CN103848701B

CN103848701B - 一种无土植物栽培基质的制备方法及由该方法制备的基质

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Publication number: CN103848701B
Application number: CN201410126225.1A
Authority: CN
Inventors: 孙向阳; 张璐; 龚小强
Original assignee: Beijing Forestry University
Current assignee: Beijing Forestry University
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: CN103848701A

Abstract

本发明公开了一种无土植物栽培基质及其制备方法，本发明的栽培基质制备方法包括首先将农林废弃物、水、发酵催化剂、发酵菌剂、竹醋液和/或木醋液混合均匀进行第一次发酵处理，制得第一发酵基质；然后向第一次发酵基质中加入发酵催化剂、水、竹醋液和/或木醋液，进行第二次发酵处理即得，其中，所述发酵催化剂包括鼠李糖脂。本发明制备的植物栽培基质营养均衡，营养成分含量高，结构合理，物理性质稳定，便于植物吸收，满足植物生长需要，提高了植物栽培的成活率和观赏效果。

Description

一种无土植物栽培基质的制备方法及由该方法制备的基质

技术领域

本发明涉及一种农林有机废弃物的利用方法，特别涉及一种利用农林有机废弃物制备栽培基质的方法。

背景技术

随着城市绿化在中国各大城市中的快速发展，农林废弃物如枯枝落叶（植物凋落物）、树枝修剪物、草坪修剪物、杂草和残花、玉米芯、稻壳等的量也越来越大。长期以来，为了追求整洁美观，这种农林废弃物往往被视为城市固体废弃物，成为绿地养护管理的清除对象，枯枝落叶的清理程度甚至成为衡量养护精细水平的重要指标。但是，由于处理不当，大量的农林废弃物没有得到充分的再利用，造成了严重的环境污染。

堆肥处理是利用微生物活动，将农林废弃物中易腐有机质分解成易被植物吸收的腐殖质和氮、磷、钾等营养元素的生物化学处理过程，是城市绿色废弃物资源化利用的有效途径之一。用堆肥法处理城市农林废弃物不但可以变废为宝，还能节约垃圾填埋所占土地，并减轻垃圾焚烧对大气的污染，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。

我国堆肥技术发展历史久远，但传统堆肥周期长、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和氮素养分损失，降低堆肥产品的养分和利用价值。所以，农林废弃物堆肥过程中亟待解决的问题主要有物料降解率低、发酵周期长和氮素损失多。其原因是多方面的，一方面，由于在好氧发酵的堆制过程中，会发生较高温度的生物化学反应，随着温度的升高和反应的进行，有机物的快速分解会产生大量的氨气，不仅导致堆肥氮素的损失，而且也会造成大气污染；另一方面，农林废弃物一般含有高达75%的纤维素和半纤维素，这是生产生物肥料的主要来源。由于农林废弃物纤维素和半纤维素含量高，加之目前我国对农林废弃物预处理的手段不成熟，那么有着复杂结构的农林废弃物需要很长的时间才能发酵完全；此外，微生物对物料中营养物质的缺乏十分敏感，所以，营养元素的缺乏会使微生物所处环境的营养失衡，微生物活动和繁殖受影响，导致堆肥物料降解率低，发酵时间延长，成品质量不高。所以，环境中的理化性质条件在很大程度上影响着微生物的生长、基质代谢速率及微生物对堆肥过程中积累的高浓度有机酸和氨氮等毒性物质的反应。一般，常常通过补充物料中固氮和营养物质，提高有机物的转化率，抑制堆肥过程的有机酸积累。同时，还可以通过有效地农林废弃物预处理，调节物料容重和孔隙度等物理环境，缩短发酵时间，减少物料体积，提高堆肥的效率和稳定性及堆肥过程的能量利用水平。

一般，堆肥过程是受很多因素决定的，如农林废弃物的可降解性、发酵系统的通风透气性，以及外界添加的各种有效加速堆肥过程的物质等。目前，大量研究表明，采用化学和生物手段可以加速堆肥进程，但是很少研究物理手段对堆肥过程的影响，尤其是对农林废弃物采取有效地物理方面的预处理研究。实际上，在发酵前，选择适宜的农林废弃物的颗粒粒级大小，可以有效改善堆肥过程中物料的通气透水性和容重，为微生物的繁殖和活动提供一个良好的物理环境，同时提高堆肥速度。在农林废弃物发酵前，如果发酵颗粒粒级偏小，会影响堆肥物料的氧气和二氧化碳的交换，通风透水性差，致使好氧发酵变成厌氧发酵，阻碍好氧微生物的繁殖和活动，延长发酵周期，降低堆肥品质；如果颗粒粒级偏大，物料会在堆肥过程中发生塌陷现象，同时物料含水率会逐渐降低，保水性变差，造成过低的容重和过多的通气孔隙，使得物料散热速度加快，无法自行升温，微生物繁殖与活动减慢，大大延长了发酵周期。

另一方面，在堆肥物料中加入的一些物质，可促进堆肥的生物化学反应进程，并对堆肥起到催化作用，提高堆肥产品的质量。堆肥催化剂是指为了加快堆肥进程，促进有机物分解和提高堆肥产品质量，常用的堆肥催化剂根据其作用可分为：（1）营养调节剂：调节堆肥物料中的养分，加速微生物活动，降低发酵周期，如牲畜粪便；（2）膨胀剂：加入一些质地疏松的物质来增加堆肥物料的通气性，如锯末、作物秸秆、粉碎的废橡胶轮胎等；（3）调理剂：用于平衡堆肥物料中的含水率，如污泥和碾碎的垃圾。虽然这些催化剂已经广泛用于堆肥过程，但存在着诸多问题有待解决：①某些营养调节剂，如牲畜粪便等。若在使用过程中操作不当，可能会污染周边环境，导致物料内细菌滋生，降低堆肥产品质量；②某些膨胀剂，如粉碎的废橡胶轮胎，在使用中遇到堆肥高温期极易分解出有毒物质；③某些调理剂，如污泥和碾碎的垃圾，其可能在运输过程中存在一定困难，若没有进行充分的消毒和杀菌措施，会导致环境污染，其中还有的重金属类物质也会降低堆肥产品质量。在堆肥制作过程中，人们盲目使用催化剂，可能会发生不良的化学反应，产生有毒物质，无法达到预期的催化作用，反而会适得其反，污染环境，增加成本，导致堆肥产品质量降低，甚至含有弱毒性的潜在危险。

综上所述，迫切需要寻求适宜的发酵颗粒粒级和高效的堆肥催化剂来控制堆肥过程，达到缩短周期，控制恶臭散发，减少NH₄ ⁺-N挥发的目的，提高堆肥产品的质量和品质，满足实际生产中的需要。

针对目前堆肥产品质量和品质低、发酵周期长、物料利用率低和氮素损失多的问题，本发明可优化堆肥过程的工艺控制条件，提高微生物活性；提高堆肥基质质量，使得堆肥后的农林废弃物达到无土栽培基质的要求标准，部分或全部替代日益枯竭的泥炭用于无土栽培。

发明内容

本发明的目的是针对目前农林废弃物发酵过程中，物料利用率低、发酵周期长和氮素损失多的问题提供一种无土植物栽培基质的制备方法。本发明的栽培基质价格低廉，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。本发明充分利用了农林有机废弃物，同时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。

为实现本发明的目的，本发明提供一种无土植物栽培基质的制备方法，包括如下步骤：首先将农林废弃物、水、发酵催化剂、发酵菌剂、竹醋液和/或木醋液混合均匀进行第一次发酵处理，制得第一发酵基质；然后向第一次发酵基质中加入发酵催化剂、水、竹醋液和/或木醋液，进行第二次发酵处理即得，其中，所述发酵催化剂包括鼠李糖脂。

其中，所述发酵催化剂还包括蚯蚓粪和麦饭石。

特别是，所述发酵催化剂中蚯蚓粪、麦饭石、鼠李糖脂的重量份配比为10-45：20-65：1，优选为15-25：35-50：1，进一步优选为15-25：35-45：1。

鼠李糖脂，一种可溶于水的棕色膏状固体，天然的生物表面活性剂，无毒，具有可降解性，较强的生物相容性，油、水两亲性，可以有效降低堆肥物料固体和液体的表面张力，也可以在温度、pH值及盐度处于极端状况下使用。同时，鼠李糖脂还可以作为一种有效的碳源为微生物的活动和繁殖提供养分来源。

蚯蚓粪，黑褐色颗粒状，质轻、粒细均匀、无异味、保水保肥、营养全面。可以改善堆肥过程中物料的通气透水性和容重，加速微生物繁殖；可以增强堆肥的保水、保肥性；能吸着盐基成分起交换作用，降低堆肥产品的含盐量；施用含有蚯蚓粪的堆肥产品，可以增强植物对病虫害的抵抗力，抑制植物土传病害，改善植物品质。

麦饭石，无毒、无害，具有一定生物活性的复合矿物或药用岩石。成分为钾长石、斜长石、黑云母和角内石等多种物质的集合体，是花岗岩、花岗内长石、石英班岩的风化、半风化产物。麦饭石的母岩常为中、酸性岩浆岩。其化学成分除常见的Ca、Mg、Si、Al、Fe、K、Na外，还有少量稀有元素和稀土元素。麦饭石具有吸附性、溶解性、pH调节性、生物活性和矿化性等性能，能吸附水中游离的金属离子。麦饭石中含Al₂O₃约15%,是典型的两性氧化物，在水溶液中遇碱起反应降低pH值，遇酸起反应提高pH值，具有双向调节pH的功能。经水泡过的麦饭石，可溶出对生物体有用的常量元素K、Na、Ca、Mg、P及Si、Fe、Zn、Cu、Mo、Se、Mn、Sr、Ni、V、Co、Li、Cr、I、Ge、Ti等微量元素以及某些氨基酸。

其中，所述农林废弃物是农、林、牧、渔各业，生产、加工及日常生活过程中产生的废弃物。

特别是，所述的农林废弃物选择树枝、树皮、草屑、花败、落叶、麦秸、芦苇、葵花秆、茅草茎、水稻秸秆、玉米芯、玉米秸秆，桃核、杏核、李核、花生壳、葵花籽壳、棉籽壳、油茶果壳，椰糠、椰壳中的一种或多种。

特别是，所述的农林废弃物还包括粮食加工厂、酿造厂、农副产品加工厂的下脚料、加工残渣，如糠皮、麦麸、糟渣、玉米芯、豆荚、花生壳、棉籽壳等。

其中，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，进一步优选为100:0.35-0.6。

特别是，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。

其中，在所述的第一次发酵处理过程中每100kg农林废弃物中添加2-15kg所述的发酵催化剂，优选为3-6kg；在所述第二次发酵处理过程中每100kg农林废弃物中添加9-30kg所述的发酵催化剂。

其中，第一次发酵处理过程中每100kg（干重）废弃物中添加1-2.5ml所述竹醋液和/或木醋液；第二次发酵处理过程中每100kg（干重）废弃物总共添加3-12.5ml所述竹醋液和/或木醋液。

特别是，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。

特别是，将农林废弃物粉碎至颗粒粒级为10-25mm之后，再进行第一次发酵处理。

特别是，将农林废弃物的碳氮比调节为20-35之后，再进行所述第一次发酵处理。

尤其是，所述碳氮比优选为25-30。

其中，所述第一次发酵处理包括如下顺序进行的步骤：

1）将农林废弃物粉碎后调节农林废弃物颗粒的C/N（碳氮比）比，制得待发酵废弃物颗粒；

2）首先将鼠李糖脂与水混合均匀，接着加入蚯蚓粪和麦饭石，混合均匀；将混合均匀的鼠李糖脂-蚯蚓粪-麦饭石混合物干燥，粉碎，制得发酵催化剂；

3）向待发酵废弃物颗粒中加入发酵菌剂、水和发酵催化剂，混匀成第一次发酵混合物；

4）将第一次发酵混合物堆成发酵堆体，进行堆置发酵处理，其中，在堆置发酵处理过程中监控发酵堆体的温度和含水率，每天进行翻堆处理，并调节堆体含水率为60-70%；当堆体温度升高至60-70℃，翻堆同时向发酵堆体喷洒竹醋液和/或木醋液，第一竹醋液和/或木醋液的用量为每100kg废弃物喷洒1-2.5ml；

5）当堆体温度降低至45-55℃，制得第一发酵基质。

其中，步骤1）中所述待发酵废弃物颗粒粒级为10-25mm；所述待发酵废弃物颗粒的C/N（碳氮比）比为20-35。

其中，步骤3）中所述第一次发酵混合物的含水率为60-70%；

特别是，步骤1）中所述的C/N比优选为25-30；步骤2）中所述发酵催化剂中蚯蚓粪、麦饭石、鼠李糖脂的重量份配比为10-45：20-65：1，优选为15-25：35-50：1，进一步优选为15-25：35-45：1；步骤3）中所述农林废弃物颗粒(干重)与发酵催化剂的重量之比为100：2-15，优选为100：3-6；所述农林废弃物颗粒与发酵菌剂的重量之比为100：0.1-1，优选为100:0.3-0.6，进一步优选为100:0.35-0.6；步骤3）中所述含水率优选为65%。

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4）中所述堆体温度达到65±2℃，向发酵堆体喷洒竹醋液和/或木醋液；步骤5）中所述温度优选为50℃。

其中，步骤2）中所述鼠李糖脂与水的重量之比为1：1-4。

特别是，还包括将混合均匀的鼠李糖脂-蚯蚓粪-麦饭石混合物干燥至含水率为3-5%后在进行所述的粉碎。

尤其是，粉碎后的发酵催化剂的粒径≤60目，优选为32-60目。

特别是，还包括向竹醋液和/或木醋液中加入水，制成竹醋液和/或木醋液稀释液后进行所述的喷洒竹醋液和/或木醋液稀释液。

特别是，竹醋液和/或木醋液稀释液中竹醋液和/或木醋液与水的体积之比为1：800-2000。

其中，所述第二次发酵处理包括如下步骤：

A）向第一发酵基质中添加水、竹醋液和/或木醋液、发酵催化剂，搅拌均匀，制成第二次发酵混合物；

B）将第二次发酵混合物堆成发酵堆体，进行第二次堆置发酵处理，同时监控堆体的温度和含水率，在第二次堆置发酵处理过程中每5-7天进行一次翻堆处理，翻堆过程中向堆体中添加水、竹醋液和/或木醋液、发酵催化剂，发酵至堆体的温度达到20-25℃，停止所述第二次发酵处理。

特别是，步骤A）中所述竹醋液和/或木醋液的用量为每100kg（干重）废弃物喷洒1-2.5ml；所述发酵催化剂与第一次发酵处理过程中农林废弃物颗粒的重量（干重）之比为3-6：100；所述第二次发酵混合物的含水率为60-70%，优选为65%。

特别是，步骤B）中每次翻堆处理时添加的所述竹醋液和/或木醋液的用量为每100kg废弃物喷洒1-2.5ml；步骤B）中每次翻堆处理时添加的发酵催化剂的用量为每100kg废弃物添加3-6kg发酵催化剂。

特别是，步骤B）中所述翻堆处理次数为2-4次。

特别是，步骤B）中翻堆处理过程中所述竹醋液和/或木醋液的添加总量为每100kg废弃物添加2-10ml；所述发酵催化剂的添加总量为每100kg废弃物添加6-24kg。

尤其是，第二次发酵处理过程中每100kg（干重）废弃物中总共加入3-12.5ml所述竹醋液和/或木醋液；总共加入9-30kg所述发酵催化剂。

其中，还包括向竹醋液和/或木醋液中加入水，制成竹醋液和/或木醋液稀释液后进行所述的喷洒竹醋液和/或木醋液稀释液。

本发明方法在堆置发酵过程中发酵物料经过2次发酵高温阶段，物料降解完全，物料分解速度快，提高了物料的利用率。在第一发酵处理前，将农林废弃物粉碎至适宜颗粒粒级（10-25mm），利于调整好氧发酵前物料的通风透气性、含水量和容重，形成一个良好的好氧发酵环境，加速微生物生的繁殖与分解活动。同时，将农林废弃物进行有效地机械粉碎，适宜的颗粒粒级可以使农林废弃物中的木质素、纤维素等难以分解的物质快速被微生物分解，缩短堆肥周期。

本发明制备的栽培基质具有如下优点：

1、本发明栽培基质的制备过程中，将农林废弃物进行了有效地预处理，将其粉碎至适宜发酵的颗粒粒级，利于调整好氧发酵前物料的通风透气性、含水量和容重，形成一个良好的好氧发酵环境，加速微生物的繁殖与分解活动。同时，将农林废弃物进行有效地机械粉碎，适宜的颗粒粒级可以使农林废弃物中的木质素、纤维素等难以分解的物质快速被微生物分解，缩短堆肥周期。

2、本发明栽培基质的制备过程中添加了鼠李糖脂、蚯蚓粪和麦饭石作为发酵催化剂，其可以降低固体和液体的表面张力，增加农林废弃物降解速率，将养分进行合理的释放，提高养分的利用率，调节发酵过程中各种营养元素的含量和物料中营养平衡，提高堆肥质量；优化堆肥过程的环境条件，加快堆肥化进程，促进堆肥的腐熟；同时对发酵过程的氨具有固定作用，减少了氮素损失，保持养分含量；促进有益微生物繁殖，改善物料中微生物群落，提高和保持微生物活性，降低氮素损失，改善堆肥成品的理化特性，提高堆肥物料利用率和堆肥产品的品质。

3、本发明的植物栽培基质的发酵催化剂，无污染、来源广泛，具有可降解、环境友好等特点，适于大规模使用。

4、本发明植物栽培基质的制备过程中，发酵周期短，发酵周期为18-22天，传统堆肥发酵周期是本发明废弃物发酵周期的4-15倍，提高了发酵效率，综合利用资源，利于环境保护。

5、本发明方法制备的栽培基质物理化学性质稳定，酸碱度适中（pH5.52-6.27），电导率（EC值）为0.29-0.43mS/cm，容重为0.3828-0.4217g/cm³，总孔隙度为56.37-66.02%，通气孔隙达到18.86-23.11%。同时，本发明制备的栽培基质中0.1-0.5mm的颗粒百分比为20.76-33.37%，优于进口泥炭基质，具有良好的颗粒粒级分级，使基质保持良好的通气透水性和容重，增加基质保水性和孔隙度，基质的物理化性能指标符合园艺植物适宜生长的要求，使得发酵后的堆肥产品达到适于植物栽培，满足无土栽培固体基质的要求。

6、本发明方法制备的栽培基质氮含量为3.13-3.58%，磷含量为0.89-1.03%，钾含量为0.68-0.86%，腐殖酸含量为19.43-20.16%，有机质含量为56.09-62.10%，钙含量为1.33-1.54%，镁含量为0.68-0.83%，硫含量为8.87-10.01%，铁含量为18.55-20.83%，铜含量为0.50-0.61%，锰含量为14.63-16.06%，锌含量为1.65-1.93%，营养结构合理，便于植物吸收，满足植物生长需要。

7、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。

8、本发明的植物栽培基质适宜植物正常生长发育，能有效增强植物营养吸收和根系发育，促进植物种子发芽，其发芽率和发芽指数高。

9、与进口泥炭的理化性质比较，本发明制备的植物栽培基质的理化性质得到明显改善，更适于植物生长，基质的发芽率和发芽指数显著提高。

10、使用本发明的植物栽培基质后，植物产量提高，可以改善农林产品品质，恢复农林作物原生态等功能，大幅度提高植物成活率和产量；改善农林产品品质，恢复农林产品的天然风貌。

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。

本发明实施例中所采用的竹醋液/木醋液购自桂林大自然生物材料有限公司，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%；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%；鼠李糖脂购自湖州紫金生物科技有限公司；蚯蚓粪购自广州多宇多生物科技有限公司；麦饭石购自河南温县恒盛净水材料厂。

实施例1

1、农林废弃物原料的预处理

采用粉碎机将园林废弃物枝干（柳树、槐树、杨树等修剪的枝干）粉碎成粒径10-25mm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。

在发酵过程中，本发明选择的发酵颗粒为10-25mm粒级的发酵基质，此粒级范围内的发酵颗粒是最适宜农林废弃物高效发酵的初始颗粒粒级范围，形成一个良好的好氧发酵环境，能够有效促进堆肥过程中的氧气和二氧化碳的交换，增加孔隙度，提高堆肥保水和持水能力，改善堆肥过程中物料的通气透水性和容重，加快堆肥过程的升温速度，为微生物的繁殖和分解活动提供一个良好的物理化学环境，优化堆肥过程的工艺控制条件，适宜的颗粒粒级可以使农林废弃物中的木质素、纤维素等难以分解的物质快速被微生物分解，显著缩短堆肥发酵处理时间，传统堆肥发酵周期是本发明废弃物发酵周期的4-15倍，而且第二次堆置发酵处理后制得的基质化学性质稳定，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。

2、制备发酵催化剂混合物

2A）向水中加入鼠李糖脂，混合均匀，配制成鼠李糖脂水溶液，其中鼠李糖脂与水的质量之比为1：3；

2B）将蚯蚓粪、麦饭石加入到鼠李糖脂水溶液中，混合均匀，制得发酵催化剂混合溶液，其中蚯蚓粪、麦饭石与鼠李糖脂的重量之比为15：35：1。

2C）对发酵催化剂混合溶液进行干燥，干燥至含水率为4%后，粉碎过32目筛，得到粒径≤32目的发酵催化剂混合物。

在发酵过程中添加鼠李糖脂、蚯蚓粪、麦饭石混合制成的发酵催化剂，在第一次发酵前和第二次发酵时添加鼠李糖脂、蚯蚓粪和麦饭石作为堆肥发酵的催化剂，为堆肥发酵过程中的高温微生物和中温微生物提供所需的C、N、P等营养物质，调节堆肥物料的通气透水性和容重，增加堆肥持水量，降低堆肥含盐量，使微生物分解物料的活动和繁殖加速；同时，可以降低堆肥物料和液体的表面张力，增加农林废弃物降解速率，使农林废弃物在堆肥过程中达到二次高温发酵，将一次高温发酵后没有完全分解的可溶性和难溶性有机物进行降解转化，再次分解物料，使堆肥发酵处理过程中的废弃物降解得更彻底，营养成分更丰富，更加利于植物的吸收和利用。

3、配制竹醋液稀释液

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0.9g/ml；有机酸含量为10%，酚类化合物含量为6%。

4、第一次发酵处理

4-1）向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为25，制得第一次发酵颗粒，其中，每100kg废弃物颗粒（干重）中添加尿素2.388kg。

本发明中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。

4-2）将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）、发酵催化剂混合物和水加入到发酵废弃物颗粒中搅拌混匀，调节废弃物的含水率为65%，制得第一次发酵混合物，其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中添加3kg发酵催化剂，即每100kg（干重）废弃物颗粒中加入的发酵催化剂混合物质量的量为3kg；其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中添加0.4kg发酵菌剂有机废物发酵菌曲，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。

4-3）将第一次发酵混合物堆置在发酵槽（北京市京圃园生物工程有限公司）内，进行第一次堆置发酵处理，并监控堆体的温度和含水率。

4-4）从发酵混合物堆置在发酵槽内开始计算第一次发酵时间，随着发酵的进行，堆体温度先升高然后下降，在堆置过程中每天翻堆一次，同时向堆体喷水使堆体含水率保持在65%，当堆体温度升高到65±2℃时，向堆体中喷洒竹醋液稀释液一次，当堆体温度降低至50℃时，即制得第一发酵基质，第一次堆置发酵处理共堆置6天，其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中喷洒1.75L竹醋液稀释液，即每100kg（干重）废弃物颗粒中加入的竹醋液的量为1.75ml。

5、第二次发酵处理

5-1）取出第一发酵基质并向其中喷洒水、竹醋液稀释液和添加发酵催化剂混合物，搅拌均匀，制成第二次发酵混合物，其中第二次发酵混合物的含水率为65%，喷洒竹醋液稀释液的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒2.5L竹醋液稀释液，即每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒2.5ml竹醋液；添加发酵催化剂混合物的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中加入3kg发酵催化剂，即每100kg废弃物颗粒（干重）中添加3kg发酵催化剂混合物；

5-2）将第二次发酵混合物堆置成垛，堆体基部长2m、宽1.5m、高1m，进行第二次堆置发酵处理；

5-3）从堆体开始发酵时开始计算第二次发酵处理时间，并监控堆体温度和含水率，随着发酵的进行，堆体温度先升高然后下降，当堆体温度降低至室温（25℃）时，停止第二次堆置发酵处理，制得植物栽培基质，其中，每5天进行一次翻堆处理，并同时向堆体基质中喷水、竹醋液稀释液、添加发酵催化剂，使堆体含水率保持为65%，共堆置发酵16天；

即第二次堆置发酵过程中共翻堆3次，也就是说向堆体中喷洒水、竹醋液稀释液和添加发酵催化剂混合物各3次；并且

每次翻堆时喷洒竹醋液稀释液的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒2.5L竹醋液稀释液，即在第二次发酵堆置过程中每100kg（干重）废弃物颗粒共喷洒10L竹醋液稀释液，也就是说，每100kg（干重）废弃物颗粒共喷洒10ml竹醋液；

每次翻堆时添加发酵催化剂混合物的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中添加3kg发酵催化剂混合物，即在第二次发酵过程中每100kg（干重）废弃物颗粒共加入12kg发酵催化剂混合物；

制备的植物栽培基质外观呈茶褐色或黑色，堆体呈疏松的团粒结构，没有恶臭，不再吸引蚊蝇。制备的栽培基质的性能指标按照如下方法进行检测：

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基质加满体积为200cm³的环刀，其中环刀的重量为W₀，栽培基质和环刀的总重量为W₁，然后将环刀和栽培基质浸泡在水中，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）。最后，再将栽培基质和环刀放入温度为65℃烘箱中，烘干至恒重（W₄）。按以下公式计算：

容重（g/cm³）=（W₄－W₀）/200

最大持水力（%）=（W₃－W₁）×100%/（W₁－W₀）

总孔隙度（%）=（W₂－W₄）×100%/200

通气孔隙（%）=（W₂－W₃）×100%/200

持水孔隙（%）=总孔隙度－通气孔隙

栽培基质的颗粒粒级采用筛分分析测定：将本实施例制备的风干的栽培基质通过不同网格大小的筛子（0.1，0.25，0.5，1，2，12mm），直至每个筛子内剩余样品质量不变为止，将每个筛子筛出的样品进行称重。

采用pH计和电导率计测定基质pH值，EC值，具体测定方法如下：

将本实施例制备的风干的栽培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；大量元素（钙、镁、硫）和微量元素（铁、铜、锰、锌、钼）采用美国LEEMANLABS公司ProdigyICP（电感偶合等离子体发射光谱仪）进行测定。

采用重铬酸钾容量法——外加热法测定栽培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。

植物栽培基质的性能指标检测结果如表2-4所示。

本发明由鼠李糖脂、蚯蚓粪和麦饭石组成的发酵催化剂，具有更好的生物可降解性、生物可适应性以及环境友好性等。1、本发酵催化剂具有疏松多孔性，可有效促进水分在堆肥颗粒中传输和分散，使水分在较短的时间内渗透到堆肥的深层，减缓堆肥中水分的蒸发，增加堆体的保水和持水能力；调节堆肥物料的物理性质，增加堆肥含水量和持水量；2、本发酵催化剂具有两亲性，可以降低堆肥颗粒间隙液相的表面张力，有利于有机物和菌体的传输，改善微生物生长的微环境，使堆肥各个层面（尤其是深层）的废弃物与菌体充分接触，缩短堆肥周期，提高堆肥效率；3、本发酵催化剂养分全面：含氮、磷、钾等大量元素，含有铁、锰、锌、铜、镁等多种微量元素和多种氨基酸，有机质和腐殖质含量都达到30%左右，为微生物的繁殖和分解活动提供充分的养分来源，提高堆肥产品的养分含量和品质；4、发酵催化剂富含微生物菌群，提高植物抗病防病能力，促进发酵中微生物的生长代谢及产酶能力，尤其是提高堆肥中分解木质纤维素酶的作用活性，促进堆肥过程中木质纤维素的降解；5、增加堆肥过程中水环境的溶解氧量，促进微生物的活动与繁殖，加速农林废弃物的好氧发酵过程；6、调节堆肥过程和产品的酸碱度，降低堆肥含盐量，改善堆肥结构和平衡酸碱度，调节堆肥终产品的pH值；7、发酵催化剂是多孔性的，表面积大，具有较强的吸附和交换能力，降低堆肥产品中有害有机物和重金属的含量，吸附、分解水中的游离氯和杂质、有机物、杂菌等，降低堆肥产品的有毒性和致病性，提高堆肥品质；8、具有矿化性，改善堆肥微环境，促进微生物的繁殖和活动，加速农林废弃物的分解，缩短堆肥周期；9、改良土壤和增加植物生长量：发酵催化剂可以改善堆肥产品的理化性质，增加堆肥产品的养分含量，将堆肥产品应用于土壤改良，能够稳定和提高、平衡土壤的物理机能，经济、有效地改善土质，保护环境；同时，植物可以表现出良好的生长能力，特别是植物的根系尤显发达，从而使植物在壮苗，抗倒和抗病等方面表现突出，改善植物品质，增加产量。

实施例2

1、农林废弃物原料的预处理

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（柳树、槐树、杨树等修剪的枝干，落叶、花败）粉碎成粒径15-20mm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、制备发酵催化剂混合物

2A）向水中加入鼠李糖脂，混合均匀，配制成鼠李糖脂水溶液，其中鼠李糖脂与水的质量之比为1：1；

2B）将蚯蚓粪、麦饭石加入到鼠李糖脂水溶液中，混合均匀，制得发酵催化剂混合溶液，其中蚯蚓粪、麦饭石与鼠李糖脂的重量之比为20：40：1；

2C）对发酵催化剂混合溶液进行干燥，干燥至含水率为5%后，粉碎过35目筛，得到粒径≤35目的发酵催化剂混合物。

3、配制竹醋液稀释液

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0.9g/ml；有机酸含量为10%，酚类化合物含量为6%。.

4、第一次发酵处理

4-1）向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为27，制得第一次发酵颗粒，其中，每100kg废弃物颗粒（干重）中添加尿素1.213kg。

4-2）将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）、发酵催化剂混合物和水加入到发酵废弃物颗粒中搅拌混匀，调节废弃物的含水率为70%，制得第一发酵混合物，其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中添加4kg发酵催化剂，即每100kg（干重）废弃物颗粒中加入的发酵催化剂混合物质量的量为4kg；其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中添加0.35kg发酵菌剂有机废物发酵菌曲，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。

4-4）从发酵混合物堆置在发酵槽内开始计算第一次发酵时间，随着发酵的进行，堆体温度先升高然后下降，在堆置过程中每天翻堆一次，同时向堆体喷水使堆体含水率保持在70%，当堆体温度升高到63±2℃时，向堆体中喷洒竹醋液稀释液一次，当堆体温度降低至45℃时，即制得第一发酵基质，第一次堆置发酵处理共堆置5天，其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中喷洒2.5L竹醋液稀释液，即每100kg（干重）废弃物颗粒中加入的竹醋液的量为2.5ml。

5、第二次发酵处理

5-1）取出第一发酵基质并向其中喷洒水、竹醋液稀释液和添加发酵催化剂混合物，搅拌均匀，制成第二次发酵混合物，其中第二次发酵混合物的含水率为70%，喷洒竹醋液稀释液的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒1L竹醋液稀释液，即每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒1ml竹醋液；添加发酵催化剂混合物的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中加入4kg发酵催化剂，即每100kg废弃物颗粒（干重）中添加4kg发酵催化剂混合物。

5-2）将第二次发酵混合物堆置成垛，堆体基部长2m、宽1.5m、高1m，进行第二次堆置发酵处理。

5-3）从堆体开始发酵时开始计算第二次发酵处理时间，并监控堆体温度和含水率，随着发酵的进行，堆体温度先升高然后下降，当堆体温度降低至室温（20℃）时，停止第二次堆置发酵处理，制得植物栽培基质，其中，每6天进行一次翻堆处理，并同时向堆体基质中喷水、竹醋液稀释液、添加发酵催化剂鼠李糖脂、蚯蚓粪和麦饭石的组合物，使堆体含水率保持为70%，共堆置发酵13天；

即第二次堆置发酵过程中共翻堆2次，也就是说向堆体中喷洒水和竹醋液稀释液、添加发酵催化剂混合物各2次；并且

每次翻堆时喷洒竹醋液稀释液的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒1L竹醋液稀释液，即在第二次发酵堆置过程中每100kg（干重）废弃物颗粒共喷洒3L竹醋液稀释液，也就是说，每100kg（干重）废弃物颗粒共喷洒3ml竹醋液；

每次翻堆时添加发酵催化剂混合物的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中添加4kg发酵催化剂混合物，即在第二次发酵过程中每100kg（干重）废弃物颗粒共加入12kg发酵催化剂混合物。

制备的植物栽培基质外观呈茶褐色或黑色，堆体呈疏松的团粒结构，没有恶臭，不再吸引蚊蝇，其性能指标检测结果如表2-4所示。

实施例3

1、农林废弃物原料的预处理

1-1）采用粉碎机（北京众意神龙机械有限责任公司）将农业废弃物（玉米芯、秸秆）粉碎成粒径20-25mm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、制备发酵催化剂混合物

2A）向水中加入鼠李糖脂，混合均匀，配制成鼠李糖脂水溶液，其中鼠李糖脂与水的质量之比为1：2；

2B）将蚯蚓粪、麦饭石加入到鼠李糖脂水溶液中，混合均匀，制得发酵催化剂混合溶液，其中蚯蚓粪、麦饭石与鼠李糖脂的重量之比为17：38：1；

2C）对发酵催化剂混合溶液进行干燥，干燥至含水率为3%后，粉碎过48目筛，得到粒径≤48目的发酵催化剂混合物。

3、配制木醋液稀释液

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1：1000，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8%。

4、第一次发酵处理

4-1）向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为30，制得第一次发酵颗粒，其中，每100kg废弃物颗粒（干重）中添加尿素0.739kg。

4-2）将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）、发酵催化剂混合物和水加入到发酵废弃物颗粒中搅拌混匀，调节废弃物的含水率为60%，制得第一次发酵混合物，其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中加入5kg发酵催化剂混合物，即每100kg（干重）废弃物颗粒中加入的发酵催化剂质量的量为5kg；其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中添加0.45kg发酵菌剂有机废物发酵菌曲，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。

4-4）从发酵混合物堆置在发酵槽内开始计算第一次发酵时间，随着发酵的进行，堆体温度先升高然后下降，在堆置过程中每天翻堆一次，同时向堆体喷水使堆体含水率保持在60%，当堆体温度升高到62±2℃时，向堆体中喷洒木醋液稀释液一次，当堆体温度降低至55℃时，即制得第一发酵基质，第一次堆置发酵处理共堆置7天，其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中喷洒1L木醋液稀释液，即每100kg（干重）废弃物颗粒中加入的木醋液的量为1ml。

5、第二次发酵处理

5-1）取出第一发酵基质并向其中喷洒水、木醋液稀释液和添加发酵催化剂混合物，搅拌均匀，制成第二次发酵混合物，其中第二次发酵混合物的含水率为60%，喷洒木醋液稀释液的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒1.75L木醋液稀释液，即每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒1.75ml木醋液；添加发酵催化剂混合物的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中加入5kg发酵催化剂，即每100kg废弃物颗粒（干重）中添加5kg发酵催化剂混合物。

5-3）从堆体开始发酵时开始计算第二次发酵处理时间，并监控堆体温度和含水率，随着发酵的进行，堆体温度先升高然后下降，当堆体温度降低至室温（25℃）时，停止第二次堆置发酵处理，制得植物栽培基质，其中，每5天进行一次翻堆处理，并同时向堆体基质中喷水和木醋液稀释液、添加发酵催化剂，使堆体含水率保持为60%，共堆置发酵14天。

即第二次堆置发酵过程中共翻堆2次，也就是说向堆体中喷洒水和木醋液稀释液、添加发酵催化剂混合物各2次；并且

每次翻堆时喷洒木醋液稀释液的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒2.5L木醋液稀释液，即在第二次发酵堆置过程中每100kg（干重）废弃物颗粒共喷洒6.75L木醋液稀释液，也就是说，每100kg（干重）废弃物颗粒共喷洒6.75ml木醋液；

每次翻堆时添加发酵催化剂混合物的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中加入5kg发酵催化剂混合物，即在第二次发酵过程中每100kg（干重）废弃物颗粒共加入15kg发酵催化剂混合物。

实施例4

1、农林废弃物原料的预处理

1-1）采用粉碎机（北京众意神龙机械有限责任公司）将农林废弃物枝干（柳树、槐树、杨树等修剪的枝干，落叶、稻壳）粉碎成粒径15-25mm的颗粒，制得废弃物颗粒，同时测定废弃物颗粒的有机质含量和氮含量，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	0.93

实施例2	33.47	0.76
			实施例3	38.24	0.79
实施例4	40.12	0.92

2、制备发酵催化剂混合物

2A）向水中加入鼠李糖脂，混合均匀，配制成鼠李糖脂水溶液，其中鼠李糖脂与水的质量之比为1：4；

2B）将蚯蚓粪、麦饭石加入到鼠李糖脂水溶液中，混合均匀，制得发酵催化剂混合溶液，其中蚯蚓粪、麦饭石与鼠李糖脂的重量之比为25:45：1；

2C）对发酵催化剂混合溶液进行干燥，干燥至含水率为4%后，粉碎过60目筛，得到粒径≤60目的发酵催化剂混合物。

3、配制竹醋液稀释液

4、第一次发酵处理

4-1）向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为27，制得第一次发酵颗粒，其中，每100kg废弃物颗粒（干重）中添加尿素1.028kg。

4-2）将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）、发酵催化剂混合物和水加入到发酵废弃物颗粒中搅拌混匀，调节废弃物的含水率为65%，制得第一次发酵混合物，其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中添加6kg发酵催化剂混合物，即每100kg（干重）废弃物颗粒中加入的发酵催化剂质量的量为6kg；其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中添加0.6kg发酵菌剂有机废物发酵菌曲，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。

4-4）从发酵混合物堆置在发酵槽内开始计算第一次发酵时间，随着发酵的进行，堆体温度先升高然后下降，在堆置过程中每天翻堆一次，同时向堆体喷水使堆体含水率保持在65%，当堆体温度升高到68±2℃时，向堆体中喷洒竹醋液稀释液一次，当堆体温度降低至50℃时，即制得第一发酵基质，第一次堆置发酵处理共堆置6天，其中，每100kg（干重）废弃物颗粒中喷洒1.75L竹醋液稀释液，即每100kg（干重）废弃物颗粒中加入的竹醋液的量为1.75ml。

5、第二次发酵处理

5-1）取出第一发酵基质并向其中喷洒水和竹醋液稀释液，添加发酵催化剂混合物，搅拌均匀，制成第二次发酵混合物，其中第二次发酵混合物的含水率为65%，喷洒竹醋液稀释液的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒2L竹醋液稀释液，即每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒2ml竹醋液；添加发酵催化剂混合物的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中加入6kg发酵催化剂混合物，即每100kg废弃物颗粒（干重）中添加6kg发酵催化剂混合物。

5-3）从堆体开始发酵时开始计算第二次发酵处理时间，并监控堆体温度和含水率，随着发酵的进行，堆体温度先升高然后下降，当堆体温度降低至室温（25℃）时，停止第二次堆置发酵处理，制得植物栽培基质，其中，每4天进行一次翻堆处理，并同时向堆体基质中喷水和竹醋液稀释液、添加发酵催化剂，使堆体含水率保持为65%，共堆置发酵14天。

即第二次堆置发酵过程中共翻堆3次，也就是说向堆体中喷洒水和竹醋液稀释液、添加发酵催化剂混合物各3次；并且

每次翻堆时喷洒竹醋液稀释液的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中喷洒1.75L竹醋液稀释液，即在第二次发酵堆置过程中每100kg（干重）废弃物颗粒共喷洒7.25L竹醋液稀释液，也就是说，每100kg（干重）废弃物颗粒共喷洒7.25ml竹醋液；

每次翻堆时添加发酵催化剂混合物的量为每100kg废弃物颗粒（干重）中加入6kg发酵催化剂，即在第二次发酵过程中每100kg（干重）废弃物颗粒共添加24kg发酵催化剂混合物。

对照例1

除了第一次和第二次发酵处理过程中不添加发酵催化剂混合物之外，其余与实施例1相同。

制备的植物栽培基质的性能指标检测结果如表2-4所示。

对照例2

除了制备发酵催化剂混合物步骤中不添加鼠李糖脂之外，其余与实施例1相同。

制备的植物栽培基质的性能指标检测结果如表2-4所示。

对照例3

除了制备发酵催化剂混合物步骤中不添加蚯蚓粪之外，其余与实施例1相同。

制备的植物栽培基质的性能指标检测结果如表2-4所示。

对照例4

除了制备发酵催化剂混合物步骤中不添加麦饭石之外，其余与实施例1相同。

制备的植物栽培基质的性能指标检测结果如表2-4所示。

对照例5

除了制备发酵催化剂混合物步骤中只添加鼠李糖脂，在发酵过程中以溶液的形式喷洒在发酵废弃物颗粒中之外，其余与实施例1相同。

制备的植物栽培基质的性能指标检测结果如表2-4所示。

对照例6

除了制备发酵催化剂混合物步骤中只添加蚯蚓粪之外，其余与实施例1相同。

制备的植物栽培基质的性能指标检测结果如表2-4所示。

对照例7

除了制备发酵催化剂混合物步骤中只添加麦饭石之外，其余与实施例1相同。

制备的植物栽培基质的性能指标检测结果如表2-4所示。

对照例8

以丹麦品氏（Pindstrup）泥炭为对照例8，基质性能指标检测结果如表2-4所示。

表2堆肥基质基本物理性质及发酵周期

表2中的检测结果表明：

1、本发明方法制备的植物栽培基质发酵周期短，仅需要18-22天，比传统堆肥发酵的周期缩短一半以上，显著缩短堆肥发酵时间，传统堆肥发酵周期是本发明废弃物发酵周期的4-15倍，提高了发酵效率，降低了堆肥添加剂成本，综合利用资源，利于环境保护。

2、本发明制备的植物栽培基质的容重为0.3828-0.4217g/cm³，符合植物生长的栽培基质容重（0.1-0.8g/cm³）要求，并且达到了植物生长的栽培基质容重的最佳值（约0.4000g/cm³）要求，与对照例进口泥炭基质的容重对比，更接近最佳容重值，表明本发明的栽培基质疏松，通透性好，固持植株性能好；

3、本发明制备的栽培基质的总孔隙度为56.37-66.02%，通气孔隙达到18.86-23.11%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1.76-2.50%，持水孔隙达到37.51-42.91%，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1.76-2.50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；

4、本发明制备的栽培基质的通气性、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进口泥炭基质，满足无土栽培固体基质的要求。

5、本发明方法制备的栽培基质的最大持水力、总孔隙度、通气孔隙、持水孔隙与对照例相比均具有显著性差异，本发明在发酵过程中同时添加鼠李糖脂、蚯蚓粪和麦饭石混合物作为发酵催化剂制备的栽培基质的最大持水力、总孔隙度、通气孔隙、持水孔隙均高于只以鼠李糖脂、蚯蚓粪、麦饭石或鼠李糖脂、蚯蚓粪、麦饭石任意两种混合作为发酵催化剂或不添加任何催化剂制备的植物栽培基质的最大持水力、总孔隙度、通气孔隙、持水孔隙。表明本发明方法中同时添加鼠李糖脂、蚯蚓粪和麦饭石的混合物作为发酵催化剂对农林废弃物的降解具有协同增效的作用。

表3堆肥产品的颗粒粒级分析

表3中的检测结果表明：

1、据研究表明：在堆肥产品的颗粒粒级分析中，0.1-0.5mm的颗粒百分比越大，表明堆肥腐熟度越好，越适宜作为无土栽培基质。本发明制备的栽培基质中0.1-0.5mm的颗粒百分比为20.76-33.37%，优于进口泥炭基质。

2、本发明制备的栽培基质具有良好的颗粒粒级分级，使基质保持良好的通气透水性和容重，增加基质保水性和孔隙度，满足无土栽培固体基质的要求。

3、本发明方法制备的栽培基质的颗粒粒径为0.1-0.5mm的颗粒含量与对照例1-8相比，粒径为0.1-0.5mm的颗粒含量增加3.62-14.93倍，表明本发明方法中同时添加鼠李糖脂、蚯蚓粪和麦饭石的混合物作为发酵催化剂对农林废弃物的降解具有协同增效的作用，制备的栽培基质质量高于只以鼠李糖脂、蚯蚓粪、麦饭石或鼠李糖脂、蚯蚓粪、麦饭石任意两种混合作为发酵催化剂或不添加任何催化剂制备的植物栽培基质。

表4堆肥基质基本化学性质

表4的检测结果表明：

1、据研究表明，基质pH的范围为5.2-6.5，EC值小于0.5mS/cm，最适宜作为无土栽培基质。本发明制备的栽培基质的酸碱度呈弱酸至中性，pH为5.52-6.27；EC值为0.29-0.43mS/cm，对照例（不包括泥炭）的pH为7.11-8.26，EC值为0.94-1.44mS/cm，说明本发明的栽培固体基质的酸碱度和可溶性盐含量与对照例相比有效降低，甚至优于泥炭，满足无土栽培基质的要求，能够为植物提供稳定的基质生长环境，对植物无毒害作用和不良影响，不影响栽培基质的养分平衡。

2、本发明的无土栽培基质中，氮含量为3.13-3.58%，磷含量为0.89-1.03%，钾含量为0.68-0.86%，腐殖酸含量为19.43-20.16%，有机质含量为56.09-62.10%，钙含量为1.33-1.54%，镁含量为0.68-0.83%，硫含量为8.87-10.01%，铁含量为18.55-20.83%，铜含量为0.50-0.61%，锰含量为14.63-16.06%，锌含量为1.65-1.93%。本发明制备的栽培基质的营养结构合理，便于植物吸收，为植物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。

4、本发明方法制备的栽培基质的TN、TP、TK、有机质、总腐植酸、Ca、Mg、S、Fe、Cu、Mn、Zn的含量与对照例相比均具有显著性差异，本发明在发酵过程中同时添加鼠李糖脂、蚯蚓粪和麦饭石混合物作为发酵催化剂制备的栽培基质的TN、TP、TK、有机质、总腐植酸、Ca、Mg、S、Fe、Cu、Mn、Zn均高于只以鼠李糖脂、蚯蚓粪、麦饭石或鼠李糖脂、蚯蚓粪、麦饭石任意两种混合作为发酵催化剂或不添加任何催化剂制备的植物栽培基质的TN、TP、TK、有机质、总腐植酸、Ca、Mg、S、Fe、Cu、Mn、Zn。表明本发明方法中同时添加鼠李糖脂、蚯蚓粪和麦饭石的混合物作为发酵催化剂对农林废弃物的降解具有协同增效的作用，促进农林废弃物的降解，制备的栽培基质品质高。

试验例1栽培基质发芽率的测定

将实施例1-4和对照例1-8的风干的栽培基质与蒸馏水按1:5(V/V)的比例浸提24h后，定性滤纸过滤。取堆肥浸提液5ml，加到铺有2层滤纸的9cm培养皿中，在每个培养皿中放入小白菜种子20粒（BrassicarapaL.ChinensisGroup.，小早1号，购于北京中蔬园艺良种研究开发中心），以蒸馏水为空白对照。放入25℃恒温培养箱内中进行发芽试验，培养48h后取出观察，记录种子发芽数，计算发芽率。并使用电子游标卡尺测定发芽种子的根长度，根据公式计算发芽率和发芽指数：测定结果见表5。

发芽率（%）=种子平均发芽数/种子总数×100%

发芽指数（GI）=（胚根长度平均值×发芽种子数）/（对照胚根长度平均值×发芽种子数）

表5堆肥发芽率和发芽指数

	发芽率（%）	发芽指数（GI）
			实施例1	100	1.63
实施例2	96	1.22
			实施例3	100	1.49
实施例4	98	1.35
			对照例1	72	0.80
对照例2	85	1.00
			对照例3	87	1.07
对照例4	80	1.02
			对照例5	79	0.91
对照例6	82	0.95
			对照例7	75	0.89
对照例8	95	1.20

表5的检测结果表明：

1、据研究表明：发芽率大于80%，说明堆肥是无毒和发酵成熟的，适宜用做无土栽培基质。本发明制备的栽培基质的发芽率达到96-100%，发芽指数达到1.22-1.63。与进口泥炭的理化性质比较，本发明制备的植物栽培基质的理化性质得到改善明显，更适于植物生长，基质的发芽率和发芽指数提高显著。

2、本发明制备的栽培基质可有效增强植物营养吸收和根系发育，促进植物种子发芽。发芽率和发芽指数高还说明本发明基质无毒、无害，适宜植物正常生长发育。而且，本发明制备的栽培基质品质达到了进口泥炭基质的品质，可以应用于植物的无土栽培。

3、本发明制备的栽培基质的发芽指数显著高于对照例1-8的发芽指数，发芽指数百分比增加率高于对照例发芽指数百分比增加率2.08-9.22倍。

试验例2孔雀竹芋的盆栽试验

在北京市大兴花卉公司孔雀竹芋栽培温室中分别采用本发明实施例1-4和对照例1-8的栽培基质进行孔雀竹芋的盆栽试验。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、无病虫害的孔雀竹芋(Calatheainsignis)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株孔雀竹芋，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，孔雀竹芋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、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6-8所示。

表6不同基质处理对孔雀竹芋株高、总冠幅及发枝数的影响

表7不同基质处理对孔雀竹芋生物量的变化

表8不同基质处理对孔雀竹芋生物量的变化

试验结果表明：

1）采用本发明制备的植物栽培基质种植的竹芋枝叶生长粗壮，发枝数多，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孔雀竹芋，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，根干重积累量达到42.49-49.73g/株，叶干重积累量达到41.59-49.04g/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。

3）使用本发明方法制备的栽培基质进行孔雀竹芋培育，植株的株高、总冠幅、发枝数、植株的生物量累积与对照例1-8相比显著增加，表明采用本发明方法在农林废弃物发酵过程中同时添加鼠李糖脂、蚯蚓粪和麦饭石的混合物作为发酵催化剂对农林废弃物的降解具有协同增效的作用，制备的植物栽培基质的品质高。

Claims

1.一种无土植物栽培基质的制备方法，包括如下步骤：首先将农林废弃物、水、发酵催化剂、发酵菌剂、竹醋液和/或木醋液混合均匀进行第一次发酵处理，制得第一发酵基质；然后向第一次发酵基质中加入发酵催化剂、水、竹醋液和/或木醋液，进行第二次发酵处理即得，其中，所述发酵催化剂由鼠李糖脂、蚯蚓粪和麦饭石组成。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述发酵催化剂中蚯蚓粪、麦饭石、鼠李糖脂的重量份配比为10-45：20-65：1。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征是所述农林废弃物与发酵菌剂的重量之比为100：0.1-1。

4.如权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征是所述第一次发酵处理过程中每100kg农林废弃物中所述竹醋液和/或木醋液的用量为1-2.5ml；第二次发酵处理过程中每100kg农林废弃物中所述竹醋液和/或木醋液的用量为3-12.5ml。

5.如权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征是所述第一次发酵处理过程中每100kg农林废弃物中添加3-6kg所述的发酵催化剂。

6.如权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征是所述第二次发酵处理过程中每100kg农林废弃物中添加9-30kg所述的发酵催化剂。

7.如权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征是将农林废弃物的碳氮比调节为20-35之后，再进行所述第一次发酵处理。

8.如权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征是所述第二次发酵处理过程中含水率为60-70％。

9.一种植物栽培基质，其特征是按照如权利要求1-8任一所述方法制备而成。