CN109134010A - 以废弃菌糠为原料制备环保高性能育苗基质的方法及应用 - Google Patents

Abstract

一种环保型的提高育苗基质效果的制备方法及其应用，它涉及一种农业生产后的废弃物资源再利用的制备方法。具体方法如下：一、收集；二、去掉包装塑料皮处理；三、粉碎菌糠处理，四、干燥菌糠处理；五、菌糠育苗基质制备处理；六、应用处理。优点：一、可使一种营养成分很高、食用菌生产后的废弃物菌糠成为更优质的育苗基质材料；二、废弃物菌糠无害化、减量化、资源化；三、减少使用不可再生稀有资源草炭；四、操作简单、成本低廉、见效显著、环境友好；五、育苗基质具有疏松性好、通气性能好、通透性好、保水性好，对植物幼苗的生长起到了促进作用，可明显有效促进幼苗的根系发育。本发明主要用于废弃物菌糠制备成环保型高性能育苗基质。

Description

以废弃菌糠为原料制备环保高性能育苗基质的方法及应用

技术领域

本发明涉及一种把污染环境的废弃物菌糠再利用成为环保高效育苗基质的制备方法及其应用。

背景技术

目前，草炭已经成为产业化的育苗基质。然而草炭是自然界中不可再生的资源、储量有限。由于因地制宜地解决育苗基质原料，挖掘天然的草炭土对湿地和森林生态环境构成了严重的威胁，造成生态系统的破坏。受湿地保护的制约，避免使用不可再生的天然资源草炭，因此，采挖草炭资源受到限制，研究优质的、廉价的草炭替代产品受到国内外的专家和学者们的重视。随着科技发展和研究深入，努力使用来源丰富、价格低廉的农业废弃物为原料制备环境友好的高效能的育苗基质是今后科学研究主攻的一个重要方向。食用菌行业生产后的废弃物菌糠是农业生产过程中产生的废弃物之一。我国食用菌产量迅猛发展的主要原因是已逐步形成规模化和产业化的食用菌生产，现在食用菌年产量已超过3000万吨，约占世界总产量的75 %以上，已成为世界上最大的食用菌生产国。为了保证出菇效率和降低成本，流水线化的生产常在食用菌成熟收获后，将不再具备生产能力的废弃菌糠随意处理。每年食用菌产地都会有大量食用菌废料产生，特别是老产区和规模生产区的废弃的食用菌原料及生产后的废料尤其多，因而废弃菌糠的数量也正在急剧增加，当前食用菌的废渣菌糠年产量可达1800万吨，如果废弃菌糠处理不当或不及时处理，就会造成难以想象的后果。传统的菌糠处置方法主要为直接丢弃或就地焚烧，这样处理方式会极大地浪费废弃菌糠所含有丰富的有机质、氮磷钾等营养元素的资源。废弃菌糠中固体有机物在适宜的温度和湿度下会被微生物分解，成为微生物的滋生地和繁殖场，就会通过水、气、土壤等途径污染环境，可能会给菇房周围环境带来污染；还可能导致腐烂恶臭或霉菌和害虫滋生，空气有害孢子和害虫的数量增加，能释放出有害气体，导致病虫害大量蔓延与危害，造成地区性空气污染；同时影响食用菌生产出菇的质量与产量，重则造成严重减产甚至绝收，进而损害了食用菌行业的良性循环与可持续发展，将会给食用菌生产的发展带来极大的隐患。菌糠富含农作物生长所必需的氮、磷、钾等大量元素和钙、镁、铜、锌、铁、硼、钼、锰等营养元素。与沤制的农家肥作比较，菌糠所含磷的量小于马粪和羊粪，而氮、钾的含量均超过猪、马、牛、羊粪；菌糠中含氮量是猪粪的2.98倍、是牛粪的3.95倍；在含氮量相同情况下，其重量只有猪粪的三分之一，牛粪的四分之一。还有菌糠成分中含有未完全降解的有机质经菌物分解后含有大量菌体蛋白、氨基酸和维生素，可继续供应植物的生长期营养，供肥作用具有持效性；还可以丰富根际微生物的群落，提升育苗基质材料的营养成分，能更好地促进植物生长。

发明内容

本发明是为了因地制宜解决更优质的育苗基质材料和尽量节省使用不可再生的天然资源草炭的问题，而提供一种利用东北来源丰富、价格低廉的食用菌生产后的富含农作物生长所必需的氮磷钾等大量营养元素的废弃物菌糠为原料制备育苗基质的方法。以一种营养成分很高、可再利用资源的食用菌生产后的废弃物菌糠为原料制备具有环保型、高效能的育苗基质的方法，其具体情况是按照以下步骤完成的：

一、收集：菌糠取自于食用菌工业化生产基地生产后的废弃物。该菌糠形状为圆柱体，其尺寸是Φ10 cm×25 cm，其表面带有一层包装完好的塑料薄膜。在低温（0℃-5℃）和避光条件下保存；

二、去皮：先用手拿起已经收集好的废弃物菌糠，然后使用刀片把包装菌糠的塑料薄膜轻轻划开，将塑料薄膜去掉后得到圆柱形状菌糠；

三、粉碎：将已经去掉塑料薄膜的圆柱形状菌糠放入粉碎机（厂家：郑州百斯诺机械设备有限公司；型号：500；生产的功率：11 kw；主轴转速：2600 r/min）里进行粉碎，获得粒径为2 ~3mm的菌糠粉末；

四、干燥：将2 ~3mm粒径的菌糠粉末放置在避光、通风良好条件下，常温自然晾干以去除水分，每天翻动3 ~5次，3天可以得到含水量5%的菌糠干燥产品；

五、制备：先分别称量干燥的菌糠粉末10 L、干燥的草炭30 L，然后将二者放入50 L干净的干燥的塑料容器内。再用干净的木棒搅拌均匀混合，获得由菌糠和草炭均匀混合而成的育苗基质材料。所述的菌糠为100%成分的菌糠，所述的草炭为100%成分的无泥草炭，制成菌糠与草炭的体积比为1:3的菌糠育苗基质材料。最后将制备好的菌糠育苗基质材料装入制定好规格30 L体积的塑料袋中密封保存；

六、应用：将本发明的育苗基质与适量的清水充分混合，至育苗基质的相对含水率为90%以上为止。利用清水先浸洗掉采集后1周内的大辣椒幼苗根系外包裹的土坨，至大辣椒幼苗的根系表面积100%以上裸露，得到待栽植大辣椒幼苗，采用深植方法将待栽植大辣椒幼苗栽入菌糠育苗容器内，然后提苗干至大辣椒幼苗的根系刚好被覆于菌糠育苗基质以下，确保大辣椒幼苗的叶朝上；将本发明的育苗基质填充进育苗容器中，且在不按压的情况下育苗基质填充至与育苗容器边缘持平。本发明的育苗基质适宜大辣椒幼苗穴盘苗生长的最佳基质，可满足大辣椒出苗和生长发育的需求，该育苗基质的理化性质符合大辣椒穴盘幼苗育苗基质的要求，成苗率99%，本发明的育苗基质壮苗指数大于对照，成苗时大辣椒穴盘幼苗苗茎高、茎围、叶片数、根系活力，效果最好，植物的幼苗长势好，长得既高又壮，结出的辣椒品质好，育苗效果显著提高。

本发明的优点

一、本发明是以富含农作物生长所必需的大量的氮磷钾有效肥份和微量营养元素的废弃菌糠为原料制备环保型高性能育苗基质，该育苗基质材料具有多种有机生物活性和有效营养元素；

二、本发明的育苗基质中含有机质未完全降解的部分经菌物分解后含有大量菌体蛋白、氨基酸和维生素，可持续地供给植物生长，供肥作用具有持效性；同时还可以丰富根际微生物的群落提高育苗基质材料的营养成分，达到促进植物生长的目的；

三、本发明的育苗基质具有疏松性好、通气性能、通透性好、保水性好等特点，对植物幼苗的生长起到了促进作用，可明显促进幼苗的根系发育；育出的苗健壮、整齐、根量大，盘根紧实且成苗率高；

四、本发明的育苗基质制备方法具有操作简单、易于掌握、便于实施、成本低廉、见效显著、环境友好等优点。该育苗基质生产成本低廉、降低育苗成本，有利于区域性的废弃物无害化、减量化、资源化，实现废弃资源再利用达到变废为宝的目的，提高了该地区的经济效益；

五、本发明的育苗基质改变传统的直接丢弃或就地焚烧菌糠处置方法，将废弃物菌糠制备成育苗基质，使菌糠所含有丰富的有机质、氮磷钾等营养元素的资源得到有效的、充分再利用，解决了区域性空气污染和环境污染问题，实现食用菌行业的良性循环与可持续发展。

附图说明

图1是含菌糠100%育苗基质的侧视图

图2是含菌糠100%育苗基质的俯视图

图3是含菌糠75%育苗基质的侧视图

图4是含菌糠75%育苗基质的俯视图

图5是含菌糠50%育苗基质的侧视图

图6是含菌糠50%育苗基质的俯视图

图7是含菌糠50%育苗基质的结果图

图8是含菌糠25%育苗基质的侧视图

图9是含菌糠25%育苗基质的俯视图

图10是含菌糠25%育苗基质的结果图

图11是含菌糠25%育苗基质的结果图

图12是含菌糠0%育苗基质的侧视图

图13是含菌糠0%育苗基质的俯视图

图14是含菌糠0%育苗基质的结果图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式是一种把污染环境的废弃物变为环保高效育苗基质的方法，是以大辣椒幼苗育苗进行实验按以下步骤完成的：

1、幼苗的准备①时间：一年四季均可②选择要求：选择长势健壮，苗高为4~5cm、静止时根系长度大于2cm、静止时根系宽度为1~2cm、且无病害的完整根的巴西辣椒幼苗；③每个处理栽种1个穴盘，一孔一株，每个穴盘栽培4×8=32株植物，大辣椒幼苗的5个处理一共栽种5个穴盘，需要辣椒苗株80株。收获时每个穴盘植物随机分成3组作为3次重复，每组重复含有10株苗；

2、幼苗的栽种：①、栽种时间：大辣椒幼苗在采集后1周内完成向栽种容器内的栽种；②、栽种容器选择：32孔的穴盘，孔径6*6cm 深11cm；③、将干燥的菌糠和草炭按一定体积比放入塑料容器内，用干净的木棒搅拌均匀混合，获得菌糠育苗基质A（菌糠占100%，草炭占0%），然后把制备好的菌糠育苗基质A与清水充分混合，至育苗基质的相对含水率为90%以上为止，将菌糠育苗基质A填充进育苗容器中，且在不按压的情况下至菌糠育苗基质A填充至与育苗容器边缘持平；④、栽种：利用清水先浸洗掉大辣椒幼苗根系外包裹的土坨，至大辣椒幼苗的根系表面积100%以上裸露，得到待栽植大辣椒幼苗，采用深植方法将待栽植大辣椒幼苗栽入育苗容器内，然后提苗干至大辣椒幼苗的根系刚好被覆于消毒后育苗基质以下，确保大辣椒幼苗的叶朝上；

3、幼苗的补光处理：

辣椒幼苗栽种后一周开始进行补光处理，光源采用高压钠灯，大辣椒幼苗顶端的光照强度为1200lx~2100lx，波长为380nm~730nm，每天补光的时间为从早晨8点至夜间11点，共补光处理4个月；

4、幼苗的补水处理：

水都是倒在穴盘下面的托盘里，两天或三天补一次水，托盘里一直保持有水；

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤2③中将干燥的菌糠和草炭按一定体积比放入塑料容器内，用干净的木棒搅拌均匀混合，获得菌糠育苗基质B（菌糠占75%，草炭25%），然后把制备好的菌糠育苗基质B与清水充分混合，至育苗基质的相对含水率为90%以上为止，将菌糠育苗基质B填充进育苗容器中，且在不按压的情况下至菌糠育苗基质B填充至与育苗容器边缘持平；其他与具体实施方式一相同；

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤2③中将干燥的菌糠和草炭按一定体积比放入塑料容器内，用干净的木棒搅拌均匀混合，获得菌糠育苗基质C（菌糠占50%，草炭占50%），然后把制备好的菌糠育苗基质C与清水充分混合，至育苗基质的相对含水率为90%以上为止，将菌糠育苗基质C填充进育苗容器中，且在不按压的情况下至菌糠育苗基质C填充至与育苗容器边缘持平；其他与具体实施方式一或二相同；

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤2③中将干燥的菌糠和草炭按一定体积比放入塑料容器内，用干净的木棒搅拌均匀混合，获得菌糠育苗基质D（菌糠占25%，草炭占75%），然后把制备好的菌糠育苗基质D与清水充分混合，至育苗基质的相对含水率为90%以上为止，将菌糠育苗基质D填充进育苗容器中，且在不按压的情况下至菌糠育苗基质D填充至与育苗容器边缘持平；其他与具体实施方式一至三相同；

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤2③中将干燥的菌糠和草炭按一定体积比放入塑料容器内，用干净的木棒搅拌均匀混合，获得菌糠育苗基质E菌糠占0%，草炭占100%），然后把制备好的菌糠育苗基质E与清水充分混合，至育苗基质的相对含水率为90%以上为止，将菌糠育苗基质E填充进育苗容器中，且在不按压的情况下至菌糠育苗基质E填充至与育苗容器边缘持平；其他与具体实施方式一至四相同；

采用下述试验验证本发明效果

试验一：本实施方式是一种把污染环境的废弃物变为环保高效育苗基质的方法，今天是以大辣椒幼苗进行育苗实验按以下步骤完成的：

1、幼苗的准备①时间：2017年5月末开始试验，为期4个月，9月末收获植物并进行检测。②选择要求：选择长势健壮，苗高为4~5cm、静止时根系长度大于2cm、静止时根系宽度为1~2cm、且无病害的完整根的辣椒幼苗；③每个处理栽种1个穴盘，每个穴盘栽培4×8=32株植物，大辣椒幼苗的5个处理一共栽种5个穴盘，需要辣椒苗株80株。收获时每个穴盘植物随机分成3组作为3次重复，每组重复含有10株苗；

2、幼苗的栽种：①、栽种时间：辣椒幼苗在采集后1周内完成向栽种容器内的栽种；②、栽种容器选择：32口的穴盘，口径6*6cm 深11cm；③、将干燥的菌糠（菌糠取自于吉林农业大学李玉院士的食用菌工业化生产基地）和草炭（取自于吉林省长春市合隆草炭厂）按一定体积比放入塑料容器内，用干净的木棒搅拌均匀混合，获得菌糠育苗基质A（菌糠占100%，草炭0%），然后把制备好的菌糠育苗基质A与清水充分混合，至育苗基质的相对含水率为90%以上为止，将菌糠育苗基质A填充进育苗容器中，且在不按压的情况下至菌糠育苗基质A填充至与育苗容器边缘持平；④、栽种：利用清水先浸洗掉辣椒幼苗根系外包裹的土坨，至辣椒幼苗的根系表面积100%以上裸露，得到待栽植辣椒幼苗，采用深植方法将待栽植辣椒幼苗栽入育苗容器内，然后提苗干至辣椒幼苗的根系刚好被覆于消毒后育苗基质以下，保辣椒幼苗的叶朝上；

3、幼苗的补光处理：

辣椒幼苗栽种后一周开始进行光处理，光源采用高压钠灯，辣椒幼苗顶端的光照强度为1200lx~2100lx，波长为380nm~730nm，每天光的时间为从早晨8点至夜间11点，补光处理共4个月；

4、幼苗的补水处理：

水都是倒在穴盘下面的托盘里，两天或三天补一次水，托盘里一直保持有水；

本试验步骤二③将干燥的菌糠（菌糠取自于吉林农业大学李玉院士的食用菌工业化生产基地）和草炭（取自于吉林省长春市合隆草炭厂）按一定体积比放入塑料容器内，用干净的木棒搅拌均匀混合，获得菌糠育苗基质B（菌糠占75%，草炭25%），然后把制备好的菌糠育苗基质B与清水充分混合，至育苗基质的相对含水率为90%以上为止，将菌糠育苗基质B填充进育苗容器中，且在不按压的情况下至菌糠育苗基质B填充至与育苗容器边缘持平；

本试验步骤二③将干燥的菌糠（菌糠取自于吉林农业大学李玉院士的食用菌工业化生产基地）和草炭（取自于吉林省长春市合隆草炭厂）按一定体积比放入塑料容器内，用干净的木棒搅拌均匀混合，获得菌糠育苗基质C（菌糠占50%，草炭50%），然后把制备好的菌糠育苗基质C与清水充分混合，至育苗基质的相对含水率为90%以上为止，将菌糠育苗基质C填充进育苗容器中，且在不按压的情况下至菌糠育苗基质C填充至与育苗容器边缘持平；

本试验步骤二③将干燥的菌糠（菌糠取自于吉林农业大学李玉院士的食用菌工业化生产基地）和草炭（取自于吉林省长春市合隆草炭厂）按一定体积比放入塑料容器内，用干净的木棒搅拌均匀混合，获得菌糠育苗基质D（菌糠占25%，草炭75%），然后把制备好的菌糠育苗基质D与清水充分混合，至育苗基质的相对含水率为90%以上为止，将菌糠育苗基质D填充进育苗容器中，且在不按压的情况下至菌糠育苗基质D填充至与育苗容器边缘持平；

本试验步骤二③将干燥的菌糠（菌糠取自于吉林农业大学李玉院士的食用菌工业化生产基地）和草炭（取自于吉林省长春市合隆草炭厂）按一定体积比放入塑料容器内，用干净的木棒搅拌均匀混合，获得菌糠育苗基质E（菌糠占0%，草炭100%），然后把制备好的菌糠育苗基质E与清水充分混合，至育苗基质的相对含水率为90%以上为止，将菌糠育苗基质E填充进育苗容器中，且在不按压的情况下至菌糠育苗基质E填充至与育苗容器边缘持平；

5、育苗实验结果：

采用本试验方法对大辣椒幼苗进行实验，其结果表明：菌糠育苗基质A处理效果不好，大辣椒幼苗出苗率低且各项生长指标都偏低，幼苗长势较弱，长得既不高又不壮，见附图1~ 图2；菌糠育苗基质B处理效果不好，大辣椒幼苗长得既不高又不壮，见附图3 ~ 图4；菌糠育苗基质C处理效果不好，辣椒幼苗长得既不高又不壮，见附图5 ~ 图7；菌糠育苗基质D处理效果最好，辣椒幼苗长得既高又壮，见附图8 ~ 图10；菌糠育苗基质E处理效果不好，大辣椒幼苗长得既不高又不壮，见附图11 ~ 图14。结果显著性的方差分析结果为P=0.0012，其差异达到显著水平要求，并且在试验过程中幼苗并未出现苗体纤弱或死亡等症状。因此，利用本发明方法对大辣椒幼苗对菌糠育苗基质进行试验培育具有充分的可操作性和有效性。

Claims (4)

1.一种以废弃菌糠为原料制备环保高性能育苗基质材料的方法，其特征在于促进幼苗的根系发育，进而促进植物幼苗的生长方法是按以下步骤完成的：

一、收集：菌糠取自于食用菌工业化生产基地生产后的废弃物；该菌糠形状为圆柱体，其尺寸是Φ10 cm×25 cm，其表面带有一层包装完好的塑料薄膜；在低温（0℃-5℃）和避光条件下保存；

二、去皮：先用手拿起已经收集好的废弃物菌糠，然后使用刀片把包装菌糠的塑料薄膜轻轻划开，将塑料薄膜去掉后得到圆柱形状菌糠；

三、粉碎：将已经去掉塑料薄膜的圆柱形状菌糠放入粉碎机（厂家：郑州百斯诺机械设备有限公司；型号：500；生产的功率：11 kw；主轴转速：2600 r/min）里进行粉碎，获得粒径为2 ~3mm的菌糠粉末；

四、干燥：将2 ~3mm粒径的菌糠粉末放置在避光、通风良好条件下，常温自然晾干以去除水分，每天翻动3 ~5次，3天可得到含水量5%的菌糠干燥产品；

五、制备：先分别称量干燥的菌糠粉末10 L、干燥的草炭30 L，然后将二者放入50 L干净的干燥的塑料容器内；再用干净的木棒搅拌均匀混合，获得由菌糠和草炭均匀混合而成的育苗基质材料；所述的菌糠为100%成分的菌糠，所述的草炭为100%成分的无泥草炭，制成菌糠与草炭的体积比为1:3的菌糠育苗基质材料；最后将制备好的菌糠育苗基质材料装入制定好规格30 L体积的塑料袋中密封保存在。

2.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的以废弃菌糠为原料制备环保型高性能育苗基质材料的方法，其特征在于步骤五中所述的育苗前对菌糠育苗基质的水处理按以下步骤完成的：将干燥的菌糠和草炭按体积比1:3称量好放入塑料容器内，向该容器内加水处理同时使用干净的木棒搅拌混合均匀，育苗基质中加水处理使基质含水量占90%，获得育苗时的菌糠育苗基质材料。

3.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的以废弃菌糠为原料制备环保型高性能育苗基质材料的方法，其特征在于步骤五中所述的消毒处理：将相对含水率为90%以上的育苗基质放在容器中，按消毒液与水体积比为1:1000将消毒液和水混匀，得到稀释后消毒液，利用喷壶将稀释后消毒液均匀洒进盛有相对含水率为90%以上的育苗基质的容器中，搅拌2min后静置1 h~3 h，稀释后消毒液与相对含水率为90%以上的育苗基质的体积为1:9。

4.根据权利要求1所述的一种促进植物生长的以废弃菌糠为原料制备环保型高性能育苗基质材料的方法，其特征在于步骤五中所述的育苗基质按以下步骤制备的：首先对2 ~3mm粒径的菌糠进行干燥处理，得到干燥的菌糠，然后将干燥的菌糠摊开铺放在干净的地面上，再将干燥的草炭倾倒在干燥的菌糠之上，混合搅拌至充分均匀为止，即得到菌糠育苗基质；所述的菌糠与草炭的体积比为1: 4的菌糠育苗基质，所述的菌糠和草炭都为100%成分。