CN109089830A - 一种利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质及制备方法,属于园林植物栽培技术领域。该基质由草炭土、污泥混合肥料、苗园土、珍珠岩按照1:3:5:2的体积比混合配制而成。本发明制备的栽培基质,各原料来源广泛,价格低廉,营养成分高,结构合理,便于香水百合吸收,能够有效促进香水百合的生长、开花。利用污泥堆肥制备栽培基质,减少了草炭土的使用量,节约了不可再生基质,实现了城市污泥资源化利用,减少了环境污染,并具有一定的社会效益、经济效益。

Description

一种利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质及制备方法
技术领域
本发明涉及园林植物栽培技术领域,特别是指一种利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质及制备方法。
背景技术
百合,学名(Lilium SPP.),是百合科(Liliaceae)百合属(Lilium)的多年生草本球根植物。花色鲜艳丰富、姿态优美,是世界范围内重要的观赏植物,也是世界范围内重要的鲜切花种类之一。
香水百合为东方百合属的杂交品种,原产地为喜马拉雅山区、澳洲等各个地区,花朵硕大,花色美丽,香气芬芳四溢,已成为近年来花卉市场上的畅销品种之一。
草炭又名泥炭、泥煤,形成于第四纪,是沼泽植物在厌氧环境下不完全分解的产物。含有大量水分、未被彻底分解的植物残体、腐殖质以及一部分矿物质,有机质含量在30%以上,质地松散,多呈棕色或黑色。是一种宝贵的自然资源,广泛应用于栽培基质生产,但草炭土属于不可再生资源,数量有限,持续开采下价格攀升,许多国家已限制使用。寻找一种价格低廉、环保、可再生的资源以减少草炭的使用量或者替代草炭基质受到世界各国的普遍重视。
据统计,截至2014年底,全国城镇累计建成污水处理厂3717座,污水处理能力1.57×108m3/d。污泥的产量按体积比计算约为污水处理量的0.6%~0.7%,即全国的污泥产量约1×106m3/d。目前中国多数污泥未得到妥善处理与处置,一方面,污泥不断累积不仅占用大量土地,而且污泥中各种重金属和有机污染物等毒害物质容易造成二次污染;另一方面,污泥中大量有机质和养分元素未得到妥善利用,引起资源浪费。
污泥堆肥产品含有大量的营养元素,且养分释放慢、肥效长。好氧堆肥技术能有效杀灭病原菌,实现稳定化,形成的堆肥产品可作为农田肥料,其中的腐殖质能改善土壤结构,保水固肥,提高农作物的产量,已成为当前污泥无害化和资源化的有效途径之一。但是,污泥堆肥过程中普遍存在氮素损失问题,其中50%以上的氮素损失由氨气挥发造成,不仅污染周边环境,而且削弱了堆肥产品的肥力,限制了堆肥技术的发展及应用。研究表明,在污泥中添加一定比例的高碳低氮的物质增加孔隙率并补充碳源,有利于减少堆肥过程的氨气挥发,可用的碳源包括园林废弃物、秸秆、稻草、锯末及生活垃圾等。其中园林废弃物来源充足,并且作为易降解的有机质能够有效提高微生物对有机碳的分解速率,促使微生物将更多的铵态氮转化为有机氮,减少氮素损失。因此,控制堆肥中的氮素损失,将堆肥产品应用于百合栽培,实现了废弃物的二次利用,减少环境污染,并且扩展了废弃物应用途径。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质及制备方法。
该基质由草炭土、污泥混合肥料、苗园土(普通栽培土)、珍珠岩按照体积比1:3:5:2混合配制而成。
其中,污泥混合肥料由污泥、外加碳源、微生物菌剂、高温菌剂混合堆肥而成,其中,污泥为生活污水处理厂产生的污泥,外加碳源为园林废弃物,微生物菌剂为市售EM菌剂,高温菌剂为高温条件下从污泥中提取复合的菌剂。
园林废弃物为绿地或郊区林地中绿化植物自然或养护过程中所产生的乔灌木修剪物(间伐物)、草坪修剪物、落叶、枝条、花园和花坛内废弃草花以及杂草等植物性材料。
高温菌剂是在45-55℃的高温条件下用液体培养基从污泥中分别提取高温细菌、酵母菌、放线菌、乳酸菌和芽孢杆菌,按1:1:1:1:1复合而成。
外加碳源与污泥的体积比为2:3,所述微生物菌剂添加质量为污泥总质量的1%,当发酵温度达到45℃时,添加污泥总质量1%的高温菌剂。
制备该百合栽培基质的方法,包括步骤如下:
(1)污泥混合肥料原料准备:
a)污泥:取自生活污水处理厂的污泥,自然风干至含水率40%-50%;
b)外加碳源:园林废弃物粉碎为粒径1-3mm碎屑;
c)微生物菌剂:市售EM菌剂;
d)高温菌剂:在高温下用液体培养基从污泥中分别提取高温细菌、酵母菌、放线菌、乳酸菌和芽孢杆菌,按1:1:1:1:1复合而成;
(2)污泥混合肥料的制备:
将步骤(1)准备的外加碳源与污泥按照体积比为2:3混合,并添加污泥总质量1%的EM菌剂,充分混合均匀进行堆肥;堆肥时间60天,分为两个阶段,前期15天采用强制通风好氧堆肥方式;后期45天采用自然堆放、隔日翻堆方式进行通风;当堆体温度大于45℃时,加入步骤(1)中准备的高温菌剂,添加量为污泥总质量的1%,混合均匀;经过60天堆肥,得到污泥混合肥料;
(3)基质的制备:
将草炭土、步骤(2)中得到的污泥肥料、苗园土、珍珠岩按体积比1:3:5:2混合均匀,得到百合栽培基质。
污泥混合堆肥中,在接近高温(45℃)左右添加高温菌剂,避免了高温微生物在升温过程中对温度的适应,降低了与原有微生物之间的竞争,保证其活性,充分发挥高温菌的作用,加速堆肥的腐熟化进程。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
1.污泥堆肥中所述外加碳源为园林废弃物,园林废物作为易降解的有机质可以提高微生物对有机碳的分解速率,促使微生物将更多的铵态氮固定为有机氮,减少氮素损失。
2.将园林废弃物应用于污泥堆肥,降低了堆肥成本,有效改善了堆肥产品的品质。
3.所述的污泥堆肥分为两个阶段,前期的强制通风好氧堆肥方式,通风强,温度升高快,有利于有机物在此过程中被氧化分解。后期的自然堆放、隔日翻堆堆肥方式,减少了堆肥耗能,减低堆肥中氮素的损失,提高了堆肥产品肥效。
4.将污泥堆肥产品应用于百合栽培基质,节约了不可再生资源(草炭土)的同时实现了城市污泥资源化利用,减少了环境污染。
5.本发明百合栽培基质,所用物料来源广泛,价格低廉,养分含量高,结构合理,便于香水百合吸收,能够有效促进香水百合栽培的观赏效果。
附图说明
图1为本发明实施例中盆栽香水百合花期植株生长高度;
图2为本发明实施例中盆栽香水百合开花数量;
图3为本发明实施例中盆栽香水百合开花时长。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质及制备方法。
该基质由草炭土、污泥混合肥料、苗园土、珍珠岩按照体积比1:3:5:2混合配制而成。
该基质制备过程如下:
(1)污泥混合肥料原料准备:
e)污泥:取自生活污水处理厂的污泥,自然风干至含水率40%-50%;
f)外加碳源:园林废弃物粉碎为粒径1-3mm碎屑;
g)微生物菌剂:市售EM菌剂;
h)高温菌剂:在高温下用液体培养基从污泥中分别提取高温细菌、酵母菌、放线菌、乳酸菌和芽孢杆菌,按1:1:1:1:1复合而成;
(2)污泥混合肥料的制备:
将步骤(1)准备的外加碳源与污泥按照体积比为2:3混合,并添加污泥总质量1%的EM菌剂,充分混合均匀进行堆肥;堆肥时间60天,分为两个阶段,前期15天采用强制通风好氧堆肥方式;后期45天采用自然堆放、隔日翻堆方式进行通风;当堆体温度大于45℃时,加入步骤(1)中准备的高温菌剂,添加量为污泥总质量的1%,混合均匀;经过60天堆肥,得到污泥混合肥料;
(3)基质的制备:
将草炭土、步骤(2)中得到的污泥肥料、苗园土、珍珠岩按体积比1:3:5:2混合均匀,得到百合栽培基质。
下面结合具体实施例予以说明。
(1)污泥混合肥料原料准备
污泥:取自生活污水处理厂的污泥,自然风干至含水率约40%-50%;
外加碳源:园林废弃物粉碎为粒径约2mm碎屑;
市售EM菌剂;
高温菌剂:在高温(50℃左右)下用液体培养基从污泥中分别提取高温细菌、酵母菌、放线菌、乳酸菌和芽孢杆菌,按1:1:1:1:1复合而成。
(2)污泥混合肥料的制备
污泥混合肥料的制备:将步骤(1)准备的外加碳源与污泥按照体积比为2:3混合,并添加污泥总质量1%的EM菌剂,充分混合均匀进行堆肥。堆肥时间60天,分为两个阶段,前期15天采用强制通风好氧堆肥方式;后期45天采用自然堆放、隔日翻堆方式进行通风。当堆体温度大于45℃时,加入步骤(1)中准备的高温菌剂,添加量为污泥总质量的1%,混合均匀。经过60天堆肥,得到污泥混合肥料。
(3)基质的制备
将草炭土、污泥肥料、苗园土、珍珠岩按体积比1:3:5:2混合均匀,得到百合栽培基质。
以下为本发明基质的方法及制备的栽培基质,堆肥原料的主要成分、堆肥效果评价指标、栽培基质性质及百合生长评价指标。
1.堆肥原料的主要成分
各种材料的理化性质如表1。可以看出园林废弃物是一种高碳低氮的物质,能够有效地补充碳源,有利于减少堆肥过程中氮素的损失,且园林废弃物的主要成分为木质纤维素,可作为结构物质增加肥料的通气性,改善土壤结构。
表1
2.堆肥过程中温度变化、无害化指标评价
参照《粪便无害化卫生标准(GB7959-87)》的有关规定,适宜的高温(达到55℃并维持5-7天)不仅能够杀死有害虫卵,而且能够促进微生物分解有毒物质,降低堆肥毒性。从图1可以看出,堆肥第6天达到高温阶段(63.1℃),并在55℃以上高温维持了13天(6-27天),达到《粪便无害化卫生标准(GB7959-87)》所要求的无害化标准。对照组的温度稍有增大,但始终在40℃左右,未达到高温(55℃)。
3.堆肥过程中全碳的变化情况、腐熟度评价
全碳趋于稳定可作为堆肥腐熟度判定条件之一。堆肥实验组、对照组的全碳下降速率分别为25.8%、21.4%,实验组下降速率是对照组的1.21倍,实验组和对照组全碳含量分别在21d、42d后趋于稳定,说明实验组堆肥过程优良,腐熟速率高。
4.堆肥过程中全氮变化情况
堆肥结束,实验组全氮含量(28.6g·kg-1)比对照组(16.9g·kg-1)高69.2%。对照组全氮下降幅度高达53.8%,实验组全氮下降幅度仅为30.1%,下降幅度减小23.7%,很好地控制了氮素的损失,效果明显。
5.栽培基质基本性质
将草炭土、污泥堆肥、苗园土、珍珠岩按照体积比1:3:5:2进行混合得到香水百合栽培基质。此栽培基质较传统基质而言,利用污泥堆肥代替部分草炭土的使用量,节约了不可再生资源,实现了污泥资源化利用,减少了环境污染,并且营养元素含量高,能够有效促进香水百合植株生长、开花和延长花期,栽培基质基本性质见表2。
表2
6.百合花期植株生长高度
从百合花期植株高度图(图1)中可以看出,实验组植株平均高度(62.0cm)比对照组(28.0cm)增长了121.4%,增长效果显著。
7.百合开花数量
从百合开花数量图(图2)中可以看出,实验组百合开花总数平均值(11个)比对照(6个)增长了83.3%,增长效果显著。
8.百合开花时长
从百合开花时长图(图3)中可以看出,实验组平均开花时长(18天)分别比对照组(10天)增长了80.0%,增长效果显著。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质,其特征在于:该基质由草炭土、污泥混合肥料、苗园土、珍珠岩按照体积比1:3:5:2混合配制而成。
2.根据权利要求1所述的利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质,其特征在于:所述苗园土为普通栽培土。
3.根据权利要求1所述的利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质,其特征在于:所述污泥混合肥料由污泥、外加碳源、微生物菌剂、高温菌剂混合堆肥而成,其中,污泥为生活污水处理厂产生的污泥,外加碳源为园林废弃物,微生物菌剂为市售EM菌剂,高温菌剂为高温条件下从污泥中提取复合的菌剂。
4.根据权利要求3所述的利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质,其特征在于:所述高温菌剂是在45-55℃的高温条件下用液体培养基从污泥中分别提取高温细菌、酵母菌、放线菌、乳酸菌和芽孢杆菌,按1:1:1:1:1复合而成。
5.根据权利要求3所述的利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质,其特征在于:所述外加碳源与污泥的体积比为2:3,所述微生物菌剂添加量为污泥总质量的1%,当发酵温度达到45℃时,添加污泥总质量1%的高温菌剂。
6.制备权利要求1所述的利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质的方法,其特征在于:包括步骤如下:
(1)污泥混合肥料原料准备:
a)污泥:取自生活污水处理厂的污泥,自然风干至含水率40%-50%;
b)外加碳源:园林废弃物粉碎为粒径1-3mm碎屑;
c)微生物菌剂:市售EM菌剂;
d)高温菌剂:在高温下用液体培养基从污泥中分别提取高温细菌、酵母菌、放线菌、乳酸菌和芽孢杆菌,按1:1:1:1:1复合而成;
(2)污泥混合肥料的制备:
将步骤(1)准备的外加碳源与污泥按照体积比为2:3混合,并添加污泥总质量1%的EM菌剂,充分混合均匀进行堆肥;堆肥时间60天,分为两个阶段,前期15天采用强制通风好氧堆肥方式;后期45天采用自然堆放、隔日翻堆方式进行通风;当堆体温度大于45℃时,加入步骤(1)中准备的高温菌剂,添加量为污泥总质量的1%,混合均匀;经过60天堆肥,得到污泥混合肥料;
(3)基质的制备:
将草炭土、步骤(2)中得到的污泥肥料、苗园土、珍珠岩按体积比1:3:5:2混合均匀,得到百合栽培基质。
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