CN107746315A - 一种基于木薯渣‑硫磺调酸的蔬果育苗基质及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于木薯渣‑硫磺调酸的蔬果育苗基质及其制备方法，包括木薯渣、腐熟秸秆、硫磺调酸剂、缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料，其中，各质量百分比为，木薯渣40‑80%、腐熟秸秆20‑40%、硫磺调酸剂0.01‑5%、缓冲剂0.1‑8%、螯合物0.01‑5%、微生物制剂0.05‑1%、中微量元素缓释肥料0.01‑2%。本发明结构合理、方法先进科学，通过本发明，本发明制得的蔬果育苗基质具有成熟土壤或自然基质相似的物理、化学和生物学性质，成本低，工艺简单，能够在一定领域代替成熟土壤或自然基质的消耗。本发明在基质生产与废弃物资源化利用技术上有重大突破，创新性显著。

Description

一种基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质及其制备方法，属于固体废弃物资源化利用领域。

背景技术

蔬果育苗基质是一种人工合成的，具有类似自然土壤功能的育苗材料。蔬果育苗基质的合成可以根据人们意愿和用途进行配制，使其实现自然土壤的功能。目前，蔬果育苗基质广泛应用于农业生产中的蔬果育苗及无土栽培领域等。蔬果育苗基质的配制大部分是利用固体废弃物资源，例如木薯渣、农作物秸秆、禽畜粪便等，但一般不进行调酸处理，而是利用原材料的自然酸碱度，往往出现过碱影响基质养分供应，进而对植物种子萌发和幼苗生长造成不利的影响。利用硫磺进行调酸，不仅原料廉价易得，而且调酸速度快、效果稳定。硫磺调酸蔬果育苗基质的合成与应用不仅拓宽了木薯渣、秸秆等固体废物资源化利用的途径，也为农作物、园艺作物生产提供了一种经济安全的蔬果育苗材料。

硫磺别名硫、胶体硫、硫黄块。外观为淡黄色脆性结晶或粉末，有特殊臭味。分子量为32.06，蒸汽压是0.13kPa，闪点为207℃，熔点为119℃，沸点为444.6℃，相对密度为2.0。硫磺不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳。作为易燃固体，硫磺主要用于制造染料、农药、火柴、火药、橡胶、人造丝等。硫磺是无机农药中的一个重要品种。商品为黄色固体或粉末，有明显气味，能挥发。硫磺水悬液呈微酸性，不溶于水，与碱反应生成多硫化物。硫磺氧化后产生二氧化硫气体，溶于水后即成为亚硫酸。生产中常把硫磺加工成胶悬剂用于防治病虫害，它对人、畜安全，不易使作物产生药害。借助于硫磺水悬液呈微酸性、硫磺能中和多种碱性物质，根据基质原料的酸碱度与缓冲性能，适量加入硫磺可以很好地降低偏碱性基质的碱度，为植物种子萌发和幼苗生长创造良好的外部环境条件。

木薯渣是木薯淀粉或酒精加工后的废料，由于木薯渣无毒经常被基质生产厂家用来作为一种廉价的基质原料来源。在我国很多省份都有大量的淀粉厂，用木薯来加工生产淀粉时会产生很多的木薯渣。木薯渣的主要成分是淀粉和纤维素，少量的蛋白质。木薯渣简单堆积后，易变成黄色、黑色，往往造成黄曲霉素污染。木薯渣价格低廉，来源广，经过科学地发酵处理可以成为优良的基质原材料加以利用，再搭配其他原料，生产育苗基质，可降低基质生产成本，显著提高经济效益。

秸秆，又称禾秆草，是指水稻、小麦、玉米等禾本科农作物成熟脱粒后剩余的茎叶部分，其中水稻的秸秆常被称为稻草、稻藁，小麦的秸秆则称为麦秆。在工业化以前，农民对秸秆的利用五花八门，非常丰富。比如在中国南方，人们将稻秆晒干储藏，可用作柴火，编织座垫、床垫、扫帚等家用品，铺垫牲圈、喂养牲畜，堆沤肥还田，甚至用于制作简易房屋的屋顶等，很少被直接浪费掉。中国近二十年来由于煤、电、天然气的普及、各种工业制品的丰富，农村对秸秆的需求减少，大量秸秆的处理成为了一个严重的社会问题，虽然法律禁止，但很多地方农民仍然直接在田地里燃烧秸秆，引发空气污染、火灾、飞机无法正常起降等后果，对人们的生命财产安全构成严重威胁。秸秆含有大量的纤维，而且含有较为丰富的植物养分，腐熟后性质稳定，质轻蓬松，具有良好的保水、通气性能，也是基质配制良好的原材料之一。

优良的蔬果育苗基质应该具有疏松多孔的物理性状、良好的通气透水性、适宜的酸碱度、适量而平衡的养分供应能力。近年来，由于自然基质、土壤资源的日益紧张，对蔬果育苗基质的需求量也越来越大，因此找到一种与成熟土壤或自然基质性质相似、能够替代成熟土壤和自然基质的蔬果育苗基质十分重要。基于木薯渣和秸秆为基本材料，采用纯自然的硫磺作为调酸剂进行调酸，配制的蔬果育苗基质的能够有效解决成熟自然基质资源消耗的问题，且实现固体废弃物的资源化利用途径，减少因废弃物随意堆积引起的环境问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种以木薯渣、秸秆为基本材料，提供一种基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质及其制备方法，采用特殊调酸材料配制蔬果育苗基质的制备技术，在有机质和养分含量较高的木薯渣中，添加有机碳含量较高的秸秆，同时配以一定量的硫磺作为pH调节剂准确调酸，再适量添加缓冲剂、螯合剂、微生物制剂、中微量元素缓释肥料，使其充分混合，最终形成能快速促进植物种子发芽、幼苗生长等效果优良的蔬果育苗基质。

本发明的目的是这样实现的，一种基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质，其特征是：包括木薯渣、腐熟秸秆、硫磺调酸剂、缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料，其中，各质量百分比为，木薯渣40-80%、腐熟秸秆20-40%、硫磺调酸剂0.01-5%、缓冲剂0.1-8%、螯合物0.01-5%、微生物制剂0.05-1%、中微量元素缓释肥料0.01-2%。

一种基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1）、准备原料，原料包括木薯渣、腐熟秸秆、硫磺调酸剂、缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料，其中，各质量百分比为，木薯渣40-80%、腐熟秸秆20-40%、硫磺调酸剂0.01-5%、缓冲剂0.1-8%、螯合物0.01-5%、微生物制剂0.05-1%、中微量元素缓释肥料0.01-2%；然后将木薯渣、腐熟秸秆挤压、揉搓混合得到木薯渣和腐熟秸秆的第一混合物；

步骤2）、将经步骤1）制得的木薯渣和腐熟秸秆的第一混合物进行发酵处理，发酵天数在15天以上；

步骤3）、在发酵后的第一混合物中加入硫磺调酸剂，并将发酵后的第一混合物与硫磺调酸剂混合均匀，得到第二混合物；

步骤4）、在经步骤3）得到的第二混合物中加入缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料混合均匀，得到含水率在20-40%之间的第三混合物，若干第三混合物的含水率低于20%，则对第三混合物进行边翻堆边喷洒水分，直至第三混合物的含水率在20-40%之间；

步骤5）、第三混合物含水率在20-40%之间时，将第三混合物使用破碎机破碎，然后再用筛网过筛，穿过筛网的即为合格的基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质。

所述步骤5）中，基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基的粒径组成在0.01-5mm的粒径组成范围内。

所述步骤5）中，所述筛网的孔径为4毫米。

本发明使用方便、方法先进科学，通过本发明，包括木薯渣、秸秆、硫磺调酸剂、缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料，其中木薯渣的质量百分比为40-80%、腐熟秸秆的质量比为20-40%、硫磺调酸剂的质量百分比为0.01-5%、缓冲剂的质量百分比为0.1-8%、螯合物的质量百分比为0.01-5%、微生物制剂的质量百分比为0.05-1%、中微量元素缓释肥料质量百分比为0.01-2%。上述蔬果育苗基质的制备方法，包括如下步骤：1）将木薯渣、秸秆用力挤压、揉搓，混合均匀；2）将步骤1）中得到的混合物在一定条件下进行发酵，发酵天数在15天以上；3）在步骤2）得到的混合物中加入将硫磺调酸剂混合均匀；4）在步骤3）得到的混合物中加入缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料，并混合均匀；5）使混合物的含水率达到20-40%之间，采用破碎机进行破碎，然后再用孔径5毫米的筛网过筛，穿过筛网的即为合格的基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质。基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质具有水气协调、营养全面、容重适宜特点。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）蔬果育苗基质的粒径组成与成熟自然土壤或自然基质相似。木薯渣的含水率一般为50%（30-60%），其颗粒的大小大部分处于土壤砂粒范围内，秸秆腐熟后，腐殖物质粒径处于粉粒和粘粒之间。因此，可以按照目标蔬果育苗要求选择性地进行两种材料配比，搭建蔬果育苗基质的机械组成，使蔬果育苗基质的粒径组成处于目标蔬果育苗期望的范围内，保证蔬果育苗基质对植物提供良好而协调的水、肥、气、热等生活因子，更好地适宜作物生长。

（2）蔬果育苗基质的养分组成与目标植物营养需求的方向一致。木薯渣中含有丰富的有机质、氮、磷、钾等养分，农作物秸秆含碳量很高，但缺乏多种养分。因此，两种材料在养分组成上具有良好的互补优势，分别充当培肥基质中的矿质养分和有机成分，不足部分再以缓释肥料加以补充，使蔬果育苗基质中具有快速增加土壤腐殖质、团聚体、平衡养分供应的能力。

（3）蔬果育苗基质的酸碱度更为合适、更加稳定。在蔬果育苗基质的配制过程中加入一定量的硫磺调酸剂，其水悬液呈弱酸性，能持久中和基质中多种碱性物质，始终保持基质微酸性环境，不仅可以使基质中多种微生物生长良好，而且有利于保持基质中各种养分的有效性。因此，蔬果育苗基质中不管是微生物生境还是养分供应状况都要优于天然基质。

（4）蔬果育苗基质具有成熟自然基质的缓冲性能。在蔬果育苗基质的配制过程中，添加了一定量的缓冲剂，缓冲剂的种类主要为乙酸铵，因此在蔬果育苗基质的使用中能够有效的抵抗外界环境的冲击，保持其优良的酸碱度、氧化还原电位、阳离子交换量等指标条件，实现蔬果育苗基质的稳定性。

（5）加强固体废弃物的资源化利用。木薯渣和秸秆是农产品生产、加工的废弃物资源，近年来关于木薯渣和秸秆的资源化利用途径也在不同领域里进行了研究，但是其资源化利用水平与国外相差甚远，且利用途径中的消纳量也受到制约。本发明将两种废弃物综合起来利用，不仅能提供两种废弃物资源利用的新途径，而且能大量消解两种废弃物，提供了其有效资源化利用的去向。

可行性分析

本发明中利用木薯渣、腐熟秸秆、硫磺调酸剂、缓冲剂、螯合剂、微生物制剂等材料，研制一种集物理性质、化学性质和生物性质与成熟土壤或自然基质相似的蔬果育苗基质。其可行性表现在以下几个方面：

（1）理论上可行

蔬果育苗基质的配制严格按照成熟土壤或自然基质的物理、化学、生物性质进行配比，并经过一定条件下的发酵稳定，使最终的发酵产物具有成熟土壤或自然基质的粒径组成、养分含量（有机养分和矿物养分）、缓冲性能（抵抗因外界环境变化而造成性质的改变）、微生物组成（多种微生物种类），使蔬果育苗基质成为一种安全环保的新材料。因此，这些性质的实现在理论上是可行的。

（2）实践上可行

 针对蔬果育苗基质的研究已经进行了前期的实验室试验，在试验过程中，材料来源广泛，主要是利用废弃物资源，制作工艺简单，无需提供相对较多的动力因子。再经过一个月的发酵后，通过种植黑麦草植物已经验证了蔬果育苗基质的效果，跟黑麦草长势情况比对照（普通土壤）相比明显提高，根系长势也显著高于对照，蔬果育苗基质的效果已经得到初步的验证。在大规模的试验中，木薯渣、秸秆和硫磺材料廉价亦得，生产设备、发酵条件均能够满足，因此在实践过程中的生产也是可行的。

本发明制得的蔬果育苗基质具有成熟土壤或自然基质相似的物理、化学和生物学性质，成本低，工艺简单，能够在一定领域代替成熟土壤或自然基质的消耗。本发明在基质生产与废弃物资源化利用技术上有重大突破，创新性显著。

具体实施方式

一种基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质，包括木薯渣、腐熟秸秆、硫磺调酸剂、缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料，其中，各质量百分比为，木薯渣40-80%、腐熟秸秆20-40%、硫磺调酸剂0.01-5%、缓冲剂0.1-8%、螯合物0.01-5%、微生物制剂0.05-1%、中微量元素缓释肥料0.01-2%。

制备方法，包括以下步骤：

步骤1）、准备原料，原料包括木薯渣、腐熟秸秆、硫磺调酸剂、缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料，其中，各质量百分比为，木薯渣40-80%、腐熟秸秆20-40%、硫磺调酸剂0.01-5%、缓冲剂0.1-8%、螯合物0.01-5%、微生物制剂0.05-1%、中微量元素缓释肥料0.01-2%；将木薯渣、腐熟秸秆挤压、揉搓混合得到木薯渣和腐熟秸秆的第一混合物；

步骤2）、将经步骤1）制得的木薯渣和腐熟秸秆的第一混合物进行发酵处理，发酵天数在15天以上；

步骤3）、在发酵后的第一混合物中加入硫磺调酸剂，并将发酵后的第一混合物与硫磺调酸剂混合均匀，得到第二混合物；

步骤4）、在经步骤3）得到的第二混合物中加入缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料混合均匀，得到第三混合物；木薯渣含水率一般在30-40%、腐熟秸秆含水率一般在20-30%，则第三混合物含水率一般都在20-40%；如果低于20%，则对第三混合物进行边翻堆边喷洒水分，至达到第三混合物含水率在20-40%的要求；

步骤5）、第三混合物含水率在20-40%之间时，将第三混合物破碎过筛，得到基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质；基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基的粒径组成在0.01-5mm的粒径组成范围内。

Claims (4)

1.一种基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质，其特征是：包括木薯渣、腐熟秸秆、硫磺调酸剂、缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料，其中，各质量百分比为，木薯渣40-80%、腐熟秸秆20-40%、硫磺调酸剂0.01-5%、缓冲剂0.1-8%、螯合物0.01-5%、微生物制剂0.05-1%、中微量元素缓释肥料0.01-2%。

2.一种基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1）、准备原料，原料包括木薯渣、腐熟秸秆、硫磺调酸剂、缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料，其中，各质量百分比为，木薯渣40-80%、腐熟秸秆20-40%、硫磺调酸剂0.01-5%、缓冲剂0.1-8%、螯合物0.01-5%、微生物制剂0.05-1%、中微量元素缓释肥料0.01-2%；将木薯渣、腐熟秸秆挤压、揉搓混合得到木薯渣和腐熟秸秆的第一混合物；

步骤2）、将经步骤1）制得的木薯渣和腐熟秸秆的第一混合物进行发酵处理，发酵天数在15天以上；

步骤3）、在发酵后的第一混合物中加入硫磺调酸剂，并将发酵后的第一混合物与硫磺调酸剂混合均匀，得到第二混合物；

步骤4）、在经步骤3）得到的第二混合物中加入缓冲剂、螯合物、微生物制剂、中微量元素缓释肥料混合均匀，得到含水率在20-40%之间的第三混合物，若第三混合物的含水率低于20%，则对第三混合物进行边翻堆边喷洒水分，直至第三混合物的含水率在20-40%之间；

步骤5）、第三混合物含水率在20-40%之间时，将第三混合物使用破碎机破碎，然后再用筛网过筛，穿过筛网的即为合格的基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质。

3.根据权利要求2所述的一种基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质的制备方法，其特征是，所述步骤5）中，基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基的粒径组成在0.01-5mm的粒径组成范围内。

4.根据权利要求2所述的一种基于木薯渣-硫磺调酸的蔬果育苗基质的制备方法，其特征是，所述步骤5）中，所述筛网的孔径为4毫米。