CN105052700B - 一种利用破旧羽毛球制作无土栽培基质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用破旧羽毛球制作无土栽培基质的方法，该方法是将破旧羽毛球粗粉碎，然后与餐厨垃圾、动物粪便按1‑3:4‑8:2‑5的重量比混合，调节含水量为15‑25%，加入芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌作为发酵剂，在室温下发酵20‑30天，发酵后的物料与机制砂按照12‑20:5‑10的重量比混合制成无土栽培基质。本发明将不易回收利用的破旧羽毛球与餐厨垃圾、动物粪便作为原料制作无土栽培基质，羽毛球的羽毛部分可以被降解为植物生长所需的碳源、氮源等，球托部分的木质材料可以疏松无土培养基质，制作成的无土栽培基质营养丰富，成本低廉，变废为宝，具有良好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种无土栽培基质制作方法，一种利用破旧羽毛球制作无土栽培基质的方法。
背景技术
我国是羽毛球运动大国，同时也是羽毛球生产大国。羽毛球属于易耗品，因此我国每年都需要消耗大量的羽毛球。羽毛球由禽类羽毛与球托组成。羽毛80%的成分为动物角蛋白，含丰富的营养元素；球托一般有软木制成，是一种很好的填充型材料。但是目前还没有专门回收利用羽毛球的方法，基本上都作为生活垃圾处理，造成资源的浪费。
传统上大多数采用化学法或者酶法处理羽毛，得到蛋白质降解液。中国专利CN201110403055公开了一种利用动物毛发碱法水解制备羽毛蛋白的方法，将废旧羽毛∶碱∶水按照100∶10～300：100～500的质量比混合，在80-180度下水解0.5～5小时，然后降温至50度下，加入碳酸铵，碳酸氢铵等，过滤除去沉淀，后浓缩母液即可得到高纯的羽毛蛋白。中国专利CN200910024986公开了一种以禽类羽毛为原料工业化生产L-酪氨酸的方法，采用生产禽类白条产品后的废弃禽类羽毛为主要原料，经盐酸催化、加热、保温水解禽类羽毛中蛋白，再经分离、中和、脱色、浓缩等工艺生产得到白色结晶固体状的纯天然、安全无毒素L-酪氨酸成品。中国专利CN201210188964公开了一种羽毛降解方法，该方法包括：（1）用双氧水处理羽毛，双氧水质量百分比浓度为百万分之一到百分之一，双氧水溶液与羽毛的浴比为5-30∶1，常温或30-80℃下处理6-48h；（2）处理羽毛水洗后，用蛋白酶处理，蛋白酶加放量为每克羽毛5-200U，蛋白酶液和羽毛的浴比为5-30∶1，在30-65℃下处理6-48h。中国专利公开了一种单酶法制备羽毛多肽及其产物制备生物可降解薄膜的方法，单酶法工艺为按废弃羽毛5-10%、蛋白酶k2-4%、水86-93%的重量配比称量；反应条件：pH：8.0-9.0，温度：50-60℃，摇床180-250rpm/min，反应48-60小时；离心取上清，即得到羽毛多肽酶解液。生物可降解薄膜的制备方法为按聚乙烯醇（PVA）60%-80%、羽毛多肽酶解液10%-30%、甘油2-10%、甲醛0.5-2%的重量配比称取，将PVA加水于90-110℃加热溶解，再加入甘油和甲醛共混30分钟，降温至40℃，再加入羽毛多肽酶解液共混30～40分钟，成膜，在30-50℃烘干即得产品。化学法需要加入酸、碱等化学试剂以及高温加热等，且容易产生大量的污水，经济性和环保性有待改进；酶法也需要化学试剂的配合处理，且酶制剂一般价格比较高，同时酶促反应也需要消耗大量的水。
餐厨垃圾和动物粪便含有丰富的植物所需营养，同样是可以资源化利用的废弃物。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。
开发一种同时利用破旧羽毛球、餐厨垃圾和动物粪便制作无土栽培基质的方法，既可以将这些废弃物的营养回收利用，又可以解决环境污染的问题，具有良好的经济效益和社会效益。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明利用破旧羽毛球、餐厨垃圾和动物粪便制作无土栽培基质的方法。
本发明是通过如下方式实现的：
一种利用破旧羽毛球制作无土栽培基质的方法，包括以下步骤：
（1）羽毛球粉碎：将回收的破旧羽毛球粉碎成粗粉末；
（2）物料发酵：将羽毛球粗粉末与餐厨垃圾、动物粪便按1-3:4-8:2-5的重量比制成混合物料，调节含水量为15-25%，加入芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌作为发酵剂，在室温下发酵15-20天，每隔1天翻拌一次；
（3）配料：将发酵后的混合物料进行干燥和灭菌，然后与机制砂按照12-20:5-10的重量比混合制成无土栽培基质。
优选的，所述混合物料的羽毛球粗粉末与餐厨垃圾、动物粪便的重量比为3:5:2。
优选的，步骤（2）中所述调节含水量为20%。
优选的，所述芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的量为混合物料重量的0.3-0.8%。
优选的，所述芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的重量比为3-8:1-2:1-3。
优选的，所述芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的重量比为3:1:1。
优选的，所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。
优选的，步骤（3）中所述无土栽培基质的混合物料与机制砂的重量比为18:5。
优选的，所述机制砂的粒径为0.5-2 mm。
优选的，所述羽毛球粗粉末的粒径控制在20-80目。
本发明的原理是：
枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌能够合成角蛋白酶，角蛋白酶可以将羽毛的角蛋白分解成多肽和氨基酸，并进一步被枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌利用，生成植物能够吸收和利用的小分子碳源和氮源。同时餐厨垃圾和动物粪便也含有丰富的植物营养元素，经这几种微生物进行有氧和厌氧代谢，这些有机物被逐步降解成植物可以吸收和利用的小分子。而球托的软木材料和机制砂是良好的填充料，可以采用不同粒径配制成不同透气性和硬度的无土栽培基质。
本发明的有益效果是：
1. 本发明将大量废弃的羽毛球回收利用，羽毛可以降解成无土栽培基质的营养元素，球托具有贮肥贮水功能可以作为无土栽培基质的调料，可以延长植物用肥用水期，既解决了羽毛球处理的难题，又节约了资源，降低植物栽培成本，提高栽培的成活率。
2. 本发明用微生物降解羽毛角蛋白，处理效率高，环保节能，且可以将角蛋白处理成植物易于吸收的小分子状态，提高角蛋白营养元素的利用率。
3. 本发明在降解羽毛角蛋白的同时，综合利用了餐厨垃圾和动物粪便，解决了环境污染的问题，提高了资源利用率，社会效益高。
4. 本发明的机制砂来源广泛，价格低廉，可以解决采用天然河砂造成的环境破坏和成本高昂的问题。
5. 本发明的无土栽培基质营养丰富，成本低，方法简便，可以制成不同的孔隙率，广泛适用各种植物的种植，具有良好的经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，但不限制本发明的保护范围和应用范围。
实施例1
一种利用破旧羽毛球制作无土栽培基质的方法，包括以下步骤：
（1）羽毛球粉碎：将回收的破损羽毛球粉碎成粗粉末；
（2）物料发酵：将羽毛球粗粉末与餐厨垃圾、动物粪便按3:5:2的重量比混合成物料，调节含水量为20%，加入物料重量0.5%的芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌作为发酵剂，在室温下发酵20天，每隔1天搅拌一次；
（3）配料：将发酵后的物料进行干燥和灭菌，与机制砂按照18:5的重量比混合制成无土栽培基质。
其中，所述芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的重量比为3:1:1；所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌；所述机制砂的粒径为0.5 mm；羽毛球粗粉末的粒径控制在20目。
实施例2
一种利用破旧羽毛球制作无土栽培基质的方法，包括以下步骤：
（1）羽毛球粉碎：将回收的破损羽毛球粉碎成粗粉末；
（2）物料发酵：将羽毛球粗粉末与餐厨垃圾、动物粪便按1:4:3的重量比混合成物料，调节含水量为15%，加入物料重量0.8%的芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌作为发酵剂，在室温下发酵15天，每隔1天搅拌一次；
（3）配料：将发酵后的物料进行干燥和灭菌，与机制砂按照12:10的重量比混合制成无土栽培基质。
其中，所述芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的重量比为8:1:3；所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌；所述机制砂的粒径为1.5 mm；羽毛球粗粉末的粒径控制在40目。
实施例3
一种利用破旧羽毛球制作无土栽培基质的方法，包括以下步骤：
（1）羽毛球粉碎：将回收的破损羽毛球粉碎成粗粉末；
（2）物料发酵：将羽毛球粗粉末与餐厨垃圾、动物粪便按2:8:5的重量比混合成物料，调节含水量为25%，加入物料重量0.6%的芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌作为发酵剂，在室温下发酵15天，每隔1天搅拌一次；
（3）配料：将发酵后的物料进行干燥和灭菌，与机制砂按照20:8的重量比混合制成无土栽培基质。
其中，所述芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的重量比为6:2:3；所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌；所述机制砂的粒径为1 mm；羽毛球粗粉末的粒径控制在60目
实施例4
一种利用破旧羽毛球制作无土栽培基质的方法，包括以下步骤：
（1）羽毛球粉碎：将回收的破损羽毛球粉碎成粗粉末；
（2）物料发酵：将羽毛球粗粉末与餐厨垃圾、动物粪便按3:6:4的重量比混合成物料，调节含水量为25%，加入物料重量0.3%的芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌作为发酵剂，在室温下发酵18天，每隔1天搅拌一次；
（3）配料：将发酵后的物料进行干燥和灭菌，与机制砂按照15:10的重量比混合制成无土栽培基质。
其中，所述芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的重量比为5:1:1；所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌；所述机制砂的粒径为2 mm；羽毛球粗粉末的粒径控制在80目。
Claims (1)
1.一种利用破旧羽毛球制作无土栽培基质的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）羽毛球粉碎：将回收的破损羽毛球粉碎成粗粉末；
（2）物料发酵：将羽毛球粗粉末与餐厨垃圾、动物粪便按3:5:2的重量比混合成物料，调节含水量为20%，加入物料重量0.5%的芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌作为发酵剂，在室温下发酵20天，每隔1天搅拌一次；
（3）配料：将发酵后的物料进行干燥和灭菌，与机制砂按照18:5的重量比混合制成无土栽培基质；
其中，所述芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的重量比为3:1:1；所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌；所述机制砂的粒径为0.5 mm；羽毛球粗粉末的粒径控制在20目。
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