CN111296227A - 一种有机种植土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机种植土及其制备方法，由固体混合物、生物沙石土、有机混合介质按照一定重量比例混合后，加一定量未加工鲜牛奶在一定温度下封闭培养一段时间，取出后立即加入一定量未加工鲜牛奶在常温搅拌均匀，然后自然冷却晾干制成。本发明能够很好利用农林废弃物变废为宝，尤其是对盐碱土的改良有一定的技术应用启发。有机种植土中的水稻土、盐碱土等自带一定的微生物，同时特制溶液中的乳酸菌、蓝藻等也是微生物，一定的维生素B及河水的氮磷钾给供给微生物繁殖，形成微生物膜。本发明作物栽培过程中能弥补基质栽培缺少微生物的影响，不仅能创造经济价值，且运行成本降低，作物种植后减少作物生长障碍，不影响产量，更有利于作物品质的提高。

Description

一种有机种植土及其制备方法

技术领域

本发明属于农业种植、园艺栽培、废弃物资源化利用等领域，具体涉及一种有机种植土及其制备方法。

背景技术

无土栽培根据栽培介质的不同分为水培、雾(气)培和基质栽培。水培是指植物根系直接与营养液接触，不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长，这种方式会出现缺氧现象，严重时造成根系死亡。基质培养的特点是栽培作物的根系有基质固定。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中，有机的基质有泥炭、稻壳、树皮等，无机的如蛭石、珍珠岩、岩棉、陶粒、沙砾、海绵土等都可作为支持介质，通过滴灌或细流灌溉的方法，供给作物营养液。基质栽培在大多数情况下，水、肥、气三者协调，供应充分，设备投资较低，便于就地取材，生产性能优良而稳定；缺点是基质体积较大，填充、消毒及重复利用时的残根处理，费时费工，困难较大。同时基质栽培中微生物大量减少，尤其是对作物生长有益的微生物缺乏后，作物的某些品质如番茄的香气受到影响。另外基质保水保肥性能降低，在室内栽培时灌水施肥次数较多，不利于节省人工。

我国大力进行盐碱土、水稻土酸化改良，但是改良时间长，物理人力费用经费投入非常多，见效较慢。且随着城镇化建设，大量的具有良好的耕作土壤被浪费，得不到充分利用，尤其是肥沃的水稻土。盐碱土、水稻土的资源化利用很少。虽然全国的土壤资源市场化正在逐步形成。但在整个过程中，很多良好的土壤被用在非农业领域。这对我国尚处于人均耕地不足的状态下，基础建设中土地整治浪费的土壤资源化利用是补足现代化农业生产的一个重要方面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，利用农林废弃物变废为宝，创造经济价值，降低运行成本，能够减少作物生长障碍，利于提高作物品质的有机种植土。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种有机种植土，它由如下组份制成：

固体混合物，

生物沙石土，

有机介质，

和未加工鲜牛奶；

其中，固体混合物、生物沙石土和有机介质的质量比为(1～2):(2～3):(2～3)；

所述未加工鲜牛奶与固体混合物、生物沙石土和有机介质三者混合物的体积比为(4～6):1；

所述固体混合物由使用后的暖宝宝填充物、活性炭、木粉、钢渣和水热炭组成；

所述生物沙石土包括天然红沙土、粗河沙、营养土、水稻土、盐碱土、黄金麦饭石和雨花石；

所述有机介质包括粉碎的新鲜樟树枝叶、枫树枝叶、柑橘树枝叶，以及樟树果、橘皮和观赏木瓜块。

由于种植土在制备完成后没有在一定时间内施用会流失营养，有益微生物减少，所以浇牛奶是为了给种植土中的微生物提供生长能源。

优选地，所述固体混合物由使用后的暖宝宝填充物1-2份、活性炭2-3份、木粉1-2份、钢渣2-3份和水热炭0.5-1份混合制得；所述使用后的暖宝宝填充物含有碳粉、NaCl固体、Fe₂O₃固体以及含镁铝的盐类，为黑色物质。水热碳来自江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业生态与面源污染治理研究室。本发明中黑色的暖宝宝填充物含量不高，并不影响实验中作物生长，反而是由利于给微生物提供碳源，减弱种植土的酸度。而活性炭、木粉、水热炭不仅是给微生物提供碳源，钢渣提供矿物质，且均可以提高土壤空隙，使种植土中有充足的氧气含量，促进微生物活性及繁殖。水热碳引用到农田中发现将水热炭作为一种土壤调理剂施加到稻田土壤中，发现土壤脲酶活性受到水热炭施加的显著抑制(p<0.05)，同时土壤氨氧化基因(AOA和AOB)丰度也显著增加(p<0.05)，导致土壤氨氧化作用增强，这对于田面水NH⁴⁺、-N浓度有削减作用。

优选地，所述生物沙石土由天然红沙土、粗河沙、营养土、水稻土、盐碱土、黄金麦饭石、雨花石按照质量比(2～3):(2～3):(1.5～3):(1～3):(0.5～2):(0.5～1):(0.5～1)混合，然后加入上述混合物体积2倍的特制溶液中搅拌均匀，常温条件下避雨浸泡7天以上，待表面生成肉眼可见的微生物膜后，放置温度30-35℃环境下鼓风晾干得到。生物沙石土中天然红沙土、粗河沙、黄金麦饭石、雨花石一方面提供土壤松紧度，另一方面可以增加与微生物的接触面，有利于微生物附着。而水稻土及盐碱土中微生物种类及含量高，是本发明中微生物种类的初始来源。营养土、水稻土中含有大量的有机质与营养元素，可以先提供给微生物生存，另外同时给作物生长。盐碱土可以中和特制溶液，为有机介质带来的大量H⁺。

具体地，所述特制溶液由乳酸菌、复合维生素B、富营养化河水按照质量体积比10g:20g:1L在40℃搅拌1小时后，冷却至常温得到；其中，所述富营养化河水来自常州武进区前黄镇运村新运小桥浜治理前河水，硫化氢、氨氮、亚硝酸盐、总氮、总磷值约为0.08mg/L、0.76mg/L、0.33mg/L、3.1mg/L、0.35mg/L。乳酸菌本身就是一种可以发酵的菌类，添加复合维生素B、富营养化河水(绿藻含量高)是促进乳酸菌生长，也同时促进混合物中其他微生物生长，最终提高了各种混合物的发酵效率，缩短了发酵过程。使整个种植土本身成为一种有益微生物含量高且自带后期供给养分的介质。在该种植土中初始种植作物仅需要灌溉作物生长必须的水分，不需要另外施肥。且本种植土的固体混合物、水稻土、营养土能够涵养水分，不会因其他沙石的加入造成土壤空隙过大使水分流失。

优选地，所述天然红沙土来自大横山；所述营养土中氮磷钾2.5～3.5％、有机质40～45％左右、EC值≤2、pH值6～7，重金属不超标。粗河沙、黄金麦饭石、雨花石均为市场常售。水稻土、盐碱土分别取自江苏南京、滨海地区。

优选地，所述有机介质由粉碎的新鲜樟树枝叶、枫树枝叶、柑橘树枝叶按照质量比1：1：1混合，加入到用温水调开的奶粉溶液中浸泡3天，然后加入樟树果、橘皮、观赏木瓜块，用振捣棒搅拌1小时以上，加水煮沸1-1.5小时，然后文火煮6小时成糊状，放冷晾干，翻堆2-3次得到；

其中，樟树枝叶、枫树枝叶、柑橘树枝叶粉碎后粒径<1cm；

所述橘皮粒径为1～2cm；观赏木瓜块粒径<3cm；

樟树果、橘皮、观赏木瓜块的质量比为(1-2)：(3-4)：(6-10)；

奶粉溶液为每100ml温水中加入10-15克奶粉调开而成。

有机介质中的樟树果、樟树树叶是一种药类植物部分，加入后可以防治种植土中土传病害，而且柑橘树枝叶、橘皮、观赏木瓜中有丰富的维生素，如VC等，也是可以杀有害菌的。通过蒸煮晾晒，在后期有益微生物发酵及作物生长微生物繁殖过程中也能给微生物提供有机物质进行分解，给作物提供营养成分。另外观赏木瓜一般不具备很大的食用价值，观赏木瓜果子味涩、硬，水焯或预浸糖液中供服用，当药有醒酒、去痰、顺气、止痢之效。在很多绿化道路上种植，对观赏木瓜进行处理，是为了充分利用废弃物，节约资源，促进绿色生态发展。

进一步地，本发明还提供上述有机种植土的制备方法，具体为将固体混合物、生物沙石土和有机介质按照质量比(1～2):(2～3):(2～3)混合均匀，然后加入上述三者混合物体积2-3倍的未加工鲜牛奶，搅拌均匀后在50-60℃封闭培养24小时；取出后再次加入2-3倍体积的未加工鲜牛奶在常温下搅拌约2～3小时，最后自然冷却晾干即得。

本发明制备得到的有机种植土在工厂化蔬菜、花卉、草莓栽培，或者室内樱桃、桃、蓝莓果树栽培中的应用也在本发明的保护范围中。

有益效果：

本发明有机种植土主要是由固体混合物、生物沙石土、有机混合介质按照一定重量比例混合后，加一定量未加工鲜牛奶在一定温度下封闭培养一段时间，取出后立即加入一定量未加工鲜牛奶在常温搅拌均匀，然后自然冷却晾干制成。栽培植物时先疏松该有机种植土，根据作物不同每隔一段时间浇一定牛奶可以达到更好的应用效果。本发明能够很好利用农林废弃物变废为宝，尤其是对盐碱土的改良有一定的技术应用启发。本发明有机种植土中的水稻土、盐碱土等自带一定的微生物，同时特制溶液中的乳酸菌、蓝藻等也是微生物，一定的维生素B及河水的氮磷钾给供给微生物繁殖，形成微生物膜。所以本发明作物栽培过程中能弥补基质栽培缺少微生物的影响，不仅能创造经济价值，且运行成本降低，作物种植后减少作物生长障碍，不影响产量，更有利于作物品质的提高。本发明种植土尤其适合工厂化蔬菜、花卉、草莓栽培，也适于室内樱桃、桃、蓝莓等果树栽培。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为紫生菜采收时不同种植处理的微生物碳氮及细菌、真菌数量情况。

图2为不同种植处理的紫生菜采收时生长、叶片氮素及花青素含量、产量情况。

图3为紫青菜采收时不同种植处理的微生物碳氮及细菌、真菌数量情况。

图4为不同种植处理的紫青菜采收时生长、叶片氮素及花青素含量、产量等情况。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。

本实验采用的有机种植土具体制备步骤如下：

(1)有机介质制备

由粉碎(<1cm)的新鲜樟树枝叶、枫树枝叶、柑橘树枝叶按照1：1：1混合200g，到用温水调开的奶粉溶液200ml中浸泡3天，然后加入樟树果、橘皮(1-2cm)、观赏木瓜块(<3cm)(质量比2：3：6，共500g)，用振捣棒高速(转速为4000转)搅拌1小时。加水2L煮沸1小时，然后文火煮6小时成糊状，放冷晾干，翻堆2-3次。

其中，奶粉溶液为每100ml温水中加入15克奶粉调开而成。

(2)固体混合物制备

由黑色物质2份、活性炭3份、木粉2份、钢渣2份、水热炭1份按照质量比混合达到最优效果，其他比例也能取得一定效果。其中黑色物质是使用后的暖宝宝剩余的物质，含碳粉、NaCl固体、Fe₂O₃固体以及含镁铝的盐类。水热炭来自江苏省农科院资环所农业生态与面源污染治理研究室。作为生物质水热碳化的产物，水热炭因其丰富的孔隙结构和官能团等良好的表面特性，在稻田氨(NH3)挥发减排方面有着良好的应用前景。

(3)生物沙石土制备

首先制备特制溶液。按照质量体积比10g:20g:1L将乳酸菌、复合维生素B(过期的也可以)、富营养化河水(绿藻含量高)混合在40℃搅拌1小时，冷却到常温放置制备特制溶液。过期的也可以复合维生素B使用，施用量2倍及以上。其中富营养化河水来自常州武进区前黄镇运村新运小桥浜治理前河水，硫化氢、氨氮、亚硝酸盐、总氮、总磷值约为0.08mg/L、0.76mg/L、0.33mg/L、3.1mg/L、0.35mg/L。

其次按照质量比3：3：1.5：1：2：1：1均匀混合天然红沙土、粗河沙、营养土、水稻土、盐碱土、黄金麦饭石、雨花石，其他比例也能取得一定效果。然后加入2倍体积的特制溶液搅拌均匀后，常温条件下避雨浸泡7天，待表面生成一定肉眼可见的微生物膜后，放置温度30-35℃环境下鼓风晾干。其中天然红沙土来自大横山，营养土中氮磷钾2.5-3.5％、有机质45％左右、EC值≤2、pH值6.5左右，重金属不超标。粗河沙、黄金麦饭石、雨花石均为市场常售。水稻土、盐碱土分别取自江苏南京、滨海地区，基本性质见下表1。

表1水稻土和盐碱土基本物理性质

(4)制备有机种植土

由上述固体混合物、生物沙石土、有机介质按照重量比1:2:2混合后，按照体积比加入2倍体积的未加工鲜牛奶，搅拌均匀后在50-60℃封闭培养24小时。取出后立即加入2倍体积的未加工鲜牛奶在常温搅拌约两小时使均匀混合，然后自然冷却晾干制成一种有机种植土及其制备方法，其基本性质及微生物数量情况见表2和表3。

栽培植物时先疏松本发明的有机种植，根据作物不同每隔一定时间浇一定量未加工的牛奶可以达到更好的应用效果。

表2种植土基本性质

表3种植土微生物数量情况

种植试验

于2019年10月4日在江苏省南京市金陵科技学院园艺站利用按照上述发明比例将有机介质、生物沙石土、有机介质+固体混合物、本发明种植土分别种植紫生菜和紫青菜，由于固体混合物中含有一定的铝镁盐不单独进行种植紫生菜和紫青菜。以水培栽培为对照。除水培外，所有的处理先疏松后用水浇灌使含水量达到最大，然后1天后移栽4叶的紫生菜和紫青菜，浇灌一次未加工鲜牛奶。每7天交一次水，每颗紫生菜按照100ml水灌溉。水培营养液采用华南农大配方，每天上下午用增氧泵增氧1小时，每隔7天补充新鲜营养液。2019年12月9号采收。

(1)紫生菜种植试验结果

采收时各处理下种植介质性质见表4，微生物情况见图1，紫生菜生长情况如下图2。从表4中测量数据可知，与为种植前(表2)相比，采收时本发明种植紫生菜后pH、EC、有机质、速效氮、速效磷、速效磷、全氮、全磷、全钾以及微生物碳、微生物氮均呈现下降趋势，这是因为种植过程中没有施用任何肥料，紫生菜生长的营养全从种植土中吸收。而微生物是通过分解有机物质等进行活动，本发明有机种植土可以显著增加细菌和真菌的数量，进一步促进紫生菜根系环境的优化，使紫生菜长势更好，见图1和图2。采用本发明种植土种植的紫生菜生长及产量情况明显比水培栽培好，其中株高、叶片数、单叶面积、叶绿素、(植株)含氮量、花青素等指标分别为水培紫生菜的133.29％、131.19％、126.34％、121.64％、133.75％、129.80％、139.48％。另外通过选用有机种植土中单一组份、两种组份复配、以及三种组份复配进行比较试验，结果表明：三种组份复配的有机种植介质种植紫生菜后其pH、EC降低更适合紫生菜所需，有机质、速效氮、速效磷、速效磷、全氮、全磷、全钾以及微生物碳、微生物氮均呈现出比单一组份或者两组分复配种植紫生菜后的要高(表4)；从图1中也可以看到，三种组份复配的有机种植吐可以增加其在紫生菜种植过程中的微生物碳、氮含量，以及细菌和真菌含量。上述各指标结果均说明本发明有机种植土适合更有利于提高紫生菜种植所需要的根部环境因子以及养分含量。另外图2中对采收时紫生菜在不同处理下的生长指标株高、叶片数、单叶面积、叶绿素、含氮量、花青素、产量及氮素、花青素含量进行测定。发现与水培种植相比，采用本发明种植土中单一组份或者两组分对紫生菜生长及产量的提高有限，但由有机介质、生物砂石土、固体混合物三者复配的有机种植土生菜的生长及品质的提高有显著的效果，尤其是对人体健康非常有益的物质花青素，含量明显高于其他种植方式。

表4种植紫生菜采收时基本性质

(2)紫青菜种植试验结果

表5、图3、图4分别给出了紫青菜采收时种植介质的基本性质、微生物情况以及紫青菜生长情况。从表5中测量数据可知，与种植前相比(表2)，采收时种植土的pH、EC、有机质、速效氮、速效磷、速效磷、全氮、全磷、全钾以及微生物碳、微生物氮均呈现下降趋势，这是因为种植过程中没有施用任何肥料，紫青菜生长的营养全从本发明种植土中吸收。而微生物是通过分解有机物质等进行活动，本发明有机种植土可以显著增加细菌和真菌的数量，进一步促进紫青菜根系环境的优化，使紫青菜长势更好，见图3和图4。采用本发明种植土种植的紫青菜生长及产量情况明显比水培栽培好，其中株高、叶片数、单叶面积、叶绿素、含氮量、花青素等指标分别为水培紫青菜的128.74％、133.33％、130.91％、118.32％、130.78％、133.37％、121.18％％。另外，对比种植土单一组合或者两者组份复配，结果表明：三种成分复配的有机种植介质种植紫青菜后其pH、EC降低更适合紫青菜所需，另外其有机质、速效氮、速效磷、速效磷、全氮、全磷、全钾以及微生物碳、微生物氮均呈现出比单一成分或者两种成分复配种植紫青菜后的高(表5)；从图3中也可以看到，本发明有机种植土可以增加在紫青菜种植过程中的微生物碳、氮含量，以及细菌和真菌含量。上述各指标结果均说明三种成分复配的有机种植土更有利于提高紫青菜种植所需要的根部环境因子以及养分含量。另外图4中对采收时紫青菜在不同处理下的生长指标株高、叶片数、单叶面积、叶绿素、含氮量、花青素、产量及氮素、花青素含量进行比较。结果表明本发明中三种成分复配的有机种植土能够显著提高紫青菜的株高、叶片数、最大叶面积、含氮量，而单独有机介质种植、有机介质+固体混合物种植与水培种植相比，效果增加不明显。单独的生物沙石土种植所有生长指标均低于水培。从图4可知，本发明有机种植土的更有利于紫青菜的生长及品质的提高，尤其能够提高紫青菜中的花青素这一对人体健康非常有益的物质。

表5种植紫青菜采收时基本性质

综上所述，本发明提供的有机种植土能够改善紫生菜和紫青菜生长根系环境，增加微生物碳氮含量，促进细菌和真菌数量，最终提高微生物的活动，使作物生长和品质更好。

本发明提供了一种有机种植土及其制备方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种有机种植土，其特征在于，它由如下组份制成：

固体混合物，

生物沙石土，

有机介质，

和未加工鲜牛奶；

其中，固体混合物、生物沙石土和有机介质的质量比为(1～2):(2～3):(2～3)；

所述未加工鲜牛奶与固体混合物、生物沙石土和有机介质三者混合物的体积比为(4～6):1；

所述固体混合物由使用后的暖宝宝填充物、活性炭、木粉、钢渣和水热炭组成；

所述生物沙石土包括天然红沙土、粗河沙、营养土、水稻土、盐碱土、黄金麦饭石和雨花石；

所述有机介质包括粉碎的新鲜樟树枝叶、枫树枝叶、柑橘树枝叶，以及樟树果、橘皮和观赏木瓜块。

2.根据权利要求1所述的有机种植土，其特征在于，所述固体混合物由使用后的暖宝宝填充物1-2份、活性炭2-3份、木粉1-2份、钢渣2-3份和水热炭0.5-1份混合制得；所述使用后的暖宝宝填充物含有碳粉、NaCl固体、Fe₂O₃固体以及含镁铝的盐类。

3.根据权利要求1所述的有机种植土，其特征在于，所述生物沙石土由天然红沙土、粗河沙、营养土、水稻土、盐碱土、黄金麦饭石、雨花石按照质量比(2～3):(2～3):(1.5～3):(1～3):(0.5～2):(0.5～1):(0.5～1)混合，然后加入上述混合物体积2倍的特制溶液中搅拌均匀，常温条件下避雨浸泡7天以上，待表面生成肉眼可见的微生物膜后，放置温度30-35℃环境下鼓风晾干得到。

4.根据权利要求3所述的有机种植土，其特征在于，所述特制溶液由乳酸菌、复合维生素B、富营养化河水按照质量体积比10g:20g:1L在40℃搅拌1小时后，冷却至常温得到；其中，所述富营养化河水中硫化氢、氨氮、亚硝酸盐、总氮、总磷值不高于0.08mg/L、0.76mg/L、0.33mg/L、3.1mg/L、0.35mg/L。

5.根据权利要求3所述的有机种植土，其特征在于，所述天然红沙土来自大横山；所述营养土中氮磷钾2.5～3.5％、有机质40～45％左右、EC值≤2、pH值6～7，重金属不超标。

6.根据权利要求1所述的有机种植土，其特征在于，所述有机介质由粉碎的新鲜樟树枝叶、枫树枝叶、柑橘树枝叶混合后，加入到用温水调开的奶粉溶液中浸泡3天，然后再加入樟树果、橘皮、观赏木瓜块用振捣棒搅拌1小时以上，加水煮沸1-1.5小时，然后文火煮5-6小时成糊状，放冷晾干，翻堆2-3次得到；

其中，樟树枝叶、枫树枝叶、柑橘树枝叶粉碎后粒径<1cm；

所述橘皮粒径为1～2cm；观赏木瓜块粒径<3cm。

7.权利要求1所述有机种植土的制备方法，其特征在于，将固体混合物、生物沙石土和有机介质按照质量比(1～2):(2～3):(2～3)混合均匀，然后加入上述三者混合物体积2-3倍的未加工鲜牛奶，搅拌均匀后在50-60℃封闭培养24小时；取出后再次加入2-3倍体积的未加工鲜牛奶在常温下搅拌约2～3小时，最后自然冷却晾干即得。

8.权利要求1所述的有机种植土在工厂化蔬菜、花卉、草莓栽培，或者室内樱桃、桃、蓝莓果树栽培，以及水稻、小麦育苗中的应用。

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