CN104973977A - 一种有机蔬菜无土栽培专用基质及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有机蔬菜无土栽培专用基质，所述基质由干物质和标准沼液制备而成，所述干物质由以下质量百份数的各组分组成：木质素类农作物秸秆34-36%，米糠9-11%，褐煤粉4-6%，糖滤泥13-14%，畜禽粪34-36%，菌肥制剂0.05%，常中微量元素0.025%，微生物菌种0.05%，蛋白肽0.05%，壳寡糖0.025%，烟粉1-1.2%。本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质无农残、无重金属污染；抗土传病害、抗蔬菜作物病虫害、品质好、安全，适于推广应用。

Description

一种有机蔬菜无土栽培专用基质及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种有机蔬菜无土栽培专用基质及其制备方法。

背景技术

当下，食品安全问题比较突出，主要是农产餐品农药残留超标，重金属超标。其原因有：一是许多地方农事，仍沿续传统农业生产方式、过度依赖化肥、农药、除草剂、生长素等化工农资, 造成土地面源污染；二是人类不环保活动、工业三废不环保排放，或是土地矿山伴生有害重金属等因素而导致农产品农残超标、有害重金属污染超标等农业产业问题。例如：广西宏华生物集团公司科研团队曾对柳州菜篮子工程柳州某镇万亩韭黄基地土壤做多点位农残、重金属污染状况调研检测结果：重金属“镉”超标一倍，造成当地韭黄蔬莱餐品重金属超标、农残超标，甚至无法通过无公害农产品认证；人们谈农残谈重金属色变而又无奈；解决农产餐品安全，务必先确保从源头解决“种植载体”安全做起，为农作物生物体健康成长，创造无任何污染的生态环境和条件，是本创新之原动力源。

发明内容

本发明提供了一种有机蔬菜无土栽培专用基质及其制备方法，无农药残留、无重金属污染、 抗土传病害、 抗蔬菜作物病虫害、品质好、安全。

本发明提供一种有机蔬菜无土栽培专用基质，所述基质由干物质和标准沼液制备而成，所述干物质由以下质量百份数的各组分组成：木质素类农作物秸秆34-36%，米糠9-11%，褐煤粉4-6%，糖滤泥13-14%，畜禽粪34-36%，菌肥制剂0.05%，常中微量元素0.025%，微生物菌种0.05%，蛋白肽0.05%，壳寡糖0.025%，烟粉1-1.2%。

优选地，所述干物质由以下质量百份数的各组分组成：木质素类农作物秸秆35%，米糠10%，褐煤粉5%，糖滤泥13.7%，畜禽粪35%，菌肥制剂0.05%，常中微量元素0.025%，微生物菌种0.05%，蛋白肽0.05%，壳寡糖0.025%，烟粉1.1%。

优选地，所述干物质与标准沼液的质量比为1：2.2-2.5。

优选地，所述木质素农作物秸秆为玉米秸秆、花生秸秆、黄豆秸秆、稻草秸秆或甘蔗渣。

本发明还提供上述有机蔬菜无土栽培专用基质的制备方法，步骤如下： （1）原料的预处理；

（2）将配方量的木质素类农作物秸秆，米糠，褐煤粉，糖滤泥，畜禽粪混合均匀，得到待发酵大组分混合物料干料；

（3）将配方量的菌肥制剂、常中微量元素、微生物菌种、蛋白肽、壳寡糖混合，用适量标准沼液作为溶剂，将它们全部溶化搅拌均匀后，泼洒在步骤（2）中准备的待发酵大组分混合物料干料上，而后，边搅拌边泼洒适量标准沼液，直到以手掐能成团，无液流出，松手落地能散开为止，得适宜好氧发酵微生物发育生长的发酵物料；

（4）将调制好湿度的发酵物料码条堆垛，开始发酵；

（5）当发酵堆温度上升到55～65℃时，再泼洒适量沼液并翻堆搅拌，让上下、内外物料翻转换位，整个发酵过程需数次翻堆，高温发酵持续约200～300h后, 物料堆垛温度呈缓慢下降势态，此时，发酵物料有机物总体大部分降解完成；

（6）将配方量的烟粉均匀撒在步骤（5）制得的已基本完成发酵的物料上，搅拌，边搅拌边洒适量标准沼液，控制物料含水率16～17%后，聚成大堆，用薄膜密封盖严，创造厌氧环境闷沤30～100d，得到本发明的无土栽培基质。

优选地，步骤（6）中在厌氧环境闷沤80～100d。闷沤的时间长则品质更优。

本发明中，各核心组份的功能和作用简要描述如下：

1、农作物秸秆类材料、畜禽粪、褐煤粉料等大份量物料，是在发酵微生物降解有机质物料转化生成腐植酸活性物质的主要能量源物料，是提高有机蔬菜品质重要技术措施之一；

2、蛋白肽：是一种含氮可溶于水的活性物质，用以解决全部原材料中有可能夹带来的有害重金属离子，以原位钝化、络合、固定，变为氧化态离子，是确保本基质安全、防范、避免有机蔬菜重金属污染重要技术措施之一；本材料是湖北大学教研专利成果，其商品产品可以从湖北大学采购得到；

3、菌肥制剂：是一种以虫治虫，生物防治作物土传病害的微生物制剂（华中农大教研成果），本制剂用以防控全部原材料中有可能夹带来的生物病毒病害，是制备本安全基质重要技术措施之一；

4、壳寡糖：是一种低分子生物酶农药降解剂活性物质（华中农大教研成果），壳寡糖用以降解制备本发明基质的全部原材料中有可能夹带来的菊酯类、氨基甲酸酯类、有机氯类、三唑类等农业常用农药残留风险，是确保本发明基质安全，规避有机蔬菜生物体无农残重要技术措施之一；华中农大与广西宏华生物集团公司是已签约的战略合作伙伴关系单位，华中农大农科教研成果支持广西宏华安全食品产业发展；其科研成果亦由广西宏华生物科技公司生产应用和全面推广实施，本发明基质所使用的原料：壳寡糖、菌肥制剂、微生物菌种等生物制剂产品，均可以从华中农大生命科学院微生物学国家重点实验室或广西宏华生物科技有限公司采购得到；

5、烟粉：利用其生物碱抑制作物病虫害，是本发明基质降低、减少蔬菜作物病虫害技术措施之一；本材料商品可以从制烟企业采购得到；

6、标准沼液：沼气工程采取酶聚集调度工艺生化浓聚有机活性物质而得到的“标准沼液”， 所含的菌群中，有60%～70%的微生物种群属芽孢杆菌，并富含氮磷钾养份、赤霉素和多种生物酶，具有强力抑菌灭病毒效果，是提高本基质品质和抗作物病虫害重要技术措施之一；本材料为广西宏华生物集团公司大型沼气工程自备获得；

本发明配方中其余的原料为骨干性材料，配合上述核心材料，在发酵微生物生化代谢过种中，提供全养份（氮源、碳源）能源而制得无农残、无重金属污染； 抗土传病害、 抗蔬菜作物病虫害、品质好、安全的有机蔬菜无土栽培专用基质。

本发明的有益效果如下：

1、本发明有机蔬菜无土栽培专用基质的研制成功，使得为现代高效设施农业大规模无土栽培各种高级有机安全餐品提供安全种植载体成为可能；

2、本发明有机蔬菜无土栽培专用基质的研制成功，使得为现代设施农业大棚·温棚·大型种植槽大规模高效产出无农残无有害重金属污染影响的各种高级安全餐品提供帮助成为可能；

3、本发明有机蔬菜无土栽培专用基质的研制成功，使得为缺土的高山·边关·海岛哨所驻军的大棚·温棚·大型种植槽提供替代土壤的安全种植载体以帮助自给各种安全蔬菜餐品成为可能；

4、本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质的研制成功，使得为城乡部份自家居屋有屋顶阳台条件的家庭，建造“简易阳台生态微棚”在微棚中用大型标准种植槽设施休闲学农种植，自给各种安全蔬菜餐品必需的安全的无土载培种植载体提供帮助，成为可能；

5、本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质因其养份全面，营养丰富，能有效支撑各种有机蔬菜连茬生产，使得半年不需补充肥源成为可能。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质盆栽韭菜，韭菜根薯早春定植30天后的生长长势图；

图2为用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质盆栽韭菜，45天后的自然生长长势图；

图3为用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质培育红油菜，三周龄菜苗自然生长长势图；

图4为用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质培育绿油菜，三周龄菜苗自然生长长势图；

图5为用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质池栽绿油菜苔，五周龄生物体生长长势图；

图6为用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质池栽红油菜苔，五周龄生物体生长长势图；

图7为用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质池栽绿油菜苔，七周龄生物体生长长势图；

图8为用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质池栽红油菜苔，七周龄生物体生长长势图；

图9为用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质池栽绿油菜苔，七周龄生物体即将抽苔的实况照片；

图10为用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质池栽红油菜苔，七周龄生物体即将抽苔的实况照片。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

本发明所用原料来源如下：

木质素类（优先选用玉米、花生、黄豆、稻草、蔗渣等）农作物秸秆：蔗渣：是柳州新兴糖厂大型制糖企业制糖过程产生的大宗下脚料，可以就近采购得到；其它玉米、花生、黄豆、稻草等农作物秸秆在城乡各地均很容易组织采购得到；

米糠：是粮食加工的下脚料废料，可从粮食加工厂采购得到；

褐煤粉：将采购回的褐煤过直径0.5～0.8mm筛孔粉碎机，收集风尘煤粉得到褐煤粉；

糖滤泥：是蔗糖企业生产加工过程产生的大宗废料下脚料，可从广西柳州新兴糖厂采购得到或各地糖厂采购得到；

畜禽粪：申请人自有柳州柳南禽蛋·种鸡养殖园区百万羽鸡群排泄物资源；

菌肥制剂：是华中农大教研专利成果，其产品可从华中农大生命科学院微生物学国家重点实验室采购得到；

常中微量元素(9种合剂)：是柳州市老科协林业分会专家调制助林果植物丰产之制剂，可从柳州老科协林业分会采购得到；

微生物菌种：是华中农大教研专利成果，其产品可从华中农大生命科学院微生物学国家重点实验室或战备合作伙伴广西宏华生物实业集团宏华生物科技有限公司采购得到；

蛋白肽：是湖北大学教研专利成果，可从湖北大学直接采购；

壳寡糖：是华中农大教研专利成果，其产品可从华中农大生命科学院微生物学国家重点实验室或战备合作伙伴广西宏华生物实业集团柳州宏华生物科技有限公司采购得到；

烟粉：是制烟企业卷烟生产过程的大宗废料下脚料，可从各地制烟企业采购得到；

标准沼液：是广西宏华生物实业集团公司的自有资源，广西宏华有机农业公园内的大型沼气工程采用酶聚集调度工艺运行处理鸡场污源（生产污水和鸡粪）获得的沼液，其微生物种群中，60～70%属于芽孢杆菌属，并富含氮磷钾养份、多种类氨基酸、蛋白质、赤霉素、纤维素酶、生长素、B族维生素等有益植物健康成长的活性物质，宏华公司把这种品质的沼液确定为“标准沼液”。所述“酶聚集调度工艺”，即沼气工程运行过程中，每天投料制浆，均用前一天排出沼液的50～70wt%份量替代水返回制浆工位参与制浆，从而达到有机质待发酵的标准浓度，而后泵入反应罐再参与新投入的有机质物料生化反应全过程，而制备得品质优良浓聚集多种生物活性酶物质的“标准沼液”。

木灰：是许多企业锅炉燃烧任何种类的木屑、木柴、废木板、木废料产生的炉灰废料，可以从这些烧木质燃料的企业无偿得到它。

实施例1

本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质的配方如下：

木质素类（优先选用玉米、花生、黄豆、稻草、蔗渣等）农作物秸秆350kg、米糠100kg、褐煤粉50kg、糖滤泥137kg、畜禽粪350kg、菌肥制剂0.5kg、常中微量元素(9种合剂)0.25kg、微生物菌种0.5kg、蛋白肽0.5kg、壳寡糖0.25kg、烟粉11kg、标准沼液1100kg。（说明：本基质配方中各组份原料标示的质量均指一个加工单元量，若一次加工N个单元，则各组份配置投入的原料数量应为一个加工单元量的N倍。

本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质的制备方法如下：

（1）原料的预处理：

将采购回的褐煤过直径0.5～0.8mm筛孔粉碎机，收集风尘煤粉得到褐煤粉；

将木质素类农作物秸秆切断成20-50mm的长条料；

将畜禽粪晾干，过直径10～15mm筛孔粉碎机粉碎。

（2）将木质素类（优先选用玉米、花生、黄豆、稻草、蔗渣等）农作物秸秆350kg（35%）、米糠100kg（10%）、褐煤粉50kg(5%)、糖滤泥137kg(13.7%)、畜禽粪350kg(35%)混合并翻拌均匀后摊展平，得待发酵大组分混合物料干料；

（3）将菌肥制剂0.5kg(0.05%)、常中微量元素(9种合剂)0.25kg(0.025%)、微生物菌种0.5kg(0.05%)、蛋白肽0.5kg(0.05%)、壳寡糖0.25kg(0.025%)混合在一容器内，用适量标准沼液作为溶剂，将它们全部溶化搅拌均匀后，泼洒在步骤（2）中准备的待发酵大组分混合物料干料上，而后，开动翻抛机边搅拌边泼洒适量标准沼液，直到以手掐能成团，无液流出，松手落地能散开为度，不可过湿，得适宜好氧发酵微生物发育生长的发酵物料；

（4）将调制好湿度的发酵物料，码长条型堆垛高50～60cm, 宽120～150cm（实操按照翻抛机作业宽度确定）, 长度根据制备物料数量和加工场地条件任意确定；选典型位置扦插上观察温度计；进入好氧发酵生化降解生产过程状态；

（5）码堆一小段时间后，能观察到发酵物料开始升温，这是多种群微生物快速成长、扩群、发展、生化降解有机质原料发酵散热现象。当发酵堆温度上升到55～65℃时，再泼洒适量沼液并翻堆搅拌，让上下、内外物料翻转换位，充分接触空气，使好氧微生物从空气中得到更多氧气，扩群更旺势；这个较强烈高温好氧发酵生化过程，需数次翻堆，注意每次边翻堆边补洒适量标准沼液，以补充发酵堆物料发热蒸发失去的水份，一般控制发酵堆物料含水率17%左右为宜；一般高温发酵持续约200～300h后, 物料堆垛温度将呈缓慢下降势态，判断发酵物料有机物总体大部分基本降解完成；

（6）将11kg(1.1%)烟粉均匀撒在步骤（5）制得的已基本完成发酵的物料上，并开动翻抛机搅拌均匀，注意边翻拌边洒适量标准沼液，控其含水率16～17%后，聚成大堆，用盖塑膜封闭严密，创造厌氧环境闷沤30～100d（在此时间范围内，厌氧闷沤时间越长，腐植酸转化更优，品质更好），得到本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质。该基质无农药残留，无重金属离子污染。

本发明专用基质的主要技术经济指标如下：容重m³/310kg; 总养份≧3%，有机质≧55%，腐植酸16%，pH值6.5，EC值1.8，无农药残留，无重金属污染残留。

实施例2

本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质的配方如下：

木质素类（优先选用玉米、花生、黄豆、稻草、蔗渣等）农作物秸秆340kg、米糠108kg、褐煤粉40kg、糖滤泥140kg、畜禽粪360kg、菌肥制剂0.5kg、常中微量元素(9种合剂)0.25kg、微生物菌种0.5kg、蛋白肽0.5kg、壳寡糖0.25kg、烟粉10kg、标准沼液1250kg。

本实施例的制备方法与实施例1相同。

实施例3

本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质的配方如下：

木质素类（优先选用玉米、花生、黄豆、稻草、蔗渣等）农作物秸秆360kg、米糠93kg、褐煤粉60kg、糖滤泥130kg、畜禽粪343kg、菌肥制剂0.5kg、常中微量元素(9种合剂)0.25kg、微生物菌种0.5kg、蛋白肽0.5kg、壳寡糖0.25kg、烟粉12kg、标准沼液1200kg。

本实施例的制备方法与实施例1相同。

实施例4

1、用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质替代土壤盆栽韭菜，韭菜根薯早春定植30天后的生长长势图参见图1,45天自然成长实况参见图2，韭菜长势甚好，生物体成长全程无病害、虫害发生。预期用大棚标准种植槽无土栽培育壮韭黄，实现有机韭黄“品质升级、产量倍增”目标将成为可能。

2、用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质替代土壤，在育苗碗皿上培育红油菜绿油菜育苗试验，三周龄菜苗自然成长情况分别参见图3和图4，生物长势良好，本基质能满足育苗生物体成长的营养需要，生物体成长全程无病害、虫害发生；

3、用本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质替代土壤，做绿油菜苔、红油菜苔池栽种植载体试验，其中：图5、图6分别为绿油菜苔、红油菜苔池栽五周龄生物体成长实况照片，生物长势良好；图7、图8分别为绿油菜苔、红油菜苔七周龄生物体成长实况照片, 生物长势良好；图9、图10分别为绿油菜苔、红油菜苔七周龄生物体即将抽苔的实况照片，生物长势十分旺盛，油菜苔丰收在望；生物体成长全程无病害、虫害发生。

综合上述农作试验，本发明的有机蔬菜无土栽培专用基质能满足农作物生物体发育进程各时段的营养需求，且生物体成长全程无病害、虫害发生，能有效替代土壤，能够为设施有机农业提供品质好、安全的无土栽培种植载体，有效支撑高效有机农业生产。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种有机蔬菜无土栽培专用基质，其特征在于：所述基质由干物质和标准沼液制备而成，所述干物质由以下质量百份数的各组分组成：木质素类农作物秸秆34-36%，米糠9-11%，褐煤粉4-6%，糖滤泥13-14%，畜禽粪34-36%，菌肥制剂0.05%，常中微量元素0.025%，微生物菌种0.05%，蛋白肽0.05%，壳寡糖0.025%，烟粉1-1.2%。

2.根据权利要求1所述的有机蔬菜无土栽培专用基质，其特征在于：所述干物质由以下质量百份数的各组分组成：木质素类农作物秸秆35%，米糠10%，褐煤粉5%，糖滤泥13.7%，畜禽粪35%，菌肥制剂0.05%，常中微量元素0.025%，微生物菌种0.05%，蛋白肽0.05%，壳寡糖0.025%，烟粉1.1%。

3.根据权利要求1或2所述的有机蔬菜无土栽培专用基质，其特征在于：所述干物质与标准沼液的质量比为1：2.2-2.5。

4.根据权利要求1或2所述的有机蔬菜无土栽培专用基质，其特征在于：所述木质素类农作物秸秆为玉米秸秆、花生秸秆、黄豆秸秆、稻草秸秆或甘蔗渣。

5.权利要求1-4任一所述的有机蔬菜无土栽培专用基质的制备方法，其特征在于：步骤如下： （1）原料的预处理；

（2）将配方量的木质素类农作物秸秆，米糠，褐煤粉，糖滤泥，畜禽粪混合均匀，得到待发酵大组分混合物料干料；

（3）将配方量的菌肥制剂、常中微量元素、微生物菌种、蛋白肽、壳寡糖混合，用适量标准沼液作为溶剂，将它们全部溶化搅拌均匀后，泼洒在步骤（2）中准备的待发酵大组分混合物料干料上，而后，边搅拌边泼洒适量标准沼液，直到以手掐能成团，无液流出，松手落地能散开为止，得适宜好氧发酵微生物发育生长的发酵物料；

（4）将调制好湿度的发酵物料码条堆垛，开始发酵；

（5）当发酵堆温度上升到55～65℃时，再泼洒适量沼液并翻堆搅拌，让上下、内外物料翻转换位，整个发酵过程需数次翻堆，高温发酵持续约200～300h后, 物料堆垛温度呈缓慢下降势态，此时，发酵物料有机物总体大部分降解完成；

（6）将配方量的烟粉均匀撒在步骤（5）制得的已基本完成发酵的物料上，搅拌，边搅拌边洒适量标准沼液，控制物料含水率16～17%后，聚成大堆，用薄膜密封盖严，创造厌氧环境闷沤30～100d，得到有机蔬菜无土栽培基质。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（6）中在厌氧环境闷沤80～100d。