CN105439689A - 一种利用竹屑生产的植物培养基质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用竹屑生产的植物培养基质，本发明通过采用碾压式粉碎机先将竹屑原料粉碎成疏松的竹质小颗粒，通过氨化处理、同生物炭的混合发酵工艺，使竹屑形成孔隙结构合理，保水性能良好，C/N比合理，容重在0.2-0.5g/cm3之间、pH在6-7之间的有机材料，适合于用作园林绿化、苗木培养和移栽的基质，也可用于土壤酸化和物理结构改良。

Description

一种利用竹屑生产的植物培养基质
技术领域
本发明涉及一种植物培养基质，特别涉及一种利用竹屑生产的植物培养基质。
背景技术
基质栽培是在特定的容器内可以固定植株根系，并能从中吸收养分、水分和氧气的栽培方法，也称为无土栽培。我国无土栽培自20世纪80年代初才从农产品发展到了苗木、园林花卉、药材等多个领域，起到了提高产品产量、提高产品质量和净化栽培环境的效果，因此，无土栽培已成为现代农业的最重要内容之一。栽培基质是无土栽培的基础，除了固定的作用外，还为植株提供生长必需的水、肥、气、热，供植物根系吸收利用。泥炭是传统的栽培基质材料之一，它是一种绿色优质高效营养土，含有大量的有机质和腐殖酸，具有保持土壤水分、供给养分、促进植物生产的作用。但随着无土栽培的日益扩大，泥炭资源已日益减少，应用成本也日益增大，因此，就迫切需要寻找一种能代替泥炭用于无土栽培的基质材料。
竹子具有生长速度快、产量高、再生能力强等优点，竹材资源是可再生的绿色材料，但直接将竹子原料如竹屑、竹颗粒等直接用于植物培养基质，存在着下列不利因素，吸水性和持水能力较差、养分释放缓慢、微生物活性较低等特点，不适合作为植物培养的基质，因此，采用竹子资源为原料生产植物培养基质既具有一定的科学意义，又具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用竹屑生产的植物培养基质，通过氨化处理、同生物炭的混合发酵工艺，使竹屑形成孔隙结构合理，保水性能良好，C/N比合理，容重在0.2-0.5g/cm3之间、pH在6-7之间的有机材料，适合于用作园林绿化、苗木培养和移栽的基质，也可用于土壤酸化和物理结构改良。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种利用竹屑生产的植物培养基质，通过以下方法制备而得：
（1）原料粉碎：将竹屑粉碎成长度小于2cm，直径小于0.4cm的竹质小颗粒；
竹屑可以是任何种类的竹子加工的下脚料（即加工的剩余物或废弃物），采用碾压式粉碎机将原料粉碎成长度小于2cm，直径小于0.4cm的疏松的竹质小颗粒。
（2）氨化处理：将步骤（1）得到的竹质小颗粒放入氨化容器中氨化，按占竹质小颗粒干重量的0.6-1.5%的N用量加入氨化溶液，再调节混合原料的含水量至35-50%之间，混合均匀后，将氨化容器密闭进行氨化；
氨化预处理的作用：能使纤维部分官能团发生断裂,表层的亲水性增加,并且氨化作用对纤维结构的破坏,增加氮含量，降低碳/氮比，有利于微生物发酵,提高产品质量。
（3）发酵：将80-90重量份的步骤（2）经过氨化处理的竹质小颗粒、10-20重量份的生物炭和0.2-0.4重量份枯草芽孢杆菌液混合搅拌均匀得混合物料，加水调节混合物料的含水量至60-70%，将混合物料建堆发酵后得植物培养基质，发酵时间为：在环境温度20℃以上时，发酵时间为5-7天；在环境温度低于20℃时，发酵时间为10-15天。
发酵的目的是：通过发酵，增加竹材料的吸水保水性、提高竹材料的软柔性及增加养分的有效性，使发酵后基质适合于植物根系生长。
本发明通过采用碾压式粉碎机先将竹屑原料粉碎成长度小于2cm，直径小于0.4cm的疏松的竹质小颗粒。再通过氨化处理，能使纤维部分官能团发生断裂，表层的亲水性增加，对纤维结构的破坏，增加竹屑的氮含量，降低竹屑的碳/氮比，有利于微生物发酵。最后，将通过微生物发酵工艺，进一步增强竹屑原料的吸水保水性、提高竹材料的软柔性及增加养分的有效性，使发酵后基质适合于植物根系生长。发酵后可直接用作植物培养基质。
本发明的植物培养基质pH在6-7之间，近中性，可改良酸性，由于是有机材料，能增加土壤有机质含量，有机质含量提高，能改善土壤结构。
作为优选，步骤（2）中氨化溶液为含氮化肥的水溶液，氨化溶液中氮的质量浓度为5-12%。
作为优选，所述含氮化肥选自尿素、碳酸氢氨、氨水中的一种或几种。
作为优选，步骤（2）中氨化时间为：在环境温度20℃以上时，氨化时间为7-10天，环境温度低于20℃时，氨化时间为14-30天。
作为优选，步骤（3）中所述生物炭为竹质或木质生物原料在无氧环境中350-600℃温度下裂解3-5小时，冷却后粉碎，过筛得颗粒大小为0.2-1.0cm生物炭颗粒。
作为优选，步骤（3）中所述枯草芽孢杆菌液中的活菌数大于0.9亿个/毫升。
作为优选，所述竹屑为竹子加工下脚料。
所述的植物培养基质代替泥炭应用于无土栽培。
所述的植物培养基质应用于土壤板结、土壤酸化的改良。
本发明生产的植物培养基质材料具有以下优点：（1）取材容易，营养全面，富含氮、磷、钾和有机质，肥料持久，可以满足植株长期生长发育的养分需求。（2）具备良好的物理性状，通透性和结构也要好。（3）pH范围在6.0~7.0之间，近中性，可改良酸性。（4）不含杂质，不携带病虫害和病菌。（5）质量轻，具有较强的吸水性和持水能力。（6）价格低廉，降低成本。（7）基质制备简单。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
本发明以下实施例的竹屑来源于浙江省安吉县竹材加工厂，毛竹加工废弃碎料。竹屑含水量在40-50%，经过太阳晒干至含水量在15-25%。
实施例1
一种利用竹屑生产的植物培养基质，通过以下方法制备而得：
（1）原料粉碎：采用碾压式粉碎机将竹屑粉碎成长度小于2cm，直径小于0.4cm的疏松的竹质小颗粒。
（2）氨化处理：将步骤（1）得到的竹质小颗粒放入氨化容器中氨化，按占竹质小颗粒干重量的0.6%的N用量加入尿素溶液（尿素溶液中氮的质量浓度为5%），再调节混合原料的含水量至35%，混合均匀后，将氨化容器密闭进行氨化，氨化时间为：在环境温度20℃以上时，氨化时间为7天，环境温度低于20℃时，氨化时间为14天。
（3）发酵：将80重量份的步骤（2）经过氨化处理的竹质小颗粒、10重量份的生物炭和0.2重量份枯草芽孢杆菌液（无锡拜弗德生物科技有限公司购买，活菌数1.5亿个/毫升）混合搅拌均匀得混合物料，加水调节混合物料的含水量至60%，将混合物料建堆发酵后得植物培养基质，发酵时间为：在环境温度20℃以上时，发酵时间为5天；在环境温度低于20℃时，发酵时间为10天。生物炭为竹质原料在无氧环境中350℃温度下裂解5小时，冷却后粉碎，过筛得颗粒大小为0.2-1.0cm生物炭颗粒。
实施例2
一种利用竹屑生产的植物培养基质，通过以下方法制备而得：
（1）原料粉碎：采用碾压式粉碎机将竹屑粉碎成长度小于2cm，直径小于0.4cm的疏松的竹质小颗粒。
（2）氨化处理：将步骤（1）得到的竹质小颗粒放入氨化容器中氨化，按占竹质小颗粒干重量的1.5%的N用量加入碳酸氢氨溶液（碳酸氢氨溶液中氮的质量浓度为12%），再调节混合原料的含水量至50%，混合均匀后，将氨化容器密闭进行氨化，氨化时间为：在环境温度20℃以上时，氨化时间为10天，环境温度低于20℃时，氨化时间为30天。
（3）发酵：将90重量份的步骤（2）经过氨化处理的竹质小颗粒、20重量份的生物炭和0.4重量份枯草芽孢杆菌液（无锡拜弗德生物科技有限公司购买，活菌数1.0亿个/毫升）混合搅拌均匀得混合物料，加水调节混合物料的含水量至70%，将混合物料建堆发酵后得植物培养基质，发酵时间为：在环境温度20℃以上时，发酵时间为7天；在环境温度低于20℃时，发酵时间为15天。生物炭为木质原料在无氧环境中600℃温度下裂解3小时，冷却后粉碎，过筛得颗粒大小为0.2-1.0cm生物炭颗粒。
实施例3
一种利用竹屑生产的植物培养基质，通过以下方法制备而得：
（1）原料粉碎：采用碾压式粉碎机将竹屑粉碎成长度小于2cm，直径小于0.4cm的疏松的竹质小颗粒。
（2）氨化处理：将步骤（1）得到的竹质小颗粒放入氨化容器中氨化，按占竹质小颗粒干重量的1%的N用量加入氨水溶液（氨水溶液中氮的质量浓度为10%），再调节混合原料的含水量至40%，混合均匀后，将氨化容器密闭进行氨化，氨化时间为：在环境温度20℃以上时，氨化时间为8天，环境温度低于20℃时，氨化时间为18天。
（3）发酵：将85重量份的步骤（2）经过氨化处理的竹质小颗粒、15重量份的生物炭和0.3重量份枯草芽孢杆菌液（无锡拜弗德生物科技有限公司购买，活菌数1.2亿个/毫升）混合搅拌均匀得混合物料，加水调节混合物料的含水量至65%，将混合物料建堆发酵后得植物培养基质，发酵时间为：在环境温度20℃以上时，发酵时间为6天；在环境温度低于20℃时，发酵时间为12天。生物炭为竹质原料在无氧环境中500℃温度下裂解4小时，冷却后粉碎，过筛得颗粒大小为0.2-1.0cm生物炭颗粒。
本发明的植物培养基质保水性能良好，最大持水量为95%，C/N在39-39之间，容重在0.2-0.5g/cm3之间，pH在6-7之间，适合于微生物和植物根系生长，用作园林绿化、苗木培养和移栽的基质，也可用于土壤酸化和物理结构改良。

Claims (9)

1.一种利用竹屑生产的植物培养基质，其特征在于，通过以下方法制备而得：
（1）原料粉碎：将竹屑粉碎成长度小于2cm，直径小于0.4cm的竹质小颗粒；
（2）氨化处理：将步骤（1）得到的竹质小颗粒放入氨化容器中氨化，按占竹质小颗粒干重量的0.6-1.5%的N用量加入氨化溶液，再调节混合原料的含水量至35-50%之间，混合均匀后，将氨化容器密闭进行氨化；
（3）发酵：将80-90重量份的步骤（2）经过氨化处理的竹质小颗粒、10-20重量份的生物炭和0.2-0.4重量份枯草芽孢杆菌液混合搅拌均匀得混合物料，加水调节混合物料的含水量至60-70%，将混合物料建堆发酵后得植物培养基质，发酵时间为：在环境温度20℃以上时，发酵时间为5-7天；在环境温度低于20℃时，发酵时间为10-15天。
2.根据权利要求1所述的植物培养基质，其特征在于：步骤（2）中氨化溶液为含氮化肥的水溶液，氨化溶液中氮的质量浓度为5-12%。
3.根据权利要求2所述的植物培养基质，其特征在于：所述含氮化肥选自尿素、碳酸氢氨、氨水中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的植物培养基质，其特征在于：步骤（2）中氨化时间为：在环境温度20℃以上时，氨化时间为7-10天，环境温度低于20℃时，氨化时间为14-30天。
5.根据权利要求1或2所述的植物培养基质，其特征在于：步骤（3）中所述生物炭为竹质或木质生物原料在无氧环境中350-600℃温度下裂解3-5小时，冷却后粉碎，过筛得颗粒大小为0.2-1.0cm生物炭颗粒。
6.根据权利要求1或2所述的植物培养基质，其特征在于：步骤（3）中所述枯草芽孢杆菌液中的活菌数大于0.9亿个/毫升。
7.根据权利要求1所述的植物培养基质，其特征在于：所述竹屑为竹子加工下脚料。
8.如权利要求1所述的植物培养基质代替泥炭应用于无土栽培。
9.如权利要求1所述的植物培养基质应用于土壤板结、土壤酸化的改良。
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