CN101773059A - 有机栽培基质及其制备方法 - Google Patents

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赵仕明
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Abstract

本发明公开了一种有机栽培基质及其制备方法，该栽培基质以造纸工业废弃木屑及造纸污泥为主要原料，对造纸工业废弃木屑及造纸污泥分别进行发酵和堆肥处理后，按3∶1～7∶1的体积比混配得到。所述的发酵为定期翻堆发酵工艺，所述的堆肥为静态垛式强制通风堆肥工艺。本发明利用造纸工业固体废弃物为原料制备栽培基质，实现了造纸工业固体废弃物的资源化利用，而且本发明提供的栽培基质，理化性状优良，营养元素丰富全面，可广泛应用于蔬菜、花卉等植物的无土栽培技术，可以替代广泛使用的泥炭基质，因此可以缓解泥炭的过度开采对生态环境造成的压力，具有明显的经济效益、生态效益及社会效益。

Description

有机栽培基质及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种有机栽培基质，特别是涉及一种利用造纸工业固体废弃物制备的有机栽培基质，本发明还涉及所述有机栽培基质的制备方法。
背景技术
基质栽培作为一项农业新技术已被广大科研人员及生产者所认可，与传统的土壤栽培相比，具有很大的优势，基质栽培设施简单、投资成本低，在国内，基质栽培是无土栽培的主要形式，基质作为植物生长的基础和介质，具有配制材料来源广泛、高保水透气性和良好的保肥性能、防止土传病虫害以及质地轻便于运输等优点。
近几年，伴随着基质栽培应用范围不断扩大，技术水平迅速提高，工厂化及有机农业等行业的快速发展使栽培基质需求量大增。由于泥炭价格相对昂贵，长期开采还会对环境造成破坏，目前大量使用的泥炭基质的泥炭替代物研究成为国际研究热点。我国每年产生近1600万吨造纸工业废弃物，如不进行妥善的处理，将会造成严重的二次污染问题，而把其开发为栽培基质不仅可以降低成本，变废为宝，而且还可以改善对环境的污染。通过对造纸工业废弃物进行处理，深入研究基质的性质，通过特性改良，性状优化配比等工艺，开发出适合工厂化、规模化生产的造纸工业废弃物栽培基质是完全可行的。
以造纸工业固体废弃物生产基质，既可以缓解泥炭过度开采对生态环境造成的压力，又可以实现造纸工业废弃物的资源化利用，解决其造成的二次污染等环境问题，具有明显的经济效益、生态效益及社会效益。另外也是建设节约型社会，发展循环经济，促进合理利用资源，推动废物综合利用的需要。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种有机栽培基质，该有机栽培基质利用造纸工业固体废弃物制备，该基质理化性状优良，营养元素丰富全面，可广泛应用于蔬菜及花卉等植物的无土栽培。
本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种利用造纸工业固体废弃物制备栽培基质的方法，通过利用固体废弃物来制备栽培基质，可以实现对造纸工业废弃物的资源化利用，解决环境污染问题，变废为宝。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：
有机栽培基质，主要由发酵处理后的造纸工业废弃木屑和堆肥处理后的造纸污泥按3∶1～7∶1的体积比混合而成。
优选的是所述有机栽培基质主要由发酵处理后的造纸工业废弃木屑和堆肥处理后的造纸污泥按3∶1～4∶1的体积比混合而成。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：
有机栽培基质的制造方法，包括以下步骤：
(1)造纸工业废弃木屑发酵处理步骤：在过筛后的每立方米造纸工业废弃木屑中，添加1～2kg尿素增加氮源以调节碳氮比，加入过磷酸钙调节酸碱度至PH值为6.5～7.5，添加0.2～0.3wt％的菌种，并调整水分到含水率55～65wt％，混合均匀后定期翻堆发酵，在温度上升至60℃后维持6～7天，经晾晒降温后备用；
(2)造纸污泥堆肥处理步骤：首先将造纸污泥处理至含水率为45～55wt％，然后在强制通风的条件下经静态垛式好氧堆肥处理，晾晒，粉碎后备用；
(3)混合步骤：将步骤(1)所得到的造纸工业废弃木屑原料与步骤(2)得到的造纸污泥原料按照3∶1～7∶1的体积比进行混合。
其中，步骤(1)中所述菌种为枯草芽孢杆菌。
其中，步骤(1)中，所述造纸工业废弃木屑混合均匀后用不透气物品覆盖后进行发酵。
其中，步骤(1)中，所述发酵采用条垛式定期翻堆发酵，48～72小时后进行第一次翻堆，以后每隔48小时翻堆一次，当温度上升到60℃以上时，再持续6～7天。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的栽培基质，理化性状优良，营养元素丰富全面，而且在使用过程中基质中的营养仍可不断降解释放，供作物生长发育需要，可广泛应用于蔬菜、花卉等植物的无土栽培技术。
2、本发明以造纸工业固体废弃物为原料制备栽培基质，可以实现造纸工业废弃物的资源化利用，解决其造成的二次污染等环境问题，变废为宝，具有明显的经济效益、生态效益及社会效益。
3、利用本发明制备的栽培基质，可以替代广泛使用的泥炭基质，因此可以缓解泥炭基质生产中，因泥炭的过度开采对生态环境造成的压力。
4、造纸工业固体废弃物资源丰富，相对集中，成分单一，因此本发明取材容易，生产过程简单，容易操作。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
(1)造纸工业废弃木屑发酵处理步骤：在过筛后的每立方米造纸工业废弃木屑中，添加尿素2kg来增加氮源以调节碳氮比，并加入过磷酸钙调节酸碱度至PH值为7.5，添加0.2wt％的枯草芽孢杆菌并调整水分至55wt％，充分搅拌后码成条垛式，用塑料布覆盖，采用定期翻堆发酵工艺，48～72小时后进行第一次翻堆，以后每隔48小时翻堆一次，当温度上升到60℃以上时，再持续6天使易分解物质大多降解，之后进行晾晒降温至干燥。
(2)造纸污泥堆肥处理步骤：将造纸污泥处理至含水率为55wt％时，进入堆肥池进行堆肥处理，在强制通风的条件下经静态垛式好氧堆肥处理，待各项指标达到要求后出池，晾晒，然后用链条式粉碎机粉碎后装袋备用。
(3)混合步骤：将步骤(1)所得到的发酵处理后的造纸工业废弃木屑与步骤(2)中得到的堆肥后的造纸污泥按照3∶1的体积比进行混合，制得有机栽培基质1。
实施例2
(1)造纸工业废弃木屑发酵处理步骤：在过筛后的每立方米造纸工业废弃木屑中，添加尿素1.5kg来增加氮源以调节碳氮比，并加入过磷酸钙调节酸碱度至PH值为7.0，添加0.2wt％的枯草芽孢杆菌并调整水分至60wt％，充分搅拌后码成条垛式，用塑料布覆盖，采用定期翻堆发酵工艺，48～72小时后进行第一次翻堆，以后每隔48小时翻堆一次，当温度上升到60℃以上时，再持续6天使易分解物质大多降解，之后进行晾晒降温至干燥。
(2)造纸污泥堆肥处理步骤：将造纸污泥处理至含水率为52wt％时，进入堆肥池进行堆肥处理，在强制通风的条件下经静态垛式好氧堆肥处理，待各项指标达到要求后出池，晾晒，然后用链条式粉碎机粉碎后装袋备用。
(3)混合步骤：将步骤(1)所得到的发酵处理后的造纸工业废弃木屑与步骤(2)中得到的堆肥后的造纸污泥按照4∶1的体积比进行混合，制得有机栽培基质2。
实施例3
(1)造纸工业废弃木屑发酵处理步骤：在过筛后的每立方米造纸工业废弃木屑中，添加尿素1.5kg来增加氮源以调节碳氮比，并加入过磷酸钙调节酸碱度至PH值为7.5，添加0.3wt％的枯草芽孢杆菌并调整水分至60wt％，充分搅拌后码成条垛式，用塑料布覆盖，采用定期翻堆发酵工艺，48～72小时后进行第一次翻堆，以后每隔48小时翻堆一次，当温度上升到60℃以上时，再持续7天使易分解物质大多降解，之后进行晾晒降温至干燥。
(2)造纸污泥堆肥处理步骤：将造纸污泥处理至含水率为50wt％时，进入堆肥池进行堆肥处理，在强制通风的条件下经静态垛式好氧堆肥处理，待各项指标达到要求后出池，晾晒，然后用链条式粉碎机粉碎后装袋备用。
(3)混合步骤：将步骤(1)所得到的发酵处理后的造纸工业废弃木屑与步骤(2)中得到的堆肥后的造纸污泥按照5∶1的体积比进行混合，制得有机栽培基质3。
实施例4
(1)造纸工业废弃木屑发酵处理步骤：在过筛后的每立方米造纸工业废弃木屑中，添加尿素1kg来增加氮源以调节碳氮比，并加入过磷酸钙调节酸碱度至PH值为6.5，添加0.3wt％的枯草芽孢杆菌并调整水分至65wt％，充分搅拌后码成条垛式，用塑料布覆盖，采用定期翻堆发酵工艺，48～72小时后进行第一次翻堆，以后每隔48小时翻堆一次，当温度上升到60℃以上时，再持续7天使易分解物质大多降解，之后进行晾晒降温至干燥。
(2)造纸污泥堆肥处理步骤：将造纸污泥处理至含水率为45wt％时，进入堆肥池进行堆肥处理，在强制通风的条件下经静态垛式好氧堆肥处理，待各项指标达到要求后出池，晾晒，然后用链条式粉碎机粉碎后装袋备用。
(3)混合步骤：将步骤(1)所得到的发酵处理后的造纸工业废弃木屑与步骤(2)中得到的堆肥后的造纸污泥按照7∶1的体积比进行混合，制得有机栽培基质4。
测定上述4个实施例中得到的4种有机栽培基质中的营养元素含量，并与泥炭基质营养元素含量进行比较，结果见表1。
表1
Figure G2009100183764D00051
从表1可以看出，以上4个实例中得到的有机栽培基质1、有机栽培基质2、有机栽培基质3和有机栽培基质4中的有效营养元素含量均高于泥炭基质中的营养元素含量。
测定上述4个实施例中得到的4种有机栽培基质的物理性状，结果见表2。
表2
从表2可以看出，以上4个实例中得到的有机栽培基质1、有机栽培基质2、有机栽培基质3和有机栽培基质4中的物理性状优良。
测定造纸工业废弃木屑及造纸污泥中的几种主要重金属元素含量，见表3。
表3(mg.kg-1)
Figure G2009100183764D00062
参照农业部无公害食品蔬菜产地环境条件(NY/T5010-2002)，结果表明：造纸工业废弃木屑及造纸污泥中几种主要重金属元素含量均符合无公害蔬菜产地环境要求。
本发明利用造纸工业固体废弃物为原料制备栽培基质，实现了造纸工业废弃物的资源化利用，解决了其造成的二次污染等环境问题，变废为宝；而且本发明提供的栽培基质，理化性状优良，营养元素丰富全面，而且在使用过程中基质中的营养仍可不断降解释放，供作物生长发育需要，可广泛应用于蔬菜、花卉等植物的无土栽培技术；本发明的栽培基质，可以替代广泛使用的泥炭基质，可以缓解泥炭基质生产中，因泥炭的过度开采对生态环境造成的压力。因此本发明具有明显的经济效益、生态效益及社会效益。
造纸工业固体废弃物资源丰富，相对集中，成分单一，因此本发明取材容易，生产过程简单，容易操作。

Claims (6)

1.有机栽培基质，其特征在于，所述有机栽培基质主要由发酵处理后的造纸工业废弃木屑和堆肥处理后的造纸污泥按3∶1～7∶1的体积比混合而成。
2.如权利要求1所述的有机栽培基质，其特征在于，所述有机栽培基质主要由发酵处理后的造纸工业废弃木屑和堆肥处理后的造纸污泥按3∶1～4∶1的体积比混合而成。
3.有机栽培基质的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)造纸工业废弃木屑发酵处理步骤：在过筛后的每立方米造纸工业废弃木屑中，添加1～2kg尿素增加氮源以调节碳氮比，加入过磷酸钙调节酸碱度至PH值为6.5～7.5，添加0.2～0.3wt％的菌种，并调整水分到含水率55～65wt％，混合均匀后定期翻堆发酵，在温度上升至60℃后维持6～7天，经晾晒降温后备用；
(2)造纸污泥堆肥处理步骤：首先将造纸污泥处理至含水率为45～55wt％，然后在强制通风的条件下经静态垛式好氧堆肥处理，晾晒，粉碎后备用；
(3)混合步骤：将步骤(1)所得到的造纸工业废弃木屑原料与步骤(2)得到的造纸污泥原料按照3∶1～7∶1的体积比进行混合。
4.如权利要求3所述的有机栽培基质的制造方法，其特征在于：步骤(1)中所述菌种为枯草芽孢杆菌。
5.如权利要求3所述的有机栽培基质的制造方法，其特征在于：步骤(1)中，所述造纸工业废弃木屑混合均匀后用不透气物品覆盖后进行发酵。
6.如权利要求3所述的有机栽培基质的制造方法，其特征在于：步骤(1)中，所述定期翻堆发酵采用条垛式定期翻堆发酵，48～72小时后进行第一次翻堆，以后每隔48小时翻堆一次，当温度上升到60℃以上后再持续6～7天。
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