CN106083295A - 一种基于番茄秸秆和醋糟共利用的有机基质及其制备方法 - Google Patents

一种基于番茄秸秆和醋糟共利用的有机基质及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于番茄秸秆的有机基质及其制备方法。本发明的基质包含番茄秸秆、制醋业废弃物醋糟、生物炭和蛭石。该基质的制作过程为：将粉碎后的番茄秸秆与新鲜醋糟混匀，再添加腐熟醋糟和生物炭进行堆制发酵，发酵腐熟后再与蛭石按比例配比混匀制得基质。本发明的有机基质制备简单，可替代草炭用于常规植物的栽培，不仅可以同时促进多种废弃物的资源化利用，还降低了成本，具有良好的经济、生态和社会效益。

Description

一种基于番茄秸秆和醋糟共利用的有机基质及其制备方法
技术领域
本发明为有机废弃物资源化利用领域，具体涉及一种基于番茄秸秆的有机基质及其制备方法。
背景技术
番茄是世界上普遍种植的果蔬之一，据不完全统计，番茄秸秆年产生量约 3. 4亿t。这些秸秆被随意堆放或集中焚烧，滋生病菌，不仅浪费资源，还造成环境污染。堆制发酵是处理秸秆等废弃物的有效方式，也是实现后续利用的基础。但番茄秸秆纤维化程度较高，偏碱性，自然发酵过程缓慢，因此其资源化利用受到了极大的限制。
为了提高番茄秸秆的发酵效率，不少学者开展了有关其发酵菌剂或调理剂的研究，一般通过添加专门的菌剂以及牛粪、鸡粪等其他物料。如文献1（以番茄秸秆为原料的番茄育苗基质及其制备方法，公开号CN104756839A）公开了番茄粉碎后，添加牛粪和发酵菌剂等，制成育苗基质；文献2（以番茄秸秆为主要原料配制一种生物有机肥的方法，公开号CN103951476A），将番茄秸秆配以动物粪便等制成了生物肥料。将番茄秸秆开发为作物栽培基质，一方面专门菌剂的使用大大增加了生产成本，另一方面由于养殖废物的引入增加了农产品重金属污染的潜在风险。因此，需要寻找其他既经济又能促进番茄秸秆发酵的新途径。
因此，针对目前番茄秸秆基质化利用技术中存在的问题，本发明提出一种基于番茄秸秆和醋糟共利用的有机基质及制备方法。该发明通过对番茄秸秆和制醋业废弃物醋糟的综合利用，不但提高了发酵效率，降低了生产成本，并且可同时利用多种废弃物，显著的生态环境效应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于番茄秸秆的有机基质及其制备方法，以同时利用秸秆和醋糟等多种废弃物，提高生产效率，并降低成本，促进经济、生态、环境的协同发展。
为了解决以上技术问题，本发明所采用的具体技术方案如下：
一种基于番茄秸秆的有机基质制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，将番茄秸秆晾干至含水率10~15%，再粉碎至0.5~5cm长度，制得番茄秸秆原料；
步骤2，将番茄秸秆原料与含水率为70%~80%的新鲜醋糟按体积比50%~60%:40%~50%混合均匀，制得发酵原料；
步骤3，将发酵原料与腐熟醋糟、生物炭按体积比70%~80%:10%~15%:10%~15%混合，进行堆制发酵，发酵过程中每隔3~5天进行翻堆一次，至堆体温度降至40±2℃，完成初步发酵；
步骤4，加水调节堆体含水率达到50~60%，继续进行堆制，发酵至腐熟；
步骤5，将腐熟秸秆与蛭石按体积比80%~90%:10%~20%混合均匀即制得有机基质；
所述腐熟醋糟含水率为60~70%的新鲜醋糟经自然堆制发酵至腐熟得到；
所述发酵至腐熟具体为发酵物浸提液的发芽指数GI大于等于85%，所述的发酵物浸提液是将发酵干物质与去离子水按重量比1:10浸提得到；发酵过程中每隔3~5天进行翻堆一次。
所述生物炭是由稻壳、秸秆、林木下脚料在隔绝氧气下经300~600℃燃烧后制备而成。
所述生物炭的粒径为0.25~2mm。
一种利用以上方法制备而得的基于番茄秸秆的有机基质，其特征在于：所述基质可用于常规蔬菜和花卉的栽培。
本发明的有益效果：
（1）本发明的基质主要利用番茄秸秆、醋糟等有机废弃物发酵而成，技术简单，易操作；
（2）由于本发明不需使用专门的菌剂，大大降低了菌剂生产或购置的生产成本；
（3）本发明主要利用番茄秸秆和醋糟性状的互补作用，可提高发酵效率，缩短发酵腐熟时间；
（4）实现了多种废弃物资源的综合利用，环境生态效益更为显著；
（5）所制备的基质性状稳定，可替代常规草炭基质，成本低，市场前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
首先制备腐熟醋糟，将新鲜醋糟初步翻晾，含水率达到60%~70%时进行堆制发酵，发酵过程中每隔3~5天进行翻堆一次，发酵第20天开始每3~5天取样测定发芽指数GI。GI的测定采用常规方法进行，具体将发酵物按单位干重与去离子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的测试种子为上海青种子。发芽指数达到85%或以上即表示发酵至腐熟，制得腐熟醋糟；
制备腐熟醋糟的同时，制备番茄秸秆原料和发酵原料：
（1）番茄秸秆原料的制备：将番茄秸秆均匀晾干至10~15%含水率，用粉碎机粉碎至0.5~5cm长度；
（2）发酵原料的制备：将新鲜醋糟初步翻晾，含水率达到70%~80%时与番茄秸秆原料按体积比40%~50%:50%~60%混匀即可。
将发酵原料、腐熟醋糟和粒径为0.25~2mm生物炭按体积比70%~80%:10%~15%: 10%~15%混合，进行堆制发酵，发酵过程中每隔3~5天进行翻堆一次，每天测定堆体温度，至堆体温度降至40±2℃，完成初步发酵；
加水调节堆体含水率达到50~60%，继续进行堆制发酵至腐熟，发酵开始每3~5天取样测定发酵物浸提液的发芽指数GI。GI的测定采用常规方法进行，具体将发酵物按单位干重与去离子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的测试种子为上海青种子。发芽指数达到85%或以上即表示发酵腐熟，制得腐熟秸秆；
将腐熟秸秆与蛭石按体积比80%~90%:10%~20%混匀制得基质。
基质的容重为0.24±0.03g/cm3，总孔隙度为63.7±2.2%，持水孔隙度为41.8±1.3%。pH为7.26±0.21，EC为4.72±0.30ms/cm。
实施例一
将新鲜醋糟初步翻晾，含水率达到60%进行堆制发酵，发酵过程中每隔5天进行翻堆一次，发酵第20天开始每5天取样测定发芽指数GI，具体将发酵物按单位干重与去离子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的测试种子为上海青种子。发酵30天后发芽指数即达到85%，表示已达到发酵腐熟要求，制得腐熟醋糟。
将番茄秸秆均匀晾干至15%含水率，用粉碎机粉碎至0.5~5cm长度，制得番茄秸秆原料；
将新鲜醋糟初步翻晾，含水率达到75%时与番茄秸秆原料按体积比40%: 60%混匀，再与腐熟醋糟和粒径为0.25~2mm生物炭按体积比80%:10%:10%混合，进行堆制发酵，发酵过程中每隔3天进行翻堆一次，每天的堆体温度，发酵15天堆体温度降至42℃，完成初步发酵；
加水调节堆体含水率达到50%，继续进行发酵，发酵开始每3天取样测定发酵物浸提液的发芽指数GI，具体将发酵物按单位干重与去离子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的测试种子为上海青种子。第二次发酵第12天发芽指数达到85%，表示发酵腐熟，制得腐熟秸秆；
将腐熟秸秆与蛭石按体积比90%:10%混匀制得基质。将混匀的基质分层装入塑料花盆中，同时均匀按压，装入容重为0.21g/cm3。
选取株高为5cm、具有4片叶、生长健壮一致、根系完整、无病虫害的孔雀草幼苗，移入栽培容器中，移栽后按常规浇水。移栽30d后，随机选取5株，测定盆花的株高、冠幅。本发明基质较常规对照可平均增加孔雀草株高1.8cm、冠幅3cm。
实施例二
将新鲜醋糟初步翻晾，含水率达到70%进行堆制发酵，发酵过程中每隔4天进行翻堆一次，发酵第20天开始每4天取样测定发芽指数GI，具体将发酵物按单位干重与去离子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的测试种子为上海青种子。发酵32天后发芽指数即达到86%，表示已达到发酵腐熟要求，制得腐熟醋糟。
将番茄秸秆均匀晾干至13%含水率，用粉碎机粉碎至0.5~5cm长度，制得番茄秸秆原料；
将新鲜醋糟初步翻晾，含水率达到70%时与番茄秸秆原料按体积比545%: 55%混匀，再与腐熟醋糟和粒径为0.25~2mm生物炭按体积比70%:15%:15%混合，进行堆制发酵，发酵过程中每隔5天进行翻堆一次，每天的堆体温度，发酵20天堆体温度降至38℃，完成初步发酵；
加水调节堆体含水率达到60%，继续进行发酵，发酵开始每4天取样测定发酵物浸提液的发芽指数GI，具体将发酵物按单位干重与去离子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的测试种子为上海青种子。第二次发酵第16天发芽指数达到88%，表示发酵腐熟，制得腐熟秸秆；
将腐熟秸秆与蛭石按体积比80%:20%混匀制得基质。将混匀的基质分层装入塑料盆中，同时均匀按压，装入容重为0.27g/cm3。
选取3叶1心、生长健壮一致的黄瓜幼苗，移入栽培容器中，移栽后按常规浇水。移栽25d后，随机选取5株，测定株高、茎粗。本发明基质较常规对照可平均增加黄瓜苗株高2.2cm、茎粗0.7mm。
实施例三
将新鲜醋糟初步翻晾，含水率达到65%进行堆制发酵，发酵过程中每隔3天进行翻堆一次，发酵第20天开始每3天取样测定发芽指数GI，具体将发酵物按单位干重与去离子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的测试种子为上海青种子。发酵33天后发芽指数即达到87%，表示已达到发酵腐熟要求，制得腐熟醋糟。
将番茄秸秆均匀晾干至10%含水率，用粉碎机粉碎至0.5~5cm长度，制得番茄秸秆原料；
将新鲜醋糟初步翻晾，含水率达到80%时与番茄秸秆原料按体积比50%: 50%混匀，再与腐熟醋糟和粒径为0.25~2mm生物炭按体积比75%:12.5%:12.5%混合，进行堆制发酵，发酵过程中每隔4天进行翻堆一次，每天的堆体温度，发酵20天堆体温度降至39℃，完成初步发酵；
加水调节堆体含水率达到60%，继续进行发酵，发酵开始每5天取样测定发酵物浸提液的发芽指数GI，具体将发酵物按单位干重与去离子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的测试种子为上海青种子。第二次发酵第15天发芽指数达到85%，表示发酵腐熟，制得腐熟秸秆；
将腐熟秸秆与蛭石按体积比85%:15%混匀制得基质。将混匀的基质分层装入塑料盆中，同时均匀按压，装入容重为0.25g/cm3。
选取生长健壮一致的一串红幼苗，移入栽培容器中，移栽后按常规浇水。移栽30d后，随机选取5株，测定株高、冠幅。本发明基质较常规对照可平均增加一串红苗株高3.2cm、冠幅2cm。

Claims (7)

1.一种基于番茄秸秆的有机基质制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，将番茄秸秆晾干至含水率10~15%，再粉碎至0.5~5cm长度，制得番茄秸秆原料；
步骤2，将番茄秸秆原料与含水率为70%~80%的新鲜醋糟按体积比50%~60%:40%~50%混合均匀，制得发酵原料；
步骤3，将发酵原料与腐熟醋糟、生物炭按体积比70%~80%:10%~15%:10%~15%混合，进行堆制发酵，发酵过程中每隔3~5天进行翻堆一次，至堆体温度降至40±2℃，完成初步发酵；
步骤4，加水调节堆体含水率达到50~60%，继续进行堆制，发酵至腐熟；
步骤5，将腐熟秸秆与蛭石按体积比80%~90%:10%~20%混合均匀即制得有机基质。
2.根据权利要求1所述的一种基于番茄秸秆的有机基质的制备方法，其特征在于：所述腐熟醋糟含水率为60~70%的新鲜醋糟经自然堆制发酵至腐熟得到。
3.根据权利要求1所述的一种基于番茄秸秆的有机基质的制备方法，其特征在于:所述发酵至腐熟具体为发酵物浸提液的发芽指数GI大于等于85%，所述的发酵物浸提液是将发酵干物质与去离子水按重量比1:10浸提得到；发酵过程中每隔3~5天进行翻堆一次。
4.根据权利要求1所述的一种基于番茄秸秆的有机基质的制备方法，其特征在于：所述生物炭是由稻壳、秸秆、林木下脚料在隔绝氧气下经300~600℃燃烧后制备而成。
5.根据权利要求1所述的一种基于番茄秸秆的有机基质的制备方法，其特征在于：所述生物炭的粒径为0.25~2mm。
6.根据权利要求1所述的一种基于番茄秸秆的有机基质及制备方法制备得的有机基质，其特征在于：所述有机基质由所述制备方法制备而得。
7.根据权利要求6所述的一种基于番茄秸秆的有机基质，其特征在于：所述基质可用于常规蔬菜和花卉的栽培。
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