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国外泥炭藓种植业的研究进展



全 文 :专题评述
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国外泥炭藓种植业的研究进展
晋建勇 孟宪民
(东北师范大学城市与环境科学学院 长春 130024)
摘 要:泥炭藓作为一种优良的栽培基质原材料,由于其市场需求量大,应用前景广阔,已得到许多国家的认
可。为了满足不断增长的市场需求,最大限度地减少开采泥炭藓给环境带来的负面影响,欧洲和北美相继开展
了在泥炭开采迹地种植泥炭藓的实验研究。研究结果表明,在泥炭开采迹地种植泥炭藓,既可以恢复泥炭地、
增加对大气碳的固定,又能够满足市场对栽培基质的需求,具有较强的环境价值和经济技术可行性。本文介绍
了欧洲的德国、丹麦和北美的加拿大泥炭藓种植的方法和近期研究进展,以期为我国泥炭地恢复重建和泥炭藓
种植研究提供借鉴。
关键词:泥炭藓 泥炭地重建 栽培基质
中图分类号:Q914.84 文献标识码:A 文章编号:1671-9212(2006)05-0006-03
Progress in Sphagnum Farming Research in Western Countries
Jin Jianyong, Meng Xianmin
(College of Urban and Environmental Science, Northeast Normal University, Changchun, 130024)
Abstract: Sphagnum is a kind of raw materials of fi ne culture substances. The market demand is large and the applica-
tion has a promising future, it has already been approved by a lot of countries. In order to fi ll the demand of the market
which is increasing constantly and reduce the negative effect brought to environment by exploitation of Sphagnum to
the maximum extent, Europe and North America launched experiments in planting Sphagnum at peat exploiting slashes
in succession. The results indicated that planting Sphagnum at peat exploiting slashes can both restore the peatland,
increase the proportion of fi xed carbon in the air and meet market’s demands for culture substrates. It has great environ-
ment value and economical and technical feasibility. This paper introduces the method of planting Sphagnum and the
latest advances in Germany, Danmark and Canada, which is expected to provide reference for restoration and recon-
struction of peatlands and the studies of Sphagnum planting.
Key words: Sphagnum farming; restoration of peatland; culture substrates
泥炭藓(Sphagnum)属于苔藓纲泥炭藓科植物,
是重要造炭植物之一。植株全长1~2 m,无假
根,下部死亡后上部还可继续生长,对营养需求
极低,对湿度要求较高,生命力较强。由于泥炭
藓酸性较强,植株茎节中含水量很高,死亡植物
残体抗分解能力较大,而且泥炭藓生产量大于分
解量,致使泥炭不断形成和积累,最终成为具有
工业利用价值的泥炭矿床。同时,泥炭藓是一种
重要的造炭植物,其固碳量占北半球泥炭沼泽固
碳总量的一半[1],是恢复重建泥炭地的首选植物。
此外,由于泥炭藓泥炭纤维含量丰富,通气透水
性好,结构稳定,是最理想的植物栽培基质。泥
炭藓在现代农业和花卉园艺业中的应用广泛,市
场需求量巨大且逐年上升,仅2004年一年全欧洲
用于园艺的泥炭总量就达400万m3,泥炭藓泥炭已
成为农业、园艺生产中不可缺少的重要原材料。
近年来,随着泥炭藓市场需求的不断扩大,
泥炭藓开采和湿地保护的矛盾愈发尖锐,泥炭开
发处处受到限制,急需建立一套新的泥炭藓可持
续发展生产机制,来探索泥炭开采迹地的恢复重
建研究。在这方面,欧洲和北美走在了前沿领
域,许多国家的泥炭科研单位和生产企业积极开
展在泥炭开采迹地种植泥炭藓的研究工作,并相
继召开了多次泥炭藓种植研讨会,交流各种泥炭
专题评述
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藓种植技术,快速推动了泥炭藓种植业的发展。
2005年4月29日~5月1日,在德国不来梅召
开了泥炭藓种植研讨会[2]。此次会议由德国不来
梅土壤技术协会和格赖夫斯瓦尔德(Greifswald)大
学联合主办,共有来自加拿大、瑞士、芬兰、丹
麦、爱沙尼亚和德国等6个国家的31名专家参加,
芬兰的Biolan、Vapo泥炭公司和德国Klasmann-
Deilmann泥炭公司等国际著名泥炭企业也派出代
表参会。会议就泥炭藓种植方法、泥炭开采迹地
恢复技术、泥炭藓在温室和野外生长实验效果、
利用泥炭藓作栽培基质等方面进行了深入研讨,
并一致认为泥炭藓种植不但可以有效地恢复重建
泥炭地生态系统,而且所种植的泥炭藓还是一种
环境友好原料,有着良好的市场发展前景。会议
决定建立国际泥炭藓合作开发项目,加强泥炭藓
种植业的国际合作和学术交流。可以说,德国不
来梅泥炭藓种植研讨会对以往泥炭藓种植的成功
方法和技术作了系统的总结,是今后大规模合作开
展泥炭藓种植业的纽带和桥梁,为泥炭藓种植业
的发展树立了新的里程碑。由于德国和加拿大在
种植泥炭藓上研究较多, 因此,本文主要介绍这
两个国家种植泥炭藓的研究进展。
1 德国研究进展
德国泥炭藓研究起步较早,在温室条件下
盆栽泥炭藓方面积累了相当丰富的经验。早在
2001年年底,德国汉诺威园艺研究中心就利用泥
炭藓试验种植樱草属植物。此外,德国泥炭协会
(D G M T)、格赖夫斯瓦尔德大学联合培育的泥炭
藓,成功代替泥炭制成了生长基质[3, 4]。这项研究
一直持续到2004年4月,德国建立了一个种植泥
炭藓工程(泥炭藓作为一种可更新的资源来加以利
用,预计到2007年3月结束)。2004年秋季,德国
建立了第一个泥炭藓试验区,面积为1000 m2,该
试验区位于下萨克森州的Torfwerk Moorkultur
R a m s l o h泥炭生产区。同年11月,试验者把泥炭
藓插条散播在田间,并覆盖上麦秆。
此项工程研究先在“开放温室条件”下,
提供盆栽泥炭藓生长所需的气候和场所条件。其
后,把泥炭藓移到田间进行试验研究。同时,对
不同种类泥炭藓的生长速度和作为生长基质的适
宜性条件进行研究。研究者们对以下几种生长条
件分别开展了试验研究:(1) 全年高水位;(2) 水中
含有大量的二氧化碳;(3) 泥炭藓被水完全淹没;
(4) 施入磷、钾肥;(5) 在泥炭藓上覆盖作物。
通过试验,得出泥炭藓生长最快(或分解最
慢)的生长条件。泥炭藓生长所需最重要的因素就
是适度的潮湿环境,以下几方面是给地表创造阴
暗潮湿环境的有效手段:(1) 选择低洼地保持高水
位;(2) 调节围堰控制径流;(3) 在泥炭藓上覆盖适
宜植物(主要是麦秆)。
试验还发现,锈色泥炭藓是一种很有种植前
景的物种,种植方法也很简单:首先用泥炭藓
插条,然后在其表面撒上种子。如果生长条件较
好,大约3周泥炭藓就会有明显的生长,一年可达
到4 c m,年净初级增长量可达4.2吨/公顷。因此
德国提倡种植锈色泥炭藓。
种植泥炭藓不仅能对泥炭开采区提供一定的
补偿,同时也给环境带来了积极的影响。此外,种
植泥炭藓还有助于泥炭生产商获得开采泥炭地的
许可。
由于中欧泥炭资源有限,所以德国在其工程
中的第一个目标就是在园艺生产中用泥炭藓代替
泥炭做生长基质。研究发现,泥炭藓结构良好,
很适合做生长基质。但是在使用泥炭藓作生长基
质时遇到了困难,主要是杂草影响了生长基质的
质量,特别是在野草侵蚀和泥炭开采严重的泥炭
地上,这个问题更加明显。
2 加拿大研究进展
加拿大有丰富的泥炭资源,这些资源将在未
来很长时间里用于满足本国园艺产业的需要。加
拿大不仅关注生产泥炭基质,也积极地响应合理
利用泥炭资源,恢复开采后的泥炭地。为保证泥
炭产业公司走可持续发展道路,为下一代提供可
利用的泥炭藓,加拿大对种植泥炭藓进行了深入
专题评述
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的研究,并利用高效、廉价的机械化手段来恢复
泥炭地。经过10多年的研究,在种植泥炭藓用于
泥炭地恢复方面,加拿大可以说是硕果累累[4, 5]。
研究发现,就泥炭藓种类而言,全世界有335
种,在加拿大发现的就有16种。而其中以5种泥炭
藓占绝大多数,在这中间还有3种受泥炭地的限制
而难以生长。泥炭藓通常生长在降雨丰富、水质
偏酸的地方。当其生长时,先前死掉的部分会从
泥炭藓上脱离,而积累在水下。这些死亡残体主
要由纤维素和半纤维素组成。泥炭藓结构特殊,
其叶、茎、纤维结构都具有很好的持水性。由于
泥炭藓主要分布在北半球和南半球北部,其生长
需要酸性、低养分的水和低温环境,所以泥炭藓
有机质中含有大量的纤维素和氧气。
加拿大研究者试验使用泥炭藓恢复泥炭地的
步骤是:首先堵住沼泽排水管道,使得水淹没泥
炭沼泽。当水位升高到沼泽表层时, 把泥炭藓种
植下去。然后给泥炭藓施肥,并在它上面轻轻地
覆盖上麦秆,避免泥炭藓干枯。泥炭藓种植最适
宜的时间是秋季,只要保证水位,泥炭藓就能快
速地生长。在恢复泥炭地后的几年,沼泽中可观
察到不同种类的泥炭藓。待泥炭藓生长稳定时,
可以混入未成熟的苔藓、食肉类植物、月桂、小
酸果蔓和黑云杉,这对于恢复泥炭地生态系统具
有重要的作用。
加拿大在1995年开始执行第一个大范围泥炭
地恢复工作,仅在魁北克就恢复了42公顷的泥炭
地,并留出25公顷做试验田,用于继续研究。到
2000年为止,加拿大利用泥炭藓已经恢复了150多
公顷的泥炭地[6]。不难看出,加拿大在利用种植泥
炭藓恢复泥炭地上确实收到了显著的成效。
1997年,加拿大泥炭藓协会出版了《泥炭地
恢复指南》,其主要内容是:
(1) 初步发展策略是保护自然状态下的泥炭
地,为将来恢复工作提供植物种源。
(2) 保证泥炭层厚度不低于50cm,这样可使泥
炭地再生泥炭藓。
(3) 在泥炭藓植物上覆盖植物,可以给植物营
造一个有利的生存和再生环境。
(4) 第一年恢复泥炭地时,对植被施用肥料效
果显著。
(5) 最后一步是恢复地下水位,使地下水位尽
可能的接近地表。
(6) 既要给植物选择合适的生境,也要使其能
够大面积地扩展和蔓延。
(7) 在恢复区建立监测站,重复泥炭地恢复工
作时最好用同样的观测者。
最近,加拿大研究者还发现,在潮湿的地表
条件下,持续的高水位要比暂时湿润或过低的地
下水位好,简单说就是“越潮湿越好”。在种植
泥炭藓的初期,密集种植显得尤为重要。此外,同
样条件下不同泥炭藓的生长情况也是不同的。通
过试验研究,可以发现中位泥炭藓生长最差,锈
色泥炭藓生长最好,仅在4年内就可以覆盖试验田
面积的一半。
3 其他国家种植泥炭藓的情况[7]
丹麦于2004年秋季开始试验种植泥炭藓。在
第一阶段,没有在泥炭藓上覆盖麦秆。但在第二
阶段,他们计划将在泥炭藓上覆盖麦秆试验。
在中欧,许多国家已经开始在泥炭地上种植
第一批泥炭藓了,预计15~30年就可有收获。
芬兰Biolan公司也进行了泥炭藓种植试验。
试验采用泥炭藓作为盆栽植物的生长基质,如樱
草属植物、秋海棠科植物和大丁草等。此外,过
去用于防火岩棉的镰刀藓,现在用于试验种植黄
瓜、西红柿和玫瑰,都取得了可喜的成果。其中
在2年恢复的泥炭地中,新的泥炭藓和野生黄莓生
长较好。
4 未来将采取的研究行动
国外将继续研究利用泥炭藓恢复泥炭地,用于
生产栽培基质[8~10]。其中,德国和加拿大将在当前
启动的工程框架内继续开展种植泥炭藓的研究工
作,他们将从经济和生态的角度着手,重视改进
田间种植方法和技术路线。此项工程(下转17页)
研究论文
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4 小结
Y Z-84润滑减阻剂具有润滑、减阻性能好,
清洗能力强,性能稳定,可复配使用,不结垢、
不粘管,使用方便,成本低等特点,完全能满足
新型小口径金刚石钻机高速钻进、绳索取心的技
术要求,是一种比较理想的新型润滑减阻剂。
[致谢]华东地勘局二六一大队和二六七大队为
本文提供了生产试验数据,在此表示谢意。
参考文献
[1]郑平.煤炭腐植酸的生产和应用.北京:化学工业出版
社,1991:175,179
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业出版社,1999:286~293
[3]付子鼎.腐植酸产品生产、应用及企业管理.南昌:江西
科技出版社,70~71
(收稿日期:2006-08-18)
[作者简介]杨旭华,1963年生,男,汉族,江西省樟
树人,现为江西农业工程职业学院副教授,主要从事腐植
酸在工业和农业上的应用研究。
达6984 m,每米成本费用仅为0.42元,与当前使
用的几种润滑剂比较是最廉价的一种。
(上接8页)由欧盟出资,加拿大和瑞士2个非欧盟
国家也将参与到此计划中去。预计其第六个框架
计划将在2006年年末结束,而第七个框架计划将
在2007年运行。相信在不久的将来,泥炭藓会被
大规模地生产利用,一个国际性种植泥炭藓计划
正在积极构想运作中。
参考文献
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[10]郎惠卿,赵魁义,陈克林.中国湿地植被.北京:科学出
版社,1999:62~68
(收稿日期:2006-06-22)
[作者简介]晋建勇,男,1983年生,东北师范大学城市
与环境科学学院硕士研究生,主要研究方向:泥炭资源。