CN108235912A - 一种以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基质制备技术领域，具体领域为一种以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质及制备方法，所述育苗基质按体积百分比由以下组分组成：咖啡加工剩余物30％～34％，牛粪7.5％～8.5％，膨化珍珠岩22.5％～25.5％，蛭石22.5％～25.5％，所述育苗基质的pH值为6.5～6.9，总孔隙度71％～75％、持水孔隙度49％～51％，所述育苗基质通过原材料收集及预处理、发酵和育苗基质配制三个步骤进行制备，以咖啡加工剩余物为原料制得的育苗基质具有原料易得、配方合理、营养均衡、松软透气、且操作技术容易掌握的优点，能有效促进苗木地上及地下部分的生长发育，降低育苗成本，缩短育苗周期。

Description

一种以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质及制备方法

技术领域

本发明涉及基质制备技术，具体领域为一种以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质及制备方法。

背景技术

育苗基质是苗木生长发育的载体，是影响苗木质量的关键因素之一。早期使用的器育苗基质多采用天然土配制而成，不仅质量大，而且保水和通气性能差。20世纪70年代中期开始，岩棉、聚氨酯类泡沫、玻璃纤维、酚醛树脂及聚酯塑料等固体育苗基质开始被广泛地运用，促进了工厂化育苗技术体系形成及完善，而泥炭是国际上目前用量最多的轻型育苗基质。我国起步较晚，但发展较快。国内众多学者利用草炭土、蛭石和珍珠岩等材料配制的育苗基质，开展了日本落叶松、油松、马尾松、杉木、侧柏、崖柏、香椿、白榆、油茶、赤皮青冈等多个针阔叶树种的育苗试验，取得了较好的效果。

云南是中国最大的咖啡产地，截至2016年初，全国咖啡种植面积超过180万亩，总产量14万吨，占全球总产量的1.5％，云南咖啡种植面积为177万亩，总产量13.9万吨，云南咖啡种植面积和产量都占到全国的99％以上，咖啡已成为云南第三大出口创汇的高原特色商品。在咖啡收获的季节，咖啡加工剩余物如咖啡果皮、果肉、果壳等每年废弃10万多吨，是一大笔非常集中而又数量较多的资源，而国内对其又缺乏高效的利用方式和措施，目前多用于沼气燃料，利用的经济价值非常低。有鉴于此，研发以咖啡壳作为主要原料的育苗基质的优良配方及其制造技术不仅可为云南省的农林有机废弃物咖啡壳的基质化利用提供了理论依据和具体技术方法，同时也可解决云南林业生产上传统土壤塑料袋苗体积大、重量大、不便运输、养分不足等存在的问题及缺陷，对有计划地培育优质苗木，提高人工林的质量具有特殊意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质及制备方法，其特征在于：所述育苗基质按体积百分比由以下组分组成：

咖啡加工剩余物30％～34％，牛粪7.5％～8.5％，膨化珍珠岩22.5％～25.5％，蛭石22.5％～25.5％；

优选的，以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质的制备方法包括以下步骤：

1)基质原材料收集及预处理：将咖啡加工剩余物露天堆放，剔除原材料中难发酵的不可生物降解的物质，制得颗粒大小为1.3～7.6mm的咖啡加工剩余物，备用；

2)发酵：将步骤1)制得产物与牛粪按上述体积百分比进行混合，每1m³上述混合物内加入0.3～0.4kg秒腐剂(V-100菌剂)，混合均匀后用稻草进行覆盖，控制上述混合物的起始碳氮比为20:1～35:1，水分含量为50％～60％，翻堆频率为每3～5天一次，在温度为55～65℃(堆肥最高温度为60～65℃)的条件下发酵90天，发酵过程中采用水堇种子(或西南桦种子)的发芽系数对其堆肥腐熟度进行评价，水堇种子的发芽系数≥50％(西南桦种子发芽系数≥60％)，同时观察混合物颜色变成深褐色或黑色即制得发酵咖啡壳加工剩余物，备用；

3)育苗基质配制：将步骤2)制得的发酵咖啡壳加工剩余物与膨化珍珠岩和蛭石按上述体积百分比进行混合，控制混合物的pH值为6.5～6.9、总孔隙度71％～75％、持水孔隙度49％～51％，有机质含量为65％～69％、速效氮含量为3.04％～3.08％、速效磷含量为1.21％～1.25％和速效钾含量为3.26％～3.30％；即制得以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质及制备方法，(1)本发明的基质配方的主要原料咖啡加工剩余物量大易得，营养丰富，生产成本低廉，配方中使用的珍珠岩为多孔结构的矿物质，基质透气性好，有利于苗木的生长与发育；(2)通过生产实践，使用本发明培育的多个树种的苗高、地径、地下和地下生物量优于其它基质培育的苗木，苗高提高10％以上、地径提高15％以上、地下生物量提高40％以上、地下生物量提高30％以上，容器重量降低20％以上；(3)本发明的基质配方合理，营养均衡，制备方法简单，操作技术容易掌握，不仅降低了林木的育苗成本，缩短了育苗周期，而且也为农林有机废弃物咖啡壳提供了高效、合理的利用的方式及具体技术方法。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

实施例1：

育苗基质原料配方为(体积百分比)：32％咖啡加工剩余物、8％牛粪、30％膨化珍珠岩、30％蛭石。

制备方法：

基质原材料收集及预处理：将咖啡加工剩余物露天堆放，剔除原材料中难发酵的不可生物降解的物质，制得颗粒大小为1.3～7.6mm的咖啡加工剩余物，备用；

发酵：将上述步骤制得的产物与牛粪按上述体积百分比进行混合，每3m³物料内加入1kg秒腐剂(V-100菌剂)混合均匀后用稻草进行覆盖，上述混合物的起始碳氮比为20:1～35:1，水分含量为50～60％，堆肥最高温度为60～65℃，翻堆频率为每4天一次，在60℃左右温度下发酵90天，直至肥堆颜色变成深褐色或黑色，凉干后即得发酵咖啡加工剩余物；

育苗基质配制：将上述制得的发酵咖啡加工剩余物以及膨化珍珠岩和蛭石按上述体积百分比进行混合，所述混合物的pH值为6.7、总孔隙度73％、持水孔隙度51％，有机质含量为67％、速效氮含量为3.06％、速效磷含量为1.23％和速效钾含量为3.28％；即制得育苗基质。

对比例1育苗基质为营养土，原料配方为(体积百分比)：40％山地生土、30％菌根土及30％火灰土，将其混合均匀后制得对比例1育苗基质。

对比例2育苗基质原料为传统育苗基质森林土，将森林土捣细过筛制得对比例2育苗基质。

将育苗基质、对比例1育苗基质和对比例2育苗基质分别装于6cm×10cm网袋容器中，整齐地摆在宽1.2m的苗床上，然后将西南桦幼苗移植于网袋容器中进行135天袋苗培育，对西南桦苗木生长量及生物量进行测定，结果见表1(K1指咖啡加工剩余物制得基质，CK1指对比例1所得基质，CK2指对比例2所得基质)。

表1不同育苗基质对西南桦苗木生长的影响

结论：由表1可知，使用本发明制得的以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质所培育的西南桦苗木135天出圃时，苗高、地径、地上部分鲜重和地下部分鲜重均高于对比例1、对比例2，与对比例1相比，苗高、地径、地上部分鲜重和地下部分鲜重分别提高13.8％、21.8％、51.8和14.4％；与对比例2相比，苗高、地径、地上部分鲜重和地下部分鲜重分别提高111.9％、83.2％、245％和231.3％，西南桦苗木生长量均提高80％以上，育苗周期缩短15天(播种135天时出圃定植)。

实施例2：

将实施例1制得的育苗基质装于9cm×13cm无纺布容器中，整齐地摆在宽1.2m的苗床上，然后将处理过的苦刺、棠梨、乌桕、鞍叶羊蹄甲、铁橡栎、华西小石积6个树种的种子直接点播于无纺布容器中进行6个月袋苗培育，对各树种苗木生长量及生物量进行测定，结果见表2(K1指实施例2所得基质)。

对比例3，将森林土(红壤)捣细过筛装于9cm×13cm网袋容器中，整齐地摆在宽1.2m的苗床上，然后将处理过的苦刺、棠梨、乌桕、鞍叶羊蹄甲、铁橡栎、华西小石积6个树种的种子直接点播于无纺布容器中进行6个月袋苗培育，对各树种苗木生长量及生物量进行测定，结果见表2(CK指对比例3所得基质)。

表2不同育苗基质对不同树种苗木生长的影响

结论：由表2可知，使用本发明制得的以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质所培育的苦刺、棠梨、乌桕、鞍叶羊蹄甲、铁橡栎、华西小石积6个乔灌树种的苗6个月出圃，其苗高、地径、地上部分鲜重、地下部分鲜重及容器重量与对比例3相比，苗高、地径均高于对比例3，分别提高11.9％～110.1％和15.4％～87.2％，地上部分鲜重及地下部分鲜重除棠梨和小石积2个树种外，其余均高于对比例3，分别提高40％和30％以上，对于苦刺、棠梨、鞍叶羊蹄甲、铁橡栎四种乔灌树种的容器重量均低于对比例3，且容器重量降低21％～31.1％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质及制备方法，其特征在于：所述育苗基质按体积百分比由以下组分组成：

咖啡加工剩余物30％～34％，牛粪7.5％～8.5％，膨化珍珠岩22.5％～25.5％，蛭石22.5％～25.5％。

2.根据权利要求1所述的一种以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质及制备方法，其特征在于，以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质的制备方法包括以下步骤：

1)基质原材料收集及预处理：将咖啡加工剩余物露天堆放，剔除原材料中难发酵的不可生物降解的物质，制得颗粒大小为1.3～7.6mm的咖啡加工剩余物，备用；

2)发酵：将步骤1)制得产物与牛粪按上述体积百分比进行混合，每1m³上述混合物内加入0.3～0.4kg秒腐剂(V-100菌剂)，混合均匀后用稻草进行覆盖，控制上述混合物的起始碳氮比为20:1～35:1，水分含量为50％～60％，翻堆频率为每3～5天一次，在温度为55～65℃(堆肥最高温度为60～65℃)的条件下发酵90天，发酵过程中采用水堇种子(或西南桦种子)的发芽系数对其堆肥腐熟度进行评价，水堇种子的发芽系数≥50％(西南桦种子发芽系数≥60％)，同时观察混合物颜色变成深褐色或黑色即制得发酵咖啡壳加工剩余物，备用；

3)育苗基质配制：将步骤2)制得的发酵咖啡壳加工剩余物与膨化珍珠岩和蛭石按上述体积百分比进行混合，控制混合物的pH值为6.5～6.9、总孔隙度71％～75％、持水孔隙度49％～51％，有机质含量为65％～69％、速效氮含量为3.04％～3.08％、速效磷含量为1.21％～1.25％和速效钾含量为3.26％～3.30％；即制得以咖啡加工剩余物为原料的育苗基质。