培成果 致谢 感谢北京荷泰力农业科技有限公司肖猛先生提供宝贵的资料 与照片 参考文献 1 杨光盛 椰子中果皮纤维 Coir J 台湾花卉园 艺 1995 90 8 12 2 陈秀文 椰子基本物性与剥壳机构设计之研究 J 高雄农业 改良场研究汇报 2005 16 1 35 49 3 叶永章 罗秋雄 椰壳粉碎机之开发 J 桃园农技报 导 1994 22 1 4 4 麦德恩 林怡如 叶德铭 椰纤之理化性质与应用潜力 J 台 湾花卉园艺 2002 176 14 17 5 ICI Growers Bulletin Coir A Place in Growing Media 6 李淑惠 张志鹏 椰纤集合体用于无土栽培上的研究 J 华 冈纺织 1999 6 4 309 316 7 张广淼 吴添益 蔡正贤 介绍椰纤土不同比例栽培介质的理 化性与应用 J 苗票区农业专讯 2008 03 7 8 8 李文汕 蔬菜无土介质容器栽培 R 蔬菜容器栽培技术开发 研讨会专辑 1999 1 17 9 田吉林 汪寅虎 设施无土栽培基质的研究现状 存在问题 与展望 J 上海农业学报 2000 16 4 87 92 10 戴振洋 设施西红柿介质耕栽培技术 J 台中农业技术专 刊 2009 179 1 14 11 杨光盛 椰纤 栽培介质之新宠 J 台湾花卉园 艺 1995 91 54 55 12 Geoff Hamilton Alternatives to Using Peat Your Choice of Growing Media R 1995 1 7 13 龙韵存 陈忠益 谢晓 澐 等 椰纤集合体用于无土栽培上 的研究 J 华冈纺织 2010 17 3 249 255 作者简介 杨光盛 1949 男 博士 资深顾问 研究方向 土壤肥料与植物营养 引用信息 杨光盛 郑伊婷 椰糠加工处理与质量控制 J 农业工程技 术 2019 39 01 22 25