CN108651217A - 一种生物有机基质及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种生物有机基质，其制备方法包括以下步骤：S1.准备秸秆、菌渣、松针、猪粪、玉米杆堆土肥、菜籽饼、核桃壳以及烟碱。S2.将秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥调整至含水率为70‑80％。S3.将S2所得物混合后加入水，之后将混合物置于密封发酵池内发酵，发酵完成后的发酵混合物。S4.取发酵混合物，加入菜籽饼、核桃壳后粉碎并混匀，并在自然条件下得到晾晒混合物。S5.在所得晾晒混合物中加入烟碱混合均匀后密闭储藏得储藏混合物。S6.将所得储藏混合物加热密封装袋得到所述生物有机基质。本发明制备得到的有机基质可适用于多种植物的无土栽培，降低污染的同时提高了相关产业者的收入。

Description

一种生物有机基质及其制备方法
技术领域
本发明属于有机基质技术领域，具体涉及一种生物有机基质及其制备方法。
背景技术
90年代以来，我国设施农业发展迅猛，目前已超过260万公顷，成为我国农村的支柱产业。现代设施栽培的迅速发展使设施土壤有害生物积累、营养元素不平衡、连作障碍和土壤次生盐渍化等问题日益突出。采用无土栽培技术则是克服温室连作障碍最有效、最经济和最彻底的办法，因此在国外先进农业国得到了大力发展。荷兰至1994年，在其4000hm2温室作物中40％以上采用基质栽培技术，以色列温室蔬菜有约7％采用无土栽培，相比之下我国无土栽培规模较为落后。制约我国无土栽培发展的一个重要因素是其投入成本过高，其中基质成本也很大。现有的有机基质一般制备成本较高、产品效果单一、产品孔隙度不足，从而限制了有机基质的大规模运用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种生物有机基质，该生物有机基质的制备方法，包括以下步骤：
S1.准备基质原料，以及基质原料质量0.1-0.5％的烟碱。所述基质原料包括：秸秆30-60％、菌渣5-15％、松针20-40％、猪粪5-15％、玉米杆堆土肥1-10％、菜籽饼5-10％、核桃壳1-10％。
S2.将步骤S1准备的秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥调整至含水率为70-80％。
S3.将步骤S2所得秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥混合后加入上述物质总重量8-12％的水。之后将混合物置于密封发酵池内发酵，发酵完成后的发酵混合物。
S4.取步骤S3所得发酵混合物，加入菜籽饼、核桃壳后粉碎并混匀，并在自然条件下晾晒20-40天，得到晾晒混合物。
S5.在所得晾晒混合物中加入烟碱混合均匀后密闭储藏20-40天，得储藏混合物。
S6.将所得储藏混合物加热至55-65℃时密封装袋，得到所述生物有机基质。
进一步的，步骤S1所述烟碱为饱和烟碱水溶液。所述烟碱的添加量为烟碱水溶液中烟碱的质量达到基质原料质量0.1-0.5％。
进一步的，步骤S1所述菌渣为：人工种植平菇后剩余的棒状培养料。
进一步的，步骤S1所述玉米杆堆土肥通过下述方法制备得到：首先，将玉米杆破碎为3-5cm，直径5mm一下的玉米纤维。然后以质量份数计，将玉米杆1份、种植土1-1.5份、硬质基料5-7份、沼液1-2份混合均匀。最后密封发酵20-30天得到所述玉米杆堆土肥。
进一步的，步骤S1所述硬质基料包括：蛭石、炉渣、陶粒中的至少一种。
进一步的，所述硬质基料为：蛭石、炉渣、陶粒的混合物。以质量比计，蛭石:炉渣:陶粒＝1:2-5:1-3。
进一步的，步骤S3所述发酵的方法为：首先，将配方量的秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥置于发酵池内并加入配方量的水。然后在发酵池上覆盖防水保温膜，将发酵池升温至60-70℃。之后，每5-7天打开防水保温膜进行一次翻堆操作，并在翻堆操作后继续覆盖防水保温膜。最后，在进行2-3次翻堆后，在继续覆盖防水保温膜的状态下，停止发酵池的加热操作，并自然发酵至料堆温度下降至环境温度，即得到所述发酵混合物。
进一步的，步骤S4所述晾晒操作包括：首先在发酵混合物中加入菜籽饼、核桃壳，得到组份A。然后将组份A破碎至5-10目后进行自然晾晒操作10-20天。然后将晾晒完毕的组份A粉碎至80-120目后进行阴干操作10-20天。阴干完毕后得到所述晾晒混合物。
进一步的，所述生物有机基质的氮磷钾的含量≥2％、有机质含量≥40％、电导率≤3ms/cm、pH值为5.5-7.5。
本发明至少具有以下优点之一：
1.本发明制备得到的有机基质可适用于多种植物的无土栽培，也可以作为添加化肥、农药、调节剂使用且使用简单。此外，本专利所用原料均来自于种植业、畜牧业的副产物，实现了对废物的有效利用，降低污染的同时提高了相关产业者的收入。
2.本发明制备得到的有机基质总孔隙度大，达到饱和吸水量后，尚能保持足够多的通气孔隙，有利于植物根系的贯通和扩展。
3.本发明制备得到的有机基质吸水率高、保水能力强，可有效减少浇水次数。同时，多余的水分易于排出，减少植物发生湿害的可能性。
4.本发明制备得到的有机基质具有一定的弹性和伸长性，对植物的根系具有良好的固定作用且不会妨碍植物根系生长。
5.本发明制备得到的有机基质温度稳定不伤根且具有一定的防虫防病能力。
6.本发明制备得到的有机基质具有较好的肥力的同时，对养分的供给和pH值具有一定的缓冲能力。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种生物有机基质，该生物有机基质的制备方法，包括以下步骤：
S1.准备基质原料，以及基质原料质量0.3％的烟碱。所述基质原料包括：秸秆30％、菌渣10％、松针30％、猪粪10％、玉米杆堆土肥5％、菜籽饼5％、核桃壳10％。所述烟碱为饱和烟碱水溶液。所述烟碱的添加量为烟碱水溶液中烟碱的质量达到基质原料质量0.3％。所述菌渣为：人工种植平菇后剩余的棒状培养料。
S2.将步骤S1准备的秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥调整至含水率为75％。
S3.将步骤S2所得秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥混合后加入上述物质总重量10％的水。之后将混合物置于密封发酵池内发酵，发酵完成后的发酵混合物。
S4.取步骤S3所得发酵混合物，加入菜籽饼、核桃壳后粉碎并混匀，并在自然条件下晾晒30天，得到晾晒混合物。
S5.在所得晾晒混合物中加入烟碱混合均匀后密闭储藏30天，得储藏混合物。
S6.将所得储藏混合物加热至60℃时密封装袋，得到所述生物有机基质。
申请人经过研究，通过上述方法制备的到的生物有机基质具有较好的肥力的同时，对养分的供给和pH值具有一定的缓冲能力。并且有机基质具有一定的弹性和伸长性，对植物的根系具有良好的固定作用且不会妨碍植物根系生长。相比现有有机基质的空隙度一般由微孔材料提供，经过本发明的处理后，有机基质最终产品本身对温度的敏感性下降，温度变化相对缓慢，从而具备了温度稳定性，并且产品内含有大量的来自基质原料自身产生的相互交联的微孔结构，使产品具有高空隙度的同时具有了较好的弹性和伸长性。同时，采用本发明方法在有机质中添加烟碱，可以保留烟碱驱虫杀菌能力的同时不影响基质发酵过程，从而使基质具有了防虫防病能力。
实施例2
一种生物有机基质，该生物有机基质的制备方法，包括以下步骤：
S1.准备基质原料，以及基质原料质量0.5％的烟碱。所述基质原料包括：秸秆30％、菌渣5％、松针40％、猪粪15％、玉米杆堆土肥1％、菜籽饼5％、核桃壳4％。所述烟碱为饱和烟碱水溶液。所述烟碱的添加量为烟碱水溶液中烟碱的质量达到基质原料质量0.5％。所述菌渣为：人工种植平菇后剩余的棒状培养料。
S2.将步骤S1准备的秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥调整至含水率为80％。
S3.将步骤S2所得秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥混合后加入上述物质总重量12％的水。之后将混合物置于密封发酵池内发酵，发酵完成后的发酵混合物。
S4.取步骤S3所得发酵混合物，加入菜籽饼、核桃壳后粉碎并混匀，并在自然条件下晾晒40天，得到晾晒混合物。
S5.在所得晾晒混合物中加入烟碱混合均匀后密闭储藏40天，得储藏混合物。
S6.将所得储藏混合物加热至65℃时密封装袋，得到所述生物有机基质。
实施例3
一种生物有机基质，该生物有机基质的制备方法，包括以下步骤：
S1.准备基质原料，以及基质原料质量0.1％的烟碱。所述基质原料包括：秸秆30％、菌渣5％、松针20％、猪粪15％、玉米杆堆土肥10％、菜籽饼10％、核桃壳10％。所述烟碱为饱和烟碱水溶液。所述烟碱的添加量为烟碱水溶液中烟碱的质量达到基质原料质量0.1％。所述菌渣为：人工种植平菇后剩余的棒状培养料。
S2.将步骤S1准备的秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥调整至含水率为70％。
S3.将步骤S2所得秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥混合后加入上述物质总重量8％的水。之后将混合物置于密封发酵池内发酵，发酵完成后的发酵混合物。
S4.取步骤S3所得发酵混合物，加入菜籽饼、核桃壳后粉碎并混匀，并在自然条件下晾晒20天，得到晾晒混合物。
S5.在所得晾晒混合物中加入烟碱混合均匀后密闭储藏20天，得储藏混合物。
S6.将所得储藏混合物加热至55℃时密封装袋，得到所述生物有机基质。
实施例4
一种生物有机基质，该生物有机基质的制备方法，包括以下步骤：
S1.准备基质原料，以及基质原料质量0.2％的烟碱。所述基质原料包括：秸秆40％、菌渣10％、松针20％、猪粪5％、玉米杆堆土肥5％、菜籽饼10％、核桃壳10％。所述烟碱为饱和烟碱水溶液。所述烟碱的添加量为烟碱水溶液中烟碱的质量达到基质原料质量0.2％。所述菌渣为：人工种植平菇后剩余的棒状培养料。
S2.将步骤S1准备的秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥调整至含水率为70-80％。
S3.将步骤S2所得秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥混合后加入上述物质总重量9％的水。之后将混合物置于密封发酵池内发酵，发酵完成后的发酵混合物。
S4.取步骤S3所得发酵混合物，加入菜籽饼、核桃壳后粉碎并混匀，并在自然条件下晾晒30天，得到晾晒混合物。
S5.在所得晾晒混合物中加入烟碱混合均匀后密闭储藏30天，得储藏混合物。
S6.将所得储藏混合物加热至58℃时密封装袋，得到所述生物有机基质。
实施例5
步骤S1所述玉米杆堆土肥通过下述方法制备得到：首先，将玉米杆破碎为3-5cm，直径5mm一下的玉米纤维。然后以质量份数计，将玉米杆1份、种植土1-1.5份、硬质基料5-7份、沼液1-2份混合均匀。最后密封发酵20-30天得到所述玉米杆堆土肥。采用该方法制备得到的玉米杆堆土肥，不仅具有良好的肥力，而且具有非常丰富的空隙结构，可以提高生物基质的孔隙度。
根据本发明的1个实施例，所述硬质基料包括：蛭石、炉渣、陶粒中的至一种或两种。
根据本发明的1个实施例，所述硬质基料为：蛭石、炉渣、陶粒的混合物。以质量比计，蛭石:炉渣:陶粒＝1:5:1。采用蛭石、炉渣、陶粒的复混物，可使基质内具有较多孔径类型的微孔，从而使基质具有小微孔缩水保水能力的同时，也具有大微孔利于排水的特性。
根据本发明的1个实施例，所述硬质基料为：蛭石、炉渣、陶粒的混合物。以质量比计，蛭石:炉渣:陶粒＝1:2:3。
根据本发明的1个实施例，所述硬质基料为：蛭石、炉渣、陶粒的混合物。以质量比计，蛭石:炉渣:陶粒＝1:3:2。
实施例6
步骤S3所述发酵的方法为：首先，将配方量的秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥置于发酵池内并加入配方量的水。然后在发酵池上覆盖防水保温膜，将发酵池升温至65℃。之后，每6天打开防水保温膜进行一次翻堆操作，并在翻堆操作后继续覆盖防水保温膜。最后，在进行3次翻堆后，在继续覆盖防水保温膜的状态下，停止发酵池的加热操作，并自然发酵至料堆温度下降至环境温度，即得到所述发酵混合物。该操作一开始使秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥在低氧环境中发酵，并通过每次的翻堆操作，一方面均衡料堆的发酵程度，一方面避免料堆内氧含量过低，在经过一定发酵次数后继续密封发酵至料堆将至环境温度，从而促使秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥在上述发酵过程中内部产生交联的微孔结构，提高基质的弹性和伸长性以及孔隙度。
实施例7
步骤S3所述发酵的方法为：首先，将配方量的秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥置于发酵池内并加入配方量的水。然后在发酵池上覆盖防水保温膜，将发酵池升温至70℃。之后，每5天打开防水保温膜进行一次翻堆操作，并在翻堆操作后继续覆盖防水保温膜。最后，在进行2次翻堆后，在继续覆盖防水保温膜的状态下，停止发酵池的加热操作，并自然发酵至料堆温度下降至环境温度，即得到所述发酵混合物。
实施例8
步骤S3所述发酵的方法为：首先，将配方量的秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥置于发酵池内并加入配方量的水。然后在发酵池上覆盖防水保温膜，将发酵池升温至60℃。之后，每7天打开防水保温膜进行一次翻堆操作，并在翻堆操作后继续覆盖防水保温膜。最后，在进行3次翻堆后，在继续覆盖防水保温膜的状态下，停止发酵池的加热操作，并自然发酵至料堆温度下降至环境温度，即得到所述发酵混合物。
实施例9
步骤S4所述晾晒操作包括：首先在发酵混合物中加入菜籽饼、核桃壳，得到组份A。然后将组份A破碎至10目后进行自然晾晒操作20天。然后将晾晒完毕的组份A粉碎至120目后进行阴干操作20天。阴干完毕后得到所述晾晒混合物。采用该种两步晾晒法，可以稳定基质在发酵过程中产生的微孔结构，进一步提高基质的孔隙度。
实施例10
步骤S4所述晾晒操作包括：首先在发酵混合物中加入菜籽饼、核桃壳，得到组份A。然后将组份A破碎至5目后进行自然晾晒操作10天。然后将晾晒完毕的组份A粉碎至80目后进行阴干操作10天。阴干完毕后得到所述晾晒混合物。
实施例11
步骤S4所述晾晒操作包括：首先在发酵混合物中加入菜籽饼、核桃壳，得到组份A。然后将组份A破碎至8目后进行自然晾晒操作15天。然后将晾晒完毕的组份A粉碎至100目后进行阴干操作15天。阴干完毕后得到所述晾晒混合物。
经过检测，上述实施例所得生物有机基质的氮磷钾含量≥2％、有机质含量≥40％、电导率≤3ms/cm、pH值为5.5-7.5。
本发明至少具有以下优点之一：
1.使用本发明制备得到的有机基质可适用于多种植物的无土栽培，也可以作为添加化肥、农药、调节剂使用且使用简单。此外，本专利所用原料均来自于种植业、畜牧业的副产物，实现了对废物的有效利用，降低污染的同时提高了相关产业者的收入。
2.本发明制备得到的有机基质总孔隙度大，达到饱和吸水量后，尚能保持足够多的通气孔隙，有利于植物根系的贯通和扩展。
3.本发明制备得到的有机基质吸水率高、保水能力强，可有效减少浇水次数。同时，多余的水分易于排出，减少植物发生湿害的可能性。
4.本发明制备得到的有机基质具有一定的弹性和伸长性，对植物的根系具有良好的固定作用且不会妨碍植物根系生长。
5.本发明制备得到的有机基质温度稳定不伤根且具有一定的防虫防病能力。
6.本发明制备得到的有机基质具有较好的肥力的同时，对养分的供给和pH值具有一定的缓冲能力。
应该注意到并理解，在不脱离本发明权利要求所要求的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (10)

1.一种生物有机基质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.准备基质原料，以及基质原料质量0.1-0.5％的烟碱；所述基质原料包括：秸秆30-60％、菌渣5-15％、松针20-40％、猪粪5-15％、玉米杆堆土肥1-10％、菜籽饼5-10％、核桃壳1-10％；
S2.将步骤S1准备的秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥调整至含水率为70-80％；
S3.将步骤S2所得秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥混合后加入上述物质总重量8-12％的水；之后将混合物置于密封发酵池内发酵，发酵完成后的发酵混合物；
S4.取步骤S3所得发酵混合物，加入菜籽饼、核桃壳后粉碎并混匀，并在自然条件下晾晒20-40天，得到晾晒混合物；
S5.在所得晾晒混合物中加入烟碱混合均匀后密闭储藏20-40天，得储藏混合物；
S6.将所得储藏混合物加热至55-65℃时密封装袋，得到所述生物有机基质。
2.根据权利要求1所述生物有机基质的制备方法，其特征在于，步骤S1所述烟碱为饱和烟碱水溶液；所述烟碱的添加量为烟碱水溶液中烟碱的质量达到基质原料质量0.1-0.5％。
3.根据权利要求1所述生物有机基质的制备方法，其特征在于，步骤S1所述菌渣为：人工种植平菇后剩余的棒状培养料。
4.根据权利要求1所述生物有机基质的制备方法，其特征在于，步骤S1所述玉米杆堆土肥通过下述方法制备得到：首先，将玉米杆破碎为3-5cm，直径5mm一下的玉米纤维；然后以质量份数计，将玉米杆1份、种植土1-1.5份、硬质基料5-7份、沼液1-2份混合均匀；最后密封发酵20-30天得到所述玉米杆堆土肥。
5.根据权利要求4所述生物有机基质的制备方法，其特征在于，所述硬质基料包括：蛭石、炉渣、陶粒中的至少一种。
6.根据权利要求5所述生物有机基质的制备方法，其特征在于，所述硬质基料为：蛭石、炉渣、陶粒的混合物；以质量比计，蛭石:炉渣:陶粒＝1:2-5:1-3。
7.根据权利要求1所述生物有机基质的制备方法，其特征在于，步骤S3所述发酵的方法为：首先，将配方量的秸秆、菌渣、猪粪、玉米杆堆土肥置于发酵池内并加入配方量的水；然后在发酵池上覆盖防水保温膜，将发酵池升温至60-70℃；之后，每5-7天打开防水保温膜进行一次翻堆操作，并在翻堆操作后继续覆盖防水保温膜；最后，在进行2-3次翻堆后，在继续覆盖防水保温膜的状态下，停止发酵池的加热操作，并自然发酵至料堆温度下降至环境温度，即得到所述发酵混合物。
8.根据权利要求1所述生物有机基质的制备方法，其特征在于，步骤S4所述晾晒操作包括：首先在发酵混合物中加入菜籽饼、核桃壳，得到组份A；然后将组份A破碎至5-10目后进行自然晾晒操作10-20天；然后将晾晒完毕的组份A粉碎至80-120目后进行阴干操作10-20天；阴干完毕后得到所述晾晒混合物。
9.一种生物有机基质，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述生物有机基质的制备方法制备得到。
10.根据权利要求8所述一种生物有机基质，其特征在于，所述生物有机基质的氮磷钾含量≥2％、有机质含量≥40％、电导率≤3ms/cm、pH值为5.5-7.5。
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