时间:2024-04-15 21:55:33
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椰糠加工处理与质量控制
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。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(Coconuthusk)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。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、10cm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、5cm的筛网孔径来进行粉碎。
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5~7mS/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4mS/cm,第2次水洗降到1.5~2mS/cm,第3次降到1mS/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2.5~3mS/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。
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8mm的纤维,也有介于0.25~0.50mm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,Coirdust)的粒径分布在0.5~2.0mm,比泥炭土细,其总体密度也较小。而椰糠的总体密度(BulkDensity,BD)在0.04~0.08g/cm3,充气孔隙度(Air-filledPorosity,AFP)在9.5%~12.5%,而保水量在73%~80%,皆符合理想基质的范围。
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种泥炭的物理性质几乎一样,因此具有取代泥炭之潜能。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。
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0.3~2.9mS/cm,超过1.25mS/cm便需要淋溶,以免盐类对植物构成渗透逆境,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(EarlyNstarvation)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10mg/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(CocoPeat,CP)来自马来西亚,棕榈泥炭(PalmPeat,PP)来自斯里兰卡,作为对照的泥炭则产自俄罗斯的库页岛(SakhalinRussia,SR),三者的化学分析值如表2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(Cationexchangecapacity,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NH4+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。
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;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(NitrogenDrawdownIndices,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。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。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2mS/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0.5mS/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。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。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。