CN103193522A - 一种用山核桃蒲壳制成的蔬菜育苗基质材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用山核桃蒲壳制成的蔬菜育苗基质材料及其制备方法。由于山核桃蒲壳含有多种生物碱成分，对其他生物的生存、生长具有杀灭或抑制作用，山核桃蒲壳作为基质材料目前主要用于栽培基质。本发明用山核桃蒲壳制成的蔬菜育苗基质材料，其由以下质量百分比的原料组成：山核桃蒲壳80%，豆粕5-10%，碳化稻壳10-15%；将山核桃蒲壳与豆粕和碳化稻壳混合后进行堆置发酵，所得的发酵物再采用螺杆挤压法进行固液分离，使生物碱随液体从发酵物中脱除。本发明通过发酵使山核桃蒲壳中生物碱从组织中游离出来，再通过螺杆挤压实现生物碱脱除，形成蔬菜育苗基质材料，与其他材料配比可形成蔬菜育苗基质，适于大规模生产。

Description

一种用山核桃蒲壳制成的蔬菜育苗基质材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及蔬菜育苗基质领域，具体地说是一种用山核桃蒲壳制成的蔬菜育苗基质材料及其制备方法。

背景技术

山核桃果皮由外果皮、中果皮和内果皮三层结构组成。含叶绿体的表皮细胞紧密排列形成薄壁组织层，外表面有角质层，构成外果皮；中果皮占比例最大，包括最外侧的两层左右的石细胞和分布着4-5轮维管束的薄壁组织两部分，外果皮与中果皮构成蒲壳；内果皮由厚壁的木质化石细胞组成，细胞体积小，排列紧密，无细胞间隙，即坚硬果壳部分。

至2006年资料统计，中国山核桃种植面积约43,333hm²，主产区位于浙皖交界的天目山区。该区域山核桃种植面积占全国的47.7%，产量约占全国的70%，而且，该区域山核桃种植效益较高，种植面积增加迅速，山核桃干籽产量已达到1.2万吨以上。根据实测的干籽与蒲壳1:5质量比换算，2011年仅临安地区每年就近7万吨山核桃蒲壳产生，为山核桃蒲壳的资源化利用提供了有利条件。

由于山核桃蒲壳含有多种生物碱成分，对其他生物的生存、生长具有杀灭或抑制作用。每年9月山核桃采收季节，大量山核桃外蒲壳堆积在河滩、山谷，遇到大雨后即被冲入溪流，造成大量溪鱼死亡，水质红浊无法饮用。

研究表明山核桃蒲壳水提液及醇提液对萝卜、黄瓜、小麦等作物幼苗生长有影响，两种提取液对以上作物种子的萌发率、幼苗的苗高和根长主要表现为抑制作用。提取液浓度越大，抑制种子萌发的作用越强。且水提液的抑制作用比醇提液的抑制作用强。结果还显示，提取液稀释到一定浓度时，对种子萌发有不同程度的促进作用。

山核桃蒲壳总生物碱较佳提取条件为：A提取温度＞B乙醇浓度＞C液料比＞D提取时间，其中，60℃水浴条件总生物碱萃取量为最高，达0.73%。但是，由于我国对于植物生物碱研究尚处于初始阶段，对于山核桃蒲壳生物碱的种类、总含量的研究尚无报道，目前的提取方法仅限于使用提取液提取生物碱的实验室研究，量小且成本高，不适于大规模生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种用山核桃蒲壳制成的蔬菜育苗基质材料，其通过发酵使山核桃蒲壳中生物碱从组织中游离出来，再通过螺杆挤压实现生物碱脱除，形成蔬菜育苗基质材料，适于大规模生产。

为此，本发明采用的技术方案如下：一种用山核桃蒲壳制成的蔬菜育苗基质材料，其由以下质量百分比的原料组成：山核桃蒲壳80%，豆粕5-10%，碳化稻壳10-15%；将山核桃蒲壳与豆粕和碳化稻壳混合后进行堆置发酵，控制堆温、发酵物含水量以及发酵时间，使山核桃蒲壳中生物碱游离，所得的发酵物再采用螺杆挤压法进行固液分离，使生物碱随液体从发酵物中脱除，消除对蔬菜种子发芽的抑制。

通常意义上的发酵技术一般通过调节碳氮比、酸碱度、通气性、含水量以及加入发酵菌剂等方法，以缩短发酵时间，提高生产效率为目的。本发明的目的是通过发酵脱除山核桃蒲壳中生物碱，使其成为生产育苗基质的材料，可与其他基质材料配比形成蔬菜育苗基质，因此，对于堆温、发酵物含水量以及发酵时间的控制，以使蒲壳中生物碱从组织中游离；经螺杆挤压实现固液分离后的固体物料，其生物碱含量下降到不影响种子正常发芽为目标。

上述蔬菜育苗基质材料最优选由以下质量百分比的原料组成：山核桃蒲壳80%，豆粕5%，碳化稻壳15%，其堆温能保持55-65℃30天以上，促使山核桃蒲壳中生物碱充分游离。

  上述用山核桃蒲壳制成的蔬菜育苗基质材料的制备方法，其包括以下步骤：

1)按山核桃蒲壳、豆粕和碳化稻壳各自的比例备料；

2)将步骤1)得到的备料置入发酵槽，堆温超过65℃即行翻堆，55℃以上维持时间14-35

天，控制发酵物含水量在60～70%，促使蒲壳中生物碱游离；

3)将步聚2）得到的发酵物用双螺杆挤压膨化机进行挤压，实现固液分离。

本发明通过发酵使山核桃蒲壳中生物碱从组织中游离出来，再通过螺杆挤压实现生物碱脱除，经以上处理后的发酵物与其他材料配比可形成蔬菜育苗基质，适于大规模生产；本发明采用山核桃蒲制成蔬菜育苗基质的材料，可作为泥炭替代物，保护泥炭资源,可持续发展，解决了产区废弃山核桃蒲壳的污染问题。

附图说明

图1为本发明采用不同物料配比的发酵堆温度变化。

图2为利用本发明得到的山核桃蒲壳发酵物形成不同配比基质的孔隙度变化情况。

图3为利用本发明得到的山核桃蒲壳发酵物形成不同配比基质对西瓜苗株高的影响。

图4为利用本发明得到的山核桃蒲壳发酵物形成不同配比基质对西瓜苗干重的影响。

具体实施方式

以下是本发明通过山核桃蒲壳发酵温度试验、发酵时间试验、发酵物水浸提液种子发芽试验，明确山核桃蒲壳生物碱脱除后作为育苗基质材料的最佳工艺方法。

实施例1：发酵温度试验

1).材料：山核桃蒲壳采自浙江省临安市昌化镇，当地山核桃采收时收集。

2).试验方法：试验共设4个配方处理，具体构成为：

（A）80%山核桃蒲壳+0%豆粕+20%碳化稻壳

（B）80%山核桃蒲壳+5%豆粕+15%碳化稻壳

（C）80%山核桃蒲壳+10%豆粕+10%碳化稻壳

（D）80%山核桃蒲壳+15%豆粕+5%碳化稻壳

3).试验结果与分析：见图1。

不同物料配比发酵堆升温过程及发酵进程差异明显，表现在堆温维持时间明显不同，以处理B维持时间最长，55℃以上时间为31天，处理C为15天，处理D为5天，处理A为0天。

 

实施例2：不同时间段发酵物水浸提液发芽试验

1).材料：从实施例1处理B中定时随机采集发酵物，供试品种为绿花菜种子。

2).试验方法：分别于发酵开始前和开始后的10天、20天、30天、40天、50天、60天时间，随机采集500毫升样5个，混合均匀后经螺杆挤压实现固液分离，取固体物加去离子水1000毫升，搅拌5分钟后过滤。取100毫升滤液于培养皿中，放入绿花菜种子100粒，在培养箱中25℃培养5天后测定种子发芽率，发芽试验设4次重复。

3).试验结果与分析：见表1。

    表1 不同时间段发酵物水浸提液对种子发芽的影响

    从表1看出，随着发酵时间延长，发酵物挤压后固体物的水浸液对绿花菜种子发芽抑抑制作用逐渐减小，这种趋势在发酵前40天（55℃堆温31天）尤其显著，40天后发芽率虽有一定程度提高，但作用不十分显著。

 

实施例3：不同配比发酵物水浸提液发芽试验

1).材料：从实施例1各处理中，按实施例2方法采集样品，供试蔬菜种子同实施例2。

2).试验方法：在发酵试验60天后，从实施例1每处理中各随机采集1000毫升样5个，混合均匀后等分为2个样本，其中一个样本经螺杆挤压实现固液分离，取固体物加去离子水1000毫升，搅拌5分钟后过滤。另一个样本直接加等量去离子水搅拌过滤。取100毫升滤液于培养皿中，放入绿花菜种子100粒，在培养箱中25℃培养5天后测定种子发芽率，发芽试验设4次重复。

3).试验结果与分析：见表2。

从表2结果来看，堆置发酵使山核桃蒲壳中生物碱不同程度从组织中游离出来，并有部分随发酵液从发酵槽中流出，不同配比处理由于发酵堆温度及维持时间引起游离程度不同，随发酵液流出或经螺杆挤压排出的量也不同，这从不同处理发酵物挤压前后水浸提液种子发芽率变化中可以得到证明。

同时也表明，螺杆挤压实现固液分离，减小了固体物水浸液对种子发芽的抑制作用。然后挤压只起到一个物理性的作用，因而对各处理的作用在21%～34%之间，相对于发酵过程，对各处理的作用在24%～91%之间。因此山核桃蒲壳中生物碱的脱除主要依靠充分的发酵而实现。

表2 不同处理发酵物水浸提液对种子发芽率（%）的影响

实施例4：山核桃蒲壳发酵物作为育苗基质材料试验

1).材料：山核桃蒲壳取自实施例1处理B所得发酵物并经螺杆挤压，种子同实施例1，泥炭、珍珠岩及蛭石均为国产。

2).试验方法：按体积比设6个配方处理，见表3。

表3 各试验处理基质材料配比（%）

3).试验结果与分析：见图2～4。

 山核桃蒲壳呈颗粒状，从图2看出，随着山核桃蒲壳比例递增，持水孔隙比例逐渐减少，通气孔隙比例逐渐增加，当山核桃蒲壳比例＞40%以后差异不明显。因此，加入30%～40%的山核桃蒲壳，基质持水性与通气性相对合理。

图3、图4所示的穴盘育苗结果表明，基质中山核桃蒲壳比例在10%～40%范围内，随着比例的增加，西瓜的株高和干重都随之增大，＞40%以后开始减小。山核桃蒲壳比例增大，基质的通气性提高，但持水能力减小。在穴盘苗生长过程中，水分协迫对幼苗生长的影响最大，保证基质的持水能力是首要技术因素。因此，育苗基质中山核桃蒲壳的比例在30%～40%范围最佳。

Claims (3)

1.一种用山核桃蒲壳制成的蔬菜育苗基质材料，其由以下质量百分比的原料组成：山核桃蒲壳80%，豆粕5-10%，碳化稻壳10-15%；将山核桃蒲壳与豆粕和碳化稻壳混合后进行堆置发酵，控制堆温、发酵物含水量以及发酵时间，使山核桃蒲壳中生物碱游离，所得的发酵物再采用螺杆挤压法进行固液分离，使生物碱随液体从发酵物中脱除。

2.根据权利要求1所述的用山核桃蒲壳制成的蔬菜育苗基质材料，其特征在于，它由以下质量百分比的原料组成：山核桃蒲壳80%，豆粕5%，碳化稻壳15%。

3.权利要求1或2所述用山核桃蒲壳制成的蔬菜育苗基质材料的制备方法，其包括以下步骤：

1)按山核桃蒲壳、豆粕和碳化稻壳各自的比例备料；

2)将步骤1)得到的备料置入发酵槽，堆温超过65℃即行翻堆，55℃以上维持时间14-35

天，控制发酵物含水量在60～70%；

3)将步聚2）得到的发酵物用双螺杆挤压膨化机进行挤压，实现固液分离。

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