CN108432596B - 一种基于农业废弃物的抗病虫栽培基质及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于农业废弃物的抗病虫栽培基质及制备方法，涉及无土栽培技术领域。所述抗病虫栽培基质包括如下重量份数的组分：农作物秸秆800～1000份，食用菌菌糠5～200份，畜禽粪便200～400份，秸秆腐熟剂0.2～0.5份，生物电厂灰50～100份，煤渣50～100份，微生物农药0.5～1份。本发明的抗病虫栽培基质，科学配比，营养全面，养分充足，容重适中，通气透水性较好，既可以用于植物苗期育苗基质，又可作为作物全生育期栽培基质以及土壤改良调节剂。抗病虫栽培基质含有大量有益微生物，促进作物生长，有效防治病害的发生。

Description

一种基于农业废弃物的抗病虫栽培基质及制备方法

技术领域

本发明属于无土栽培技术领域，尤其涉及一种基于农业废弃物的抗病虫栽培基质及制备方法。

背景技术

无土栽培作为一项作物栽培的新技术，其特点与优势已为广大生产者所熟悉与认可，与传统的土壤栽培相比，具有节水、省肥、省工、易于管理，提高作物产量和品质，避免连作障碍的发生，充分利用空间，且不受地域限制等优势。无土栽培使农业生产摆脱了土壤的限制，能够对作物生长环境进行自动化控制，有利于实现农业现代化。

目前无土栽培的主要形式为基质栽培，常用的基质为草炭、岩棉、蛭石、珍珠岩等，这些基质属于不可再生资源，不仅价格年年上涨，而且过度的开发利用会对生态环境造成严重破坏，制约了无土栽培技术推广与应用。利用农业废弃物加工无土栽培基质已成为目前无土栽培基质研究热点。但这类基质有的原料具有以下缺点：首先是原料来源不广泛、分布不均，具有一定的地域局限性。虽然经过加工处理后的椰糠、松树皮、干苔藓等适合于培植植物，但原料来源分布不广泛，且有的仍大量依赖进口。其次，由于基质原料中有病虫害残留，导致作物生长过程中病虫害发生严重，常常需要在制备基质的过程中掺加大量的杀虫剂和杀菌剂，显著影响了作物的品质。三是原料配方或生产过程较复杂，成本高。例如有的配方中仍需要加入一定比例的草炭、蛭石、珍珠岩或保水剂等调节基质保肥保水和容重；有的加入杀菌杀虫药剂或肥料以杀灭基质中病虫害或补充基质养分。有的生产过程中需要先将农业废弃物粉碎到细小颗粒，增加了相应的生产投入；有的还需要进行后续的灭菌处理。这些基质在栽培时生产投入大且需要一定的技术水平，例如椰糠、菌糠、松树皮等基质所含营养成分有限，栽培时需定期用营养液来满足作物养分供应。另外，专用冲施肥价格高，营养液的配制和水肥一体化滴灌系统管理难度较高。因此，开发一种原材料来源广泛、抗病虫、生产工艺简单、价格低廉、性能稳定、使用简便、环保的无土抗病虫栽培基质尤为重要。

另外，农业生产及畜禽养殖业会产生大量的秸秆、菌糠、畜禽粪便等农业废弃物。据统计，仅吉林省每年约产生5000万吨玉米秸秆，食用菌菌糠150万吨，畜禽粪便9000万吨。受耕作模式和生活方式的影响，这些资源完全处于高消耗、高污染、低产出的状况，相当多的一部分农作物秸秆、菌糠、畜禽粪便被弃置或者进行焚烧，没有得到合理的开发利用，不仅浪费大量资源，对农业生态环境造成了持续的污染压力，不仅污染空气、堵塞河道，而且严重污染地表水体和地下水，制约农业可持续发展，破坏农村的绿色环境，因此，用农业废弃物制备无土抗病虫栽培基质，不仅节约了资源，减少了污染，保护了环境，而且还能将废弃物循环利用。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种基于农业废弃物的抗病虫栽培基质及制备方法，解决了现有技术中存在的问题。

本发明所采用的一种技术方案是，提供一种基于农业废弃物的抗病虫栽培基质，包括下列重量份数的组分：农作物秸秆800～1000份，食用菌菌糠5～200份，畜禽粪便200～400份，秸秆腐熟剂0.2～0.5份，生物电厂灰50～100份，煤渣50～100份，微生物农药0.5～1份；

所述农作物秸秆为玉米、高粱、水稻、小麦、大豆、谷子、马铃薯、紫苏中的任意一种或多种的复合；

所述食用菌菌糠是木耳菌糠、杏鲍菇菌糠、白灵菇菌糠、香菇菌糠中的任意一种或多种的复合；

所述畜禽粪便是鸡粪、猪粪中的任意一种或两种的复合；

所述秸秆腐熟剂由芽孢杆菌、酵母菌、黑曲霉、木霉组成的复合菌群；

所述的生物电厂灰为生物质发电厂产生的废弃灰渣；

所述煤渣为火力发电厂、工业和民用锅炉及其他设备燃煤排出的废渣；

所述的微生物农药是具有广谱杀虫活性的球孢白僵菌和具有广谱抑菌活性的农抗“769”两种菌的复合，球孢白僵菌含量为100亿孢子/g，农抗“769”浓度为10⁶cfu/ml，两者1:1(w/w)混合。

进一步的，所述抗病虫栽培基质包括下列重量份数的组分：农作物秸秆800份，食用菌菌糠200份，畜禽粪便400份，秸秆腐熟剂0.5份，生物电厂灰50份，煤渣100份，微生物农药1份。

进一步的，所述农作物秸秆为玉米秸秆，长度为5～10cm。

进一步的，所述畜禽粪便为鸡粪。

本发明所采用的另一种技术方案，一种基于农业废弃物的抗病虫栽培基质的制备方法，按照下述步骤进行：

步骤1：向农作物秸秆和食用菌菌糠中加入畜禽粪便和秸秆腐熟剂，用水将料堆水分调节至55～65％，将料堆充分混匀，采用条垛发酵方式，堆高1.5～2.5m，堆宽2～4m，长度视物料总量而定，用塑料薄膜或草帘覆盖后发酵；当堆垛温度超过60℃时，每1～2天翻堆1次并及时补充水分，保持堆体温度≥55℃，时间维持在5天以上；当堆垛温度≤50℃时，每7天翻堆1次，直到物料颜色变褐色或黑褐色，湿时用手握之柔软有弹性，干时很脆容易破碎，且温度保持相对恒定时发酵完成，总发酵时间为20～30天，自然晾干使含水量降至25～35％；

步骤2

混合物料：向步骤1的发酵产物中加入生物电厂灰，煤渣，微生物农药，将物料充分混匀得到基质；

步骤3

粉碎：使用粉碎机将步骤2中制备的基质粉碎至≤1cm；

所述农作物秸秆为玉米、高粱、水稻、小麦、大豆、谷子、马铃薯、紫苏中的任意一种或多种的复合；

所述食用菌菌糠是木耳菌糠、杏鲍菇菌糠、白灵菇菌糠、香菇菌糠中的任意一种或多种的复合；

所述畜禽粪便是鸡粪、猪粪中的任意一种或两种的复合；

所述秸秆腐熟剂由芽孢杆菌、酵母菌、黑曲霉、木霉组成的复合菌群；

所述的生物电厂灰为生物质发电厂产生的废弃灰渣；

所述煤渣为火力发电厂、工业和民用锅炉及其他设备燃煤排出的废渣；

所述的微生物农药是具有广谱杀虫活性的球孢白僵菌和具有广谱抑菌活性的农抗“769”两种菌的复合，球孢白僵菌含量为100亿孢子/g，农抗“769”浓度为10⁶cfu/ml，两者1:1(w/w)混合。

进一步的，所述农作物秸秆为玉米秸秆，长度为5～10cm。

进一步的，所述畜禽粪便为鸡粪。

进一步的，所述步骤2的产物用于农作物栽培。

进一步的，所述农作物栽培在秋冬茬、越冬茬、早春茬栽培时，步骤1中物料无需完全腐熟，堆体温度≥55℃，时间维持在5天以上，总发酵时间为10～15天的半发酵基质即可使用。

进一步的，所述步骤3的产物用于农作物育苗、草坪建植、花卉种植、家庭园艺的栽培基质。

本发明的有益效果如下：

1)抗病虫、促生

添加在基质中的微生物菌剂能够起到抑制病害发生，杀灭害虫的作用。球孢白僵菌是世界上应用最广泛的杀虫真菌之一，可以寄生6个目15科200多种昆虫、螨类的昆虫，被广泛用于害虫生物防治。本申请人一直从事球孢白僵菌生物防治研究与应用，其中“球孢白僵菌封垛防治玉米螟技术”连读多年被列为吉林省种植业主推技术之一，技术成果“球孢白僵菌绿色防控玉米螟关键技术创制与应用”于2017年荣获吉林省科技进步一等奖。。农抗“769”是本发明单位发现的具有广谱抗病作用的微生物杀菌剂，曾荣获1983年度国家科技发明二等奖。国内外研究还表明球孢白僵菌和农抗“769”还具有提高肥料利用率作用，促进作物生长，增根，壮苗，增加产量。

2)培养基质的原材料来源广泛、丰富

本发明的无土栽培基质是以农村广泛且大量存在的秸秆、食用菌菌糠、畜禽粪便等农业废弃物为主要原料制备。据统计，仅吉林省每年约产生5000万吨玉米秸秆，食用菌菌糠150万吨，畜禽粪便9000万吨。

3)农业废弃物循环利用，保护环境

本发明实现了秸秆、食用菌菌糠、畜禽粪便等农业废弃物循环利用，降低了这些废弃物造成的面源污染，实现了农业生态的良性循环，有利于农业可持续发展，具有良好的生态效益和社会效益。

4)配方及加工工艺简单，成本低廉

本发明配方简单，原料易得。生产原料仅为秸秆、食用菌菌糠、畜禽粪便、生物电厂灰、煤渣和少量的微生物农药。通过两种易得的工业废弃物煤渣和生物电厂灰调节基质容重、保水性和肥效，并添加少量的微生物农药以提高基质抗虫、抗病能力，无需添加草炭、蛭石、珍珠岩、保水剂、杀菌杀虫药剂或肥料。

基质生产工艺简单、便于复制，能耗低，所需设备和生产投入少，抗病虫栽培基质生产成本≤350元/吨，比市售栽培基质(≥400元/吨)低，有一定的利润空间，便于应用推广，实现了农业废弃物的高值化利用，增加农民收入。

5)营养全面，适合不同栽培需求及土壤改良

本发明的抗病虫栽培基质配比科学、营养全面，既可以用于植物苗期育苗栽培基质，又可作用于作物全生育期栽培基质。可广泛用于农作物育苗、农作物栽培、草坪建植、花卉种植、家庭园艺等。也可用于土壤改良，改善土壤性状，提高土壤肥力，降低病害发生几率，增加作物产量。

6)使用简便，节省投入

使用基质栽培时只需在原有土地上铺上农用薄膜与土壤隔离，支设简易框架，填充基质后使用振捣器压实即可进行种植，操作简便快速、省工省时、节约投入。制作0.6m宽，8m长的栽培槽时间约为20min。基质可多年连续使用，有利于进一步降低生产投入。

7)有效解决设施农业连作障碍难题

本发明的抗病虫栽培基质在生产过程中经过高温发酵，有效杀灭了物料中病菌、虫卵及杂草种子。在种植过程中使用薄膜使抗病虫栽培基质与土壤隔绝，杜绝了土传病虫害的传播。使用抗病虫栽培基质种植可有效解决设施土壤因连作引起地力下降，土传病害加重等一系列质量退化及连作障碍问题，使设施土壤长期“休闲”成为可能。

8)减肥节药

本发明可为农作物绿色种植提供大量成本低廉、养分充足、无病害残留、不添加化肥农药、高抗病的栽培基质，有效降低种植过程中农药和化肥施用量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明制备方法流程图；

图2是利用本发明抗病虫栽培基质栽培的甜瓜图，其中2A是本发明抗病虫栽培基质实物图；2B是采用本发明抗病虫栽培基质作的甜瓜栽培槽图；2C是将甜瓜幼苗定植在本发明抗病虫栽培基质栽培槽图；2D是利用本发明抗病虫栽培基质栽培的甜瓜图；

图3是利用本发明抗病虫栽培基质栽培不同作物的图，其中3A是利用本发明抗病虫栽培基质栽培的黄瓜图；3B是利用本发明抗病虫栽培基质栽培的茼蒿、油麦菜和油菜(自左至右)图；3C是利用本发明抗病虫栽培基质盆栽的白玉苦瓜图；3D是利用本发明抗病虫栽培基质栽培的四季草莓图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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

本发明实施例提供一种基于农业废弃物的抗病虫栽培基质，包括下列重量份数的组分：玉米秸秆800份，食用菌菌糠200份，畜禽粪便400份，秸秆腐熟剂0.5份(选用江苏绿科生物技术有限公司)，生物电厂灰50份，煤渣100份，微生物农药1份；

所述的秸秆为玉米、高粱、水稻(包括稻壳)、小麦、大豆、谷子、马铃薯、紫苏等中的任意一种或多种的复合，优选玉米秸秆，长度5～10cm，玉米收割机收获玉米时切碎秸秆即可用于基质生产，不用额外对秸秆进行粉碎，节省相关投入。

所述食用菌菌糠应是木耳菌糠、杏鲍菇菌糠、白灵菇菌糠、香菇菌糠等中的任意一种或多种的复合。

所述畜禽粪便应是鸡粪、猪粪等中的任意一种或两种的复合，优选鸡粪。

所述秸秆腐熟剂应是对秸秆等有机物料中纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质具有强大分解功能，使有机物料快速升温，减少水分散失，加速腐熟，能有效杀灭虫卵病害，杂草种子的，由芽孢杆菌、酵母菌、黑曲霉、木霉等组成的复合菌群。

所述的生物电厂灰为生物质发电厂产生的废弃灰渣。

所述的煤渣为火力发电厂、工业和民用锅炉及其他设备燃煤排出的废渣。

所述的微生物农药应是具有广谱杀虫活性的球孢白僵菌和具有广谱抑菌活性的农抗“769”两种菌的复合。能够起到抑制病害发生，杀灭害虫的作用，提高肥料利用率作用，并可在植物根际土壤形成保护屏障，增加作物的抗逆性，有效预防病害发生，还可促进作物生长，增根，壮苗，增加产量。球孢白僵菌含量为100亿孢子/g，农抗“769”浓度为10⁶cfu/ml，两者1:1(w/w)混合。

本发明实施例提供一种基于农业废弃物的营养基质的制备方法，步骤如下：

步骤1

向每800kg玉米秸秆，200kg食用菌菌糠中加入400kg畜禽粪便和0.5kg秸秆腐熟剂，用水将料堆水分调节至65％。使用挖掘机将料堆充分混匀，采用条垛发酵方式，堆高1.5m，堆宽1.5m，长度1.2m，用塑料薄膜覆盖后发酵。堆垛温度超过60℃时每天使用铲车翻堆1次并及时补充水分。堆体温度≥55℃累积时间为7.2天。9天后堆体温度下降至50℃以下，此时每5天翻堆1次。发酵第28天时物料颜色变褐色，湿时用手握之柔软有弹性，干时很脆容易破碎且温度保持相对恒定时发酵完成。自然晾干使含水量降至35％。

步骤2

混合物料：向步骤1产物中加入50kg生物电厂灰，100kg煤渣，1kg微生物农药，使用机械将物料充分混匀。

步骤3

粉碎：使用粉碎机将制备的基质粉碎至0.5～1cm。

步骤2产物即可作为农作物抗病虫栽培基质，用于农作物栽培。当进行秋冬茬、越冬茬、早春茬栽培时，步骤2中物料不必完全腐熟，当堆体温度≥55℃5天以上，发酵10～15天的半发酵基质即可使用。

步骤3产物即可作为农作物育苗、草坪建植、花卉种植、家庭园艺基质，用于农作物育苗、草坪建植、花卉等植物栽培，还可用用于土壤改良。

本发明实施例提供一种基于农业废弃物的营养基质的使用方法：

农作物栽培：平整土地，在栽培床底部铺设农用塑料薄膜，以防止土传病虫害传播。在薄膜四周支设35cm宽盒子板，长度视场地而定，盒子板外围用钢筋简单固定；将抗病虫栽培基质填入栽培槽内，用水将基质水分调节至65～85％；使用平板振捣器(功率1.5kw，额定电压220v)振动压实；压实后先拔下用于固定的钢筋，然后撤下盒子板，支设下一个栽培槽框架。种植叶菜、草莓等作物时栽培槽高度为15cm，种植茄果类蔬菜、甜瓜等作物时栽培槽高度应25cm。栽培槽上铺设滴灌带1根，覆膜后即可开孔定植栽培。定植后正常管理。

实施例2

本实施例提供一种基于农业废弃物的抗病虫栽培基质，包括下列重量份数的组分：玉米秸秆1000份，食用菌菌糠5份，畜禽粪便200份，秸秆腐熟剂0.2份(选用江苏绿科生物技术有限公司)，生物电厂灰100份，煤渣50份，微生物农药0.5份；

本发明实施例提供一种基于农业废弃物的营养基质的制备方法，步骤如下：

步骤1

向每1000kg玉米秸秆，5kg食用菌菌糠中加入200kg畜禽粪便和0.2kg秸秆腐熟剂，用水将料堆水分调节至55％。使用铲车将料堆充分混匀，采用条垛发酵方式，堆高2.5m，堆宽4m，长度2m，用塑料薄膜覆盖后发酵。堆垛温度超过60℃时每天使用铲车翻堆1次并及时补充水分。堆体温度≥55℃累积时间为9.1天。10天后堆体温度下降至50℃以下，此时每5天翻堆1次。发酵第26天时物料颜色变褐色，湿时用手握之柔软有弹性，干时很脆容易破碎且温度保持相对恒定时发酵完成。自然晾干使含水量降至25％。

步骤2

混合物料：向步骤1产物中加入100kg生物电厂灰，50kg煤渣，0.5kg微生物农药，使用机械将物料充分混匀。

步骤3

粉碎：使用粉碎机将制备的基质粉碎至0.5～1cm。

步骤2产物即可作为农作物栽培基质，用于农作物栽培。当进行秋冬茬、越冬茬、早春茬栽培时，步骤2中物料不必完全腐熟，当堆体温度≥55℃5天以上，发酵10～15天的半发酵基质即可使用。

步骤3产物即可作为农作物育苗、草坪建植、花卉种植、家庭园艺基质，用于农作物育苗、草坪建植、花卉等植物栽培。

本实施例中使用方法和实施例1相同。

本发明的创新点还在于，利用农业废弃物制成的基质配比科学，营养全面，适合培育不同作物，既可以用于植物苗期育苗营养基质，又可作用于作物全生育期栽培营养基质。这与其他发明或产品，只能用于育苗或栽培有着本质不同。另外，半发酵基质在种植的过程中继续发酵，不断释放热量和CO₂，栽种后前20天内使地温平均提高5.5℃，并能提高温室内温度和CO₂浓度，有利于作物生长发育和产量的提高，降低了温室寒冷季节运营的采暖和CO₂气肥投入。

利用本发明实施例所做的的实际试验如下：

试验例1

试验例1：用本发明抗病虫栽培基质进行黄瓜、番茄育苗试验

试验目的：本发明抗病虫栽培基质，科学配比，营养全面，养分充足，容重适中，通气透水性较好，既可以用于植物苗期育苗营养基质，又可作用于作物全生育期栽培营养基质。抗病虫栽培基质含有大量有益微生物，促进作物生长，有效防治病害的发生。

1材料和方法

1.1试验材料

黄瓜品种为津优1号，番茄品种为辽园多丽。

抗病虫栽培基质主要由玉米秸秆发酵加工制成，其成分和重量份数如下：玉米秸秆1000份，食用菌菌糠200份，畜禽粪便400份，秸秆腐熟剂0.5份(选用江苏绿科生物技术有限公司)，生物电厂灰100份，煤渣100份，微生物农药1。

对照组育苗营养土为农田表土。

采用塑料穴盘育苗，规格为50孔，长54cm、宽28cm、穴深5cm，口径5cm×5cm。

1.2试验地点

试验于2017年6月～7月在吉林省农业科学院公主岭院区日光温室内(N43°31′8″，E124°47′2″)进行，大棚宽10m，长40m。

1.3试验方法

1.3.1基质理化性质测定

抗病虫栽培基质pH值、EC值、容重、总孔隙度、大小孔隙比的测定参照郭世荣(无土栽培学，2003)；有机质，速效氮，速效磷(P₂O₅)和速效钾(K₂O)含量由吉林省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所化验室检测。

1.3.2植株生理生化指标测定

黄瓜和番茄种子55℃浸种30min，常温浸泡6h后，于28℃恒温箱催芽，选择发芽整齐一致的种子播于穴盘中，每处理1盘，3次重复。苗期见干见湿，浇灌自来水。6月15日播种，两叶一心期测定叶面积，株高(植株基部之间的长度)，茎粗，地上部和地下部干、鲜重，计算根冠比和壮苗指数。

根冠比＝地下部干重/地上部干重；

壮苗指数＝根冠比×全株干质量

统计黄瓜和番茄立枯病病株数，计算病株率及病情指数。按以下分级标准进行病情指数的调查，并计算出病情指数。

0级：健苗；

1级：茎基或根部稍现病斑或稍变色；

2级：1/3或1/2茎基或根部出现病斑或变色、腐烂；

3级：全茎或根部被病斑环绕、变色、腐烂；

4级：黄瓜或番茄西红柿苗萎蔫枯死。

病情指数＝100×∑(各级病株数×病级数)/(调查总株数×最高病级数)

试验组采用长方状秸秆抗病虫栽培基质营养块种植，对照组则直接种植在经过施肥消毒处理的土壤中。

1.4数据分析

采用WPS进行数据统计分析。

2试验结果

良好的抗病虫栽培基质一般要求能够达到既保水、保肥又透气，抗病虫栽培基质的容重为0.2～0.8g/cm³，pH 5.8～7.0，总孔隙度＞54％，EC值＞1mS/cm，＜4mS/cm为宜(郭世荣，2003)。

本发明的抗病虫栽培基质各项参数都在适宜范围内。有机质含量，速效氮、速效磷和速效钾含量均显著高于土壤，这表明抗病虫栽培基质能为作物提供更多的养分。抗病虫栽培基质容重适中，适合栽培各种作物，且比土壤重量减轻54％，利于运输，适合发展设施农业、都市农业、景观园艺、阳台种植等。

由表2可以看出，在株高、茎粗和壮苗指数等方面，抗病虫栽培基质效果明显好于土壤。根冠比两者无明显差别。抗病虫栽培基质可以替代土壤进行植物苗期育苗。

表1抗病虫栽培基质与土壤理化性质

表2抗病虫栽培基质与土壤对幼苗生长发育的影响

试验例2

试验例2，用本发明抗病虫栽培基质进行人参栽培试验

试验目的：本发明抗病虫栽培基质养分充足，有机质含量高，抗病促生，能有效提高农田参地有机质含量，防治人参病害的发生，且提高人参产量，可用于农田参地栽培或老参地改良。

1材料和方法

供试材料

人参品种为西洋参。

抗病虫栽培基质是由当地主栽作物紫苏秸秆发酵加工而成的，其成分和重量份数比如下：紫苏秸秆800，木耳菌糠200，畜禽粪便400，秸秆腐熟剂0.5(选用江苏绿科生物技术有限公司)，生物电厂灰50，煤渣100，微生物农药1。

1.2试验地点

试验于2014年4月至2017年10月在安图县安图县两江镇江南村大兴川人参种植合作社栽培基地(N42°38′6″，E128°05′23″)进行。其中试验组栽种100m²；，对照组栽种100m²。

1.3试验方法

试验组种植在施用抗病虫栽培基质的土壤中，对照组则种植在经过施肥消毒处理的土壤中。

1.3.1整地

试验组与对照组均采用机械翻地、耙地、起垄，垄台30cm、垄距0.5m，垄宽1.7m。

1.3.2施肥与灭菌处理

试验组：将抗病虫栽培基质均匀撒到西洋参栽培床上，使用量为1kg/m²，然后进行翻耕(深30cm)，使抗病虫栽培基质与土壤充分混匀。

对照组：采用机械破垄夹肥，每m²栽培床施磷酸二胺0.02kg、复合肥0.05kg。每m²土壤用50％多菌灵可湿性粉剂12g进行消毒。

1.3.3播种

播种：2014年4月15日播种，每10m²播200g经催芽处理的炸口西洋参种子。

1.3.4间苗

2015年6月6日进行间苗，保苗60％，留20株/m²，株距5cm。

1.3.5田间管理

追肥：

试验组：每年追施一次抗病虫栽培基质，施用量为1kg/m²。

对照组：每年追施一次化肥，每m²追施0.02kg磷酸二胺和0.05kg复合肥。

其他管理采用常规管理方式。

1.3.6病情调查

第3年统计西洋参黑斑病病株数，计算病株率及病情指数。按以下分级标准进行病情指数的调查，并计算出病情指数。

0级：无病斑；

1级：植株个别叶片发病；

2级：植株叶片1/3发病；

3级：植株叶片1/2发病，病斑大或1/3叶柄发病；

4级：植株叶片2/3发病，病斑大或2/3叶柄发病；

5级：植株枯死。

病情指数＝100×∑(各级病叶数×病级数)/(总叶数×最高病级数)

1.3.7收获

2017年10月5日进行收获。

1.4数据分析

本试验所有数据采用WPS进行处理分析。

2试验结果

实验结果表明，抗病虫栽培基质养分充足能有效提高农田参地土壤肥力，基质中含有大量有益微生物，改善根际微生物群落，不仅能够抑制病原菌还能增强人参的抗病能力。栽植西洋参每公顷可减施2800kg化肥和120kg农药，节省大量化肥农药投入10200元和相关生产投入。在没有化肥施用的情况下，基质栽培的西洋参，虽然根粗和根长重略小于后者，但单只重量与对照组接近，产量与对照组相差无几(表2)。

基质栽培的植株生长健壮、根系发达、抗病能力强，病株率为10.6％，病情指数3.8，明显优于对照组(表2)。对照组植株黑斑病发生较重，病株率20.7％，病情指数10.9。利用秸秆基质栽培营养块生产的西洋参达到了A级绿色农产品标准，显著提升了中药材品质，大大提高了农户的收益。

表1不同处理肥料和药剂施用量

表2不同处理西洋参产量和发病情况比较

试验例3

试验例3，用本发明抗病虫栽培基质营养进行越冬茬茄子栽培试验

本发明抗病虫栽培基质，营养全面，肥效持久，防病促生，能有效解决设施农业连作障碍难题，减肥节药，提质增效。使用时无需施基肥、土壤消毒和追肥，栽培过程省工省时，节省大量生产投入。另外，半发酵抗病虫栽培基质可以提高地温，促进作物生长发育。

1材料和方法

1.1供试材料

茄子品种为龙杂茄5号。

抗病虫栽培基质是由玉米秸秆发酵加工而成的，其成分和重量份数比如下：玉米秸秆1000，食用菌菌糠100，畜禽粪便400，秸秆腐熟剂0.5(选用江苏绿科生物技术有限公司)，生物电厂灰100，煤渣100，微生物农药1。物料发酵时间为15天。

1.1试验地点

试验于2017年8月至2018年1月在吉林省农业科学院公主岭院区日光温室内(N43°31′8″，E124°47′2″)进行。日光温室宽10m，长40m。其中试验组栽种108m²，对照组栽种108m²。

1.3试验方法

试验组种植在装填半发酵抗病虫栽培基质的栽培槽中，对照组种植在经过施肥消毒处理的土壤中。

1.3.1整地做栽培槽

试验组：采用机械平整土地，地面铺设农用薄膜。在薄膜四周支设35cm宽盒子板，长度9m，外围用钢筋简单固定。将半发酵抗病虫栽培基质填入栽培槽内，用水将基质水分调节至80％。使用平板振捣器(功率1.5kw，额定电压220v)振动压实。栽培槽宽度为30cm，厚度为25cm，槽距60cm。栽培槽上铺设滴1根灌带，覆膜。

对照组：采用机械翻地、耙地、打垄，垄宽30cm，垄高25cm，垄距60cm。在垄台上铺设滴灌带，用农用薄膜覆盖垄台。

1.3.2施肥与灭菌处理

试验组不需要施肥；

对照组采用机械破垄夹肥，每公顷施磷酸二胺450kg、硫酸钾225kg、尿素150kg。每公顷土壤用50％多菌灵可湿性粉剂30kg进行消毒。

1.3.3育苗

8月29日在温室内按照常规方法进行育苗。

1.3.4定植

11月6日定植。株距40cm。试验组与对照组各栽植240株。

1.3.5田间管理

追肥：

试验组不需要追肥。

对照组：分三个时期：门茄瞪眼70％以上；门茄收获20％～30％以上；进入盛果期，每次每公顷追施300kg磷酸二胺。

叶面肥：

试验组与对照组均喷施叶面肥。门茄瞪眼70％以上每隔7天喷1次0.3％的磷酸二氢钾，共喷施4次。

植株调整、授粉与水分管理：

采用常规管理方式。

1.4数据分析

本试验所有数据采用WPS进行处理分析。

2试验结果

实验结果表明，半发酵抗病虫栽培基质能有效提高栽培床温度，定植前20天内使地温平均提高5.5℃，定植至始收期栽培床平均温度比对照组高4.7℃，基质栽培的茄子生长势强，茎粗壮，比土壤栽培提前6.4天采收，产品上市日期提前一周，可显著提高农户经济收入。后期试验组栽培床中物料逐渐发酵完全，但温度仍比对照组高2.1℃。半发酵基质有利于作物生长发育和产量的提高，降低了温室寒冷季节运营的采暖和CO₂气肥投入。

秸秆基质肥效持久，使用简便，无需进行施肥、消毒和追肥(表1)。栽植黄瓜每公顷可减施1725kg化肥和30kg农药，节省化肥农药投入6150元和相关生产投入。虽然株高、果纵茎和横径略小于后者，但平均果重大于对照组，前期产量和总产量明显高于对照组。

表1不同处理肥料和药剂施用量

表2不同处理茄子生育期、性状及产量调查结果

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于农业废弃物的抗病虫栽培基质，其特征在于，包括下列重量份数的组分：农作物秸秆800份，食用菌菌糠200份，畜禽粪便400份，秸秆腐熟剂0.5份，生物电厂灰50份，煤渣100份，微生物农药1份；

所述农作物秸秆为玉米秸秆，长度为5～10cm；

所述食用菌菌糠是木耳菌糠、杏鲍菇菌糠、白灵菇菌糠、香菇菌糠中的任意一种或多种的复合；

所述畜禽粪便是鸡粪、猪粪中的任意一种或两种的复合；

所述秸秆腐熟剂为由芽孢杆菌、酵母菌、黑曲霉、木霉组成的复合菌群；

所述的生物电厂灰为生物质发电厂产生的废弃灰渣；

所述煤渣为火力发电厂、工业和民用锅炉燃煤排出的废渣；

所述的微生物农药是球孢白僵菌和农抗“769”两种菌的复合，所述球孢白僵菌含量为100亿孢子/g，农抗“769”浓度为10⁶cfu/ml，两者按照重量比1:1混合；

所述栽培基质按照下述步骤制备：

步骤1：向农作物秸秆和食用菌菌糠中加入畜禽粪便和秸秆腐熟剂，用水将料堆水分调节至55～65％，将料堆充分混匀，采用条垛发酵方式，堆高1.5～2.5m，堆宽2～4m，长度视物料总量而定，用塑料薄膜或草帘覆盖后发酵；当堆垛温度超过60℃时，每1～2天翻堆1次并及时补充水分，保持堆体温度≥55℃，时间维持在5天以上；当堆垛温度≤50℃时，每7天翻堆1次，直到物料颜色变褐色或黑褐色，湿时用手握之柔软有弹性，干时很脆容易破碎，且温度保持相对恒定时发酵完成，总发酵时间为20～30天，自然晾干使含水量降至25～35％；

步骤2

混合物料：向步骤1的发酵产物中加入生物电厂灰，煤渣和微生物农药，将物料充分混匀得到基质；

步骤3

粉碎：使用粉碎机将步骤2中制备的基质粉碎至≤1cm。

2.一种权利要求1所述的抗病虫栽培基质的制备方法，其特征在于， 所述栽培基质按照下述步骤制备：

步骤1：向农作物秸秆和食用菌菌糠中加入畜禽粪便和秸秆腐熟剂，用水将料堆水分调节至55～65％，将料堆充分混匀，采用条垛发酵方式，堆高1.5～2.5m，堆宽2～4m，长度视物料总量而定，用塑料薄膜或草帘覆盖后发酵；当堆垛温度超过60℃时，每1～2天翻堆1次并及时补充水分，保持堆体温度≥55℃，时间维持在5天以上；当堆垛温度≤50℃时，每7天翻堆1次，直到物料颜色变褐色或黑褐色，湿时用手握之柔软有弹性，干时很脆容易破碎，且温度保持相对恒定时发酵完成，总发酵时间为20～30天，自然晾干使含水量降至25～35％；

步骤2

混合物料：向步骤1的发酵产物中加入生物电厂灰，煤渣和微生物农药，将物料充分混匀得到基质；

步骤3

粉碎：使用粉碎机将步骤2中制备的基质粉碎至≤1cm。

3.根据权利要求2所述的基于农业废弃物的抗病虫栽培基质的制备方法，其特征在于：所述步骤2的产物用于农作物栽培。

4.根据权利要求3所述的基于农业废弃物的抗病虫栽培基质的制备方法，其特征在于：所述农作物栽培在秋冬茬、越冬茬、早春茬栽培时，步骤1中物料无需完全腐熟，堆体温度≥55℃，时间维持在5天以上，总发酵时间为10～15天的半发酵基质即使用。

5.根据权利要求2所述的基于农业废弃物的抗病虫栽培基质的制备方法，其特征在于：所述步骤3的产物用于农作物育苗、草坪建植、花卉种植、家庭园艺栽培和土壤改良。

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