CN102295488B - 一种植物栽培混合基质及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物栽培基质及其制备方法，本发明的栽培基质包括泥炭和农林废弃物堆肥发酵基质，其中泥炭和农林废弃物堆肥发酵基质的体积配比为30-50∶50-70。本发明制备的混合栽培培育基质营养均衡，营养成分含量高，物理性质稳定。本发明方法制备的栽培混合基质的营养结构合理，便于观叶植物吸收，满足观叶植物生长需要，提高了观叶植物栽培的成活率和观赏效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物培育的营养基质，特别涉及一种观叶植物无土栽培的营养基质。
背景技术
基质栽培是我国无土栽培发展的主要方向，而泥炭作为一种理想的无土栽培基质，可广泛应用于花卉栽培、蔬菜和苗木的工厂化育苗、屋顶绿化、土壤改良及有机肥制造等过程中。基质是无土基质栽培的基础，而无土栽培则是设施栽培的主要栽培方式。随着我国种植业结构的调整和社会主义新农村的建设，花卉、蔬菜等产业正由传统的个体形式向现代化、工厂化、规模化、市场化的方式转变，基质栽培有着很大的发展空间，且对栽培基质的需求量也随之逐年增加。选择经济实用的替代泥炭基质已成为无土栽培产业亟待解决的问题。
泥炭又称草炭、泥炭土、黑土、泥煤，是由沼泽植物遗体转变成的具有多组分、多级份、半胶体特性的高分子复杂亲水体系。其有机质、腐殖酸含量高，纤维含量丰富，疏松多孔、通气透水性后，比表面积大，吸附螯合能力强，有较强的例子交换能力和盐分平衡控制能力。
虽然泥炭适合作无土栽培基质和配制培养土，但是由于泥炭是一种资源量有限，且短期内不可再生的自然资源，过度开采会对湿地环境造成破坏；而且，单纯使用泥炭作为栽培基质存在物理性质不稳定，易发生塌陷等缺点，因此迫切需要开发泥炭基质的替代品，采用其他原料来全部或部分替代泥炭进行植物栽培。
例如公开号为CN1702061A的发明专利申请公开了一种植物育苗和栽培的全营养基质。该营养基质采用重量比为50-70％的泥炭、重量比为20-25％的珍珠岩、重量比为10-15％的蛭石与活性物质、营养物质混合而成。泥炭经过高温消毒，该基质中活性物质是由多种微生物和植物生长调节剂合并聚合而成。但是该发明公开的栽培基质的粒径大小不一，浇水后，基质中的细小粒子陷入了较大的非毛管孔隙中，基质发生收缩和沉降，导致基质的非毛管孔隙变小，从而降低了基质的气水比；另外该全营养基质中的粗纤维含量低，需要增加营养物质的添加量，提高了生产成本。
又如专利号为200910076676.8的发明专利公开了一种花卉栽培基质及其制备方法，该花卉栽培基质包括主料和添加剂，其中主料包括泥炭、珍珠岩和蛭石，添加剂包括基质水分调理剂、pH调节剂和营养启动剂，泥炭、珍珠岩和蛭石的粒径大于3mm。该花卉栽培基质物理性质稳定，基质水分调理剂可以降低基质表面张力，提高基质表面的湿润能力和均一性，改变泥炭的外观稳定性，防止水分快速散失，提高实际使用中水分下渗速率，显著改善了泥炭基质的吸水性，延缓泥炭的风化过程。
目前，基于环境保护和为市场提供质优价廉的本土化基质的考虑，利用农林废弃物生产多样化、无害化的基质产品，实现自然资源的可循环利用成为近年来研究的热点。我国是泥炭资源贫乏的国家，且资源分布不均，泥炭主要集中在东北，运输到东南部地区将增加成本。因此，研究者们将目光投向众多的农林废弃物上，将这些有机废弃物研制无土栽培基质，不仅解决了有机废弃物的处理问题，还为无土栽培提供了优良的基质，提高了农林废弃物资源再利用的水平。
农林废弃物是农业和林业生产与加工过程中产生的副产品，数量巨大，具有可再生、再生周期短、可生物降解、环境友好等优点，是重要的生物质资源，主要有树皮、果壳、枝干、秸秆、蔗渣、稻壳、菇渣、玉米芯等。在大力提倡节约资源和可持续发展的今天，我国对农林废弃物再利用的研究还处于起步阶段，我国传统的农林废弃物处理方式主要是填埋或焚烧，虽然清除了大部分农林废弃物，但这些方式却带来了环境污染和资源浪费，过度清除农林废弃物还会引起土壤严重偏酸或偏碱、有机质和养分含量降低、易板结、通气性差等多方面问题，破坏土壤生态循环，使土壤肥力逐年下降。
农林废弃物堆肥化的本质是固体废弃物分解为相对稳定的腐殖质物质的过程，它是细菌、放线菌和真菌等在好气或厌氧条件下完成的。现代研究表明，使用堆肥法处理农林废弃物不但可以变废为宝，减少填埋场的面积和病原菌的繁殖场所；还能减少焚烧农林废弃物对环境造成的污染；且具有提高土壤肥力，改善土壤物理结构，涵养水分，减少城市粉尘飞扬、土壤侵蚀和地表径流等功能；而且还能美化城市景观，降低城市绿地维护成本并带动循环经济发展。它在安全和经济方面明显优于其他方法而成为目前最有发展潜力的废弃物处理技术。但传统堆肥方式周期长、效率低，发酵过程中氨的挥发以及硫化氢等气体的释放会造成严重的环境污染；同时，也存在成品肥效低等缺点，因此迫切需要寻求高效的发酵添加剂以缩短周期，提高堆肥质量，使得堆肥后的农林废弃物达到无土栽培基质的要求标准，部分或全部替代泥炭用于无土栽培。
随着生活水平的提高，人们对自己的生存环境也有了新的要求，观叶植物以其丰富的品种、优美的形态以及净化室内空气的作用，越来越赢得人们的喜爱，主要观叶植物有竹芋类、蕨类植物等。目前，观叶植物无土栽培基质性能指标的基本要求以花卉栽培基质北京市地方标准(DB11/T 770-2010，北京市质量技术监督局发布)与郭世荣《无土栽培学》(中国农业出版社，2004)中的无土栽培基质相关指标为依据，同时观叶植物在栽培时还要求有类似原产地的生长环境。选择栽培基质时，不仅应考虑其固有的养分含量，而且要考虑它保持和供给植物养分的能力，因此，栽培基质必须具备以下两个基本条件：①物理性质好，即必须具有疏松、透气与保水排水的性能。基质疏松、透气好才能有利于根系的生长，保水好，可保证经常有充足的水分供植物生长发育使用；排水好，不会因积水导致根系腐烂；此外基质疏松，质地轻，便于运输和管理。②化学性质好，基质中有机质含量较高，且要求有足够的养分，持肥保肥能力强，以供植物不断吸收利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物栽培基质及其制备方法，本发明的栽培基质价格低廉，泥炭用量少，同时还为农林废弃物在植物无土栽培方面的合理利用提供科学依据。本发明既充分利用了农林有机废弃物，又节省了泥炭的用量，而且制备的栽培基质化学性质稳定，酸碱适度，通透性好，理化性能指标均达到无土栽培基质的要求，能够为植物生长提供良好而稳定的基质环境，尤其适合用于观叶植物的栽培。
为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种植物栽培混合基质，包括基质泥炭、农林废弃物堆肥基质和杀菌剂。
其中，所述的泥炭和农林废弃物堆肥基质的体积配比为30-50∶50-70，优选为50∶50。
特别是，所述杀菌剂的用量为每1m3的泥炭和农林废弃物堆肥基质中加入杀菌剂0.2-2.5kg，优选为0.2-0.8kg，进一步优选为0.3-0.6kg。
其中，所述的杀菌剂选择多菌灵、苯菌灵、菌核净、敌菌灵、速保利或敌力脱中的一种或多种。
其中，所述的农林废弃物堆肥基质按照如下步骤制备而成：将农林废弃物、发酵菌剂混合均匀后，添加发酵添加剂进行发酵处理，其中，所述发酵添加剂为竹醋液和/或木醋液。
特别是，所述农林废弃物与发酵菌剂的重量之比为100∶0.1-1，优选为100∶0.3-0.6。
其中，所述的发酵菌剂中有效活菌数≥2亿个/g，pH值为5.5-8.5，有效活菌含有放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌等。
特别是，发酵添加剂的用量为每100kg农林废弃物中添加8-50ml所述发酵添加剂。
其中，所述竹醋液的pH值为2-3.2，密度为0.9-1.5g/ml，有机酸含量为7-11％；酚类化合物含量为6-8％；所述木醋液的pH值为2.5-3.5，密度为0.8-2.0g/ml，有机酸含量为7-13％，酚类化合物含量为8-12％。
竹醋液、木醋液均为亲水溶液，有较强的吸附、渗透能力，它可作为植物活性剂、生长促进剂、保肥剂、土壤改良剂、土壤消毒剂等，并且无毒、无害、无残留，是一种理想的绿色溶剂。
其中，所述发酵处理包括以下顺序进行的步骤：
1)调节农林废弃物的C/N比为20-35；
2)加入发酵菌剂和水，混合均匀，使废弃物的含水率达到60-70％；
3)将废弃物堆成发酵堆体，进行堆置发酵处理，其中，在堆置发酵处理过程中监控堆体的温度和含水率，每3-7天向发酵堆体喷洒发酵添加剂一次，每次喷洒的发酵添加剂的用量为每100kg废弃物喷洒1-2.5ml，并且当发酵堆体的含水率小于50％时，向堆体喷水至含水率达到60-70％。
特别是，喷洒发酵添加剂的次数为8-20次。
特别是，发酵添加剂的喷洒总量为每100kg废弃物喷洒8-50ml。
特别是，步骤1)中所述的C/N比优选为25-30；步骤2)中所述发酵菌剂与农林废弃物的重量份配比为0.1-1∶100，优选为0.3-0.6∶100。
尤其是，所述的发酵菌剂中有效活菌数≥2亿个/g，pH值为5.5-8.5，有效活菌含有放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌等。
特别是，步骤3)中所述堆置发酵处理中按照如下方式进行翻堆：
A)当堆体温度高于55℃时，进行翻堆处理，控制堆体温度低于75℃；
B)当堆体温度逐渐降低到低于55℃时，每6-12天进行翻堆处理；
C)当堆体温度降低至20-35℃后，再继续堆放7-21天，其中，每6-12天进行翻堆处理。
其中，还包括向发酵添加剂中加入水，制成添加剂稀释液后进行所述的喷洒发酵添加剂。
特别是，添加剂稀释液中发酵添加剂与水的体积之比为1∶800-2000。
尤其是，还包括土壤保水剂、土壤粘合剂，其中，所述土壤保水剂的用量为每1m3的泥炭和农林废弃物堆肥基质中加入所述保水剂0-200g，优选为0-170g，进一步优选为80-170g；所述土壤粘合剂的用量为每1m3的泥炭和农林废弃物堆肥基质中加入所述粘合剂0-150g，优选为0-100g，进一步优选为50-80g。
其中，所述土壤保水剂(Water retaining agent)选择丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物、淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物中的一种或多种。
其中，所述土壤粘合剂(Bonding agent)选择水溶性粘合剂，优选为农林用粘合剂。
本发明另一方面提供一种上述植物栽混合培基质的制备方法，将原料基质泥炭、农林废弃物堆肥基质和杀菌剂混合均匀。
其中，所述的泥炭和农林废弃物堆肥基质的体积配比为30-50∶50-70，优选为50∶50。
特别是，所述杀菌剂的用量为每1m3的泥炭和农林废弃物堆肥基质中加入杀菌剂0.2-2.5kg，优选为0.2-0.8kg，进一步优选为0.3-0.6kg。
其中，还包括混合土壤保水剂和土壤粘合剂。
特别是，所述土壤保水剂的用量为每1m3的泥炭和农林废弃物堆肥基质中加入所述保水剂0-200g，优选为0-170g，进一步优选为80-170g；所述土壤粘合剂的用量为每1m3的泥炭和农林废弃物堆肥基质中加入所述粘合剂0-150g，优选为0-100g，进一步优选为50-80g。
本发明的观叶植物栽培混合基质具有以下优点：
1、将农林有机废弃物经过堆置发酵处理制得的堆肥基质用于制备观叶植物的栽培基质，打破了农林有机废弃物的利用效率较低，没有其他任何高附加值的应用的现状，克服了废物处理困难，造成环境破坏的现状，增加了农林废弃物的附加价值，综合利用资源，利于环境保护。
2、本发明的栽培混合基质解决了植物栽培过程中基质过度依赖于泥炭、基质生产成本居高不下的难题、泥炭资源日益枯竭的困境。
3、本发明制备发酵堆置基质的过程中，发酵添加剂能够固着农林废弃物中的氮元素，不仅能抑制堆置发酵过程中产生的臭味，还能有效促进发酵微生物的活性，加快堆肥中有机物的分解，使得制备的混合基质的C/N比高，提高堆肥发酵效率。
4、本发明的栽培混合基质物理化学性质稳定，酸碱度适中(pH5.53～7.12)，电导率(EC值)为0.60-1.14mS/cm，干容重为0.13-0.27g/cm3，总孔隙度为58.87-79.76％，通气空隙达到9.08-32.73％，制备的栽培混合基质疏松，通透性好，通气性能优良，物理化学性能指标符合园艺植物适宜生长的要求，适合用于植物的栽培。
5、本发明制备的栽培混合基质的最大持水力达到1.84-4.94g/g，持水孔隙达到47.03-69.34％，说明本发明的无土栽培基质的吸水能力强，均可吸持相当于自身重量约1.84-4.94倍的水量，可为植物提供充足的水分条件，且可减少浇水次数，节约用水、简化管理措施。
6、本发明制备的混合基质中氮含量为1.63-2.33％，磷含量为0.13-2.05％，钾含量为1.01-2.06％，腐殖酸含量为20.07-30.42％，有机质含量为56.30-86.46％，C/N为13.02-25.89，营养结构合理，便于植物吸收，满足植物生长需要。
7、本发明制备的混合固体基质对植物生长具有促进作用，植株冠幅大，植株高，植株生物量积累值大，本发明制备的栽培混合基质达到甚至超过泥炭基质的品质。
8、本发明的制备方法工艺简单，操作方便，产品得率高，产品质量可控，制备的无土栽培基质的理化性能指标接近甚至有的优于泥炭基质，满足无土栽培基质的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。但这些实施例仅限于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明实施例中使用的泥炭为购自丹麦品氏托普(集团)公司的品氏泥炭；
土壤保水剂(Water retaining agent)为购自法国SNF(爱森)基团公司生产的交联聚丙烯酰胺类保水剂，型号：MP3005KM，规格：0.3-1mm。适用于本发明的保水剂除了法国SNF(爱森)基团公司生产的保水剂之外，其他保水剂也适用于本发明，如淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物(淀粉接枝丙烯酸盐)等；
粘合剂为购自法国SNF(爱森)基团公司生产的由高分子量聚丙烯酰胺(PAM)聚合而成的水溶性有机类土壤调理剂，型号：A30，规格：≤0.3mm。适用于本发明的粘合剂除了法国SNF(爱森)基团公司生产的之外，其他农林用粘合剂也适用于本发明，如水玻璃、糊精、橡胶、环氧树脂、酚醛树脂等。
实施例1
1、农林废弃物原料的预处理
1)采用粉碎机(北京众意神龙机械有限责任公司)将园林废弃物枝干(柳树、槐树、杨树等修剪的枝干)粉碎成粒径≤1cm的颗粒，制得废弃物颗粒，同时测定废弃物颗粒的有机碳含量和氮含量，测定结果如表1所示。
采用凯氏定氮法测定废弃物颗粒的氮含量；
采用重铬酸钾容量法——外加热法测定栽培混合基质中的有机碳含量，具体测定方法如下：向干燥的硬质试管中加入风干的栽培混合基质后，加入K2Cr2O7标准溶液和浓H2SO4，接着将试管在170-180℃下使试管内液体沸腾5min，然后倒出试管内容物，用硫酸亚铁标准溶液进行滴定，根据硫酸亚铁的消耗量，计算出有机碳含量。
2)向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为25，制得发酵堆肥颗粒，其中，每100kg废弃物颗粒(干重)中添加尿素2.476kg。
除了使用尿素调节废弃物颗粒C/N比之外，还可以使用畜禽粪便(如牛粪、鸡粪、马粪等)来增加废弃物的含氮量。
2、配制发酵添加剂稀释液
向水中加入竹醋液，混合均匀，配制成竹醋液稀释液(即发酵添加剂稀释液)备用，其中竹醋液与水的体积之比为1∶1000，竹醋液的pH值为2.5，密度为0.9g/ml；有机酸含量为10％，酚类化合物含量为6％。.
3、发酵堆置处理
1)向发酵废弃物颗粒中添加发酵菌剂有机废物发酵菌曲(北京市京圃园生物工程有限公司)和喷水并混合均匀，使得废弃物颗粒的含水率达到65％；其中，发酵菌剂的用量为每100kg(干重)废弃物颗粒中添加有机废物发酵菌曲1kg，其中，有机废物发酵菌曲中有效活菌数≥2亿个/g，pH值为5.5，有效活菌含有放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌等。
本发明实施例中使用发酵菌剂主要包括细菌、真菌、放线菌、酵母菌等四大菌群的几十个菌种(如放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌等)，具有耐热、解磷、解钾、固氮和分解纤维素功能。
2)将添加了发酵菌剂的含水率为65％的发酵废弃物颗粒堆置在室内，堆体基部长2m、宽1.5m、高1m，进行发酵堆置处理，并监控堆体的温度和含水率；
3)当堆体温度达到55℃时，对堆体进行翻堆处理，严格控制堆温≤75℃，随着发酵的进行，堆体温度逐渐降低，当堆体温度低于55℃时，每6天进行翻堆处理，直至堆体温度降低至室温(25℃)后，再继续堆置14天，并且每6天进行翻堆处理，制得农林废弃物堆肥基质，其中，在发酵堆置处理过程中，从堆体开始发酵时开始计算，每6天向堆体喷洒竹醋液稀释液一次，共喷洒12次，每次喷洒的竹醋液稀释液的用量为100kg(干重)废弃物颗粒中喷洒制备的竹酢液稀释液2L，即在发酵堆置过程中，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒24L竹醋液稀释液，也就是说，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒24ml竹醋液；同时，当发酵堆体的含水率小于50％时，向堆体喷水至含水率达到65％。
4、栽培混合基质的制备
1)按照如下重量配比备料
其中，保水剂购自法国SNF(爱森)基团公司，型号：MP3005KM，规格：0.3-1mm；粘合剂购自法国SNF(爱森)基团公司，型号：A30，规格：≤0.3mm。
本发明中杀菌剂除了多菌灵之外，其他杀菌剂如苯菌灵、菌核净、敌菌灵、速保利、敌力脱等均适用于本发明。
2)将上述原料加入到发酵槽(北京市京圃园生物工程有限公司)中，加水，使的混合物的含水量达到60％，搅拌混合均匀，静置2天后，干燥至含水率为15％，即得。
制备的栽培混合基质的性能指标按照如下方法进行检测：
干容重、最大持水力、总孔隙度、通气孔隙、持水孔隙采用环刀法测定，具体测定方法如下：
取本实施例制备的风干的栽培混合基质加满体积为200cm3的l环刀，其中环刀的重量为W0，栽培混合基质和环刀的总重量为W1，然后将环刀和栽培混合基质浸泡在水中，浸泡24h后称重，重量为W2，环刀中的水分自由沥干后再称重(W3)，按以下公式计算：
干容重(g/cm3)＝(w1-w0)/200
最大持水力(g/g)＝(w3-w1)/(w1-w0)
总孔隙度(％)＝(w2-w1)/200×100％
通气孔隙(％)＝(w2-w3)/200×100％
持水孔隙(％)＝总孔隙度-通气孔隙
采用pH计和电导率计测定基质原料pH值，EC值，具体测定方法如下：将栽培混合基质与水采用固液比为1∶10(W/V)的比例混合，振荡30min后离心过滤，使用pH计、电导率计来测定滤液中的pH值和EC值。
采用重铬酸钾容量法测定基质原料中的总腐殖酸，具体测定方法如下：用焦磷酸钠碱性溶液做提取剂，浸提出的基质原料的腐殖酸，在强酸性溶液中能被重铬酸钾氧化，根据重铬酸钾的消耗量，计算出腐殖酸的含量。
氮采用凯氏定氮法测定；磷用H2SO4-H2O2法消煮，钼锑抗比色法测定；钾采用H2SO4-H2O2法消煮，火焰光度计法测定。
采用重铬酸钾容量法——外加热法测定栽培混合基质中的有机碳含量，具体测定方法如下：向干燥的硬质试管中加入风干的栽培混合基质后，加入K2Cr2O7标准溶液和浓H2SO4，接着将试管在170～180℃下使试管内液体沸腾5min，然后倒出试管内容物，用硫酸亚铁标准溶液进行滴定，根据硫酸亚铁的消耗量，计算出有机质含量。
栽培混合基质的性能指标检测结果如表2、3所示。
实施例2
1、农林废弃物原料的预处理
1)采用粉碎机将玉米芯粉碎成长度为0.5-1.5cm的颗粒，制得废弃物颗粒，同时测定废弃物颗粒的有机碳含量和氮含量，测定结果如表1所示。
2)向玉米芯颗粒中添加尿素，调节玉米芯颗粒的C/N比为27，制得发酵堆肥玉米芯颗粒，其中，每100kg废弃物颗粒(干重)中添加尿素0.813kg。
2、配制发酵添加剂稀释液
向水中加入竹醋液，混合均匀，配制成竹醋液稀释液(即发酵添加剂稀释液)备用，其中竹醋液与水的体积之比为1∶800，竹醋液的pH值为2，密度为1.5g/ml，有机酸含量为11％，酚类化合物含量为8％。
3、发酵堆置处理
1)向发酵废弃物玉米芯颗粒中添加发酵菌剂有机废物发酵菌曲(北京市京圃园生物工程有限公司)和喷水并混合均匀，使得废弃物颗粒的含水率达到60％；其中，发酵菌剂的用量为每100kg废弃物颗粒(干重)中添加有机废物发酵菌曲0.5kg，其中，有机废物发酵菌曲中有效活菌数≥2亿个/g，pH值为8.5，有效活菌含有放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌等。
2)将添加了发酵菌剂的含水率为60％的发酵废弃物颗粒堆置在室内，堆体基部长2m、宽1.5m、高1m，进行发酵堆置处理，并监控堆体温度和含水率；
3)当堆体温度达到55℃时，对堆体进行翻堆处理，严格控制堆温≤75℃，当堆体温度低于55℃时，每12天进行翻堆处理，直至堆体温度达到室温(20℃)后，再继续堆置21天，并且每12天进行翻堆处理，制得农林废弃物堆肥基质，其中，在发酵堆置处理过程中，从堆体开始发酵时开始计算，每3天向堆体喷洒竹醋液稀释液一次，共喷洒20次，每次喷洒的竹醋液稀释液的用量为100kg(干重)废弃物颗粒中喷洒制备的竹酢液稀释液2L，即在发酵堆置过程中，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒40L竹醋液稀释液，也就是说，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒50ml竹醋液；同时，当发酵堆体的含水率小于50％时，向堆体喷水至含水率达到60％。
4、栽培混合基质的制备
1)按照如下重量配比备料
2)将上述原料加入到发酵槽中，加水，使的混合物的含水量达到50％，搅拌混合均匀，静置2天后，干燥至含水率为10％，即得。
栽培混合基质的性能指标检测结果如表2、3所示。
实施例3
1、农林废弃物原料的预处理
1)以农业废弃物稻壳为原料，测定农业废弃物稻壳的有机碳含量和氮含量，测定结果如表1所示。
2)向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为30，制得发酵堆肥颗粒，其中，每100kg废弃物颗粒(干重)中添加尿素1.473kg。
2、配制发酵添加剂稀释液
向水中加入木醋液，混合均匀，配制成木醋液稀释液(即发酵添加剂稀释液)备用，其中木醋液与水的体积之比为1∶1500，木醋液的pH值为3.2，密度为1.0g/ml，有机酸含量为7％，酚类化合物含量为7％。.
3、发酵堆置处理
1)向发酵废弃物颗粒中添加发酵菌剂有机废物发酵菌曲(北京市京圃园生物工程有限公司)和喷水并混合均匀，使得废弃物颗粒的含水率达到70％；其中，发酵菌剂的用量为每100kg废弃物颗粒(干重)中添加有机废物发酵菌曲0.1kg，其中，有机废物发酵菌曲中有效活菌数≥2亿个/g，pH值为7.5，有效活菌含有放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌等。
2)将添加了发酵菌剂的含水率为70％的发酵废弃物颗粒堆置在室内，堆体基部长2m、宽1.5m、高1m，进行发酵堆置处理，并监控堆体的温度和含水率；
3)当堆体温度达到60℃时，对堆体进行翻堆处理，严格控制堆温≤75℃，当堆体温度低于55℃时，每9天进行翻堆处理，直至堆体温度达到室温(35℃)后，再继续堆置7天，7天进行翻堆处理时即制得农林废弃物堆肥基质，其中，在发酵堆置处理过程中，从堆体开始发酵时开始计算，每5天向堆体喷洒木醋液稀释液一次，共喷洒10次，每次喷洒的木醋液稀释液的用量为100kg(干重)废弃物颗粒中喷洒制备的木酢液稀释液2L，即在发酵堆置过程中，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒20L木醋液稀释液，也就是说，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒13.3ml木醋液；同时，当发酵堆体的含水率小于50％时，向堆体喷水至含水率达到70％。
4、栽培混合基质的制备
1)按照如下重量配比备料
2)将上述原料加入到发酵槽中，加水，使的混合物的含水量达到70％，搅拌混合均匀，静置2天后，干燥至含水率为20％，即得。
栽培混合基质的性能指标检测结果如表2、3所示。
实施例4
1、农林废弃物原料的预处理
1)采用粉碎机将农工业废弃物秸秆(麦秸、稻草等)粉碎成长度≤1cm的颗粒，制得废弃物颗粒，同时测定废弃物颗粒的有机碳含量和氮含量，测定结果如表1所示。
2)向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为35，制得发酵堆肥颗粒，其中，每100kg废弃物颗粒(干重)中添加尿素0.604kg。
2、配制堆肥添加剂稀释液
向水中加入竹醋液，混合均匀，配制成竹醋液稀释液备用，其中竹醋液与水的体积之比为1∶2000，竹醋液的pH值为2.6，密度为1.2g/ml；有机酸含量为9％，酚类化合物含量为7％。
3、发酵堆置处理
1)向发酵废弃物颗粒中添加发酵菌剂有机废物发酵菌曲(北京市京圃园生物工程有限公司)和喷水并混合均匀，使得废弃物颗粒的含水率达到65％；其中，发酵菌剂的用量为每100kg废弃物颗粒(干重)中添加有机废物发酵菌曲1kg，其中，有机废物发酵菌曲中有效活菌数≥2亿个/g，pH值为6.5，有效活菌含有放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌等。
2)将添加了发酵菌剂的含水率为65％的发酵废弃物颗粒堆置在室内，堆体基部长2m、宽1.5m、高1m，进行发酵堆置处理，并监控堆体温度和含水率；
3)当堆体温度达到55℃时，对堆体进行翻堆处理，严格控制堆温≤75℃，当堆体温度低于55℃时，每6天进行翻堆处理，直至堆体温度达到室温(25℃)后，再继续堆置14天，并且每9天进行翻堆处理，制得农林废弃物堆肥基质，其中，在发酵堆置处理过程中，从堆体开始发酵时开始计算，每7天向堆体喷洒竹醋液稀释液一次，共喷洒8次，每次喷洒的竹醋液稀释液的用量为100kg(干重)废弃物颗粒中喷洒制备的竹酢液稀释液2L，即在发酵堆置过程中，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒16L竹醋液稀释液，也就是说，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒8ml竹醋液；同时，当发酵堆体的含水率小于50％时，向堆体喷水至含水率达到65％。
4、栽培混合基质的制备
1)按照如下重量配比备料
基质泥炭 0.3m3
农林废弃物堆肥基质 0.7m3
多菌灵 0.500kg
2)将上述原料加入到发酵槽中，加水，使的混合物的含水量达到60％，搅拌混合均匀，静置2天后，干燥至含水率为15％，即得。
栽培混合基质的性能指标检测结果如表2、3所示。
实施例5
1、农林废弃物原料的预处理
1)采用粉碎机将园林废弃物草屑粉碎成粒径≤0.5cm的颗粒，制得废弃物颗粒，同时测定废弃物颗粒的有机碳含量和氮含量，测定结果如表1所示。
2)向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为25，制得发酵堆肥颗粒，其中，每100kg废弃物颗粒(干重)中添加尿素0.667kg。
2、配制堆肥添加剂稀释液
向水中加入木醋液，混合均匀，配制成木醋液稀释液备用，其中木醋液与水的体积之比为3∶4000，木醋液的pH值为3，密度为1.3g/ml；有机酸含量为9％，酚类化合物含量为10％。.
3、发酵堆置处理
1)向发酵废弃物颗粒中添加发酵菌剂有机废物发酵菌曲(北京市京圃园生物工程有限公司)和喷水并混合均匀，使得废弃物颗粒的含水率达到60％；其中，发酵菌剂的用量为每100kg废弃物颗粒(干重)中添加有机废物发酵菌曲0.6kg，其中，有机废物发酵菌曲中有效活菌数≥2亿个/g，pH值为5.5，有效活菌含有放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌等。
2)将添加了发酵菌剂的含水率为60％的发酵废弃物颗粒堆置在室内，堆体基部长2m、宽1.5m、高1m，进行发酵堆置处理，并监控堆体温度和含水率；
3)当堆体温度达到55℃时，对堆体进行翻堆处理，严格控制堆温≤75℃，当堆体温度低于55℃时，每6天进行翻堆处理，直至堆体温度达到室温(25℃)后，再继续堆置7天，7天进行翻堆处理时即制得农林废弃物堆肥基质，其中，在发酵堆置处理过程中，从堆体开始发酵时开始计算，每4天向堆体喷洒木醋液稀释液一次，共喷洒14次，每次喷洒的木醋液稀释液的用量为100kg(干重)废弃物颗粒中喷洒步骤2中制备的木酢液稀释液2L，即在发酵堆置过程中，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒28L木醋液稀释液，也就是说，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒21ml木醋液；同时，当发酵堆体的含水率小于50％时，向堆体喷水至含水率达到65％。
4、栽培混合基质的制备
1)按照如下重量配比备料
2)将上述原料加入到发酵槽中，加水，使的混合物的含水量达到60％，搅拌混合均匀，静置2天后，干燥至含水率为15％，即得。
栽培混合基质的性能指标检测结果如表2、3所示。
实施例6
1、农林废弃物原料的预处理
1)采用粉碎机将农业废弃物菇渣(香菇、草菇、蘑菇、木耳、银耳、猴头、竹荪、松口蘑、口蘑、红菇、牛肝菌等)粉碎成粒径≤1cm的颗粒，制得废弃物颗粒，同时测定废弃物颗粒的有机碳含量和氮含量，测定结果如表1所示。
表1农林废弃物颗粒的特性
| 有机碳(％) | TN(％) | |
| 实施例1 | 47.61 | 0.79 |
| 实施例2 | 36.87 | 1.0 |
| 实施例3 | 34.3 | 0.48 |
| 实施例4 | 39.61 | 0.86 |
| 实施例5 | 42.5 | 1.4 |
| 实施例6 | 38.7 | 0.54 |
2)向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为20，制得发酵堆肥颗粒，其中，每100kg废弃物颗粒(干重)中添加尿素3.100kg。
2、配制堆肥添加剂稀释液
向水中加入竹醋液，混合均匀，配制成竹醋液稀释液，备用，其中竹醋液与水的体积之比为1∶1000，竹醋液的pH值为2.5，密度为1g/ml；有机酸含量为9％，酚类化合物含量为8％。
3、发酵堆置处理
1)向发酵废弃物颗粒中添加发酵菌剂有机废物发酵菌曲(北京市京圃园生物工程有限公司)和喷水并混合均匀，使得废弃物颗粒的含水率达到70％；其中，发酵菌剂的用量为每100kg废弃物颗粒(干重)中添加有机废物发酵菌曲0.3kg，其中，有机废物发酵菌曲中有效活菌数≥2亿个/g，pH值为5.5-8.5，有效活菌含有放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌等。
2)将添加了发酵菌剂的含水率为70％的发酵废弃物颗粒堆置在室内，堆体基部长2m、宽1.5m、高1m，进行发酵堆置处理，并监控堆体温度和含水率；
3)当堆体温度达到55℃时，对堆体进行翻堆处理，严格控制堆温≤75℃，当堆体温度低于55℃时，每6天进行翻堆处理，直至堆体温度达到室温(25℃)后，再继续堆置14天，并且每6天进行翻堆处理，制得农林废弃物堆肥基质，其中，在发酵堆置处理过程中，从堆体开始发酵时开始计算，每3天向堆体喷洒竹醋液稀释液一次，共喷洒16次，每次喷洒的竹醋液稀释液的用量为100kg(干重)废弃物颗粒中喷洒步骤2中制备的竹酢液稀释液2L，即在发酵堆置过程中，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒32L竹醋液稀释液，也就是说，每100kg(干重)废弃物颗粒共喷洒32ml竹醋液；同时，当发酵堆体的含水率小于50％时，向堆体喷水至含水率达到65％。
4、栽培混合基质的制备
1)按照如下重量配比备料
2)将上述原料加入到发酵槽中，加水，使的混合物的含水量达到60％，搅拌混合均匀，静置2天后，干燥至含水率为15％，即得。
栽培混合基质的性能指标检测结果如表2、3所示。
对照例
以丹麦品氏(Pindstrup)泥炭为对照例。对照例基质的干容重、最大持水力、总孔隙度、通气孔隙、持水孔隙、pH值、EC值、总腐殖酸含量，TN、TP、TK和有机质含量测定如实施例1中所述方法进行。检测结果如表2、3所示。
表2栽培基质基本物理性状
表1中的检测结果表明：
1、本发明制备的栽培混合基质的干容重为0.13-0.27g/cm3，符合植物生长的栽培基质容重(0.1～0.8g/cm3)要求，与对照例泥炭基质的容重相当，表明本发明的栽培基质疏松，通透性好，固持植株性能好；
2、本发明制备的栽培基质的总孔隙度为58.87-79.76％，通气空隙达到9.08-32.73％表明本发明的无土栽培基质的通气性和保水性好；本发明基质的最大持水力达到1.84-4.94g/g，持水孔隙达到46.77-64.88％，说明本发明的无土栽培基质的吸水能力强，均可吸持相当于自身重量约1.84-4.94倍的水量，可为植物提供充足的水分条件，且可减少浇水次数，节约用水、简化管理措施；
3、本发明制备的栽培混合基质的通气性、保水性、容重等性能指标均符合植物生长基质的要求，并且其物理化学性质均接近于甚至优于对照的泥炭基质，满足无土栽培固体基质的要求。
4、本发明制备的的栽培混合基质容重较小、基质疏松孔隙多，通气性好，利于竹芋的发育和基质养分的转化，能满足青苹果竹芋生长对水、气、养分等的需求，促进其在生长发育期间生物量的积累。
表3栽培基质基本化学性状
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对照例 | |
| pH | 7.12 | 6.98 | 7.03 | 6.96 | 5.53 | 6.43 | 6.42 |
| EC(mS/cm) | 0.60 | 0.71 | 0.87 | 0.82 | 0.94 | 1.14 | 0.38 |
| TN | 1.82 | 1.63 | 2.17 | 2.14 | 2.33 | 1.68 | 1.05 |
| TP | 0.13 | 1.09 | 0.94 | 1.05 | 0.26 | 0.84 | 0.09 |
| TK | 1.07 | 1.05 | 0.88 | 1.01 | 1.11 | 1.32 | 0.02 |
| 有机质％ | 81.26 | 56.60 | 59.32 | 56.30 | 86.46 | 58.32 | 90.06 |
| 总腐植酸％ | 27.44 | 26.53 | 22.47 | 28.30 | 30.42 | 20.07 | 21.72 |
| C/N | 25.89 | 13.02 | 15.86 | 15.26 | 21.28 | 20.14 | 49.75 |
表3的检测结果表明：
1、本发明制备的栽培混合基质的酸碱度呈弱酸至中性，pH为5.53-7.12；EC值为0.60-1.14mS/cm，说明本发明的混合栽培固体基质能够为植物提供稳定的基质生长环境，不会对植物造成毒害作用，也不会对施加于植物的营养液造成不良影响，不影响营养液的平衡。
2、本发明的无土栽培基质中，氮含量为1.63-2.33％，磷含量为0.13-1.09％，钾含量为0.88-1.32％，腐殖酸含量为20.07-30.42％，有机质含量为56.30-86.46％，C/N为13.02-25.89，表明栽培混合基质的营养结构合理，便于植物吸收，为植物的生长提供充足的营养元素，满足植物生长需要。
3、本发明制备的栽培基质品质达到了进口泥炭基质的品质，可以替代进口产品，大大节约了费用。
试验例1青苹果竹芋的盆栽试验
在北京市大兴花卉公司青苹果竹芋栽培温室中分别采用本发明实施例1-6制备的栽培混合基质和对照例的品氏泥炭基质进行青苹果竹芋的盆栽试验。温室内全自动控温、换气设施，能够保证在试验期间，为供试材料提供一个相对稳定的适宜生长环境。
选取株高约15cm，叶片生长健壮一致、根系完整、无病虫害的青苹果竹芋(Calathca rotundifola cv.Fasciata.)幼苗，置于180mm×160mm的塑料花盆内，进行盆栽试验，每个栽培基质为一个处理，每个处理进行60个重复，即每个栽培基质栽培60株竹芋，盆栽植株采用完全随机摆放。除栽培基质外，其它环境条件与栽培管理措施均保持一致。上盆后约180天，竹芋均达到营养生长旺期，对各处理随机选取10株，观察根部抓土能力并将植株取出洗净，测定生长指标，测量并记录植株的总鲜重、株高、总冠幅、根鲜重、叶鲜重、发枝数(叶长＞10cm)、烘干根重、烘干叶重等，测定结果分别如表4-7所示，其中试验数据采用MicrosoftOffice Excel 2007和SPSS16.0数据处理软件，进行方差分析和多重比较。
1、基质对竹芋地下部分生长状况的影响
表4不同基质处理对青苹果竹芋根系生长状况的影响
| 抓土能力 | |
| 实施例1 | 较强，根量多(细根、粗根均较多)，基质被抓牢，根部拿出时基质基本无掉落 |
| 实施例2 | 较强，根量多(细根较多、粗根较少)，基质被抓牢，根部拿出时基质基本无掉落 |
| 实施例3 | 较强，根量多(细根、粗根均较多)，基质被抓牢，根部拿出时基质基本无掉落 |
| 实施例4 | 较强，根量多(细根、粗根均较多)，基质被抓牢，根部拿出时基质基本无掉落 |
| 实施例5 | 根量一般，基质稍松散，根部拿出时基质稍有掉落 |
| 实施例6 | 根量一般，基质稍松散，根部拿出时基质稍有掉落 |
| 对照例 | 根量一般，基质稍松散(细根较多)，根部拿出时基质稍有掉落 |
表4的检测结果说明：
1)青苹果竹芋的根部对本发明制备的栽培混合基质的抓土能力强，根部生长状况良好，根系分配均匀。
2)本发明制备的栽培基质具有较强的生物活性和缓冲性，改善了青苹果竹芋的根际微生物区系，为根部生长提供了良好的根际环境。
2、基质对竹芋地上部分生长状况的影响
表5不同基质处理对青苹果竹芋株高、总冠幅及发枝数的影响
| 株高均值(cm) | 总冠幅均值(cm2) | 发枝数(叶直径＞10cm)均值(个) | |
| 实施例1 | 59.33a | 3321.27a | 26a |
| 实施例2 | 52.24ab | 3019.58a | 25a |
| 实施例3 | 61.45a | 3322.61a | 24ab |
| 实施例4 | 59.83a | 3123.09a | 23ab |
| 实施例5 | 55.03a | 3319.17a | 17b |
| 实施例6 | 58.77a | 3320.56a | 20ab |
| 对照例 | 45.67b | 2695.23ab | 24ab |
3、基质对竹芋生物量的影响
表6不同基质处理对青苹果竹芋生物量的变化
表7不同基质处理对青苹果竹芋生物量的变化
试验结果表明：
1)采用本发明的栽培混合基质种植的竹芋枝叶生长粗壮，色泽浓绿，外观品质好。
2)利用本发明方法制备的栽培基质培育青苹果竹芋，基质对植株生长的促进作用显著，植株生长后期，冠幅大，植株高，植株生物量积累高，地下部分干物质积累量达到42.981-54.5g/株，地上部分干物质积累量达到45.333-58.633g/株，生物量的积累高于进口的泥炭基质，本发明方法制备的栽培基质达到了泥炭基质品质，因此可以替代泥炭基质，大大减低了栽培基质的费用。
试验例2鸟巢蕨栽植试验
在北京市大兴花卉公司鸟巢蕨栽培温室中采用本发明实施例1-6制备的栽培混合基质和对照例的品氏泥炭基质进行鸟巢蕨的盆栽试验。温室内全自动控温、换气设施，能够保证在试验期间，为供试材料提供一个相对稳定的适宜生长环境。
选取株高约15cm，叶片生长健壮一致、根系完整、无病虫害的鸟巢蕨(Asplenium antiquum Aspleniumnidu)幼苗，置于180mm×160mm的塑料花盆内，进行盆栽试验，每个栽培基质为一个处理，每个处理进行60个重复，即每个栽培基质栽培60株鸟巢蕨，盆栽植株采用完全随机摆放。除栽培基质外，其它环境条件与栽培管理措施均保持一致。上盆后约180天，鸟巢蕨均达到营养生长旺期，对各处理随机选取10株，将植株取出洗净，测定生长指标，测量并记录植株的总鲜重、株高、根鲜重、叶鲜重、发叶数、烘干根重、烘干叶重等，测定结果分别如表8-10所示，其中试验数据采用Microsoft Office Excel 2007和SPSS16.0数据处理软件，进行方差分析和多重比较。
1、基质对竹芋地上部分生长状况的影响
表8不同基质处理对鸟巢蕨株高及发枝数的影响
| 株高均值(cm) | 发叶数均值(个) | |
| 实施例1 | 69.56a | 53a |
| 实施例2 | 60.32a | 52a |
| 实施例3 | 70.58a | 54a |
| 实施例4 | 66.33a | 52a |
| 实施例5 | 66.17a | 50b |
| 实施例6 | 67.32a | 53a |
| 对照例 | 54.69b | 53a |
2、基质对鸟巢蕨生物量的影响
表9不同基质处理对鸟巢蕨生物量的变化
表10不同基质处理对鸟巢蕨生物量的变化
试验结果表明：
1)采用本发明的栽培混合基质种植的鸟巢蕨枝叶生长粗壮，色泽浓绿，外观品质好。
2)利用本发明方法制备的栽培基质培育鸟巢蕨，基质对植株生长的促进作用显著，植株生长后期，冠幅大，植株高，植株生物量积累高，地上部分干物质积累量达到44.290-49.553g/株，地下部分干物质积累量达到45.547-48.567g/株，生物量的积累高于进口的泥炭基质，本发明方法制备的栽培基质达到了泥炭基质品质，因此可以替代泥炭基质，大大减低了栽培基质的费用。
Claims (3)
1.一种植物栽培混合基质，包括基质泥炭、农林废弃物堆肥基质和杀菌剂，其中：
所述基质泥炭和农林废弃物堆肥基质的体积配比为30-50：50-70；所述杀菌剂的用量为每1m3的基质泥炭和农林废弃物堆肥基质中加入杀菌剂0.2-2.5kg；
所述农林废弃物堆肥基质按照如下步骤制备而成：将农林废弃物、发酵菌剂混合均匀后，添加发酵添加剂进行发酵处理，所述发酵添加剂为竹醋液和/或木醋液；其中
所述发酵处理包括以下顺序进行的步骤：
1）调节农林废弃物的C/N比为20-35；
2）加入发酵菌剂和水，混合均匀，使废弃物的含水率达到60-70%，其中，所述农林废弃物与发酵菌剂的重量份配比为100：0.1-1；
3）将废弃物堆成发酵堆体，进行堆置发酵处理，其中，在堆置发酵处理过程中监控堆体的温度和含水率，每3-7天向发酵堆体喷洒发酵添加剂一次，每次喷洒的发酵添加剂的用量为每100kg废弃物喷洒1-2.5ml，并且当发酵堆体的含水率小于50%时，向堆体喷水至含水率达到60-70%，其中，每100kg农林废弃物中加入体积为8-50ml的所述发酵添加剂；在所述堆置发酵处理中按照如下方式进行翻堆：
A）当堆体温度高于55℃时，进行翻堆处理，控制堆体温度低于75℃；
B）当堆体温度逐渐降低到低于55℃时，每6-12天进行翻堆处理；
C）当堆体温度降低至20-35℃后，再继续堆放7-21天，其中，每6-12天进行翻堆处理。
2.如权利要求1所述的栽培混合基质，其特征是还包括土壤保水剂、土壤粘合剂，其中，所述土壤保水剂的用量为每1m3的泥炭和农林废弃物堆肥基质中加入所述保水剂80-170g；所述土壤粘合剂的用量为每1m3的泥炭和农林废弃物堆肥基质中加入所述粘合剂50-80g。
3.一种如权利要求1所述植物栽培混合基质的制备方法，其特征是将原料基质泥炭、农林废弃物堆肥基质和杀菌剂混合均匀。
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