本发明属于现代农林业生产技术领域，特别涉及一种甜瓜专用育苗基质及其制备方法。
背景技术：
甜瓜是春节上市较早的畅销果品，甜瓜产业随着设施农业和农业产业结构的调整而迅速发展，成为农民增收的主要项目之一。
育苗是甜瓜生产的第一关，种苗质量对甜瓜的生产效果起着决定性作用，秧苗质量优劣直接影响长势、抗病能力及产量和品质，育苗是获得甜瓜早熟、高产、高效、优质有效的调控手段，育苗技术在其栽培技术贡献率中占50％以上。从传统火炝营养钵育苗法到目前轻基质穴盘育苗新技术的引进，能更好的争取农时、增多茬口、减免病虫害和自然灾害、减轻除草剂等各种农药的长期无序使用对育苗的不良影响发挥能力、提早成熟和延长供应，还可节约用种、用工和用时，便于集中管理、培育健壮秧苗；利用育苗基质替代营养土(以质代土)能有效避免取用耕层土造成的农业和环境问题，对节约土地资源、保护环境具有积极作用。
当前营养土获取来源有了更多选择，但已有基质配方中多以草炭等不可再生矿质资源为主。基于资源保护和环保需求，研究不破坏生态环境的培育健康秧苗技术成为亟需攻克的难题，探寻新型基质物料和配方成为广大研究者的任务。考虑各种基质的不同特性，探索具有不同理化特性的有机基质配合使用，选择适宜的基质配方，加入一定配比的有机和无机肥料，制备适宜的营养全面、养分含量充足、且配比合理、低成本的全营养配方肥育苗基质。我国(玉米、水稻、小麦等作物秸秆农林业废弃物资源丰富(年产约14亿t)，但其中秸秆还田量占比不足20％；将农业有机废弃物替代草炭等应用于育苗基质，既充分利用再生能源、减少对环境的污染，并能减轻不可再生资源减少、地貌自然环境破坏等问题。
继农业废弃物堆腐产物替代草炭等，生物质炭化产物替代草炭等具备更好的发展前景。生物炭富有孔隙结构、含碳量高、含有多种活性基团、有较大的比表面积、孔隙结构和阳离子交换量等特点能够利于作物更好的利用水分和养分，提高养分有效性，保水保肥，减轻现有育苗基质带病率高、能源消耗高、改良土壤性差、稳定性差、离子交换能力差等问题
蚯蚓粪是蚯蚓取食有机固体废弃物过程中微生物相互作用的产物,具有通气和排水性能好,保肥持水能力强，同时携带进入多种微量元素，具备养分水平高及有益微生物丰富等优点,它已逐渐成为一种新型优质的育苗基质主要原材料，能更好提高作物抗性及改善作物品质。联合应用草炭、生物炭和蚯蚓粪，能够更好的调节基质的比重和孔隙度及吸水保水性能。
技术实现要素：
有机基质本身含有一定的营养，但其养分不足，营养液的应用具有较多弊端。具营养成分的基质配方的选择非常重要。本发明利用农田废弃物的炭化物和堆腐的有机肥料部分替代育苗基质中的草炭，提供一种既能保水抗旱、又能提高甜瓜品质的专用育苗基质及其制备方法。
本发明技术方案如下：
一种甜瓜育苗基质，由草炭、生物质炭粉、有机肥(者牛粪或者鸡粪)、蚯蚓粪、活性菌、和三元素化学肥料组成，按重量百分比例计，其具体成份为：草炭19.5-30％，生物质炭粉20-25％、蚯蚓粪20-25％、有机肥25-30％，化学肥料0.5％，活性菌4.5-5.0％
其中，所述草炭为东北草炭，购自市场，有机质含量平均60％或以上，腐植酸平均含量32％，氮平均含量0.81％，钾平均含量0.05％，ph值5.0-6.8；
所述生物炭由玉米秸秆制得，其制备方法包括：将玉米秸秆除去杂质后风干或烘干，粉碎过筛≤1cm；粉碎后的玉米秸秆以5-10℃·min-1升温至400-450℃进行无氧炭化反应，反应保温1.5-2h；将秸秆炭化物冷却至室温，粉碎过筛，获得秸秆来源生物炭，有机碳含量40％以上，全氮含量0.45％，全磷1.4％，全钾3.5％，ph值9.00-10.5；
腐熟牛粪或鸡粪购自市场，含水量≤20％，经粉碎，粒径≤40-60目；
蚯蚓粪购自市场，含水量≤20％，经粉碎，粒径≤40-60目；
生物菌剂以枯草芽胞杆菌(bacillussubtilis)为主，有效活菌数≥1.2亿个·g-1。
将上述物质粉碎，粉碎后的原料按如下重量百分比比例混合：草炭19.5-30％，生物质炭粉20-25％、蚯蚓粪20-25％、腐熟鸡粪或牛粪25-30％，化学复合肥料(氮∶磷∶钾为15∶15∶15)0.5％，根际活性菌4.5-5.0％。按比例混合后即可，所述甜瓜育苗基质的含水量最好％5≥wt≤10％。
其制备方法包括生物质炭的制备和粉碎、腐熟鸡粪等有机肥和蚯蚓粪等其它原料的粉碎，各种材料按比例混合而成。
草炭来自有机动植物遗体，不含有害污染物质，本身含有丰富的有机质和大量生物活性物质，有机质、腐植酸总量较高，通过络合促进金属元素的吸收，促进根的伸长；含有作物必需的各种营养元素，包括大量元素和微量元素，为植物提供无机养分，增强某些微生物活性，提高微生物的数量，提高土壤酶活性，缓解土壤磷的固定，活化土壤肥力，且肥效延长，对提高农作物质量品质和产量效果显著，广泛用于土壤改良剂，生产育苗基质，有机肥、复合复混肥和植物生产激素。草炭是一种比较丰富的资源，为世界各国利用。然而品质优良的草炭基质价格高昂，又不可再生；同时，大量有机质含量丰富的农林生物质资源被随意填埋、焚烧，不仅造成资源浪费，而且严重污染环境。基于草炭等资源的不可再生性，加之经济、环保和作物栽培基质资源循环利用等多方面的原因，研究新的基质材料部分或全部替代草炭基质，
中国年产农林业废弃物约14亿t，其中仅玉米、水稻、小麦等作物秸秆产量就达7亿t，但其中秸秆还田量占比不足20％；将这些农业废弃物循环利用，不仅可以减少对环境的污染，而且可以作为可再生能源。农林生物质废弃物价格便宜、来源充足，利用其做原料制备生物炭和有机肥进而开发无土栽培基质，具有广阔的应用前景的环保型基质产品。
将农林废弃物等生物质无氧炭化成为生物炭，不仅含有酚羟基、羧基、醇羟基、烯醇基、磺酸基、氨基、醌基、羰基、甲氧基等多种活性基团，且具有较大的比表面积、孔隙结构和阳离子交换量，在育苗基质中添加生物炭还可以吸附土壤中未被作物利的水分和养分，延缓养分在土壤中的保留时间，减弱其在基质中的迁移转化能力，具有良好的持水持肥性、缓冲能力强、通气性好、阳离子交换量高、容重轻、化学稳定性能好等特点，具有一定的固氮保肥保水功能，利于作物品质的改善。生物炭能吸附有害物质，还可以为菌根和细菌等有益微生物提供生存和繁殖场所，同时可促进特殊类群微生物的栖息生长。
将作物秸秆、农产品废料、牲畜禽类等就地堆制成为有机肥料，兼容速效养分与迟效养分、有机养分与无机养分，如腐殖质、高分子有机化合物、微生物活体等有机胶体和各种粘土矿物的无机胶体，具有巨大的表面能，含有大量元素氮、磷、钾和中微量元素硫、钙、镁、锌、钼、铜、铁等作物生长所需的多种营养元素，可满足作物各个时期养分的需求。有机肥料还含有胡敏酸、氨基酸、蛋白质、糖、脂肪等各种有机养分，是重要的营养源。施用有机肥可提高作物产量，还能促进营养元素转化与利用，增强基质微生物活性，提高作物抗性，改善品质；使用有机肥源代替营养液，在一定程度上节约用水，并减少硝酸盐等污染。
蚯蚓粪是蚯蚓取食有机固体废弃物过程中微生物相互作用的产物,具有通气和排水性能好,保肥持水能力强，同时携带进入多种微量元素，具备养分水平高及有益微生物丰富等优点,它已逐渐成为一种新型优质的育苗基质主要原材料，能更好提高作物抗性及改善作物品质。
联合应用草炭、生物炭和蚯蚓粪，能够更好的调节基质的比重和孔隙度及吸水保水性能。
植物根际促生菌(plantgrowth-promotingrhizobacteria,pgpr)是一类能够高密度定殖在植物根际的微生物，兼有抑制根际病原微生物和促进植物生长的作用。将特定的根际促生功能微生物在育苗时保活添加到基质中，研制成活性生物育苗基质，则能够育出根际带有大量活性功能微生物的优质种苗，从而最大限度发挥该类微生物的促生作用，从而提高作物产量。选用枯草芽抱杆菌进行添加(其在自然环境中广泛存在且对人畜无毒无害，是不污染环境的非致病细菌)，能够产生多种物质抗细菌和真菌，具有防治植物病害、缓解无土栽培甜瓜的盐胁迫伤害和增产促生作用。
与其它普通复合肥相比，本发明的主要优点是：
(1)大量节省生产费用，节约水源；操作简便，简单易学。
(2)为农村有机废弃物的合理运用找到了一条新的利用途径。
(3)排出硝酸盐较少，所用有机肥经过高温发酵，无硝态氮肥施入，栽培过程中也无其他有害化学物质的污染，减轻环境污染。
(4)微生物菌剂的添加增强作物抗病性、抗逆性；生产甜瓜洁净卫生，可达“绿色食品”施肥标准。
具体实施方式
下面通过实施例详述本发明。
实施例1(以重量百分比计，下同)
取利用太阳能、风能等预先干燥过(即)的玉米秸秆，粉碎后置于炭化炉中(炭化温度控制一定范围400℃-450℃)，炭化2小时，干燥度要求含水量≤20％。将生物炭(含碳50％～60％干基)粉碎并过60目筛。
将发酵好的鸡粪或者牛粪有机肥粉碎过60目筛，要求含水量≤20％；
蚯蚓粪≤40目，含水量≤20％；
草炭≤40目含水量≤20％；
最后将20份草炭、24.5份生物质炭粉、25份蚯蚓粪、25份腐熟鸡粪、5份生物菌剂(干基重量)、0.5份化学肥料(氮∶磷∶钾为15∶15∶15)混合，即得到育苗基质1#。
实施例2
取利用太阳能、风能等预先干燥过(即)的玉米秸秆，粉碎后置于炭化炉中(炭化温度控制一定范围400℃-450℃)，炭化2小时，干燥度要求含水量≤20％。将生物炭(含碳50％～60％干基)粉碎并过60目筛。
将发酵好的鸡粪或者牛粪有机肥粉碎过60目筛，要求含水量≤20％；
蚯蚓粪≤40目，含水量≤20％；
草炭≤40目含水量≤20％；
最后将30份草炭、20份生物质炭粉、24.5份蚯蚓粪、20份腐熟鸡粪、5份生物菌剂(干基重量)、化学肥料0.5％，混合，即得到育苗基质2#。
试验设置：设草炭土和珍珠岩(2∶1)做基本材料并添加n-p-k(15∶15∶15)0.5％为对照(ck)处理，上述育苗基质为处理1#和2#，将三种基质分别装入50孔育苗盘，每处理4盘即4次重复。2017年4月在辽宁省沈阳市郊区大棚内，将甜瓜种子(银泉1号)经消毒浸种催芽后播种，每穴1颗苗。每种配方处理均采用清水浇灌基质，相同管理，随机排列，试验期间定期改变各组各穴盘位置和朝向，定期浇水，力求生长条件和环境相同，其它管理方式一致，均无追肥。生长30天后达到3叶1心阶段则取样测定，每盘(即各处理每个重复)随机取样10株。用直尺、游标卡尺、天平和叶面积测定仪分别测定幼苗的株高、茎粗、叶面积、地上部和根系干重，用手持叶绿素计测定叶绿素含量。
实验结果：
表1不同处理基质对甜瓜幼苗的影响
注：壮苗指数(或丰产性能指数)＝(茎粗/株高+根干重/地上部干重)×全株干重
将有机肥和少量化学肥料引入育苗基质中，供给植物根系按需选择吸收各种肥源的养分及营养液的水分，能解决生物炭和蚯蚓粪中氮肥供应不足的问题，同时减少大量、高频次使用营养液存在的用水成本高、有硝酸盐污染等缺陷。
园艺保护设施内连续周年种植作物，其复种指数高，发病率高，且施肥、灌溉、耕作频率大、温度高、蒸发量大，但得不到自然降水的琳洗，表层盐分大量积累，进而对作物造成盐胁迫，影响作物正常的生理代谢和生长发育，严重阻碍了设施园艺的健康、可持续发展。有益微生物如枯草芽抱杆菌的引入既能防治植物病害，又能缓解无土栽培作物的盐胁迫伤害，促进植物生长。
将草炭、生物炭、腐熟有机肥、蚯蚓粪及生物菌剂综合利用制备的育苗基质，不仅减少草炭使用，而且育苗基质ec值低，疏松透气、保水性好，有利于种子发芽、种苗根系发达，还含有较多的有机质能有效地活化养分，促进植物对养分的吸收，并含有一定速效养分，能全面满足甜瓜苗期所需营养。