CN107602175A - 一种无土栽培基质的配方及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无土栽培基质，包括下述以重量份表示的组分：填料130‑170份；禽畜粪便20‑30份；砻糠 150‑170份；海藻渣15‑25份；蛋壳25‑30份；柑橘属果皮15‑25份；发酵菌剂2‑10份。本发明使用工业、生活废弃物作为原材料，具有良好的透气、保水功能同时营养丰富，促进作物生长，生产成本低，有利于环境保护。

Description

一种无土栽培基质的配方及其制备方法

技术领域

本发明涉及农业无土栽培技术领域，更具体的说，它涉及一种无土栽培基质的配方及其制备方法。

背景技术

无土栽培是以草炭或森林腐叶土、蛭石等轻质材料做育苗基质固定植株，让植物根系直接接触营养液，采用机械化精量播种一次成苗的现代化育苗技术。目前最常用的栽培基质主要是蛭石、珍珠岩和岩棉等无机基质，以及草炭、稻壳炭、树皮等有机基质。

无土栽培基质与土壤相比，它的容重更小，可以为作物生长发育提供良好的通气孔隙度、持水力和营养成分；使用无土栽培基质可以缓解土壤因连续耕作造成的肥力下降，避免土壤次生盐渍化；以及作物重茬种植对土壤造成的损害；另外，使用无土栽培基质还有利于保护土壤耕地资源，促进农业可持续发展。但根据不同植物的生长特性，如何科学地对有机物料及填料进行配比成为了亟待解决的重要问题。

随着人民生活水平的提高，工业和生活废弃物排放量却在逐渐增加，给环境保护带来了巨大压力，同时很多废弃物中富含大量营养物质以及有利于无土栽培基质生产的性能，因此废弃物未进行合理开发利用在一定程度上也造成了资源浪费。从环保角度和为市场提供质优价廉的无土栽培基质出发，利用有机固体废弃物生产多样化、无害化的栽培基质，实现自然资源的可循环利用是无土栽培基质选材的重要研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好的透气、保水功能同时营养丰富的无土栽培基质，促进作物生长，其使用工业、生活废弃物作为原材料，生产成本低，有利于环境保护。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种无土栽培基质，包括下述以重量份表示的组分：

其中，禽畜粪便、砻糠、海藻渣、蛋壳、柑橘属果皮均为工业、生活中的废弃物，海藻渣是用海藻为原料生产海藻酸、甘露醇、碘等产品的工艺过程中产生的残渣，海藻渣中含有的大量的粗蛋白、粗纤维和少量的多糖、粗脂肪在水溶液中存在着-COO-、-OH、-NH₂等基团，可以与重金属离子形成稳定的络合物，从而对重金属离子具有吸附能力，防止重金属离子影响栽培作物的生长；海藻渣中富含海洋生物所持有的海藻多糖、甘露醇、藻褐素等多种海洋活性成分及氮、磷、钾、碘等微量元素，既能够提高基质肥力，又为作物提供了可吸收利用的营养元素；作为优选，所述柑橘属果皮包括柚子果皮、橘子果皮、橙子果皮、柠檬果皮、柑果果皮中的至少一种，柑橘属果皮中富含多种维生素以及有机酸，对作物营养功能具有有利影响的同时还具有生理活性和刺激作用，促进作物营养吸收和生长代谢，增强呼吸作用、促进根系生长，增强作物抗寒、抗旱、抗病和抗逆能力，可以有效提高作物产量并改善产品品质；果皮内侧的薄皮含有膳食纤维和果胶，配合与水形成胶性粘稠物的海藻渣，可以在基质内部形成胶性保水网提高保水性，同时使基质不易松散更便于使用，其二者富含的植物纤维增加了保水网格之间的空隙，增加了保水量的同时保证了透气性。

本发明进一步优选为，还包括海菜粉3-6份。海菜粉是从海菜植物中提取的一种物质，主要成分羟丙基甲基纤维素，在水中会溶胀成澄清或微浊的胶体溶液，提高了基质的保水性的同时使基质容易松散而便于使用，配合海藻渣和柑橘属果皮共同使用，使基质呈具有良好的保水性和吸水性的海绵状，随海菜粉添加量的增加粘结强度越大，因此适量的海菜粉使海绵状基质防止基质中的材料容易散落而影响使用，同时又不具有较大的强度便于根据需要取用不同体积大小的基质，且海菜粉为生物质纤维素，容易在土壤中降解，不会对环境造成危害。

本发明进一步优选为，所述蛋壳包括鸡蛋壳、鸭蛋壳、鹅蛋壳、鹌鹑蛋中的至少一种，所述蛋壳粒径为0.1-0.2mm。蛋壳的主要成分为天然碳酸钙，能有效出去基质中的游离酸，防止因海藻渣和柑橘属果皮的加入使酸度过高而不利于作物的生长，蛋壳中富含胶原蛋白和透明质酸膜，可以大大提高基质的保水性和透气性，且将蛋壳的粒径控制在0.1-0.2mm，这样的粒径的蛋壳不需要使用大量的时间去研磨同时又能使蛋壳具有足够大的比表面积，有利于作物的生长。

作为优选，所述禽畜粪便、填料、柑橘属果皮粒径为2-3cm。合适的粒径使各原材料之间充分混合的同时可以使基质中具有合适的空间保证保水性和透气性，有利于作物的生长。

本发明进一步优选为，所述填料包括下述以重量份表示的组分：蛭石80-100份，珍珠岩30-40份，草炭10-20份、细煤渣5-10份。其中，细煤渣为废弃物，草炭为不可再生的有机材料，本发明中在保证具有足够的营养物质的同时草炭使用量较现有技术中的用量大大减少，在降低生产成本的同时有利于实现环境的可持续发展。

作为优选，所述发酵菌剂包括枯草芽孢杆菌、腐熟菌剂和硅酸盐细菌。其中腐熟菌剂为本领域技术人员所熟知的发酵菌剂；枯草芽胞杆菌，是芽胞杆菌属的一种，其菌体在生长过程中能够产生枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对土壤内的致病菌和内源性感染的病菌可以起到明显的抑制作用。

上述无土栽培基质的制备方法：

步骤1：将禽畜粪便、砻糠、海藻渣、柑橘属果皮晾晒后碾压成颗粒，按照比例充分混合后得到有机物料；

步骤2：将填料按照比例充分混合后碾压成颗粒，蛋壳碾压成粉并且炒干后与填料混合，得到填充物料；

步骤3：将步骤1中的有机物料中加入发酵菌剂，进行发酵；

具体操作如下：

P1：发酵菌剂、砻糠、水充分混后用塑料膜覆盖，其中水为40-140份，经3-6小时后得到预发酵物料；

P2：将P1中得到的预发酵物料和有机物料充分混合并补水至混合物料含水重量为50％-70％；P3：将P2中得到的混合物料堆积成宽为1.2-1.8m、高为0.8-0.9m的发酵堆；

P4：向发酵堆上覆盖一层塑料膜，在塑料膜的边缘下放置若干支撑物，支撑物制成其高为3-8cm、宽为3-8cm的通气孔，相邻通气孔的间距为1-1.5m，在每平方米塑料膜上打15-25个直径为1-1.5cm的透气孔；

P4：每天测量一次发酵堆温度并记录，建堆后2-3天温度上升至60℃以上，当测量温度较前一次温度下降时进行翻堆，翻堆后重复步骤P1和P2，之后每隔2-3天翻堆一次；

步骤4：将步骤2中的填充物料和步骤3中发酵后的有机物料充分混合，得到混合物料；

步骤5：向步骤4中得到的混合物料中加入海菜粉，充分混合后得到基质。

由一种无土栽培基质栽培的林木、蔬菜、粮食作物、花卉、中草药植物。

上述作物根系发达、植株粗壮、发病率低。

本发明的优点是：

1、以禽畜粪便、砻糠、海藻渣、柑橘属果皮、蛋壳、细煤渣等生活、工业废弃物作为原材料，降低生产成本，有利于环境保护；

2、对作物营养功能具有有利影响的同时还具有生理活性和刺激作用，促进作物营养吸收和生长代谢，增强呼吸作用、促进根系生长，增强作物抗寒、抗旱、抗病和抗逆能力，可以有效提高作物产量并改善产品品质；

3、柑橘属果皮内侧的薄皮含有膳食纤维和果胶，配合与水形成胶性粘稠物的海藻渣，可以在基质内部形成胶性保水网提高保水性和透气性；

4、海菜粉配合海藻渣和柑橘属果皮共同使用，使基质呈具有良好的保水性和吸水性的海绵状，海绵状基质防止基质中的材料容易散落而影响使用，同时又不具有较大的强度便于根据需要取用不同体积大小的基质。

附图说明

图1为本发明中无土栽培基质的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。

本发明实施例中所涉及的所有物质均为市售。

实施例：

步骤1：将禽畜粪便、砻糠、海藻渣、柑橘属果皮晾晒后碾压成颗粒，按照比例充分混合后得到有机物料；

步骤2：将作为填料的蛭石，珍珠岩，草炭、细煤渣充分混合后碾压成粒径为2-3cm的颗粒，蛋壳碾压成粒径为0.1-0.2mm的粉末并且炒干后与填料混合，得到填充物料；

步骤3：发酵菌剂、砻糠、水充分混后用塑料膜覆盖，经3-6小时后得到预发酵物料；

步骤4：将预发酵物料和有机物料充分混合并补水至混合物料含水重量为50％-70％；

步骤5：将步骤4中得到的混合物料堆积成宽为1.2-1.8m、高为0.8-0.9m的发酵堆；

步骤6：向发酵堆上覆盖一层塑料膜，在塑料膜的边缘下放置若干支撑物，支撑物制成其高为3-8cm、宽为3-8cm的通气孔，相邻通气孔的间距为1-1.5m，在每平方米塑料膜上打15-25个直径为1-1.5cm的透气孔；

步骤7：每天测量一次发酵堆温度并记录，建堆后2-3天温度上升至60℃以上，当测量温度较前一次温度下降时进行翻堆，翻堆后重复步骤5和步骤6，之后每隔2-3天翻堆一次，翻堆时要将堆体表面与中心部分混翻均匀，保证堆体内外层均达到腐熟标准，通过温度监测，当距离发酵堆顶端30cm处温度接近环境温度、颜色变褐、有轻微泥香味时发酵完成，总发酵时间为18-23天；

步骤8：将发酵好的有机物料晾晒风干，储存备用；

步骤9：将步骤2中的填充物料和步骤8中的有机物料充分混合，得到混合物料；

步骤10：向步骤9中得到的混合物料中加入海菜粉，充分混合后得到基质。

上述步骤中，有机物料的发酵适宜在光照好、温度较高的季节进行，以满足发酵微生物的生长、发育、繁殖对环境条件的需求，通过这一时期集中进行多次发酵，储存大量发酵好的有机物料，供全年生产使用。

以相同组分构成的无土栽培基质按照不同的重量份配比，对基质的各项性能进行测试，在相同的栽培管理条件下进行对比试验，验证本发明无土栽培基质在茄子栽培上的应用效果，测试结果以及对比结果如表1所示：

表1

孔隙率是反应基质透气性的重要指标，通常情况在孔隙率大时，基质疏松，保水率差，不利于根的固定，孔隙率小，透气性差，不利于根系生长，根据表1中的的测试结果可知，本发明中的无土栽培基质在具有较高的孔隙率同时4小时保水率高，分析是海菜粉、海藻渣以及柑橘属果皮共同作用产生良好的胶粘性使基质不易松散同时具有良好的保水性，同时不影响基质的孔隙率有利于根系的生长。根据上述测试结果可以看出实施例三中无土栽培基质具有较佳的性能的同时培育出的作物更具生长优势。

对比例与实施例的区别点在于：

对比例一中未加入海藻渣，对比例二中未加入柑橘属果皮，对比例三中未加入海菜粉，对比例四中未加入海藻渣、柑橘属果皮和海菜粉。

由上述对比例中的组分构成的无土栽培基质按照不同的重量份配比，对基质的各项性能进行测试，在相同的栽培管理条件下进行对比试验，验证对比例中无土栽培基质在茄子栽培上的应用效果，对比结果如表2所示：

表2

通过对比表1和表2可知，分别向基质中单独加入海藻渣、柑橘属果皮和海菜粉中任意一种均对提高基质自身性能以及促进栽培作物的生长均有一定的效果但效果并不明显，当同时加入海藻渣、柑橘属果皮和海菜粉，对提高基质自身性能以及促进栽培作物的生长具有非常明显的效果，因此用本发明生产的无土栽培基质与现有技术相比，利用废弃物作为原材料，降低生产成本，有利于保护环境，在保水性和透气性方面具有明显优势，同时基质不易松散有利于根系的固定以及方便使用；利用本发明生产的无土栽培基质栽培的作物根系发达、植株粗壮且发病率低，证明本发明中的无土栽培基质富含作物生长的营养元素，同时有效减少植株的发病率。

经多种实验验证，本发明中的无土栽培基质栽培的林木、蔬菜、粮食作物、花卉、中草药植物均具有与本实施例中在茄子栽培上的相似的优势效果。

Claims (10)

1.一种无土栽培基质，其特征在于：包括下述以重量份表示的组分：

2.根据权利要求1所述的无土栽培基质，其特征在于：还包括海菜粉3-6份。

3.根据权利要求2所述的无土栽培基质，其特征在于：所述柑橘属果皮包括柚子果皮、橘子果皮、橙子果皮、柠檬果皮、柑果果皮中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的无土栽培基质，其特征在于：所述填料包括下述以重量份表示的组分：蛭石80-100份，珍珠岩30-40份，草炭10-20份、细煤渣5-10份。

5.根据权利要求2任意一项所述的无土栽培基质，其特征在于：所述蛋壳包括鸡蛋壳、鸭蛋壳、鹅蛋壳、鹌鹑蛋中的至少一种，所述蛋壳粒径为0.1-0.2mm。

6.根据权利要求2任意一项所述的无土栽培基质，其特征在于：所述禽畜粪便、填料、柑橘属果皮粒径为2-3cm。

7.根据权利要求2任意一项所述的无土栽培基质，其特征在于：所述发酵菌剂包括枯草芽孢杆菌、腐熟菌剂和硅酸盐细菌。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的无土栽培基质的制备方法，其特征在于：

步骤1：将禽畜粪便、砻糠、海藻渣、柑橘属果皮晾晒后碾压成颗粒，按照比例充分混合后得到有机物料；

步骤2：将填料按照比例充分混合后碾压成颗粒，蛋壳碾压成粉并且炒干后与填料混合，得到填充物料；

步骤3：将步骤1中的有机物料中加入发酵菌剂，进行发酵；

步骤4：将步骤2中的填充物料和步骤3中发酵后的有机物料充分混合，得到混合物料；

步骤5：向步骤4中得到的混合物料中加入海菜粉，充分混合后得到基质。

9.根据权利要求8所述的无土栽培基质的制备方法，其特征在于：所述步骤3包括：

P1：发酵菌剂、砻糠、水充分混后用塑料膜覆盖，其中水为40-140份，经3-6小时后得到预发酵物料；

P2：将P1中得到的预发酵物料和有机物料充分混合并补水至混合物料含水重量为50％-70％；

P3：将P2中得到的混合物料堆积成宽为1.2-1.8m、高为0.8-0.9m的发酵堆；

P4：向发酵堆上覆盖一层塑料膜，在塑料膜的边缘下放置若干支撑物，支撑物制成其高为3-8cm、宽为3-8cm的通气孔，相邻通气孔的间距为1-1.5m，在每平方米塑料膜上打15-25个直径为1-1.5cm的透气孔；

P4：每天测量一次发酵堆温度并记录，建堆后2-3天温度上升至60℃以上，当测量温度较前一次温度下降时进行翻堆，翻堆后重复步骤P1和P2，之后每隔2-3天翻堆一次。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的无土栽培基质在林木、蔬菜、粮食作物、花卉、中草药植物栽培的应用。