CN103073362B

CN103073362B - 一种膨润土与菌渣复合的保水保肥栽培基质及其制备方法

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Publication number: CN103073362B
Application number: CN201210534537.7A
Authority: CN
Inventors: 高雪松; 朱耀玺; 姚璐; 钟润昕; 曾敏; 李兰; 邓欧平
Original assignee: SICHUAN YANTING ACTIVATED CLAY CO Ltd; Sichuan Agricultural University
Current assignee: SICHUAN YANTING ACTIVATED CLAY CO Ltd; Sichuan Agricultural University
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: CN103073362A

Abstract

本发明涉及农林业抗旱造林的保水保肥栽培技术领域，具体为一种膨润土与菌渣复合的保水保肥栽培基质及其制备方法。该基质包括膨润土30-40份，菌渣60-70份，复合肥0.1-0.5份。该基质的制备方法为先选取食用菌种植后新鲜下架的废菌袋，经脱袋处理，粉碎，加入复合微生物菌剂，尿素，保证堆肥发酵料中碳氮比为20；将原料充分混匀后，调节含水量为60%，菌渣堆制好后，存放在通风和防止淋雨的设施内，待其含水量降至20%；然后将菌渣与膨润土、复合肥混合均匀，粉碎即制得保水保肥栽培基质。本发明的原料来源丰富，成本较低，膨润土矿产资源分布广泛、价格低廉，废弃菌渣产量大、易于获取；制作过程简便，对环境无污染。

Description

一种膨润土与菌渣复合的保水保肥栽培基质及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于农林业抗旱造林的保水保肥栽培基质及其制备方法，特别是一种适合干旱地、沙地植树造林用节水保肥栽培基质，具体为一种膨润土与菌渣复合的保水保肥栽培基质及其制备方法。

背景技术

干旱半干旱地区一方面水资源紧缺，自然降水无法满足植物所需水分要求，植物经常面临缺水状态；另一方面土壤养分状况低下，保水持肥能力弱，水肥资源利用效率低，造成很大的浪费。干旱半干旱地区植树造林，通常采用育苗移栽的方式，但是植物幼苗根系浅、数量少，不能吸收到充足的水分和养分，成活率低。因此在这些地区植树造林，不仅需要最大限度地保存降水或灌溉带来的水分，还要充分考虑改良土壤结构及蓄水保肥的能力。

目前，干旱半干旱地区植树造林通常采用添加保水剂的方法来提高土壤蓄水保水的能力。市面上常见的保水剂通常为利用强吸水性树脂等材料合成的高分子聚合物，如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐等，虽然吸水性状极佳，但存在成本较高、耐盐性差、不易降解、具有潜在的二次污染等缺点，不能长期大量使用，对于土壤结构的改良或肥力提升的作用也十分有限。

基质栽培用于沙地、盐碱地等土壤退化不宜耕作的地方，可免除土壤的限制。传统的栽培基质多为沙石砾、珍珠岩、蛭石、岩棉等无机物和泥炭、蔗渣、厩肥、秸秆等有机物构成，但原料成本高、不易获取，吸水保肥的能力也不突出。膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿，具有很强的吸湿性、粘结性和吸附性，有较强的阳离子交换能力，可吸附8-15倍于自身体积的水量。研究表明，施用膨润土可显著提高土壤水分含量和有机质含量，增强土壤保水保肥性能，膨润土作为肥料添加剂，还可提高肥料利用率。此外，菌渣作为一种农业废弃物，伴随着食用菌产业的发展，每年产生数量巨大，然而如何对菌渣进行环保有效的处理，却一直没有得到很好的解决。大量的菌渣就地堆置，一方面造成了农业有机资源的巨大浪费，另一方面也造成了环境污染。菌渣富含有机质和多种矿质元素，据测定，每千克菌渣中有机物含量为134.7 克、全氮含量4.42 克、全磷含量1.05 克、全钾含量8.80 克、速效磷11.43克，还含有钙、铁、锌、镁、锰、铜等多种微量元素。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺点和不足，提供一种原料来源丰富，成本低，易制作，无污染，既有持水保肥的功能，且耐酸、耐盐碱，对沙化土地有一定改良效果，适用于干旱地、沙土地植树造林的一种膨润土与菌渣复合的保水保肥栽培基质。

本发明的另外一个目的在于提供一种膨润土与菌渣复合的保水保肥栽培基质的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种膨润土与菌渣复合的保水保肥栽培基质，该基质包括以下组分，以重量份计，膨润土30-40份，菌渣60-70份，复合肥0.1-0.5份。

膨润土为钙基膨润土，钙基膨润土是指含少量长石、石英、贝得石、方解石及火山碎屑物的一种复合物。主要化学成分是SiO₂、Al₂O₃及少量Fe₂O₃、MgO、CaO、K₂O、Na₂O和TiO₂等其pH值为5.5-8.5。

菌渣是指以食用菌栽培废弃物为原料，经发酵腐熟，菌渣中的有机质含量以干基计，其质量百分含量≥30%；菌渣中的水分以游离水的质量百分含量计≤20%；pH值为5.5-8.0。

复合肥中，以质量百分含量计，纯氮的含量为10%-25%，五氧化二磷的含量为5%-15%，氧化钾的含量为5%-15%。

膨润土与菌渣复合的保水保肥栽培基质的制备方法，废弃菌渣经发酵腐熟后与膨润土按一定比例混合均匀制成，其具体步骤包括：

（1）对菌渣进行前期处理：

选取食用菌种植后新鲜下架的废菌袋，废菌料经脱袋处理，粉碎至1-3cm的颗粒，每立方米颗粒中加入0.2kg复合微生物菌剂，0.5kg尿素，保证堆肥发酵料中碳氮比为20；将原料充分混匀后，调节含水的质量百分含量至60%，建堆要求料堆宽1.5m，高1.2m，剖面呈梯形，覆盖塑料薄膜；建堆后进行1-2次翻堆，翻堆的次数在夏季通常在1周左右，冬季通常2周左右开始翻堆，使内外发酵均匀，发酵料由浅黄色转变为黑褐色, 无异味，发酵堆制结束，整个过程为15-30d；菌渣堆制好后，存放在具有良好通风条件和防止淋雨的设施内，待其含水量降至20%；

（2）将菌渣与膨润土、无机化肥混合：

将菌渣与膨润土、复合肥按比例混合均匀，然后粉碎成1cm的颗粒即制得保水保肥栽培基质。

复合微生物菌剂为市售的由含固氮菌、解磷微生物和解钾微生物复配的复合微生物菌剂。这类菌剂专门用于处理畜禽粪便、城市污泥等有机废弃物，是一种高品质的“有机肥”和“生物有机肥”。本申请中采用的复合微生物菌剂可以采用北京正农农业科技有限公司生产的微生物发酵剂，这中菌剂主要是针对农村及各大养殖企业的畜禽粪便处理难题而研发的高科技产品，也可以采用类似产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（一）、原料来源丰富，成本较低，膨润土矿产资源分布广泛、价格低廉，废弃菌渣产量大、易于获取。

（2）制作过程简便，无需专门的设备设施。

（3）对环境无污染，膨润土和菌渣均是天然、安全的材料，在使用过程中不会产生有毒有害物质。

（4）将废弃菌渣进行二次利用，既避免了菌渣随意丢弃造成的资源浪费和环境污染，又实现了节本增效、土壤改良，既具有经济效益，又具有社会环境效益。

（5）所得的膨润土与菌渣复合的材料具有较好的物理化学性能。吸水率为360%-400%，为一般土壤的2-3倍。有机质含量大于30%，阳离子交换容量40-45cmol/kg,具有良好的保肥、供肥性能和缓冲能力，并具有改良土壤的作用。

（6）膨润土-菌渣栽培基质能促进种子萌发，出芽率提高12.5%-20%，对植物生长发育有促进作用，能促进植物根系生长，增加根冠比，提高植物生物量和产量，在干旱胁迫条件下推迟植株萎蔫时间11.3-23.5天，延长植物存活期。

具体实施方式

使用时，根据移栽植物根系的大小，选择大小合适的可降解纸袋，将移栽幼苗的根部放于中央，四周填满栽培基质，在种植地挖坑埋入材料袋，浇足水即可。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1

一种膨润土与菌渣复合的保水保肥栽培基质，该基质包括以下组分，以重量份计，膨润土35份，菌渣65份，复合肥0.3份。

膨润土与菌渣复合的保水保肥栽培基质的制备方法，废弃菌渣经发酵腐熟后与膨润土比例混合均匀制成，其具体步骤包括：

（1）对菌渣进行前期处理：

选取食用菌种植后新鲜下架的废菌袋，废菌料经脱袋处理，粉碎至1-3cm的颗粒，每立方米颗粒中加入0.2kg复合微生物菌剂，0.5kg尿素，保证堆肥发酵料中碳氮比为20；将原料充分混匀后，调节含水的质量百分含量至60%，建堆要求料堆宽1.5m，高1.2m，剖面呈梯形，覆盖塑料薄膜；建堆后进行2次翻堆，翻堆的次数在夏季通常在1周左右，冬季通常2周左右开始翻堆，使内外发酵均匀，发酵料由浅黄色转变为黑褐色, 无异味，发酵堆制结束，整个过程为20d；菌渣堆制好后，存放在具有良好通风条件和防止淋雨的设施内，待其含水量降至20%；

（2）将菌渣与膨润土、无机化肥混合：

发明人于2012年3月，在四川农业大学温江校区试验场进行膨润土与菌渣复合栽培基质白菜盆栽试验，按照本发明中所述制备方法，将以不同膨润土和菌渣比例制得的基质进行应用比较。

试验共设六个处理：对照砂土CK1，壤土CK2，

土壤	有机质(g/kg)	全氮(g/kg)	碱解氮(mg/kg)	速效磷(mg/kg)	速效钾(mg/kg)	pH
							砂土	11.61	0.48	38.73	15.20	66.52	6.43
壤土	27.92	1.95	156.06	61.67	137.83	6.85

不同比例膨润土-菌渣栽培基质T1、T2、T3、T4，其膨润土与菌渣重量比依次为1:1、1:1.5、1:2、1:2.5的各处理组成（按每盆用量计）见下述表1，每个处理设4个重复。

本实施例中所用复合肥为中化山东肥业有限公司生产的25%复合肥，其中含N（15%）、P（5%）、K（5%）。所用白菜品种为快菜5号。

表1 实施例1中各处理组成

	砂土(g)	壤土(g)	膨润土(g)	菌渣(g)	复合肥(g)
						CK1	500	0	0	0	0.6
CK2	0	500	0	0	0.6
						T1	0	0	250	250	0.6
T2	0	0	200	300	0.6
						T3	0	0	167	333	0.6
T4	0	0	143	357	0.6

各处理进行同样的水肥管理。3月30日播种，浇足底水，浅耙下籽，开沟1-1.5cm，每盆播种20粒，播籽后复土。3-4片叶时间苗，5-6片叶时定苗，每盆定植4株，间苗、定苗时防止伤根，注重防治蚜虫、跳甲、菜青虫等虫害危害，并注意防治病毒病，5月14日收获。

各处理对白菜出芽率的影响见下述表2。

表2 实施例1中不同处理对白菜出芽率的影响（%）

	出芽率	较CK1	较CK2
				CK1	77.5	—	—
CK2	75.0	—	—
				T1	95.0	+17.5	+20.0
T2	90.0	+12.5	+15.0
				T3	92.5	+15.0	+17.5
T4	90.0	+12.5	+15.0

由表2可见，与对照CK1与CK2相比，T1-T4各处理出芽率明显提高，出芽率均在90%以上，较一般土壤提高12.5%-20%。

表3 实施例1中不同处理对白菜生物量和产量的影响

	生物量(g/盆)	较CK1(%)	较CK2(%)	产量(g/盆)	较CK1(%)	较CK2(%)
							CK1	3.84	—	—	35.76	—	—
CK2	5.24	—	—	48.00	—	—
							T1	4.84	+26.0	-7.6	42.40	+18.6	-11.7
T2	5.40	+40.6	+3.1	44.32	+23.9	-7.7
							T3	5.32	+38.5	+1.5	48.28	+35.0	+0.6
T4	5.04	+31.3	-3.8	47.48	+32.8	-1.1

由表3可见，T1-T4各处理白菜生物量与产量都明显高于CK1，其中T3处理生物量与产量均高于CK2。与CK1相比，白菜生物量提高26.0%-40.6%，产量提高18.6%-35.0%，与CK2相比，生物量与产量变化则不明显。试验结果表明，将膨润土与菌渣按1:1.5-1:2的比例制得的栽培基质能显著提高白菜生物量与产量。

实施例2

发明人于2012年5月，在四川农业大学温江校区试验场进行膨润土与菌渣复合栽培基质白菜盆栽试验，按照本发明中所述制备方法，将以不同膨润土和菌渣比例制得的基质进行应用比较。

试验共设六个处理：对照砂土CK1，壤土CK2，不同比例膨润土与菌渣复合栽培基质T1、T2、T3、T4，其膨润土与菌渣重量比依次为1:1、1:1.5、1:2、1:2.5。各处理组成（按每盆用量计）见下述表4，每个处理设4个重复。

本实施例中所用复合肥为中化山东肥业有限公司生产的25%复合肥，其中含N（15%）、P（5%）、K（5%）。所用白菜品种为碧玺凤。

表4 实施例2中各处理组成

2012年5月13日开始播种育苗，15d后选取大小均匀一致的幼苗从穴盘中移出，每盆定植4株，于 6月7日进行干旱模拟试验，对各处理充分浇水，使各处理基质吸水达饱和，然后停止浇水，使植物遭受干旱胁迫，直至所有的植株枯死，试验在塑料大棚中进行，不受外界降水的影响，棚内日平均气温为26.2℃，空气相对湿度为70%。

表5 实施例2中不同处理对白菜生存期的影响

	生存期(d)	较CK1(d)	较CK2(d)
				CK1	3.7	—	—
CK2	5.9	—	—
				T1	25.7	+22.0	+19.8
T2	27.1	+23.5	+21.3
				T3	21.6	+18.0	+15.8
T4	17.1	+13.5	+11.3

由表5可见，T1-T4处理白菜的生存期比CK1、CK2有大幅增加，生存期延长了11.3-23.5天，表明了在干旱胁迫的条件下，栽培基质储存的水分能缓慢地释放出来，维持植物的生存，推迟植物的枯萎时间，增强了植物的抗旱能力。

实施例3

发明人于2012年4月，在四川农业大学温江校区进行膨润土与菌渣复合栽培基质辣椒盆栽试验，按照本发明中所述制备方法，将以不同膨润土和菌渣比例制得的基质进行应用比较。

试验共设六个处理：对照砂土CK1，壤土CK2，不同比例膨润土与菌渣复合栽培基质T1、T2、T3、T4，其膨润土与菌渣重量比依次为1:1、1:1.5、1:2、1:2.5。各处理组成（按每盆用量计）见下述表1，每个处理设4个重复。

本实施例中所用复合肥为中化山东肥业有限公司生产的25%复合肥，其中含N（15%）、P（5%）、K（5%）。所用辣椒品种为二荆条椒

表6 实施例3中各处理组成

	砂土(g)	壤土(g)	膨润土(g)	菌渣(g)	复合肥(g)
						CK1	2000	0	0	0	2.4
CK2	0	2000	0	0	2.4
						T1	0	0	1000	1000	2.4
T2	0	0	800	1200	2.4
						T3	0	0	667	1333	2.4
T4	0	0	571	1429	2.4

3月初在温室穴盘育苗，4月20日选择株高约10cm、长势一致的辣椒移栽，每盆定植3株。辣椒的栽培管理按照常规进行，各处理进行同样的水肥管理。辣椒始收期7月14日，终收期9月3日。

表7 实施例3中不同处理对辣椒生物量和产量的影响

	生物量(g/盆)	较CK1(%)	较CK2(%)	产量(g/盆)	较CK1(%)	较CK2(%)
							CK1	32.34	—	—	22.86	—	—
CK2	37.47	—	—	32.97	—	—
							T1	40.65	+25.7	+8.5	33.60	+47.0	+1.9
T2	43.17	+33.5	+15.2	35.22	+54.1	+6.8
							T3	45.48	+40.6	+21.4	37.53	+64.2	+13.8
T4	45.06	+39.3	+20.3	34.71	+51.8	+5.3

由表7可见，T1-T4各处理辣椒生物量与产量都明显高于CK1和CK2，分别提高8.5%-40.6%与1.9%-64.2%。

通过实施例1、实施例2和实施例3可以看出，使用本发明的膨润土与菌渣复合栽培基质能够为植物提供充足的水分与养分，促进种子萌发、促进植物生长，增加植物生物量和产量，延长植物在干旱条件下的生存时间。同时有效解决了菌渣难以处理的问题，形成了资源的再利用，既节约了生产成本，又避免了菌渣资源的浪费和对环境的污染，是一种天然、廉价、安全的保水保肥栽培基质。

Claims

1.一种膨润土与菌渣复合的保水保肥栽培基质的制备方法，其特征在于：

该基质包括以下组分，以重量份计，膨润土的含量为30-40份，菌渣的含量为60-70份，复合肥的含量为0.1-0.5份；所述的膨润土为钙基膨润土，其pH值为5.5-8.5；所述的菌渣是指以食用菌栽培废弃物为原料，经发酵腐熟，其有机质含量以干基计，其质量百分含量≥30%；水分中以游离水的质量百分含量计≤20%；pH值为5.5-8.0；废弃菌渣经发酵腐熟后与膨润土按一定比例混合均匀制成，其具体步骤包括：

（1）对菌渣进行前期处理：

选取食用菌种植后新鲜下架的废菌袋，废菌料经脱袋处理，粉碎至1-3cm的颗粒，每立方米颗粒中加入0.2kg复合微生物菌剂，0.5kg尿素，保证堆肥发酵料中碳氮比为20；将原料充分混匀后，调节含水的质量百分含量至60%，建堆要求料堆宽1.5m，高1.2m，剖面呈梯形，覆盖塑料薄膜；建堆后进行1-2次翻堆，使内外发酵均匀，发酵料由浅黄色转变为黑褐色, 无异味，发酵堆制结束，整个过程为15-30d；菌渣堆制好后，存放在具有良好通风条件和防止淋雨的设施内，待其含水量降至20%；

（2）将菌渣与膨润土、无机化肥混合：

将菌渣与膨润土、复合肥按比例混合均匀，然后粉碎成1cm的颗粒即制得保水保肥栽培基质；

所述的复合肥中，以质量百分含量计，氮的含量为10%-25%，磷的含量为5%-15%，钾的含量为5%-15%。