CN109095971A

CN109095971A - 一种草炭替代物及其制备方法和应用

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Publication number: CN109095971A
Application number: CN201811096455.2A
Authority: CN
Inventors: 周万海; 冯瑞章; 魏琴; 刘荣洪; 李莉; 姚杨
Original assignee: Yibin University
Current assignee: Yibin University
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2018-12-28

Abstract

本发明公开了一种草炭替代物及其制备方法和应用。该草炭替代物，包括以下重量百分比的组分：醋糟30～40％、木屑45～55％、油枯10～22％、磷酸二氢铵2.5～5％以及腐熟菌剂0.1～0.2％；其制备方法为：(1)按配方将各组分混合均匀，置于发酵箱内发酵；(2)采用好氧静态堆肥工艺进行堆肥发酵，制备得到草炭替代物。本发明方法制备得到的草炭替代物，能够替代蓝莓培育基质中的草炭，来进行蓝莓培育。

Description

一种草炭替代物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于有机肥料制备技术领域，具体涉及一种草炭替代物及其制备方法和应用。

背景技术

草炭又名“泥炭”，亦叫作“泥煤”，是沼泽发育过程中植物残体在多水的嫌气条件下不能完全分解堆积而成的产物，主要形成于第四纪。草炭自身丰富的营养成份对植物生长非常有利，所以被大量开采作为植物栽培和育苗、改良土壤、建植草坪等的上佳基质。然而，作为不可再生资源草炭的，过度开采将严重威胁全球的生态平衡，且由于其资源分布不均匀，运输成本导致使用成本较高。因此，急需开发一种能替代草炭使用，并具有理化性能稳定、便于规模化商品生产、原料丰富易得、经济实惠和环境友好型特性的基质。

我国食醋的年产量约为400万t左右。据统计，每生产1kg食醋产生0.8kg醋糟。因此，我国每年食醋生产企业的醋糟产量为320万t左右，其含有丰富的有机物质和矿质营养元素，同时具备醋糟酸度高，孔隙度大、纤维素含量高等特点。木屑作为工业生产副产物，有机质含量高，保水保肥性能好，将其完全发酵腐熟后的产物可作为栽培基质。目前，醋糟的利用方式主要包括饲料原料、食用菌栽培料、生产有机肥等方面。然而，以醋糟和锯末为主要原料，高温堆肥发酵后作为草炭替代物未见报道。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种草炭替代物及其制备方法和应用，可减少生产中不可再生资源草炭的使用量，同时，提升了醋糟的利用率。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种草炭替代物，包括以下重量百分比的组分：

醋糟30～40％、木屑45～55％、油枯10～22％、磷酸二氢铵2.5～5％以及腐熟菌剂0.1～0.2％。

进一步地，包括以下重量百分比的组分：

醋糟35％、木屑46.9％、油枯15％、磷酸二氢铵3％以及腐熟菌剂0.1％。

进一步地，醋糟的含水量为72～75％，含碳量为78～80％，含氮量为1.5～2.5％；木屑的含水量为11～13％，含碳量为40～45％，含氮量为0.1～0.5％；油枯的含水量为4～5％，含碳量为5～8％，含氮量为25～28％。

进一步地，醋糟的含水量为74.6％，含碳量为78.3％，含氮量为2.1％。

进一步地，木屑的含水量为12.3％，含碳量为40.64％，含氮量为0.25％。

进一步地，油枯的含水量为4.87％，含碳量为5.51％，含氮量为26.16％。

进一步地，腐熟菌剂为山东绿陇生物科技有限公司出品的绿陇牌有机物料腐熟剂，由芽孢杆菌属、乳酸菌属、放线菌和酵母菌群等11种菌种复配而成。

上述草炭替代物的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方将醋糟和木屑混合，然后加入磷酸氢二铵和油枯，混合，调节体系碳氮比为20～30:1，再加入腐熟菌剂、玉米粉和水，搅拌均匀后进行堆肥发酵；其中，腐熟菌剂和玉米粉的重量比为1:8～10；

(2)堆肥发酵从第4天开始升温，在第7～10天进入高温期，并保证高温期的最高温度为55～65℃，保持8～13天；然后进入降温期，直至其降至室温，完成堆肥，制备得到碳氮比为12～16:1的草炭替代物；并且，在堆肥发酵期间采用强制通风与人工翻堆相结合的方式进行通风；其中，强制通风的过程为：每天通风3次，每次15分钟；人工翻堆过程为：在升温期和高温期内，每3天翻堆一次，降温期内，每7天翻堆一次。

进一步地，步骤(1)中所述碳氮比为25:1。

上述草炭替代物在作物培育中的应用。

本发明的有益效果为：

1、本发明充分利用醋糟和木屑酸度高，孔隙度大、有机质含量高、保水保肥性能好的优势，借助油枯、磷酸氢二铵和腐熟菌剂进行营养组分调节，进行好氧堆肥，制备用于培育蓝莓、小麦等作物的肥料。其中加入木屑有助于堆肥的升温灭菌和增加堆肥有机质含量，并能使堆肥整体蓬松，增加通气度、降低基质容量、调节物料的含水量，有利于作物的生根；油枯的加入既带来了无机养分和有机养分，又能调节碳氮比。磷酸氢二铵的加入，进一步调节了物料的碳氮比和带来无机营养；腐熟菌剂的加入加速了堆肥腐熟的进程。

2、多种辅料的加入，一方面调节了物料原始物理化学条件，保证堆肥过程的顺利进行；另一方面，油枯、木屑具有一定的涵水、缓释养分的能力，堆肥过程产生的水分不会大量渗漏，同时降低了堆肥养分的流失。此方法生产的堆肥基质无需额外添加辅助物质，可直接作为蓝莓栽培的基质替代草炭使用。

3、本发明所述的草炭替代物在堆肥过程中经历了升温期、高温期、降温期和稳定期4个阶段。堆体从第4天开始升温，第7-10天进入高温期(t＞50℃)，最高温度达到65.7℃，高温持续时间8-13d，能够彻底杀灭物料中的致病微生物，实现堆肥物料转化为稳定的腐殖质，保证堆肥产品能够符合卫生学指标要求。

附图说明

图1为堆肥发酵过程中温度变化示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

一种草炭替代物，包括以下重量百分比的组分：

醋糟40％、木屑47.4％、油枯10％、磷酸二氢铵2.5％以及腐熟菌剂0.1％。

其中，醋糟的含水量为为72％，含碳量为78％，含氮量为1.5％；

木屑的含水量为11％，含碳量为40％，含氮量为0.1％；

油枯的含水量为4％，含碳量为5％，含氮量为25％。

腐熟菌剂为山东绿陇生物科技有限公司出品的绿陇牌有机物料腐熟剂。

上述草炭替代物的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方将醋糟和木屑混合均匀，然后加入磷酸氢二铵和油枯，继续混合，调节体系碳氮比为20:1，再加入以重量比为1:8的比例混合的腐熟菌剂和玉米粉，然后加入适量的水份，搅拌均匀后置于规格为100cm×100cm×100cm的发酵箱中，箱体用厚度为100mm的泡沫板包裹隔热，并在泡沫板的前后面板底端开有通气孔隙；

(2)采用好氧静态堆肥工艺进行堆肥发酵，堆肥周期为50天，从第4天开始升温，进入升温期，在升温期内，每天上午11点和下午4点记录堆肥温度；然后在第7～10天内进入高温期，保证其在高温期内的最高温度保持在65℃，并保持8～13天，再进入降温期，在降温期内，直至其降至室温，完成堆肥，制备得到碳氮比为12:1的草炭替代物(参见图1)。

并且，在堆肥发酵期间采用强制通风与人工翻堆相结合的方式进行通风；其中，强制通风的过程为：每天通风3次，每次15分钟；人工翻堆过程为：在升温期和高温期内，每3天翻堆一次，降温期内，每7天翻堆一次。

实施例2

一种草炭替代物，包括以下重量百分比的组分：

其中，醋糟的含水量为74.6％，含碳量为78.3％，含氮量为2.1％；

木屑的含水量为12.3％，含碳量为40.64％，含氮量为0.25％；

油枯的含水量为4.87％，含碳量为5.51％，含氮量为26.16％。

上述草炭替代物的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方将醋糟和木屑混合均匀，然后加入磷酸氢二铵和油枯，继续混合，调节体系碳氮比为25:1，再加入以重量比为1:10的比例混合的腐熟菌剂和玉米粉，然后加入适量的水份，搅拌均匀后置于规格为100cm×100cm×100cm的发酵箱中，箱体用厚度为100mm的泡沫板包裹隔热，并在泡沫板的前后面板底端开有通气孔隙；

(2)采用好氧静态堆肥工艺进行堆肥发酵，堆肥周期为50天，从第4天开始升温，进入升温期，在升温期内，每天上午11点和下午4点记录堆肥温度；然后在第7～10天内进入高温期，保证其在高温期内的最高温度保持在60℃，并保持8～13天，再进入降温期，在降温期内，直至其降至室温，完成堆肥，制备得到碳氮比为14.5:1的草炭替代物(参见图1)。

实施例3

一种草炭替代物，包括以下重量百分比的组分：

醋糟40％、木屑45.8％、油枯11％、磷酸二氢铵3％以及腐熟菌剂0.2％。

其中，醋糟的含水量为75％，含碳量为80％，含氮量为2.5％；

木屑的含水量为13％，含碳量为45％，含氮量为0.5％；

油枯的含水量为5％，含碳量为8％，含氮量为28％。

上述草炭替代物的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方将醋糟和木屑混合均匀，然后加入磷酸氢二铵和油枯，继续混合，调节体系碳氮比为30:1，再加入以重量比为1:9的比例混合的腐熟菌剂和玉米粉，然后加入适量的水份，搅拌均匀后置于规格为100cm×100cm×100cm的发酵箱中，箱体用厚度为100mm的泡沫板包裹隔热，并在泡沫板的前后面板底端开有通气孔隙；

(2)采用好氧静态堆肥工艺进行堆肥发酵，堆肥周期为50天，从第4天开始升温，进入升温期，在升温期内，每天上午11点和下午4点记录堆肥温度；然后在第7～10天内进入高温期，保证其在高温期内的最高温度保持在55℃，并保持8～13天，再进入降温期，在降温期内，直至其降至室温，完成堆肥，制备得到碳氮比为15.8:1的草炭替代物(参见图1)。

检测

分别检测实施例1～3制备得到的草炭替代物的理化特征及其营养物质含量，其结果分别见表1和表2。

表1草炭替代物的理化特征

表2草炭替代物中的营养物质

通过表1和表2的数据可知，堆肥后的草炭替代物中的水分含量为22.7％-26.4％，pH值为4.12-4.83，容重为0.14-0.17g/cm³，总孔隙度为78.5％-83.1％，EC值为0.46-1.52ms/cm，能够满足作为植物栽培基质的条件，又能满足蓝莓对栽培基质的苛刻要求。

对实施例1～3制备得到的草炭替代物进行种子发芽指数检测，其结果件表3。

表3种子发芽指数

	实施例1	实施例2	实施例3
				发芽势(％)	92.6	96.0	93.3
发芽指数(％)	95.6	99.1	79.8

由表3数据可知，堆肥后制得的产品的种子发芽势93-96％，发芽指数为80-99％，验证了制备得到的产品已完全达到腐熟和无毒的状态，可在蓝莓栽培中放心使用，其中由于实施例2的发芽势和发芽指数为最佳。

然后用实施例2制备得到的产物，分别替代一半和完全替代普通蓝莓培育基质中的草炭，作为A、B实验组，再以含有完全草炭的普通蓝莓培育基质为对照，每组处理移栽200株，分别检测蓝莓的培育状态，其结果见表4。

表4蓝莓培育检测

通过表4的数据可知，A、B实验组和对照组培育的蓝莓幼苗的成活率相差无几，均能达到97％以上，在生长40天后，A组处理的蓝莓平均株高为15.7cm，B组的蓝莓平均株高13.7cm，对照组处理的蓝莓平均株高为13.9cm。

生长80天后，A组处理的蓝莓平均株高为27.5cm，B组的蓝莓平均株高27.2cm，对照组处理的蓝莓平均株高22.5cm；在分枝数方面，A组处理的平均分枝数为4.43，最多分枝数为11，其中分枝数≧5的株数占总株数的21％；B组处理的平均分枝数为3.45，最多分枝数为9，其中分枝数≧5的株数占总株数的27；对照组处理的平均分枝数为2.68，最多分枝数为5，其中分枝数≧5的株数占总株数的3％。

还使用了不同粮食发酵后剩余的残渣来替代实施例2中的醋糟，如酒糟等，再用其进行蓝莓培育，并与A、B实验组进行对比，培育结果显示，采用除醋糟以外的粮食发酵残渣制备得到的草炭替代物，其发芽势和发芽指数均低于实施例2，培育得到的蓝莓生长发育速度也远远低于A、B实验组和对照组。

由此，通过上述检测表明，本发明方法制备得到的草炭替代物，能够替代草炭在蓝莓培育中的作用，有效的应用于蓝莓的培育，并且，促进蓝莓生长发育方面的效果来说，也要优于草炭。

Claims

1.一种草炭替代物，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

2.根据权利要求1所述的草炭替代物，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

3.根据权利要求1或2所述的草炭替代物，其特征在于，所述醋糟的含水量为72～75％，含碳量为78～80％，含氮量为1.5～2.5％；木屑的含水量为11～13％，含碳量为40～45％，含氮量为0.1～0.5％；油枯的含水量为4～5％，含碳量为5～8％，含氮量为25～28％。

4.根据权利要求3所述的草炭替代物，其特征在于，所述醋糟的含水量为74.6％，含碳量为78.3％，含氮量为2.1％。

5.根据权利要求3所述的草炭替代物，其特征在于，所述木屑的含水量为12.3％，含碳量为40.64％，含氮量为0.25％。

6.根据权利要求3所述的草炭替代物，其特征在于，所述油枯的含水量为4.87％，含碳量为5.51％，含氮量为26.16％。

7.根据权利要求1或2所述的草炭替代物，其特征在于，所述腐熟菌剂为有机物料腐熟剂。

8.权利要求1～7任一项所述的草炭替代物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(2)堆肥发酵从第4天开始升温，在第7～10天进入高温期，并保证高温期的最高温度为55～65℃，保持8～13天；然后进入降温期，直至其降至室温，完成堆肥，制备得到碳氮比为12～16:1的草炭替代物；并且，在堆肥发酵期间采用强制通风与人工翻堆相结合的方式进行通风；其中，强制通风每天通风3次，每次15分钟；人工翻堆过程为：在升温期和高温期内，每3天翻堆一次，降温期内，每7天翻堆一次。

9.根据权利要求8所述的草炭替代物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碳氮比为25:1。

10.权利要求1～8任一项所述的草炭替代物在作物培育中的应用。