CN107926605A - 一种番茄穴盘育苗基质块及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种番茄穴盘育苗基质块及其制备方法，所述番茄穴盘育苗基质块的组分包含基质和占基质质量25％‑50％的胶黏剂；所述基质按体积百分比计配方如下：腐熟畜禽粪便50％‑70％，草炭10％‑20％、蛭石10％‑20％、珍珠岩10％‑20％。本发明以有机农业废弃物经腐熟发酵处理，属废弃物资源化利用，原料来源广泛，获取容易，价格低廉，节约资源，保护环境，配方简单，解决了育苗期和生长前期不用施肥问题，基质块不散坨适合蔬菜机械化作业，提高劳动生产率，减少劳动成本，适于推广应用。

Description

一种番茄穴盘育苗基质块及其制备方法

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种番茄穴盘育苗基质块及其制备方法。

背景技术

我国蔬菜种植面积不断增加，目前已达到了2200万hm²，占全国农作物种植面积的14.76％。其中设施蔬菜播种面积达400万hm²以上，约占农业总产值的17.9％,基本实现了蔬菜的周年均衡生产和供应。工厂化育苗是实现设施蔬菜机械化栽培的必然选择。由于穴盘育苗具有节能、生产效率高、秧苗素质好、缓苗快、成活率高等突出优点，在我国已形成规模化发展并具有良好的发展趋势。育苗基质是决定种苗质量的重要影响因素，其中草炭是国内外应用较好的栽培基质，但过量开采导致生态环境破坏，且其属不可再生资源，价格昂贵，因此，如何就地取材、选择成本低又环保的材料替代草炭，成为基质研究的重要任务。

我国畜禽养殖规模的扩大和生产集约化程度的提高，出现了一批集约化或工厂化畜牧场。但畜禽养殖与种植业日益脱节，产生的畜禽粪污没有足够的土地消纳，出现处理难的问题，带来了严重的环境污染。

随着蔬菜产业化进程的发展，针对蔬菜生产全程机械化链条上移栽和收获两大环节的瓶颈，围绕农艺与农机深度融合，目前蔬菜穴盘育苗需要耗费大量的劳力进行浇水施肥，由于我国劳动力越来越缺乏，人工成本越来越高，育苗过程需要不断浇水和多次施肥，增加生产成本。育出整齐统一高品质且不散坨的秧苗是实现蔬菜机械化移栽关键因素。

针对现阶段无土栽培和工厂化育苗对草炭资源的过量开采使用、劳动人成本上升等问题，如果能以农业有机废弃物代替草炭来生产适合机械化移栽的番茄穴盘育苗基质块，既可大大降低育苗基质的成本，又可处理农业有机废弃物，还可适合机械化作业，节省大量人力资源。因此，研制开发一种适合机械化移栽的以畜禽粪便为主的番茄穴盘育苗基质块是目前急待解决的新课题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种适合机械化移栽的、以畜禽粪便为主的番茄穴盘育苗基质块及其制备方法，该发明利用生物有氧发酵后的畜禽粪便与其它物料进行混合制成番茄穴盘育苗基质块，以腐熟发酵处理后的畜禽粪便、蛭石、珍珠岩、草炭及胶黏剂组成。结合移栽机田间移栽试验结果，筛选出适合机械化移栽的番茄穴盘育苗基质最优配方。

本发明是这样实现的，一种番茄穴盘育苗基质块，所述基质块的组分包含基质和占基质质量25％-50％的胶黏剂；

所述基质按体积百分比计配方如下：腐熟畜禽粪便50％-70％，草炭10％-20％、蛭石10％-20％、珍珠岩10％-20％；

所述胶黏剂为豆蛋白改性脲醛树脂。

进一步，所述的胶黏剂的制备方法是：

a、向大豆蛋白中加入90-95℃的浓度0.5mol/L尿素和0.005mol/L的氢氧化钠的混合水溶液，搅拌反应后，自然冷却后获得水解蛋白；

b、用氢氧化钠溶液调节甲醛pH为7.0～7.5，加入尿素和上所述的水解蛋白，升温到85℃后停止加温，保温40分钟，然后用氯化铵溶液调节pH至4.0，再用氢氧化钠溶液调节pH至7.2，并加入尿素，降温至70℃，加入番茄所需微量元素，保温30分钟，降温至35℃，即得所述胶黏剂；

其中，甲醛和尿素的当量摩尔比为1.3:1，水解蛋白加入量为胶黏剂干物质质量的10％～15％。

进一步，所述微量元素为铁、锰、铜、锌、钼、硒和硼中的一种或多种。

本发明还提供了一种上述的番茄穴盘育苗基质块的制备方法，该方法是按照所述基质块中基质组分，将腐熟畜禽粪便、草炭、蛭石、珍珠岩按照基质配方体积比：腐熟畜禽粪便50％-70％，草炭10％-20％、蛭石10％-20％、珍珠岩10％-20％，混合搅拌均匀，然后加入基质质量25％-50％的胶黏剂再次混合搅拌均匀；再将基质进行装盘、压穴，在70℃烘箱进行烘干2-3h，即得所述番茄穴盘育苗基质块。

所述制备方法制备得到的育苗基质块达到NY525-2012标准要求。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明针对目前国内畜禽粪便资源化利用不充分的问题，利用发酵后的畜禽粪便与其他基质混合制成适合机械化移栽的蔬菜有机育苗基质，对于改善养殖业的养殖环境、促进畜禽粪便综合利用以及提升蔬菜生产机械化移栽，减少前期施肥，减少劳动力成本，提高劳动生产率具有重要的意义。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种蔬菜穴盘育苗基质块，是由腐熟畜禽粪便为主，与蛭石、珍珠岩、草炭混合，添加胶黏剂组成，该基质块的组分包含基质和占基质质量25％-50％的胶黏剂，其中，基质按体积百分比计配方如下：腐熟畜禽粪便50％-70％，草炭10％-20％、蛭石10％-20％、珍珠岩10％-20％；胶黏剂为豆蛋白改性脲醛树脂。

作为本发明实施例的一优选方案，基质配方中畜禽粪便、蛭石、珍珠岩、草炭的混合体积比为50％:20％:10％:20％，胶黏剂是基质质量50％。

在本发明实施例中，基质配方中腐熟畜禽粪主要成份是畜禽粪便的沼液经固液分离后的固态物，与甜叶菊和菇渣经堆放、腐熟、发酵、翻抛等工序处理，生产出有机基质(腐熟畜禽粪便)，混合物体积比为5:2:3。

进一步，在本发明实施例中，对畜禽粪便的腐熟发酵处理是以猪粪沼渣和甜叶菊、菇渣为原料，加EM菌搅拌混合均匀后进行堆肥发酵，每隔3～5天翻抛一次，共4～5次，保证发酵环境温度在10～35℃，控制发酵物料在40～70℃之间的时间为10天以内。

进一步，在本发明实施例中，胶黏剂的制备方法如下：

步骤a、向大豆蛋白中加入90-95℃的浓度0.5mol/L尿素和0.005mol/L的氢氧化钠的混合水溶液，搅拌反应后，自然冷却后获得水解蛋白；

步骤b、用氢氧化钠溶液调节甲醛pH为7.0～7.5，加入尿素和上所述的水解蛋白，升温到85℃后停止加温，保温40分钟，然后用氯化铵溶液调节pH至4.0，再用氢氧化钠溶液调节pH至7.2，并加入尿素，降温至70℃，加入番茄所需微量元素，保温30分钟，降温至35℃，即得所述胶黏剂；

其中，甲醛和所加入尿素的当量摩尔比为1.3:1，尿素分两次进行添加，具体的，可按照第一加入尿素质量与第二次添加尿素质量2-3：1的比例进行添加，水解蛋白加入量为胶黏剂干物质质量的10％～15％。

上述番茄穴盘育苗基质块的制备方法如下：

首先按照所述基质块中基质组分，将腐熟畜禽粪便、草炭、蛭石、珍珠岩按照基质配方体积比：腐熟畜禽粪便50％-70％，草炭10％-20％、蛭石10％-20％、珍珠岩10％-20％，混合搅拌均匀，然后加入基质质量25％-50％的胶黏剂再次混合搅拌均匀；再将基质进行装盘、压穴，在70℃烘箱进行烘干2-3h，即得所述番茄穴盘育苗基质块，然后进行手工和机械自动穴盘播种，覆盖如上述的混合基质即可。

上述基质块配方组分中所用畜禽粪便为完全发酵腐熟，而且基质块达到NY525-2012标准要求。

本发明提供的番茄穴盘育苗基质块，主要利用微生物无害化发酵畜禽粪便，使其达到有机肥料标准要求，然后结合机械化操作的要求，与草炭、蛭石、珍珠岩及胶黏剂按比例混合后用于蔬菜穴盘育苗基质，能够有效减少草炭的使用量，降低基质的生产成本，有效的保护生态环境，同时大量基质的生产，可有效减少沼气残余物沼渣对环境造成的二次污染，有效的维护了人民居住地生活环境，使用胶黏剂解决育苗期和生产前期不用施肥，且使基质块不散坨，适合移栽机进行田间移栽，育苗使用本发明的番茄穴盘育苗基质块，能够利于幼苗健壮生长，便于绿色蔬菜的生产和移栽机田间移栽。

下面结合具体实施例进一步详细说明。

实施例1

本发明实施例的番茄穴盘育苗基质块，是由腐熟畜禽粪便50％-70％，草炭10％-20％、蛭石10％-20％、珍珠岩10％-20％按照混合体积比混合，添加基质质量25％-50％的胶黏剂组成。

该番茄穴盘育苗基质块的制备方法，首先是以猪粪沼渣和甜叶菊、菇渣组成的发酵原料进行腐熟发酵处理，所用猪粪沼渣来自沼气发电厂，沼气发电厂的沼液经离心脱水处即得猪粪沼渣。对畜禽粪便的腐熟发酵处理是将猪粪沼渣和甜叶菊、菇渣按照重量比5:2:3混合后，形成含水量在60-70％的物料，加入EM菌搅拌混合均匀后堆放呈长条形进行堆肥发酵，每隔3～5天翻抛一次，共4～5次，保证发酵环境温度在10～35℃，控制发酵物料在40～70℃之间的时间为10天以内。

将大豆蛋白加入90～95℃浓度为分别为0.5mol/L尿素和0.005mol/L的氢氧化钠混合水溶液，搅拌反应后，自然冷却后获得水解蛋白。用氢氧化钠溶液调节甲醛pH为7.0～7.2，加入尿素和水解蛋白，升温到90℃后停止加温，保温30分钟。然后用氯化铵溶液调节pH至4.0，再用氢氧化钠溶液调节pH至7.2并加入尿素，降温至75℃加入番茄所需微量元素，保温30分钟，降温至35℃，即得胶黏剂。甲醛和尿素的当量摩尔比为1.3:1，水解蛋白加入量为胶黏剂干物质质量的10％～15％。微量元素为铁、锰、铜、锌、钼、硒和硼中的一种或多种。

向腐熟堆肥中按照育苗基质配方加入草炭、蛭石、珍珠岩，搅拌均匀后，再加入胶黏剂进行搅拌均匀，即得适合机械化移栽的番茄穴盘育苗基质原料。然后装入合适的标准穴盘中，使用压穴器压穴，在70℃烘箱进行烘干2-3h，得到番茄穴盘育苗基质块。

实施例2

选用番茄品种为苏粉8号，通过前期试验对比，添加基质质量50％的胶黏剂更优，不同基质块配方表如表1。对照组(CK)：直接在市场上购买普通的蔬菜穴苗栽培基质，不加胶黏剂。各处理基质块的理化性质如表2所示。

表1 不同基质配方表

表2 不同基质配方理化性质

注：同列不同小写字母表示差异达显著水平(P＜0.05)，下同。

从表2可以看出，各配方及CK的容重均在适宜范围内，其中S3最高，CK最低，各配方与CK差异显著；总孔隙度和持水孔隙度各配方都显著低于CK，S5→S9总孔隙度和S7→S9持水孔隙度在适宜范围内；通气孔隙度除CK、S1低于15％外，其余都在适宜范围内；各配方气水比都在适宜范围内。

各配方pH值微偏碱性，其中S1的pH值最高7.39，说明基质中混配腐熟畜禽粪便后，pH值增大；EC是反应基质中所含可溶性盐分浓度的高低，是评价育苗基质的重要参数，除S1→S4的EC值高于CK外，其余配方随着供试畜禽粪便体积降低EC值下降，其中S7→S9都在2.0ms/cm以内。阳离子交换量(CEC)，CK最高，与各配方差异显著。基质中N、P、K的含量会影响秧苗对养分的吸收，碱解氮、速效磷和速效钾分别在50～500mg/kg、10～100mg/kg和50～600mg/kg为宜，不同配方中，CK的碱解氮最高，而速效磷、速效钾含量表现偏低，说明基质中添加腐熟畜禽粪便后速效钾、速效磷含量升高。S5→S9的有机质含量与CK无显著差异。

实施例3

出苗整齐一致是适合机械化移栽的前提条件。各配方出苗统计由表3可知，CK第6天出苗率为65.74％，显著高于其它配方。第15天除配方S1→S3显著低于CK外，配方S4→S9出苗率超过90％，和CK相当，其中S7出苗率最高，达95.14％。

表3 不同基质配方对番茄出苗率的影响

实施例4

将测试钵苗取出，从60cm高度自由落体落下，收集散坨质量，散坨质量与原坨质量比<20％的植株为合格植株，≥20％的植株为散坨植株。

合格率＝合格株数/供试株总数×100％；

散坨率＝散坨株数/供试总株数×100％。

每配方随机抽取1盘，每盘取苗30株，3次重复。

散坨率越低，越有利于机械化移栽。从表4可知，随着各配方中腐熟畜禽粪便由70％降到50％，散坨率下降，合格率上升，各配方都明显优于CK，说明各配方的幼苗根系发达，盘根紧密，有利于幼苗生长和机械化移栽。

表4 番茄不同基质配方散坨率测试

实施例5

从表5可知，各配方与CK除番茄幼苗的真叶数无差异外，其它各项生长指标都存在显著差异。

CK的株高最高，为19.61cm，其余配方株高显著低于CK；但S1→S3的株高过低，不适合机械移栽。叶片是制造有机物的主要场所，作物产量的高低，在一定范围内与叶面积、叶绿素含量呈正相关。配方S5→S9叶面积显著大于CK；各配方叶绿素含量均显著高于CK。

根系是植物体的主要器官，它的生长与植株对水分和矿质吸收的密切相关。S4→S9的根体积显著大于CK。根冠比反映了植物地下分与地上部分的相关性。根冠比大的植株，植株矮壮，多花多果，抗逆性强；除S1外，其它配方的根冠比都显著大于CK。

壮苗指数与幼苗健壮程度或增产潜力密切相关，除S1外，其余配方的壮苗指数都显著大于CK，其中S7→S9的壮苗指数最大，在0.222～0.233之间。

根据以上结果可知随着各配方中腐熟畜禽粪便成份由70％降到50％时，各配方番茄幼苗的茎粗、壮苗指数、根冠比、根体积呈上升趋势，幼苗生长更健壮，有利于机械化移栽。

表5 不同基质配方对番茄苗生长指标的影响

实施例6

根据机械行业标准JB/T10291-2013旱地栽植机械中试验方法进行作业，每垄2行采用移栽机平行移栽，垄宽120cm,垄高10～33cm，设2种行距×株距规格：A:40×40cm，B:50×50cm。统计移栽后的重栽数、倒伏数、埋苗数、露苗数和伤苗数，计算移栽合格率：移栽合格率＝测定总数-(重栽数+倒伏数+埋苗数+露苗数+伤苗数)。

移栽机田间移栽试验结果见表6。由表6可知，除CK漏栽率、重栽率分别大于行业标准规定的5％和4％外，其余配方都达标；除CK的倒伏率、埋苗率、露苗率和伤苗率大于行业标准外，其余分别小于行业标准规定的7％、5％、5％和5％；行业标准规定合格率为90％，S7→S9和S5(B)、S6(B)合格率都超过90％，符合机械化移栽标准。其中S7(B)达94.30％。

表6 番茄田间移栽试验统计结果

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种番茄穴盘育苗基质块，其特征在于，所述基质块的组分包含基质和占基质质量25％-50％的胶黏剂；

所述基质按体积百分比计配方如下：腐熟畜禽粪便50％-70％，草炭10％-20％、蛭石10％-20％、珍珠岩10％-20％；

所述胶黏剂为豆蛋白改性脲醛树脂。

2.如权利要求1所述的一种番茄穴盘育苗基质块，其特征在于，所述的胶黏剂的制备方法是：

a、向大豆蛋白中加入90-95℃的浓度0.5mol/L尿素和0.005mol/L的氢氧化钠的混合水溶液，搅拌反应后，自然冷却后获得水解蛋白；

b、用氢氧化钠溶液调节甲醛pH为7.0～7.5，加入尿素和上所述的水解蛋白，升温到85℃后停止加温，保温40分钟，然后用氯化铵溶液调节pH至4.0，再用氢氧化钠溶液调节pH至7.2，并加入尿素，降温至70℃，加入番茄所需微量元素，保温30分钟，降温至35℃，即得所述胶黏剂；

其中，甲醛和尿素的当量摩尔比为1.3:1，水解蛋白加入量为胶黏剂干物质质量的10％～15％。

3.如权利要求2所述的一种番茄穴盘育苗基质块，其特征在于，所述微量元素为铁、锰、铜、锌、钼、硒和硼中的一种或多种。

4.如权利要求1-3任一所述的番茄穴盘育苗基质块的制备方法，其特征在于，按照所述基质块中基质组分，将腐熟畜禽粪便、草炭、蛭石、珍珠岩按照基质配方体积比：腐熟畜禽粪便50％-70％，草炭10％-20％、蛭石10％-20％、珍珠岩10％-20％，混合搅拌均匀，然后加入基质质量25％-50％的胶黏剂再次混合搅拌均匀；再将基质进行装盘、压穴，在70℃烘箱进行烘干2-3h，即得所述番茄穴盘育苗基质块。

5.如权利要求4所述的番茄穴盘育苗基质块的制备方法，其特征在于，所述制备方法制备得到的育苗基质块达到NY525-2012标准要求。