CN101919350A - 人工土壤栽培基质及使用方法 - Google Patents

Abstract

技术领域：本发明属于农业种植领域，特别是涉及园艺设施范畴中的人工土壤栽培基质和使用方法。技术方案：(1)基质原料的选择：选择内蒙古草原纯净羊厩肥和牛粪；(2)基质制作：选用纯质草原羊厩粪牛粪按10∶1混合，经粉碎、搅拌、发酵腐熟，风干，其粒度在50目左右，袋装以便运输和使用。(3)基质的使用方法：基质放进栽培槽内，移栽预先育好的秧苗，浇水，田间管理。主要用途：主要用在设施农业中，特别是在温室种植中能广泛使用，用在蔬菜、瓜果、烟草上。基质优势：提高地温、预防病虫害、节水、省力、高产、提高作物品质，便于田间管理。实施方式：制作栽培槽、添加基质、安装供水系统、移栽育好的秧苗、田间管理。

Description

人工土壤栽培基质及使用方法

一、技术领域

本发明属于农业种植领域，特别是涉及园艺设施范畴中的人工土壤栽培基质和使用方法。

二、背景技术

人工土壤栽培技术在农作物的种植中，是一项极具推广价值的技术，由于可耕土壤的减少和人们对作物品种的营养成分和安全性的不断高要求，其应用将会逐渐扩大起来，目前已在世界的许多发达国家中，发展速度非常快，作为蔬菜的优质高产被广泛应用，并使之在温室面积中已占到了相当高的比重。因为，人工土壤栽培作为现代农业发展中的一项高新技术，除具有节肥、节水、省力、高产和便于实施标准化管理以及可满足绿色要求的特点外，尚具有不受环境地域限制、能有效克服各种障碍和防止地下病虫伤害传播的特点。我国在这方面的应用有了一定的基础，以中国农科院花卉所为代表的研究部门，已研发出了适合我国国情、符合有机农业和农业可持续发展要求，并具有显著的经济、社会和生态效应的实用的人工土壤栽培体系与方法，将传统的高成本、大难度和非环保的化学营养液无土栽培法，采用有机固态肥法取代，取得了满意的效果，并进行推广使之逐渐进入到有机农业的轨道中。值此，所种作物在整个生长过程中，只需灌溉清水和施加精细有机肥即可，成功地突破了无土栽培必须使用化学营养液的制约，可使一次性投资较原来最简单的营养液基质槽培法降低达55％，使肥料成本降低60％，并且，大大简化了操作管理程序，可逐渐纳入到“标准化”的管理中。然而，据有关资料表明，上述的有机固态肥法，其基质取之于玉米秸、锯末、茹渣、炉渣等，也有选取河炭等带纤维的粗土壤的，虽说这些物种多是生态系统中可不断再生的廉价废弃资源，但它作为一种肥液载体，毕竟是占据了大部分的体积，导致其储肥量大大减少；另外因其肥源多为膨化鸡粪，也有掺加不纯质羊粪肥的，其肥效和被滋养后的农作物的营养种类、含量和品质与纯质的羊厩肥和牛粪比，要逊色的多。所以，本发明针对上述情况，借鉴已有技术，首先以内蒙古大草原的纯质羊厩肥为主要原料，以草原牛粪为辅制成人工土壤混合栽培基质，经不断试验、总结，精制成一种既适合植物生长，又管理操作简单的基质、肥源一元化的固态人工土壤和使用方法，目前已将这一技术成熟化，是一项极具推广价值的先进实用的农业科技成果。实验表明，比现有的各种无土栽培技术体现出了诸多优点，尤其是在推行有机、绿色生产方面，更具有先进性和独特性。因为，要想发展有机农业，首先必须是利用无污染的有机肥料资源，目前我国无土栽培中所使用的固态型有机肥，因其肥料来源杂乱，不确定因素较多，对其中的营养成分和有害物质的含量，无法用科学数据和标准化来衡量与选择，也不可能将每一项成分都能做到检验，因此，在基质和肥料的混合配比过程中难以统一标准，随意性较大，使用时只能凭经验和感觉操作，这样生长出的农产品，品质差异较大。特别是由于其原料来源的不统一性，内含各种成分的不确定性、包容有害物质的可能性，以及其中营养成分的不全面性，加上在整个的种植过程中，还必须要追加一定量的化学营养液，所以目前我国在推行人工土壤栽培技术时所选择和利用的培养基质是很不规范的，没有形成真正意义上的人工土壤栽培标准体系，因此，这种基质形式和使用的方法只能停留在局部地域的小范围内运用，其产品自然也就不可能确定在某一个等级标准上，而要想实施规模化、标准化和工厂化的生产必需做进一步的完善和提高。

故，本发明的目的在于克服上述所有不足，提供一种新型的人工土壤栽培基质和用法，它既是作为植物生长的温床和载体，又是植物生长的营养储供库，并且，其所含成分稳定，肥种全面，在种植的全过程中无需追加化肥，是一种无污染、全营养、纯天然、保安全的一元化固态基质有机肥，符合生产有机A级和有机AA级的绿色食品肥料使用原则，具有有机、绿色、生态、环保的特点，同时，经与其它无土栽培基质比，省肥、省水、省力、省时。植物生长快，产量高，品质好。

三、发明内容

依据上述目的，本发明所体现的一体化固态基质是以如下的技术方案来实现：

1、原料的选择

内蒙古草原牧民在羊的放养习惯中，为了解决冬、春季羊圈(厩)保温问题，广泛采用从前一年11月份到次年4月份不清理羊圈中粪便的方法，粪尿经过日积月累长时间踩踏，自然形成30-50公分厚的粪尿垫积层。5月初清理羊圈时清出的粪便形状如建筑用砖，牧民称之为“羊砖肥”，学名称之为“羊厩肥”。

锡林郭勒草原是我国还没有受到污染的一块纯天然草场，在辽阔的草原上，天高水清、草绿羊丰，草原羊厩肥和牛粪仍然保持其自然、纯净的特色。在一些大规模畜禽场中收集的粪肥和牛粪其重金属、激素严重超标，其原因：喂养畜禽的饲料来自于大田种植或人工配制，不免含有化学成分和农药残留，而草原“羊厩肥”中重金属含量为：砷(As)1.29-2.44mg·kg-¹，铬(Cr)1.98-4.36mg·kg-¹，镉(Cd)0.076-0.157mg·kg-¹，汞(Hg)0.019-0.029mg·kg-¹，铅(Pb)6.91-9.59mg·kg-¹，铜(Cu)8.97-18.40mg·kg-¹，锌(Zn)29.8mg·kg-¹，都远远低于我国和美国、日本等有关国家有机堆肥的重金属最大允许浓度。另外，“羊厩肥”中富含腐殖酸，而腐殖酸对重金属具有吸附力强和选择性吸附的特点，所以羊厩肥对重金属污染有明显的减毒效果。

羊厩肥含有植物必需的大量营养元素：氮、磷、钾，中量元素：硫、钙、镁和微量元素：铁、锰、锌、钼、硼等，养分齐全，是完全肥料。特别是含有1.26-3.49％的全钾和1.05-2.09％的速效钾，这是其它有机肥少有的。合理施用羊厩肥不仅能提高各类农作物产量，还可以显著地改善农产品品质。

羊厩肥中含有一定量的维生素，激素、酶、生长素、叶酸等，除能够促进植物生长外，还可明显地提高植物抗逆性，增强抗病、抗虫能力。羊厩肥含有45％左右的有机质，22％的腐植酸和大量的多种类型的微生物。长期适量施用可显著提高土壤有机质和活性腐植酸含量，提高微生物的数量和活性，进而全面改善土壤物理性质、化学性质，全面提高土壤肥力。

2、基质的制作

选用纯质草原羊厩粪牛粪按10∶1混合，经粉碎、搅拌、发酵腐熟，风干，其粒度在50目左右，袋装以便运输和使用。

简易制作法：

将原料堆放在塑料布或经硬化的地面上，将粉碎好的羊厩肥和牛粪按着10∶1的比例混合，加水使其控制在55％-65％，堆成宽2米，高1.5米，长30米的方朵，檬上塑料布进行30-45天的发酵腐熟，使之达到无臭味、无虫卵、呈黑褐色，水分在小于等于20％时装袋即可。

工厂化流水线生产法：纯质羊厩肥(牛粪)一粉碎一加水搅拌一发酵一风干一筛分一装袋。

3、基质的用法

本发明中的使用方法可多样，关键在于施水管理，使用栽培槽要求准确掌握槽内基质内的湿度和温度，不同作物所需湿度有所不同，要使能够插入内部基质的温湿度计来测量；水分管理主要根据植株生长情况和气候变化而进行调节。以甜瓜为例：一般情况下，每株苗每天耗水量，以苗期约500毫升、伸蔓期约1000毫升、始花期1500-2000毫升、果实膨大期2-3毫升、成熟期1-2毫升进行计算。每天灌水次数一般是：苗期一次、伸蔓期到始花期1-2次、果实膨大期2-3次、成熟期1-2次。雨天或阴天不灌或小灌，高温、烈日及大风天气则宜适当多灌，但不要在高温、烈日天气的午后进行灌水，否则极易造成根部缺氧而使植株萎缩以至死亡。

由于本纯质羊厩粪肥是属于缓释性肥料，在植物开花结果和进入膨大期时，肥中的一部分中量元素和微量元素不能够依次平均释放出来，为保证营养成分的充分供给，配合本基质的使用，尚需在植物的生长的中后期追施一种与之配套的合成型精细肥，该精细肥主要由豆饼、骨粉、鱼粉和鸡粪按一定比例构成，在每一个生长周期内尚需追施3次，每次每株控制在100g左右，还有在作物开花结果期间每天定期喷洒稀释的乳酸液、牛奶，增加叶面的营养成分的吸收，其效果非常好。本发明所体现的营养释放和吸收原理近似于液体栽培时的营养吸收原理，所不同的是，液体栽培法采用人工化学合成的营养成分通过水的调节，以液态的形式直接供给植物吸收；

而本发明，由于其基质本身既是载体又是营养源，营养的释放是通过水的溶解，在温度和光合作用下让植物吸收，因此，考虑能量的聚集，不能够让其过多释放和过多的吸收进而将苗烧死，必须通过棚间管理来控制补水量和温度，要掌握好浇水的时间，水量的多少，以此来控制基质的湿度和温度，使作物能够在适合的温度和湿度范围内正常生长。

4、基质的优势

本发明的基质与现今了解的所有无土栽培基质比，除包含有它们所具有的特点外，尚具有以下多方面的突出优势：

1、根据不同蔬菜作物的生物学特征和营养特点，配制成的专用基质，除了能全面满足不同作物对养分、水分、气体、热量等生育条件的要求，进而获得高产优质之外，其基质重金属含量、大肠杆菌数量等卫生指标均符合国家相关标准，其蔬菜产品重金属、农药残留、硝酸盐等含量均远远低于国家食品卫生指标，符合有机产品质量要求，在优质、安全、高产方面取得了重要进展。

2、“栽培槽法”利用日光温室栽培，槽内温度比10cm下地温提高8℃度以上，为蔬菜作物早春茬的提前定植和晚秋茬的延后栽培提供了保温条件。由于作物群体通风透光好，在充分利用光能资源方面体现出良好的效果。

3、“栽培槽法”人工土壤栽培在预防病虫害方面表现出独特的优势，使有机农业在病虫害防治上取得进步：

(1)“栽培槽法”脱离土壤与地面隔离，种植前用生石灰将种植温室土地表面进行消毒封闭，来自土壤的病虫害得到了有效控制；

(2)“栽培槽法”基质是经过充分发酵腐熟并通过高温消毒处理的，不会携带病虫害；

(3)“栽培槽法”浇水量仅是常规土壤栽培浇水量的10％，没有多少水分蒸发，不会造成棚内高湿，病虫害不易滋生；

(4)“栽培槽”作为一个独立种植单元，如果发现某一槽感染病菌，立即进行隔离淘汰，不会造成传播和蔓延。虽然，“栽培槽”法在控制和预防病虫害方面体现出了良好的效果，但是预防病虫害仍然是种植管理的重点。

4、在节水、节肥、省力、高产、品优、应用广泛、便于管理等方面也体现出良好的优越性。“栽培槽法”的创立，为生态型无土栽培标准化技术体系的形成，并进行工厂化、规模化、产业化生产，奠定了科学的发展基础。

四、具体实施方式

(1)栽培槽的制作

在整平的地面按要求砌砖，栽培槽是用24厘米×12厘米×6厘米的标准红砖砌成，槽内径60厘米，高45厘米，槽长依棚而定。为使栽培槽内基质的温度更加适合作物根系生长的需要，采用半地下式栽培槽(即在地上挖5-10厘米深的槽，边上垒2-3层砖)，槽距60厘米，南北延长，南低北高，槽底中间开一条宽20厘米、深10厘米的“U”型槽，槽底及四壁走道铺一层0.1-0.5毫米厚的聚乙烯薄膜，以隔开土壤，防止病虫害侵入。槽边的薄膜压在上层第一层砖下，既方便又经济。

(2)栽培基质选择

选用发酵好的草原纯净羊厩肥、牛粪及河砂按10∶2∶1混合。每亩需准备栽培基质90立方米，在作物生长的中后期每立方米基质中加入10公斤消毒鸡粪、3公斤饼肥、2公斤专用肥(骨粉、鱼粉、乳酸液、鲜奶)，基质厚度以45厘米左右为宜。每茬作物收获后进行基质消毒，基质使用年限3-5年，但每年一般要添加10-20％新基质以补充自然损耗。

(3)、供水系统

棚内安装供水管道及阀门，每槽铺一条直径为25毫米或20毫米的微喷带，带上覆盖一条宽40厘米、厚0.1毫米的薄膜。供水时打开阀门，通过供水系统从微喷带的小孔中喷射到薄膜上后滴落到栽培槽基质中，根系再从基质中吸收水分和养分；或采用直径为16毫米的滴灌带代替微灌带，这样供水就比较均衡。

(4)栽培方法

将育好的苗木同土壤栽培法一样定植在培养槽内，然后施水。培养槽浇水时间视蒸发程度和植物生长需要而定，合理的施水，按照各种植物的习性和对水、营养的需求，科学施水。原则上，需要营养量大的植物在培养槽内浸泡时间长些，需要营养量小的植物浸泡时间短些。核心技术是掌握好浇水的时间和多少。草原纯质羊厩肥作为培养基质是全营养型，但是它属于缓释肥料，尤其是在植物开花和果实膨大期需要大量营养时，由于一部分中量元素和微量元素不能依次平均释放，保证植物营养的供给，必须增施营养肥料予以补充。为了保证生态型无土栽培技术的质量体系，保证绿色有机食品品质，经过多年试验，研制出一种配合型有机精细肥。其主要成分：有豆饼、骨粉、鱼粉、鸡粪等组成。每一个种植周期追施3-4次，每次每株追施约10-15克，并且在作物生长中后期时间不定期的喷洒乳酸液和鲜牛奶，补充叶面肥，增加营养成分。配合型有机精细肥弥补了由于无土栽培基质营养不能及时供给，需要追施化学液体肥的缺点，这是该项技术体系的一项创新，也是实现无土栽培技术有机生态型的有效措施。植物换茬时将其植株拔出，在原基质的基础上添加10-20％的新培养基质，将新苗木定植原处。

Claims (7)

1.人工土壤栽培基质，其特征：精选内蒙古90％草原纯质羊厩粪和10％草原牛粪混合，经粉碎、搅拌、发酵腐熟、风干，其粒度在50目左右，袋装以便运输和使用。

2.按权利要求项1所述的人工土壤栽培基质，其特征在于：进行简易制作发醉时，要先用：将粉碎好的羊厩肥和牛粪按着10∶1的比例混合，加水使其湿度达到30％-40％，堆成宽2米，高1.5米，长30米的方朵，檬上塑料布进行30-45天的发酵腐熟，使之达到无臭味、无虫卵、呈黑褐色。

3.上述人工土壤栽培基质的使用方法，由于基质本身是袋装，其特征在于：要红砖(或水泥砖、炉渣砖)沏槽使用，槽型设计为宽0.6米，高0.45米、长8米的长方体(长度根据温室的宽度而定)，在槽底及周边铺垫一定厚度的塑料布割断土壤，在添加消毒好的河沙，使其河沙和栽培的比例达到1∶5为准，二者充分混合后放入槽内进行移栽工作。

4.按权利要求项3所述的人工土壤栽培基质的使用方法，其特征在于，在植物生长中后期时，要分期追施一种由豆饼、骨粉、鱼粉和鸡粪按一定比例构成的合成型精细肥，以及在生长期间喷洒乳酸液、稀释的牛奶来补充植物生长期间的营养成分和杀菌。

5.按权利要求项3所述的人工土壤栽培基质的使用方法，其特征在于，栽培用的基质可以使用在不受地域限制。

6.按权利要求项3所述的人工土壤栽培基质的使用方法，其特征在于，使用时按所种植物的品种间隔摆放在种植槽内，一般以育苗定植法栽培植物为宜，根据植物的生长间距种植时应调节移栽秒的株距。

7.按权利要求项3所述的人工土壤栽培基质的使用方法，其特征在于，采用槽培法时其培养栖的制作材料不限，必须与地面的土壤隔绝使肥水不渗漏，浇水时采用滴灌和漫灌方式，槽内湿度根据作物的品种、环境温度、环境湿度不同适当控制，一般控制在30％左右。