CN104591866A - 一种含纳米硒的无土栽培基质及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含纳米硒的无土栽培基质及其制备方法。本发明的一种含纳米硒的无土栽培基质包括动物尿液、农作物秸秆、工农业副产物、二氧化硒和机制砂等原料，通过将动物尿液、农作物秸秆、工农业废弃物、二氧化硒混合进行发酵，得到含纳米硒的腐熟有机质，将腐熟有机质与机制砂混合制成含纳米硒的无土栽培基质。

Description

一种含纳米硒的无土栽培基质及其制备方法

技术领域

本发明属于无土栽培技术领域，具体涉及一种含纳米硒的无土栽培基质及其制备方法。

背景技术

我国受人口增长、土地减少的挑战非常严峻，人口占世界总人口的1/4，但所具有的耕地面积仅为世界总耕地面积的1/7，据2000年统计，全国人均耕地仅为0.01 hm2，无土栽培可提供超过普通土壤栽培几倍甚至十多倍的产品数量，可利用沙滩、盐碱等不毛之地生产农产品，为食品安全保障体系打好基础。我国是水质资源相当贫乏的国家，被列为世界上13个贫水国之一，全国人均水资源占有量仅为世界人均水平的1/4，农业每年缺水约300亿m³，无土栽培作为节水农业的有效手段，将在干旱缺水地区发挥其重要的作用。我国设施栽培发展迅速，以成为许多地区农业致富、农业增效的有效手段，但长期栽培的结果，设施土壤栽培连作障碍日益加剧，无土栽培作为根治土壤栽培连作障碍的有效手段正在发挥着作用，今后在设施栽培中将广泛得到应用。

无土栽培基质需要提供植物生长需要的所有营养物质，并且各营养物质要科学合理搭配，符合植物生长需求。人工添加肥料的方法简单易行，但肥料营养成分比较单一，往往造成营养元素匮乏或者比例不科学，且肥料价格较高，不利于降低成本。

目前很多无土栽培基质使用河砂等天然砂作为无土栽培基质的配料，但是河砂等天然砂粒径范围较窄，配制基质时形成的孔隙率比较单一，不利于不同植物根系对培养基质孔隙率的需求，且天然砂价格较高，属于自然资源，其形成过程周期长，总量有限，在采捞天然河砂时容易导致破坏河道、农田、水利等问题，因此，天然砂不适于在无土栽培中大量使用。

另外，随着居民生活水平提高对农产品质量的要求，无土栽培技术在满足提高产量的要求之外，更需要提高农产品的品质和保健功能。研究表明，稀有元素在维持人体及动物健康方面有及其重要的作用，硒元素由于其独特的生理功能而成为保健领域的“明星元素”。

硒（Se）是人和动物必需的微量矿物质营养素，对提高动物免疫力和预防动物疾病非常重要，由于人和动物体内不存在长期贮藏硒的器官，机体所需的硒应该不断从食物中得到补充。中国营养学会推荐的硒日摄入量为50-200 μg，而我国成人每日的硒摄入量仅26-32 μg，远远达不到推荐的日摄入量。我国缺硒人口达一亿多，国内许多地方性高发症，如克山病、大骨节病、癌症、心脑血管疾病、糖尿病、不育症、机体免疫力减退和衰老过程等40余种疾病均与膳食中硒摄取不足有关。硒具有解除重金属中毒等特殊的生理功能，在环境污染日益严重的情况下，在食物中补充硒元素对提高我国国民健康水平有重要意义。以往人和动物体用亚硒酸钠等硒盐添加于食物中补充硒元素，但硒盐生物有效性低，且摄入范围窄，仅为50-400μg/天，易产生摄入过量而中毒的问题。纳米硒、有机硒的生物利用率高，安全性好，成为替代无机硒的主要硒来源。因此，在无土栽培植物过程中添加纳米硒，使硒在植物中形成有机硒，人和动物可以通过食用富含有机硒的植物有效补充所需硒元素，提高对硒的吸收和利用。

综上所述，要制备一种优良的无土栽培基质，必须同时考虑无土栽培基质营养成分、填充配料的选择、产品的质量和保健作用等方面的问题，解决现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种含纳米硒的无土栽培基质及其制备方法，本发明将将动物尿液、农作物秸秆、工农业废弃物、二氧化硒混合进行发酵，得到含纳米硒的腐熟有机质，将腐熟有机质与机制砂按一定比例混合制成含纳米硒的无土栽培基质。

本发明是通过如下方式实现的：

一种含纳米硒的无土栽培基质，包括以下重量份的原料：动物尿液100-200份、农作物秸秆250-400份、工农业副产物100-500份、二氧化硒0.1-0.5份、机制砂400-1000份。

如上所述的一种含纳米硒的无土栽培基质，包括以下重量份的原料：动物尿液120份、农作物秸秆300份、工农业副产物400份、二氧化硒0.3份、机制砂600份。

如上所述的一种含纳米硒的无土栽培基质，所述农作物秸秆包括水稻秸秆、玉米秸秆、木薯秸秆、甘蔗秸秆中的一种以上。农作物秸秆来源于植物本身，富含植物所需的全部营养元素，且来源广泛，价格低廉，利于制作无土栽培基质。

如上所述的一种含纳米硒的无土栽培基质，所述工农业副产物包括酒糟、米糠、麦麸、玉米粉、豆粕、木薯淀粉渣、啤酒渣、果渣、中草药渣、花生壳、木糠、树皮粉、椰糠、餐厨垃圾、锅炉灰中的一种以上。工农业废弃物来源广、价格低，含有丰富的有机物，经过微生物发酵后成为植物生长所需的营养物质。

如上所述的一种含纳米硒的无土栽培基质，所述机制砂的粒径为0.3-4.0 mm。机制砂粒径大小可以根据需求进行控制，便于调整不同植物的无土栽培基质中的孔隙率大小，有利于植物根系的生长，提高植物生长速率，且机制砂价格低廉，适合大规模的无土栽培。

如上所述的一种含纳米硒的无土栽培基质的制备方法，包括如下步骤：

   （1）混料发酵：将农作物秸秆250-400份粉碎至长度为0.5-2 cm，与动物尿液100-200份、工农业副产物100-500份、二氧化硒0.1-0.5份混合均匀，得发酵底料，发酵底料在28-35℃下进行发酵，每12小时翻料一次，14-21天后当发酵底料出现红色的纳米硒时，结束发酵，得到腐熟有机质；将农作物秸秆进行粉碎，不仅利于腐熟和微生物发酵，而且腐熟后的秸秆残渣可以使无土栽培基质变得蓬松，利于植物根系呼吸；动物尿液含有尿素和磷、钾、钙、钠、镁、锌等植物所需的成分，其中尿素不仅是优良的氮肥，还具有还原性，可以将二氧化硒还原成红色的纳米硒；枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、酵母等微生物自然接种于发酵底料中，这些微生物除了将发酵底料中有机物转化为植物肥料之外，还可以将二氧化硒转化为红色的纳米硒，解决将无机硒转化为纳米硒的难题。

（2）添加配料：将腐熟有机质与机制砂400-1000份混合均匀，得到含纳米硒的无土栽培基质。根据植物种类的不同，采用不同比例和不同粒径大小的机制砂，可以保证无土栽培基质的孔隙率符合植物根系生长的需求。

本发明的优点和积极效果：

1、本发明的无土栽培基质中含有纳米硒，可以提高无土栽培植物对硒元素的吸收和利用，使硒在植物中形成有机硒，提高植物的硒元素含量，增加植物的营养和保健作用。

2、本发明通过动物尿液中的尿素还原作用和微生物的生理作用将二氧化硒转化为纳米硒，解决了无机硒生成纳米硒的难题，降低了纳米硒的使用成本。

3、本发明的机制砂可以根据需求进行控制粒径大小，便于调整不同植物的无土栽培基质中的孔隙率大小，有利于植物根系的生长，提高植物生长速率。

4、本发明的农作物秸秆来源于植物本身，富含植物所需的全部营养元素，腐熟后的秸秆残渣可以使无土栽培基质变得蓬松，利于植物根系呼吸。

5、本发明的含纳米硒的无土栽培基质营养丰富、成本低廉、制备方法简单，适合大规模生成和使用。

6、本发明将动物尿液、农作物秸秆、工农业副产物资源化利用，既避免了环境污染，又提高了物质的利用价值，具有良好的经济效益、社会效益和生态效益。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明，以使本发明的优点和特征更易于被理解，但是本发明的保护范围不局限于这些实施例。

实施例1

一种含纳米硒的无土栽培基质，包括以下重量份的原料：动物尿液120份、农作物秸秆300份、工农业副产物400份、二氧化硒0.3份、机制砂600份。

所述农作物秸秆包括水稻秸秆、玉米秸秆、木薯秸秆、甘蔗秸秆。

所述工农业副产物包括酒糟、米糠、麦麸、玉米粉、豆粕、木薯淀粉渣、啤酒渣、果渣、中草药渣、花生壳、木糠、树皮粉、椰糠、餐厨垃圾、锅炉灰。

所述机制砂的粒径为0.3 mm。

制备所述含纳米硒的无土栽培基质的方法，包括如下步骤：

   （1）混料发酵：将农作物秸秆300份粉碎至长度为2 cm，与动物尿液120份、工农业副产物400份、二氧化硒0.3份混合均匀，得发酵底料，发酵底料在28℃下进行发酵，每12小时翻料一次，21天后当发酵底料出现红色的纳米硒时，结束发酵，得到腐熟有机质；

（2）添加配料：将腐熟有机质与机制砂600份混合均匀，得到含纳米硒的无土栽培基质。

实施例2

一种含纳米硒的无土栽培基质，包括以下重量份的原料：动物尿液100份、农作物秸秆350份、工农业副产物100份、二氧化硒0.1份、机制砂1000份。

所述农作物秸秆包括水稻秸秆、甘蔗秸秆。

所述工农业副产物包括玉米粉、豆粕、木薯淀粉渣、啤酒渣、果渣、中草药渣、花生壳、木糠、树皮粉。

所述机制砂的粒径为4 mm。

制备所述含纳米硒的无土栽培基质的方法，包括如下步骤：

   （1）混料发酵：将农作物秸秆350份粉碎至长度为1 cm，与动物尿液100份、工农业副产物350份、二氧化硒0.1份混合均匀，得发酵底料，发酵底料在30℃下进行发酵，每12小时翻料一次，14天后当发酵底料出现红色的纳米硒时，结束发酵，得到腐熟有机质；

（2）添加配料：将腐熟有机质与机制砂1000份混合均匀，得到含纳米硒的无土栽培基质。

实施例3

一种含纳米硒的无土栽培基质，包括以下重量份的原料：动物尿液150份、农作物秸秆400份、工农业副产物500份、二氧化硒0.4份、机制砂800份。

所述农作物秸秆包括水稻秸秆、玉米秸秆、木薯秸秆。

所述工农业副产物包括酒糟、米糠、麦麸、玉米粉、花生壳、木糠、树皮粉、椰糠、餐厨垃圾、锅炉灰。

所述机制砂的粒径为1 mm。

制备所述含纳米硒的无土栽培基质的方法，包括如下步骤：

   （1）混料发酵：将农作物秸秆400份粉碎至长度为0.5 cm，与动物尿液150份、工农业副产物500份、二氧化硒0.4份混合均匀，得发酵底料，发酵底料在32℃下进行发酵，每12小时翻料一次，20天后当发酵底料出现红色的纳米硒时，结束发酵，得到腐熟有机质；

（2）添加配料：将腐熟有机质与机制砂800份混合均匀，得到含纳米硒的无土栽培基质。

实施例4

一种含纳米硒的无土栽培基质，包括以下重量份的原料：动物尿液200份、农作物秸秆250份、工农业副产物500份、二氧化硒0.5份、机制砂400份。

所述农作物秸秆包括水稻秸秆、木薯秸秆、甘蔗秸秆。

所述工农业副产物包括酒糟、米糠、麦麸、玉米粉、豆粕、木薯淀粉渣、啤酒渣、果渣、中草药渣、椰糠、餐厨垃圾、锅炉灰。

所述机制砂的粒径为2 mm。

制备所述含纳米硒的无土栽培基质的方法，包括如下步骤：

   （1）混料发酵：将农作物秸秆250份粉碎至长度为1.5 cm，与动物尿液200份、工农业副产物500份、二氧化硒0.5份混合均匀，得发酵底料，发酵底料在28℃下进行发酵，每12小时翻料一次，18天后当发酵底料出现红色的纳米硒时，结束发酵，得到腐熟有机质；

（2）添加配料：将腐熟有机质与机制砂400份混合均匀，得到含纳米硒的无土栽培基质。

Claims (6)

1.一种含纳米硒的无土栽培基质，其特征在于，包括以下重量份的原料：动物尿液100-200份、农作物秸秆250-400份、工农业副产物100-500份、二氧化硒0.1-0.5份、机制砂400-1000份。

2.根据权利要求1所述的一种含纳米硒的无土栽培基质，其特征在于：包括以下重量份的原料：动物尿液120份、农作物秸秆300份、工农业副产物400份、二氧化硒0.3份、机制砂600份。

3.根据权利要求1或2所述的一种含纳米硒的无土栽培基质，其特征在于：所述农作物秸秆包括水稻秸秆、玉米秸秆、木薯秸秆、甘蔗秸秆中的一种以上。

4.根据权利要求1或2所述的一种含纳米硒的无土栽培基质，其特征在于：所述工农业副产物包括酒糟、米糠、麦麸、玉米粉、豆粕、木薯淀粉渣、啤酒渣、果渣、中草药渣、花生壳、木糠、树皮粉、椰糠、餐厨垃圾、锅炉灰中的一种以上。

5.根据权利要求1或2所述的一种含纳米硒的无土栽培基质，其特征在于：所述机制砂的粒径为0.3-4.0 mm。

6.如权利要求1或2任一项所述的一种含纳米硒的无土栽培基质的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

   （1）混料发酵：将农作物秸秆250-400份粉碎至长度为0.5-2 cm，与动物尿液100-200份、工农业副产物100-500份、二氧化硒0.1-0.5份混合均匀，得发酵底料，发酵底料在28-35℃下进行发酵，每12小时翻料一次，14-21天后当发酵底料出现红色的纳米硒时，结束发酵，得到腐熟有机质；

（2）添加配料：将腐熟有机质与机制砂400-1000份混合均匀，得到含纳米硒的无土栽培基质。