CN109369288B - 一种植物酵素肥料及其在植物复壮中的应用 - Google Patents

一种植物酵素肥料及其在植物复壮中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种植物酵素肥料及其在植物复壮中的应用。该植物酵素肥料该植物酵素肥料的pH为2‑5，并且该植物酵素肥料通过包括以下步骤的方法制备：按重量份数计，将3至5份粉碎的单一品种植物碎片、10至15份水和1至3份糖装入发酵罐中，混合均匀；在20‑35℃下，每天搅拌至少一次，发酵10‑15天。本发明还提供了该植物酵素肥料在植物复壮中的应用。通过应用该植物酵素肥料，可以显著改良土壤环境条件，促进植物健康生长，同时实现了废弃植物的回收利用，保护生态环境。

Description

一种植物酵素肥料及其在植物复壮中的应用
技术领域
本发明涉及一种肥料技术领域，尤其是一种植物酵素肥料及其在植物复壮中的应用。
背景技术
在园林景观中，通常为了突显最具特色的设计效果，常常会引入一些特殊种类的植物，以吸引游客的注意。然而，不同的植物通常都有最适宜其生长的气候和土壤。例如，世界上竹子集中分布于亚洲、拉丁美洲、非洲受季风气候影响和水热条件较好的热带和亚热带地区,少数属种生长在温带乃至亚寒带地区。全世界竹类植物有70多个属,1200多个种。中国拥有50多个属,500多个种。中国是世界上最主要的产竹国,无论是竹子的种类、面积、蓄积量及竹材、竹笋的产量都居世界首位。由于我国各地气候、土壤、地形的变化和竹种生物学特性的差异,中国竹子分布具有明显的地带性和区域性。竹林资源集中分布于长江以南，其中以福建、浙江、江西、湖南省最多，占全国竹林总面积的60.7％。
北京基本上是竹子分布的最北端。位于北京市海淀区的紫竹院公园以竹文化为特色，竹品种丰富，种植面积十多万平米，陆地种植竹子70余万株，盆栽竹1000余盆。但长时间以来，由于南北气候、土壤条件的差异，导致竹子在公园内生长状态较弱，无论是露地、保护地还是盆栽竹，竹子普遍呈现出来的枝干、叶片颜色发黄、发锈，园林景观效果差。
因此，在园林景观中，对于为了获得一定的观赏效果而特别引进的植物来说，如何使其保持旺盛的生命状态，非常重要；换句话说，对于这些植物的复壮，尤其是盆栽植物的复壮是非常重要的。
根据北京某些公园的土壤测试结果：竹林土壤PH值范围在7.64-8.30，土壤偏碱性，有机质含量低，土壤板结。因此，从物理、化学、生物等方面对土壤进行改良具有非常重要的意义。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种植物酵素肥料及其在植物复壮中的应用，其中该植物酵素肥料主要采用单一种类的植物碎片经发酵而生成，该植物酵素肥料富含该单一种类的植物生长所需的营养物质，且能够显著降低土壤的pH值，改善土壤板结。利用该植物酵素肥料对相应植物进行复壮，可以改善相应植物，尤其是盆栽的相应植物的生长状态，提高其观赏效果。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种植物酵素肥料，其特征在于，该植物酵素肥料的pH为2-5，并且该植物酵素肥料通过包括以下步骤的方法制备：按重量份数计，将3至5份粉碎的单一品种植物碎片、10至15份水和1至3份糖装入发酵罐中，混合均匀；在20-35℃下，每天搅拌至少一次，发酵10-15天。
主要由单一品种的植物碎片发酵而获得的酵素肥料，其富含该单一品种植物生长所需要的营养素。因此，对相应的植物施用这种植物酵素肥料时，生长特别旺盛。另外，由于这种酵肥料的pH值比较低，这种肥料特别适合于改善碱化的土壤，土壤中含有的其它成分有利地改善了土壤板结。
进一步地，植物酵素肥料中的有机氮和无机氮含量分别为1000-1500mg/L和0.5-4mg/L。由于该植物酵素肥料中的氮肥主要是有机氮肥，这对于改善北方土壤中有机氮极其低下非常有利。
进一步地，单一品种植物碎片为竹叶碎片。如背景中所述，由于北方竹林土壤普遍偏碱性，且有机氮含量非常低。因此，采用竹叶碎片发酵获得的酵素肥料非常适宜用于竹子的复壮。
竹叶含糖量很低，而且其叶子表面含有一层蜡质物质，通常被认为不能用于发酵，但是本申请的发明人意外发现采用上述配比进行发酵时，竹叶发酵效果非常好。
在本申请中，尽管对于发酵罐没有特别的限制；但是优选地，发酵罐包括罐体、盖体、搅拌装置和气量装置，罐体和盖体之间可拆卸地密封连接，盖体上设有贯穿盖体厚度的气孔，所述气量装置包括弹性气囊，所述弹性气囊完全包覆盖体的气孔，弹性气囊上设有双向调节孔，且弹性气囊与盖体之间密封连接。
进一步，弹性气囊为气球，气球上设有针孔作为双向调节孔。在竹叶发酵的前期，发酵罐内产生的气体会逐渐使气球鼓起来，并将双向调节孔撑开，同时由于发酵罐内气体压强大于外部气体压强，发酵罐内气体会逐渐通过气球上的双向调节孔排出，而罐外气体则不会进入到罐内；在竹叶发酵后期，随着罐内不断消耗气体生成乙酸，罐内气压降低，当发酵罐内气压低于大气压时，气球会被吸入发酵罐内，此时，空气可以通过气球上的针孔进入罐内，为微生物的活动提供氧气，之后在微生物的活动过程中，不断消耗气体并生成乙酸，当发酵罐内的气压降至最低点时，此时被吸入发酵罐的气球的体积最大，此时罐内发酵液的pH值最低。这种发酵罐能够获得pH值比较低的酵素肥料，更有利于改善碱化的土壤。
进一步，针孔位于气球上远离充气口的位置，且在气球呈自然状态时针孔直径不大于10微米。
优选地，在气球呈自然状态时，针孔直径不大于1微米。
优选地，在气球呈自然状态时，针孔直径不大于0.1微米。
进一步，盖体上环围气孔设有向盖体外侧凸起的空心凸台，所述空心凸台的外径大于气球未充气状态下充气口内径，气球充气口包覆在凸台上从而实现气球与盖体的密封连接。
进一步，气孔处设有漏斗状结构体，该漏斗状结构体包括管状部和扩口部，所述扩口部的扩口朝向罐体内部，管状部穿过所述气孔延伸至盖体外侧形成空心凸台，且该漏斗状结构体与盖体在气孔处密封连接。
进一步，所述弹性气囊具有向外膨胀和向内膨胀的能力，且弹性气囊外表面的双向调节孔处设有双向调节阀。
进一步，所述搅拌装置为搅拌棒、磁力转子或机械搅拌器等，若采用搅拌棒，则优选玻璃搅拌棒，搅拌棒的握持端穿过设于盖体上的通孔延伸到盖体外，盖体和玻璃棒在所述通孔处通过柔性连接体密封连接。
进一步，所述罐体为透明或半透明的玻璃罐体或塑料罐体。
优选地，本发明中用到的发酵罐罐体为透明或半透明的玻璃罐体或塑料罐体，盖体为硅胶盖，搅拌装置为玻璃搅拌棒，所述弹性气囊为气球，所述硅胶盖上设有贯穿其厚度的气孔和通孔，所述气孔处设有漏斗状结构体，该漏斗状结构体包括管状部和扩口部，所述扩口部的扩口朝向罐体内部，管状部穿过所述气孔延伸至盖体外侧形成空心凸台，所述空心凸台的外周上设有螺纹状突楞，气球的充气口套设在螺纹状突楞上，气球上设有针孔作为双向调节孔，所述漏斗状结构体与盖体在气孔处密封连接；所述通孔处设有硅胶垫圈，所述硅胶垫圈为两端带凸缘的空心柱体，两个凸缘卡持在盖体的上下表面上夹紧盖体，玻璃搅拌棒穿过空心柱体的内孔将其搅拌端深入到罐内发酵物质中，并保持其握持端留在盖体外，且玻璃棒与空心柱体之间密封连接。
本发明还提供一种植物的复壮方法，其包括每季度施用本发明提供的所述植物酵素肥料至少一次，所述植物酵素肥料用水稀释50-300倍后使用。
进一步地，该复壮方法还包括每年3月份根施硫磺和pH 4.5-6磷酸溶液各1次。
进一步地，该复壮方法还包括每年4月至6月每月根施pH 4.5-6磷酸溶液1次，和/或每年11月施硫磺和pH 4.5-6磷酸溶液各1次。
进一步地，所述硫磺为升华硫，所述升华硫的用量为100-200g/m2。
本发明的有益效果是，本发明的植物酵素肥料可以有效降低土壤pH值并增加土壤有机氮的含量，为相应的植物提供其生长所需要多种营养素，而且大大改善了土壤的板结状况，从而为期健康生长提供良好的土壤环境条件。例如，以盆栽竹为例，盆栽竹叶色浓绿鲜亮，金镶玉竹的茎秆颜色都会有不同程度的加深。同时，由于避免了过量施肥，没有造成盆栽竹的徒长，有效避免了盆栽竹过于高大的问题，提高了观赏效果。此外，在优选的实施方式中使用落叶作为原料来制备酵素，充分利用落叶本身所含有的营养素，模拟了原始森林中营养素的流转，不仅充分利用了废弃物，而且还解决了落叶堆积残留的问题。
附图说明
图1所示为本发明制备植物酵素肥料所用的发酵罐的示意图；
图2所示为本发明中的发酵罐的气球向外膨胀时的示意图；
图3所示为本发明中的发酵罐的气球内吸膨胀时的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解,本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明的保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。若无特别指明，实施例采用的方法为本领域常用技术手段。
实施例1
1.植物酵素肥料的制备：
将竹林修剪时剪除的竹叶剪碎，将按重量份数计3份竹叶、10份水、1份红糖装入发酵罐，盖上盖子，在避光和20度环境温度下进行发酵，确保发酵罐的各组件密封，每天搅拌一次。如图1所示，该发酵罐包括罐体1、盖体2、搅拌装置和气量装置，罐体1和盖体2之间可拆卸地密封连接，盖体2上设有贯穿盖体厚度的气孔21，所述气量装置包括弹性气囊，所述弹性气囊完全包覆盖体的气孔21，弹性气囊采用气球4，气球上远离气球充气口的位置设有针孔41，在气球呈自然状态时针孔41直径不大于10微米。该气球的体积变化可用于显示发酵罐内的气压变化。此发酵过程分为两个阶段，在第一阶段中，罐内微生物在缺氧条件下进行无氧呼吸产生乙醇并释放二氧化碳导致发酵罐内气压逐渐升高，气球逐渐膨胀(如图2所示)，由于发酵罐内的气压大于外部环境气压，罐内气体从气球的针孔处逐渐排出；随后在第二阶段中，乙醇在微生物的作用下氧化生成水以及乙醛，乙醛继续被氧化而生成乙酸，罐内气体不断地被消耗，发酵罐内气压逐渐降低，当发酵罐内气压低于外部环境气压时，气球被吸入发酵罐内，气球在发酵罐内膨大(如图3所示)，空气逐渐通过针孔进入罐内，微生物继续消耗罐内气体中的氧气并生成乙酸，当发酵罐内的气压降至最低点时，此时被吸入发酵罐的气球的体积最大且发酵液pH值最低，大约为2，即可取出使用。整个发酵时间持续10天。
2.植物酵素肥料中有机氮和无机氮含量的测定
(a)有机氮含量的检测：称取肥料样品0.5克，放入150ml烧杯中，加入50ml沸水，加热至沸，5min后取下，放置30min，缓缓注入60g/L硫酸铜溶液25ml，用玻璃棒搅拌，同时加入12.5g/L氢氧化钠溶液25ml，放置0.5h沉淀完全，用倾泻法过滤，然后用沸水洗沉淀，直至滤液遇氯化钡溶液不产生白色硫酸钡沉淀为止，间接指示非蛋白质含氮物已经洗净。将已洗净的沉淀及滤器一起放入60℃烘箱中烘至稍干即可。将已烘干的沉淀连带滤纸，无损地转入凯氏瓶中，采用凯氏定氮法对氮含量进行定量分析，所得的有机氮含量为1000mg/L。
(b)无机氮含量的检测：采用2mol/L的氯化钾溶液浸提、连续流动分析仪(型号：AA3(Auto Analyer 3)，生产厂家：德国BRAN+LUEBBE公司)定量分析，所得的无机氮含量为0.5mg/L。
3.复壮盆栽竹的方法：
3月份，在盆栽竹出笋前根施升华硫1次，磷酸溶液1次；
4、5、6月快长期，每月根施磷酸溶液1次；
11月份入冬前根施升华硫1次，磷酸溶液1次；
每季度施用酵素肥料一次，该酵素肥料需加水稀释300倍后即可使用。
在施用升华硫时将其均匀撒在土壤表面后翻土，用量100g/m2。
此外，制备磷酸溶液需将磷酸兑入水中，用pH试纸测试溶液的PH值为4.5即可。
实施例2
1.植物酵素肥料的制备：
除了原料配比为按重量份数计5份竹叶、15份水、3份红糖之外，其他制备步骤与实施例1中相应的步骤相同，发酵液最终pH值大约为5。整个发酵时间持续15天。
2.植物酵素肥料中有机氮和无机氮含量的测定
(a)有机氮含量的检测：称取肥料样品2.2克，放入150ml烧杯中，加入50ml沸水，加热至沸，5min后取下，放置30min，缓缓注入60g/L硫酸铜溶液25ml，用玻璃棒搅拌，同时加入12.5g/L氢氧化钠溶液25ml，放置1h沉淀完全，用倾泻法过滤，然后用沸水洗沉淀，直至滤液遇氯化钡溶液不产生白色硫酸钡沉淀为止，间接指示非蛋白质含氮物已经洗净。将已洗净的沉淀及滤器一起放入60℃烘箱中烘至稍干即可。将已烘干的沉淀连带滤纸，无损地转入凯氏瓶中，采用凯氏定氮法对氮含量进行定量分析，所得的有机氮含量为1500mg/L。
(b)无机氮含量的检测：采用2mol/L的氯化钾溶液浸提、连续流动分析仪(型号：AA3(Auto Analyer 3)，生产厂家：德国BRAN+LUEBBE公司)定量分析，所得的无机氮含量为4mg/L。
3.复壮盆栽竹的方法：
3月份，在盆栽竹出笋前根施升华硫1次，磷酸溶液1次；
4、5、6月快长期，每月根施磷酸溶液1次；
11月份入冬前根施升华硫1次，磷酸溶液1次；
每季度施用酵素肥料一次，该酵素肥料需加水稀释50倍后即可使用。
在施用升华硫时将其均匀撒在土壤表面后翻土，用量200g/m2。
此外，制备磷酸溶液需将磷酸兑入水中，用pH试纸测试溶液的pH值为6即可。盆栽竹的复壮实验效果
使用根据实施例1-2的复壮方法分别对金镶玉竹和铺地竹这两种盆栽竹进行复壮，同时设立施用生物有机肥(生产厂家：北京富特来复合肥料有限公司)的对照组以进行实验效果的比较。由于本发明的主要目的是提高观赏效果，所以针对叶片、茎秆颜色、生物量及冠幅等指标进行测量，其中叶片和茎秆颜色由RHS比色卡色号表示，测量结果由如下表1所示。
表1：金镶玉竹与铺地竹复壮效果的数据对比
Figure BDA0001855203270000071
盆栽竹土壤pH值变化
分别对金镶玉竹和铺地竹施用实施例2中制备的酵素肥料并测量施用酵素肥料1年和2年后土壤的pH值，同时设立施用生物有机肥(生产厂家：北京富特来复合肥料有限公司)的对照组以进行实验效果的比较，测量结果由如下表2所示。
表2：施用酵素后土壤PH值对比
Figure BDA0001855203270000081
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种植物酵素肥料，其特征在于，该植物酵素肥料的pH为2-5，并且该植物酵素肥料通过包括以下步骤的方法制备：按重量份数计，将3至5份粉碎的单一品种植物碎片、10至15份水和1至3份糖装入发酵罐中，混合均匀；在20-35℃下，每天搅拌至少一次，发酵10-15天；所述植物酵素肥料中的有机氮和无机氮含量分别为1000-1500mg/L和0.5-4mg/L；所述单一品种植物碎片为竹叶碎片；其中，所述发酵罐包括罐体、盖体、搅拌装置和气量装置，所述罐体和盖体之间可拆卸地密封连接，盖体上设有贯穿盖体厚度的气孔，所述气量装置包括弹性气囊，所述弹性气囊完全包覆盖体的气孔，弹性气囊上设有双向调节孔，且弹性气囊与盖体之间密封连接。
2.根据权利要求1所述的植物酵素肥料，其中，所述弹性气囊为气球，气球上设有针孔作为双向调节孔。
3.根据权利要求2所述的植物酵素肥料，其中，所述针孔位于气球上远离充气口的位置，且在气球呈自然状态时针孔直径不大于10微米。
4.一种植物的复壮方法，其特征在于，该复壮方法包括每季度施用权利要求1-3中任一项所述植物酵素肥料至少一次，所述植物酵素肥料用水稀释50-300倍后使用。
5.根据权利要求4所述的复壮方法，其中，该复壮方法还包括每年3月份根施硫磺和pH4.5-6磷酸溶液各1次。
6.根据权利要求5所述的复壮方法，其中，该复壮方法还包括每年4月至6月每月根施pH4.5-6磷酸溶液1次，和/或每年11月施硫磺和pH 4.5-6磷酸溶液各1次。
7.根据权利要求5-6中任一项所述的复壮方法，其中，所述硫磺为升华硫，所述升华硫的用量为100-200g/m2。
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