CN104072219B - 一种利用草本中药渣制作栽培基质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用草本中药渣制作栽培基质的方法，将草本中药渣堆积进行厌氧发酵后，加入枯草芽孢杆菌和黑曲霉按菌数的复合菌种并混匀，使菌数浓度大于50万个/克，然后喷洒糖水并搅拌均匀，堆积后用黑色塑料薄膜覆盖至堆料中最高温度达到55℃后，揭开黑色塑料薄膜进行好氧发酵，至堆料水分低于45％，堆积陈化即可。本发明制备的栽培基质盐分低，EC值低，阳离子代换量大，具有强大的酸碱缓冲能力和盐碱缓冲能力；同时，它也可提高土壤疏松度、保肥持水能力、保温透气能力；适合绝大部分作物甚至栽培要求极严格的花卉等，适合与任何物料配合出所需要的基质而没有限制性，不会产生过量使用的盐碱化情况。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种制作栽培基质的方法，尤其涉及一种利用草本中药渣制作栽培基质的方法，属于农业生产技术领域。
【背景技术】
栽培基质最初起源于无土栽培的概念，是指作物周围的土壤环境已恶化，严重影响了作物的产量和品质，人们转而寻找替代品，用固体基质固定植物根系，并通过基质吸收营养液和氧气。这样所谓的栽培基质就是指代替土壤提供作物机械支持和物质供应的固体介质。而很多时候，周围土壤环境并不恶化，只是人们希望栽培条件更好，使作物更好地生长。
栽培基质又可分为无机基质和有机基质两种，无机基质是指沙、石砾、岩棉、蛭石、珍珠岩、膨胀陶粒、煤渣等物质，而有机基质是指树皮、锯木屑、泥炭、芦苇末、菇渣、蚯蚓粪、椰糠、腐叶、泡沫颜料、复合基质等。一般来说，有机基质的阳离子代换量大，像高位泥炭土的阳离子代换量可达140～160me/100g，而砂砾为0.1～1me/100g，但也不是说无机基质的阳离子代换量就一定小，像蛭石的阳离子代换量可达100～150me/100g，但其不含有机质，不含养分，功能比较单一。阳离子代换量是栽培基质中的一个重要因素，越强大的阳离子代换量则越具有强大的酸碱缓冲性、盐碱缓冲性，可使栽培环境显得安全，并具有强大的保肥、供肥能力，能使作物健康成长。
一般来说，适合种植栽培的标准包括容重为0.1～0.8g/cm3，pH为6.5～7.0，但某些要求特殊的作物不一定适合该条件。例如，有些花卉生长要求特别严格，其电导率(EC)值要低于0.8，像烟草集团所制定的栽培基质，要限定其EC值不高于0.8。参考其他资料，EC值低于0.5则要施肥，蔬菜适宜的EC值为1.0～2.6，一般花卉适宜的EC值为1.3～2.75，基质总盐分浓度要求为小于500mg/Kg(也就是0.05％)。但要指出的是，以上的数据来源于广泛的研究和归纳，只具有参考性，例如，一些蔬菜如菜心的实际种植，EC值达到了3.2，也照样能良好生长。
目前的有机基质，大部分来源于地下挖掘，如肇庆的草炭土、北方的泥炭土，这些均是不可再生资源，所以国家也不太支持这种做法。另外一部分基质，则来源于废弃物再加工，如椰子壳、菇渣、造纸厂的芦苇沫等，在目前将这些原料制成基质还比较少，部分用于有机肥料生产的生产，部分则直接遗弃了，造成浪费或环境污染。
参考一些发明专利“一种桉树育苗栽培基质及其制备方法”(CN103787775A)，它按体积百分比的原料：稻壳40％～60％，椰糠10％～30％，甘蔗渣10％～30％，牛粪5％～15％，滤泥10％～20％，珍珠岩1％～5％；“一种栽培基质及其制备方法与应用”(CN103880563A)，它包括韭菜提取液和营养土，营养土包含泥炭土、蛭石和珍珠岩，也可用稻壳、麦壳或其他秸杆粉碎物代替，韭菜提取液可以有效抑制根节线虫；“一种秸秆型栽培基质及制备使用方法”(CN103880490A)，用含水量15-20％干燥的农作物秸秆粉碎后做基质原料，用肥沃的干燥黑土或农田土、腐质土做基质土，把它们以重量比10∶3-5的量，用水充分淋湿混合拌均匀发酵48-72小时，做成栽培基质使用；以上类别的基质均指的是复合基质，在EC值和盐分上的控制上是不可控的，甚至像“一种桉树育苗栽培基质及其制备方法”(CN103787775A)这个专利，其盐分由于包含牛粪(5％以上养分)、滤泥(2～7％的养分)等等，盐分肯定高，EC值也跟着高，起码制作不出像椰糠那样EC值低于0.8的基质，而市场上需求量大的基质，有一大部分就来自于低EC值的有机基质。按照市场化操作，主流上应是先制作出高标准的有机基质，再由终端使用者决定如何去配制复合基质去种植。再参考一些专利，里面的原料说得范围很大，比如说农林废弃物、园林废弃物，殊不知，树枝与树叶是多么的不同，不可能一种发明的方法就能包罗万象，必须要将原料分类处理，否则很难实现，意义不大。
栽培基质除了在育苗和无土栽培上有良好的作用外，还有着更重要的角色。在我国，由于人工成本高和肥料使用习惯等原因，土地越来越恶化(例如过于强酸、化肥使用过多造成盐碱性、有益微生物少、有害生物多、土壤板结等)，政府投入的治理成本也越来越大，如何治理土壤也是一个重要课题。由于基质本身有高阳离子代换量、低盐分、低电导率、良好的物理疏松性等特性，这些特性远优于有机肥和生物肥，对此，大力发展基质并使用基质，也可在大程度上取代有机肥、生物肥，从而达到治理土壤的目的。
同时，栽培基质在园林上也有着重要的用途：作物如大树由于根系受伤，用栽培基质是最好的培养根系的方法，能有效让作物健康回复长势，而不像用其他肥料那样，盐份过高，伤害根系生长。
【发明内容】
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种利用草本中药渣制作低EC值、低盐分、高阳离子代换量的栽培基质的方法，本发明制备的栽培基质为单一性有机栽培基质，能够直接作为栽培基质或根据需要配制成复合基质。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案：
一种利用草本中药渣制作栽培基质的方法，其特征在于将草本中药渣堆积进行厌氧发酵至总体水分在50～70％时，加入枯草芽孢杆菌和黑曲霉按菌数比例10～50：1混合的复合菌种并混匀，使菌数浓度大于50万个/克，然后喷洒糖水并搅拌均匀，堆积后用黑色塑料薄膜覆盖至堆料中最高温度达到55℃后，揭开黑色塑料薄膜进行好氧发酵，至堆料水分低于45％时，堆积陈化而成。
本发明中的草本中药渣，至少煮沸一次并沥去水分，水分含量不作限定。
利用草本中药渣制作栽培基质，则避免以上所述的EC值、盐分、市场化操作的问题。草本中药渣易分解，尤其是经过高温高压煮沸之后，更易被微生物分解，同时，也由于经过煮沸并沥干之后，其盐分更加低。
本发明中的草本中药渣进行厌氧发酵的堆积高度不得低于1.5米，其他条件不进行人工控制，这样可以达到部分厌氧发酵和防止有害霉菌繁殖的目的，厌氧发酵至少两个月，厌氧发酵期间要不定期翻堆，以防止有害霉菌繁殖并使未能经过厌氧堆放的表面草本中药渣有一个厌氧环境为目的，当发现有黄色、兰色等非黑色、白色、绿色等霉菌繁殖时，要趁其未形成成熟孢子时，立即翻堆将其覆盖，阻止其大量繁殖影响种植效果；经过2个月以上的堆放后，草本中药渣变得腐烂易碎。检测水分，确定总体水分在50～70％时，则可进行下一步的工序。
本发明中的草本中药渣经过煮沸后，更有利于自然繁殖放线菌，加入糖的目的还在于培养自然界的放丝菌生长，以达到治理土壤有害微生物和线虫等害虫的目的。本发明中的糖水中的溶质为可溶性糖，包括工业红糖的所有可溶性红糖均可，糖水以可溶性糖全溶于水即可添加进草本中药渣中，可溶性糖的用量每立方米物料加入1～5Kg。
本发明中好氧发酵阶段的物料堆积高度为1.5～2米，好氧发酵过程中的温度为50℃～70℃，维持5天以上。在好氧发酵之前用黑色塑料薄膜覆盖使堆料中温度达到55℃(指堆料的任何一处最高温度)时，揭开黑色塑料薄膜后到发酵结束都可不再覆盖。
本发明好氧发酵阶段中每天翻堆一次，当水分大于45％，包括45％，温度低于50℃时，3～5天翻动一次，以利于温度的提升，直至水分低于45％，则进入陈化阶段(二次发酵)。
本发明中的水分均为质量百分比含量。
本发明的陈化阶段中物料要尽可能堆高到2米以上，并稍微压紧堆料表层，以减少氧化进入物料内部的速率，有利于腐植质的合成及有益微生物群落的重建，陈化阶段每十天翻动一次，每次翻动后都要稍微压紧堆料表层，陈化时间为20～60天即可。
堆料陈化后，即可进行破碎、筛选、打包、销售等操作。
本发明制备的栽培基质也可以进一步复配为复合基质。
本发明与现有技术相比，有以下优点：
本发明利用草本中药渣为原料，经过高温发酵制作出来的栽培基质，盐分极低，在0.05～0.15％之间，而EC值在0.4～1.2范围内，阳离子代换量达到100～140me/100g，这样的情况下，这种基质则具有相当的优势性，相对于未经过发酵且水洗过的椰糠(目的是为了降低EC值和盐分)，则更胜一筹；
本发明制备的栽培基质适合绝大部分作物甚至栽培要求极严格的花卉等，适合与任何物料配合出所需要的基质而没有限制性；
本发明制备的栽培基质阳离子代换量大，具有强大的酸碱缓冲能力和盐碱缓冲能力，保肥能力强；
本发明制备的栽培基质可替代有机肥、生物肥去进行土壤治理，不会产生过量使用的盐碱化情况，不会产生像粪便类有机肥未腐熟够而使用所出现的土壤变酸情况，同时，它也可提高土壤疏松度、保肥持水能力、保温透气能力；
本发明制备的栽培基质在园林上也有着重要的用途，作物如大树由于根系受伤，用栽培基质是最好的培养根系的方法，能有效让作物健康回复长势，而不像用其他肥料那样，盐份过高，伤害根系生长。
本发明为工业化发展发产生的废弃物多了一条出路，变废为宝。
【具体实施方式】
一种利用草本中药渣制作栽培基质的方法，具体包括以下步骤：
a、选取至少经过一次煮沸沥干的草本中药渣，堆放至不低于1.5米，厌氧发酵至少2个月，当发现有非黑色、白色和绿色的其他色霉菌繁殖时，立即翻堆将其覆盖，阻止其大量繁殖影响种植效果；
b、将枯草芽孢杆菌和黑曲霉按菌数比例10～50：1混合的复合菌种，加入经过厌氧发酵的草本中药渣中并混合均匀，使菌数浓度大于50万个/克；
c、按每立方米物料加入1～5Kg糖的量，喷洒糖水于混有复合菌种的草本中药渣并搅拌均匀，堆放1.5～2米高，再用黑色塑料薄膜覆盖至少三天使物料的某深处最高温度达到55℃后，撤开黑色塑料薄膜进行好氧发酵，好氧发酵的堆积高度为1.5～2米，发酵温度在50℃～70℃要维持5天以上；
d、好氧发酵阶段，每天翻堆一次，当水分大于45％，温度低于50℃时，3～5天翻动一次；
e、当水分低于45％时，将物料堆高到至少2米的高度，并稍微压紧物料表层进入陈化阶段，每10天翻动一次，20～60天后即可。
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述：
实施例1：
选取经过煮沸且沥干大部分水分的草本中药渣，将草本中药渣自然堆放于露天硬底化场地3个月，堆积高度不低于1.5米。在这堆放期间，不断地将新拉回来的草本中药渣，用挖机将其堆高到3米的高度，并腾空新的位置，以堆放刚拉回来的草本中药渣。
按照先进先出的原则，将经过3个月堆放后变得腐烂易碎的草本中药渣检测水分，确定总体水分在50～70％时，进行下一步的好氧发酵。
好氧发酵前，加入草芽孢杆菌和黑曲霉按菌数比10：1复配的复合菌种混合均匀，并使菌数浓度为55万个/克，再于物料上按每立方米物料加入1Kg工业红糖，喷洒工业红糖水并搅拌均匀。
将加入了复合菌种和糖水的物料堆放2米高，用黑色塑料薄膜覆盖3天，经发现，物料0.5米深处的平均温度是最高的，且达到60℃，这时，撤开黑色塑料薄膜进行好氧发酵，直到好氧发酵结束都不再覆盖。
好氧发酵阶段，每天翻堆一次，当水分在45％以上且温度低于50℃时，3天翻动一次，当水分低于45％时，则进入陈化阶段(二次发酵)。
在陈化阶段，物料堆高到3米，并将表层稍微压紧，每10天翻动一次，陈化到30天时，即可进行后续的破碎、筛选，打包、销售等操作。
实施例1制备的栽培基质的EC值为0.4，盐分0.06％，阳离子代换量达到140me/100g。
实施例2：
选取经过煮沸且沥干大部分水分的草本中药渣，将草本中药渣自然堆放于露天硬底化场地2个月，堆积高度不低于1.5米。在这堆放期间，不断地将新拉回来的草本中药渣，用挖机将其堆高到2米的高度，并腾空新的位置，以堆放刚拉回来的草本中药渣。
按照先进先出的原则，将经过2个月堆放后变得腐烂易碎的草本中药渣检测水分，确定总体水分在50～70％时，进行下一步的好氧发酵。
好氧发酵前，加入草芽孢杆菌和黑曲霉按菌数比50：1复配的复合菌种混合均匀，并使菌数浓度为80万个/克，再于物料上按每立方米物料加入3Kg工业红糖，喷洒工业红糖水并搅拌均匀。
将加入了复合菌种和糖水的物料堆放2米高，用黑色塑料薄膜覆盖至少3天，经发现，物料1.0米深处的温度是最高的且达到60℃，撤开黑色塑料薄膜进行好氧发酵，直到好氧发酵结束都不再覆盖。
好氧发酵阶段，每天翻堆一次，当水分在45％以上且温度低于50℃时，5天翻动一次，当水分低于45％时，则进入陈化阶段(二次发酵)。
在陈化阶段，物料堆高到3米，并将表层稍微压紧，每10天翻动一次，陈化到20天时，即可进行后续的破碎、筛选，打包、销售等操作。
实施例2制备的栽培基质的EC值为0.7，盐分0.12％，阳离子代换量达到100me/100g。
实施例3：
选取经过煮沸且沥干大部分水分的草本中药渣，将草本中药渣自然堆放于露天硬底化场地2个月，堆积高度不低于1.5米，在这堆放期间，不断地将新拉回来的草本中药渣，用挖机将其堆高到2米的高度，并腾空新的位置，以堆放刚拉回来的草本中药渣；
按照先进先出的原则，将经过2个月堆放后变得腐烂易碎的草本中药渣检测水分，确定总体水分在50～70％时，进行下一步的好氧发酵；
好氧发酵前，加入草芽孢杆菌和黑曲霉按菌数比30：1复配的复合菌种，混合均匀，并使菌数浓度65万个/克，再于物料上按每立方米物料加入2Kg蔗糖喷洒蔗糖水并搅拌均匀；
将加入了复合菌种和糖水的物料堆放2米高，用黑色塑料薄膜覆盖至少3天，经发现，物料1.5米深处的温度是最高的且达到60℃，撤开黑色塑料薄膜进行好氧发酵，直到好氧发酵结束都不再覆盖。
好氧发酵阶段，每天翻堆一次，当水分在45％以上且温度低于50℃时，4天翻动一次，当水分低于45％时，则进入陈化阶段(二次发酵)。
在陈化阶段，物料堆高到2米，并将表层稍微压紧，每10天翻动一次，陈化到60天时，即可进行后续的破碎、筛选，打包、销售等操作。
实施例3制备的栽培基质的EC值为1.2，盐分0.08％，阳离子代换量达到120me/100g。
Claims (6)
1.一种利用草本中药渣制作栽培基质的方法，其特征在于将草本中药渣堆积进行厌氧发酵至总体水分在50～70％时，加入枯草芽孢杆菌和黑曲霉按菌数比例10～50：1混合的复合菌种，使菌数浓度大于50万个/克，然后喷洒糖水并搅拌均匀，堆积后用黑色塑料薄膜覆盖至堆料中最高温度达到55℃后，揭开黑色塑料薄膜进行好氧发酵至堆料水分低于45％时，堆积陈化而成；
所述的草本中药渣至少经过煮沸一次并沥去水分。
2.根据权利要求1所述的一种利用草本中药渣制作栽培基质的方法，其特征在于所述厌氧发酵的物料堆积高度不低于1.5米。
3.根据权利要求1所述的一种利用草本中药渣制作栽培基质的方法，其特征在于所述糖水中的溶质为可溶性糖，其用量为每立方米物料加入1～5Kg可溶性糖。
4.根据权利要求1所述的一种利用草本中药渣制作栽培基质的方法，其特征在于所述好氧发酵的物料堆积高度为1.5～2米，好氧发酵的温度在50℃～70℃。
5.根据权利要求1所述的一种利用草本中药渣制作栽培基质的方法，其特征在于所述的好氧发酵阶段中每天翻堆一次，当水分大于45％，温度低于50℃时，3～5天翻动一次直至水分低于45％。
6.根据权利要求1所述的一种利用草本中药渣制作栽培基质的方法，其特征在于所述陈化阶段中的物料堆积高度不低于2米，并压紧堆料表层，每十天翻动一次，每次翻动后都压紧堆料表层，陈化时间为20～60天。
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