CN104086243A - 一种蔬菜育苗基质及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蔬菜育苗基质，其是由园林绿化废弃物、茶叶渣和猪粪制成的，制备方法为：先将园林绿化废弃物粉碎；再将经过粉碎处理的园林绿化废弃物、茶叶渣、猪粪按重量比4～6:2:2混合均匀，调节含水率为55％～65％，碳氮质量比为25～30，进行强制通风好氧堆肥；堆肥过程结束即得所述的蔬菜育苗基质；本发明蔬菜育苗基质具有价格低廉、来源广泛、组份种类少、材料容易获得、性能稳定、环保高效、植物容易成活等优点。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种蔬菜育苗基质及其制备方法，具体涉及一种主要利用园林绿化废弃物堆肥制备的蔬菜无土育苗基质材料。
(二)背景技术
工厂化育苗是现代农业的重要组成部分，随着人类社会人口不断增加，传统的蔬菜种植方式越来越显得力不从心，人们对于寻找快速育苗基质的研究更加重视，目前使用较多的育苗基质材料是泥炭、岩棉、蛭石、珍珠岩、砂砾、陶粒等。而世界上公认较理想的栽培基质是泥炭和岩棉。但是泥炭和岩棉是不可再生资源。大量的开采不仅破坏土壤生态环境，还会使泥炭等自然资源面临枯竭的危险。所以研发一种可以替代以自然资源作为基质的新型育苗基质成为研究的热点。国外已经开发了椰子纤维、树皮、锯木屑等有机废弃物制作而成的基质。不仅大幅降低了栽培成本，而且减少了对环境的污染。虽然我国对基质的研究相对国外较晚，但“就地取材、因地制宜研究与发展”成为共识。根据当地的有机物废弃物，生产合适的栽培基质，不仅处理了有机垃圾，保护了生态环境，又能变废为宝，使废弃物产生价值，从而实现资源的高效利用，促进社会发展。
泥炭又称草炭，是古代低温、湿地的植物遗体，因含大量有机质，疏松，透气透水性能好，保水保肥能力强，质地轻，无病害孢子和虫卵，因此被广泛应用。但是泥炭基质普遍营养单一，很难为种苗的生长提供必要的营养元素，致使在育苗和栽培过程中造成植物发芽率低、生根难、成活率低。此外，泥炭基质还存在物理性质不稳定，吸水性差，在使用过程中容易塌陷等缺陷。目前我国相关行业对栽培基质的年需求总量约在1000万m3左右，市场需求量极大，且还在逐年递增，但泥炭作为一种不可再生资源已濒临枯竭，寻求泥炭的替代基质原料已迫在眉睫，各种城乡固体有机废弃物就是一类理想的替代材料。
专利号为101715721B的《利用农林废弃物制备无土栽培基质的方法和无土栽培基质》一文，公开了利用农林有机废弃物制备无土栽培基质的方法和制备的无土栽培基质，包括对农林有机废弃物进行两次热解处理，收集固体产物得到培育基质。其方法是先对弃物进行烘干处理，烘干至含水率≤10％，然后对农林有机废弃物进行两次热解处理，收集固体产物获得无土栽培基质，其中第一次热解处理的温度为130～180℃，处理时间为10～20分钟；第二次热解处理的温度≥190℃，处理时间为10～20分钟，所述热解处理过程中控制氧气体积百分含量≤10％。将第二次热解处理后的废弃物颗粒浸泡在水中，进行脱盐处理，其中第二次热解处理后的废弃物颗粒与水的体积之比为1:2～3。该专利存在如下缺点：(1)对材料先进行烘干至含水率≤10％，当大规模生产时，将消耗大量电能，增加生产成本。若大量使用该材料势必增加使用费用。(2)生产该材料需要一次热解和二次热解还需控制含氧量，热解所需更大的能量。无论使用电能或煤炭热解，都是对能源的一种消耗，最终直接或间接的对环境造成危害。(3)二次热解后还需入水浸泡脱盐，总体步骤有些繁琐，增加人力物力，若作为蔬菜育苗基质成本将会很高。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种蔬菜育苗基质及其制备方法，所述蔬菜育苗基质的堆肥材料以园林绿化废弃物为主，辅以茶叶渣和猪粪调节碳氮比。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种蔬菜育苗基质，所述的蔬菜育苗基质由园林绿化废弃物、茶叶渣和猪粪制成，所述的园林绿化废弃物是指在城市绿化过程中所产生的枯枝、落叶、草屑及其他绿化修剪物，并且是按如下方法制备得到的：
(1)将园林绿化废弃物粉碎；
(2)将经过步骤(1)粉碎处理的园林绿化废弃物、茶叶渣、猪粪按重量比4～6:2:2混合均匀，调节含水率为55％～65％，碳氮质量比为25～30，进行强制通风好氧堆肥；所述堆肥的方法为：强制间隔通风供氧，控制通风速率200～300L/H，通风方式为通10～15分钟，停45～50分钟，持续30～40天，并且，在堆肥前期的15～20天，每3天翻一次堆，在堆肥后期的15～20天，每7天翻一次堆。
(3)步骤(2)堆肥过程结束即得所述的蔬菜育苗基质。
通过本发明方法制得的蔬菜育苗基质具有如下理化性质：pH值为5.5～6.5，有机质含量为40％～50％，总孔隙度为70％～80％。
本发明所述的园林绿化废弃物粉碎后的粒径为1～5mm，性状均匀，具有很大的比表面积，并且密度较小。由此带来的技术效果是：育苗基质材料颗粒更均匀，材料孔隙度适中，营养丰富，具有很强的保肥保水能力，能满足植物根部通气通氧的要求，还能使材料堆肥反应时更加容易升温。
本发明所述的制备方法步骤(2)中，调节含水率的方法为：根据园林绿化废弃物、猪粪和茶叶渣的含水率计算混匀后堆肥物料的含水率，通过添加纯水的方法调节其含水率至合适范围。
本发明所述的制备方法步骤(2)中，通过调节园林绿化废弃物添加比例的方法使堆碳氮质量比为25～30。
本发明所述的制备方法步骤(2)中，具体推荐所述堆肥的方法为：强制间隔通风供氧，控制通风速率250L/H，通风方式为通10分钟，停50分钟，持续30～40天，并且，在堆肥前期的15～20天，每3天翻一次堆，在堆肥后期的15～20天，每7天翻一次堆。
本发明蔬菜育苗基质的制备过程中，堆肥过程满足连续5天以上温度大于50℃的国家卫生标准。
本发明所提供的利用园林绿化废弃物的蔬菜育苗基质材料的优点是：(1)材料组成组份较少，若投入生产，相较于前述专利，可减少原材料采买运输费用，减少财力人力成本的投入，提高产品利润；(2)本发明所采用的茶叶渣、园林绿化废弃物与猪粪为常见有机废弃物，全国城市均有大量囤积，数量较大，可就地取材，运输方便；(3)价格低廉，所用材料是最常见的园林绿化废弃物，茶叶渣及猪粪等，获取成本较低，便于推广应用；(4)具有环保功能，利用城市园林绿化废弃物堆肥制备育苗基质，有利于减缓环境污染，并且在育苗效果方面优于现有的蔬菜育苗材料；(5)基质材料吸水能力强，干容重约0.17g/cm3，湿容重约0.58g/cm3，能提供植物充足的水分；(6)基质材料质地疏松，比表面积大有较好的保水保肥能力；(7)适用范围广，采用此种种植基质材料，不仅适用于蔬菜育苗，还适用于其他植物的生长，应用范围非常广阔。(8)适合大部分植物生长，试验证明青菜种子可在其中生长良好，其种子发芽指数和种苗活力指数类似于草炭基质，高于园土。
本发明技术方案的有益效果是：本发明将常见的城市园林绿化废弃物应用于蔬菜育苗栽培基质中，有利于降低蔬菜育苗材料成本，并提高自然资源的综合利用水平、促进园林绿化废弃物的循环利用以及自然环境的保护。预期市场前景广阔：(1)社会对蔬菜育苗有机材料的需求逐渐增多，利用废弃物生产的蔬菜育苗基质可达到节约蔬菜育苗成本，降低蔬菜生产价格，利于销售的目的；(2)将普通土壤用于蔬菜育苗基质，不利于蔬菜种子发芽，因为保水保肥能力不强，本发明刚好克服这一缺陷；(3)采用园林绿化废弃物转化蔬菜育苗基质，使废弃物得到了资源化处理及循环利用。
本发明所提供的以城市园林绿化废弃物堆肥制备蔬菜育苗基质材料的方法，具有实际可操作性、环保性与发明的先进性。在降低蔬菜育苗基质成本的同时，也减少了园林绿化废弃物的处理成本与环境污染的风险。
(四)附图说明
图1是实施例2中六种育苗基质的青菜种子发芽率曲线；
图中：1—实施例1基质，2—草炭，3—实施例1基质+草炭，4—园土，5—实施例1基质+园土，6—草炭+园土。
(五)具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步对本发明做详细的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1：蔬菜育苗基质的制备
先将园林绿化废弃物用粉碎机粉碎至平均粒径1～5mm的颗粒，分别测试分析园林绿化废弃物与两种辅助材料茶叶渣和猪粪的pH、碳氮质量比和含水量等基本理化性质，将园林绿化废弃物(20kg)、茶叶渣(10kg)、猪粪(10kg)混合均匀，调节含水率为60％，碳氮质量比为30，进行强制通风好氧堆肥；
在好氧堆肥反应器中进行好氧堆肥，堆体为80L(冬季增加保温措施)，强制间隔通风供氧，控制通风速率250L/H，通风方式为通10分钟，停50分钟，持续30天，并且在堆肥前期的15天，每3天翻一次堆，在堆肥后期的15天，每7天翻一次堆，堆肥反应器内温度最高可达58℃，并且连续5天堆体温度超过50℃，能有效杀灭虫卵与病菌；堆肥过程结束后即得蔬菜育苗基质。
经测定，所得蔬菜育苗基质的pH值为6.5，有机质含量为46％，总孔隙度为77％。
实施例2：不同育苗基质的栽培对比试验
将实施例1制得的蔬菜育苗基质、草炭、园土(磨碎过2mm筛孔)三种材料两两组合，每个组合中两种材料按体积比1:1混合均匀，形成实施例1基质+草炭、实施例1基质+园土、草炭+园土三种混合基质，以及实施例1基质、草炭、园土三种单纯基质，一共6种栽培基质进行青菜育苗对比试验(表1)。
将6种基质分别放于50穴塑料育苗盘，每穴装两粒青菜种子，所有栽培基质浇透水并加盖保温。每天上午观察青菜种子生长状态。图1显示，经过15天的育苗试验，实施例1基质种子发芽数量为94，其次是草炭为93，而其他基质的发芽效果均明显低于实施例1基质和草炭基质。实施例1基质产品的青菜种子发芽率最高，说明园林绿化废弃物等材料经堆肥处理后无毒，不抑制种子发芽。
育苗实验结果显示，实施例1基质各个指标与草炭都非常接近，并且显著优于园土等基质。实施例1基质、草炭和园土三种育苗基质的种子发芽指数分别为90.15、91和12.72，育苗活力指数分别为6.31、8.23和0.56(表2)。因此，本发明以园林绿化废弃物和茶叶渣、猪粪等堆肥制备的蔬菜育苗基质，可以替代草炭等昂贵育苗基质，有利于节约资源，减少育苗成本。
表1六种育苗基质基本理化性质
表2六种育苗基质的青菜种子育苗实验结果对照(平均值)
本发明技术方案的有益效果是：通过利用园林绿化废弃物进行简单前处理，混合均匀后经过生物好氧堆肥，控制水分、温度、通气量使堆体产生高温杀死有害细菌，并得到腐熟的堆肥产品。此过程具有双重意义，一是处理了有机废弃物，避免绿化垃圾堆放占用宝贵的土地资源，减少焚烧产生二氧化碳等温室气体和二噁英、硫化氢等有毒气体。二是得到良好的栽培基质，有机基质还可作为土壤改良剂，有利于活化土壤，增加土壤的团粒结构和保水保肥，有效地改善土壤结构，提高地力，实现了生态保护和资源再利用的过程。此外由于废弃物价格低廉，以此为基质用于蔬菜育苗，将大幅降低成本，具有很强的市场竞争力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种蔬菜育苗基质，其特征在于所述的蔬菜育苗基质由园林绿化废弃物、茶叶渣和猪粪制成，所述的园林绿化废弃物是指在城市绿化过程中所产生的枯枝、落叶、草屑及其他绿化修剪物，所述的蔬菜育苗基质是按如下方法制备得到的：
(1)将园林绿化废弃物粉碎；
(2)将经过步骤(1)粉碎处理的园林绿化废弃物、茶叶渣、猪粪按重量比4～6:2:2混合均匀，调节含水率为55％～65％，碳氮质量比为25～30，进行强制通风好氧堆肥；所述堆肥的方法为：强制间隔通风供氧，控制通风速率200～300L/H，通风方式为通10～15分钟，停45～50分钟，持续30～40天，并且，在堆肥前期的15～20天，每3天翻一次堆，在堆肥后期的15～20天，每7天翻一次堆。
(3)步骤(2)堆肥过程结束即得所述的蔬菜育苗基质。
2.如权利要求1所述的蔬菜育苗基质，其特征在于所述的园林绿化废弃物粉碎后的粒径为1～5mm。
3.如权利要求1所述的蔬菜育苗基质，其特征在于所述的制备方法步骤(2)中，所述堆肥的方法为：强制间隔通风供氧，控制通风速率250L/H，通风方式为通10分钟，停50分钟，持续30～40天，并且，在堆肥前期的15～20天，每3天翻一次堆，在堆肥后期的15～20天，每7天翻一次堆。
4.如权利要求1所述的蔬菜育苗基质，其特征在于所述的制备方法步骤(2)中，调节含水率的方法为：根据园林绿化废弃物、猪粪和茶叶渣的含水率计算混匀后堆肥物料的含水率，通过添加纯水的方法调节其含水率至合适范围。
5.如权利要求1所述的蔬菜育苗基质，其特征在于所述的制备方法步骤(2)中，通过调节园林绿化废弃物添加比例的方法使堆肥物料的碳氮质量比为25～30。
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