CN111670779A - 一种香蕉组培苗改良基质及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种香蕉组培苗改良基质及其制备方法与应用。本发明所采用在厌氧条件下炭化的花生壳生物炭，与有机肥混合成生物炭改良剂，混合椰糠得到本发明所改良的香蕉组培苗基质。采用本发明的栽培基质培育香蕉二级苗时香蕉组培苗无需经过沙培，直接移栽于基质即可。本发明所改良的基质对香蕉苗的假茎高度、生物量、根系的发育和光合作用等具有显著的促进作用。

Description

一种香蕉组培苗改良基质及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及农业中生物质肥料制备和应用领域，具体涉及一种香蕉组培苗改良基质及其制备方法与应用。

背景技术

香蕉是重要的经济作物和粮食作物，是全球销量最大的水果。种苗基质是种苗生产体系中的重要组成材料，合理选配基质，不仅能提高育苗效果，培育出优质秧苗，还能增加作物产量，产生较好的经济效益。但传统的基质存在诸多缺陷：其一是，质量不稳定，产品间甚至是同一产品不同批次间的效果差异较大；其二是，作为基质重要成分的泥炭在很多国家已经被限制开采，甚至禁采，原材料的缺少导致了生产性能低与效果不佳等问题；其三是，现代化育苗的新要求需配置新的基质或改良传统基质，传统配方下的种苗基质不能满足如今的使用需求。

传统式的蕉农在培育香蕉苗时选用的基质，基本上是几乎不需要成本的塘泥、河边冲击土、沙壤土、荒山表土、水稻土等，然后添加部分农家肥，复合肥等混制而成。这样的未经过消毒处理的基质首先富含病原菌和线虫等，会加剧香蕉苗的发病和病菌的传播；其次由于这些基质养分配比不合理，可能会导致香蕉苗生长缓慢。

长期以来，本领域都是以黄泥土或者椰糠作为香蕉二级种苗的育苗基质。黄泥土基质育苗除了存在通气透水性不好、易板结，植株生长慢等缺点外，还通常存在着来源不明，甚至常有在病区取土的情况出现，存在传播枯萎病的潜在危险。而单纯用椰糠育苗，容易出现后续营养不足的现象。因育苗基质过轻，蕉苗容易倒伏。目前，育苗所使用的椰糠大多从印度、马来西亚、斯里兰卡等国家进口，存在成本偏高、椰糠质量不稳定的问题。另外，因椰糠来源于海边，常有氯化钠超标，移栽前如果处理不充分，易造成死苗。

此外，广东是中药产业的主产区之一，每年产生大量的中药渣。药渣直接堆放不仅占用土地，且实验后的残留物质会随着雨水向下渗透，有可能对地下水造成污染，具有一定的环境危害性。

目前，尚无现有技术公开过采用中药渣、花生壳生物炭与椰糠等原料在香蕉组培苗改良基质中的应用，其作为香蕉育苗基质的效果未有报道，具有潜在的市场价值。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种香蕉组培苗改良基质；

本发明的另一个目的在于提供上述香蕉组培苗改良基质的制备方法；

本发明的另一个目的在于提供上述香蕉组培苗改良基质在香蕉种植中的应用。

本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一个方面，提供：

一种香蕉组培苗改良基质，其组成成分包括：生物炭改良剂、基质；

其中，上述生物炭改良剂包括花生壳生物炭和有机肥；上述有机肥包括中药渣和畜禽粪便；上述基质为椰糠。

生物质炭是生物质在无氧或微氧条件下低温热转化后的固体副产物，是有机碳含量高、多孔性、碱性、吸附能力强、多用途的材料。发明人在研究中发现，生物炭能够提高土壤有机碳含量，改善土壤保水、保肥性能，减少养分损失，有益于土壤微生物栖息和活动，特别是对于菌根真菌，生物炭性质稳定，不易被分解和矿化，具有较大的孔隙度、比表面积和阳离子交换量，与泥炭具有相近的理化性质，是替代或部分替代传统基质中的泥炭组分的理想材料。花生壳制备的生物炭中钾含量非常丰富，香蕉是一种对钾需求量很大的作物，因此，将花生壳生物炭作为基质改良剂原材料之一是非常合适的。

中药渣和畜禽粪便在经发酵后，富含有机质，而且具有很好的通气透水性，作为育苗基质原料开发前景良好。

中药渣、畜禽粪便、花生壳生物炭和椰糠的搭配，发现可以缩短育苗时间，而且不需施肥，减少育苗椰糠用量，从而降低了成本。

进一步地，上述生物炭改良剂：基质，按体积比计，为80-100:3-15。

进一步地，上述花生壳生物炭的制备方法，包括以下步骤：

干燥花生壳，粉碎；

在氮气下加热，保温，冷却；

研磨，过筛，活化，洗涤并烘干，即得花生壳生物炭。

上述干燥花生壳的条件为使花生壳的含水量低至20％以下，20％以上的含水量会使生物炭的制备过程加长，同时浪费能源。

花生壳生物炭中含有丰富的钾，含量高达22000-35000mg/kg，而香蕉在生长过程中对钾的需求量较大，因此，以花生壳作为生物炭的原材料是极为合适的，而且，生物炭经过高温制备而成，非常安全，可以减少病害的传播。

更进一步地，上述加热具体为：以5-20℃/分钟的速度60分钟内升温至400-500℃

更进一步地，上述粉碎所得到的颗粒粒径为3-12mm。

更进一步地，上述保温的时间为4-6h。

更进一步地，上述活化使用活化剂活化，其中，活化剂为本领域常规使用的活化剂。

进一步地，上述有机肥的制备方法，包括以下步骤：

混合上述中药渣与畜禽粪便，调节含水量，发酵，干燥，粉碎，即得有机肥；

其中，上述含水量为52-58％；上述中药渣和畜禽粪便的质量比为1.5-3:0.8-2；优选地，上述中药渣和畜禽粪便的质量比为2-2.5:1-1.5。

进一步地，上述中药渣选自党参、板蓝根中的一种或其组合。

其中，上述的中药渣的水分含量为50-60wt％，干物质中有机质含量60-70wt％、氨基酸为1.45-1.65wt％、全氮含量为25.5-32.6g·kg^-1、全磷含量为4.6-6.2g·kg^-1、全钾含量为10.5-12.6g·kg^-1。

党参和板蓝根药渣中含有大量的纤维素、淀粉、粗蛋白、磷、钾等营养成分和其他的活性成分，对香蕉的生长有正面效应。

进一步地，上述畜禽粪便水分含量为70-80wt％，干物质中有机质含量55-65wt％、全氮含量30-40g·kg^-1、全磷含量18-20g·kg^-1。

更进一步地，上述含水量调节至52-58％。

有机肥的发酵过程本质上是有机质在微生物作用下分解转化的过程，主要产物为二氧化碳、水、矿物质和腐殖质等。含水率合适的情况下，微生物繁殖迅速，分解速率加快。

更进一步地，上述发酵的具体条件为：堆肥温度为60-68℃，发酵时间为6-8天，翻堆腐熟为40-48天。发酵温度既适合发酵微生物发挥作用，又可以杀灭寄生虫卵和病原菌。

本发明的第二个方面，提供：

上述的香蕉组培苗改良基质的制备方法，包括以下步骤：

称取生物炭、中药渣和畜禽粪便；

混合上述中药渣与畜禽粪便，调节含水量，发酵，干燥，粉碎，得到改良材料；

混合上述生物炭和改良材料，粉碎，搅拌，得到生物炭改良剂；

混合上述生物炭改良剂和基质，即得香蕉组培苗改良基质。

进一步地，上述基质、生物炭、中药渣与畜禽粪便，按体积比计，上述基质：生物炭：中药渣与畜禽粪便为80-100:2-10:1-5。

本发明的第三个方面，提供：

上述的香蕉组培苗改良基质在香蕉种植中的应用。

本发明的第四个方面，提供：

一种香蕉种植管理方法，包括以下步骤：

(1)增加上述的香蕉组培苗改良基质的含水量；

(2)选取组培苗，洗净，植入步骤(1)的香蕉组培苗改良基质中，浇水；

(3)覆膜，育苗，育苗期间喷洒营养液；

(4)香蕉植株长至40-60cm时，移栽。

本发明的有益效果是：

1)本发明中的香蕉组培苗改良基质组成成分包括：生物炭改良剂、基质，使用本发明后能明显改善了土壤理化性质，同时提高土壤速效氮N、速效磷P、速效钾K，促进香蕉苗根系的生长，并最终促进香蕉苗地上部的生长情况；本发明一种香蕉组培苗改良基质的是一种即经济安全又高效理想的香蕉苗基质，有利于推广应用；

2)本发明以花生壳生物炭、中药渣和畜禽粪便为原料，变废为宝，有利于资源再生，且资源丰富，价格低廉，制备方法也简单易行。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

所使用的实验材料和试剂，若无特别说明，均为常规可从商业途径所获得的耗材和试剂。

实施例1香蕉组培苗改良基质和花生壳生物炭的制备

一种香蕉组培苗改良基质，该改良基质组成成分包括：生物炭改良剂、基质；

其中，生物炭改良剂包括花生壳生物炭和有机肥；有机肥包括中药渣和畜禽粪便；基质为椰糠。

该香蕉组培苗改良基质的制备方法包括以下步骤：

按照体积比量取花生壳生物炭、中药渣和畜禽粪便；

将中药渣与畜禽粪便按照3:2比例混合搅拌均匀，含水量调节至58％，然后置于发酵池中进行半好氧性发酵堆肥，当堆肥温度达到68℃后，维持10天，翻堆腐熟50天，风干，重新混匀，并粉碎得改良材料；

将花生壳生物炭和改良材料以体积比10：5的比例混合，并再次粉碎搅拌均匀，得到生物炭改良剂；

按体积比混合生物炭改良剂和椰糠，即得香蕉组培苗改良基质。

其中，花生壳生物炭的制备方法，具体步骤如下：

将花生壳在自然条件下进行风干，含水量降低至20％以下，用机械粉碎得到花生壳碎屑原料，粒径为3mm；

将粉碎后的花生壳碎屑原料在氮气氛围下，以每分钟20℃的速度，在60分钟内升温至500℃，保温反应6h，然后冷却至室温，得到生物炭粗成品；

研磨生物炭粗成品，过100目筛，再用活化剂活化、洗涤并烘干，得到花生壳生物炭。

将制备的花生壳生物炭和生物炭改良剂进行性质测定，结果如表1

表1花生壳生物炭和生物炭改良剂性质比较

实施例2制备香蕉组培苗栽培基质

按照实施例1中的香蕉组培苗改良基质的制备方法，以下述比例混合生物炭改良剂和椰糠：

将生物炭改良剂按照体积比1：0.02添加入椰糠，混合均匀后得到2％的香蕉组培苗栽培基质1。

将生物炭改良剂按照体积比1：0.05添加入椰糠，混合均匀后得到5％的香蕉组培苗栽培基质2。

将生物炭改良剂按照体积比1：0.1添加入椰糠，混合均匀后得到10％的香蕉组培苗栽培基质3。

将生物炭改良剂按照体积比1：0.5添加入椰糠，混合均匀后得到33％的香蕉组培苗栽培基质4。

实施例3不同处理香蕉苗之间生长情况的比较

在一样的栽培条件下，分别取对照组(基质中只含有椰糠)和处理组(基质1、基质2、基质3、基质4)生长2个月的香蕉地上部和地下部，测量根长、地上部和地下部鲜干重、光合速率等指标进行比较，结果如表2所示。

表2各处理香蕉苗的生长情况

实验结果表明，在传统椰糠基质中添加生物炭改良剂后，不同用量处理均可以促进香蕉苗的生长，其中以基质2(5％添加量)和基质3(10％添加量)的总体效果为最佳，可以使香蕉苗的根长、地上部干重和地下部干重比对照分别增加22-47％，83-99％和19-45％。说明添加了生物炭改良剂的基质可以促进香蕉苗根系的生长，增强叶片的光合作用，最终促进香蕉苗地上部的生长情况。

不同处理香蕉苗之间地上部营养元素积累情况的比较(表3)

表3各处理香蕉地上部营养元素累积量

表3显示的是不同处理百分比下，各组间香蕉苗地上部营养元素氮、磷、钾的累积量。结果表明，在添加了不同量的生物炭改良剂之后的基质更适合香蕉苗的生长，其中氮磷累积量最高的是基质3(10％添加量)，而钾累积量最高的是基质2(5％添加量)，总体而言，依然是基质2和基质3的处理更能够促进香蕉苗地上部对营养元素的吸收。

实施例4与现有香蕉基质的对比试验

取现有基质中主要的材料：椰糠和黄泥作为对照，改良基质采用实施例2和3中的基质3(10％的改良剂添加量)。生长时间为2个月。

表4不同处理香蕉的生长情况比较

实验结果表明，传统的椰糠以及黄泥基质也可以使香蕉苗正常生长，但是采用本发明的技术方案，添加生物炭改良剂后可以显著促进香蕉苗的生长，可以使香蕉苗的根长、地上部干重和地下部干重分别是对照的1.7-2.7，2.1-3.1和1.2-2.5倍。说明和传统的基质相比，添加了生物炭改良剂的基质可以促进香蕉苗根系的生长，最终促进香蕉苗地上部的生长情况。

实施例5基于本发明香蕉组培改良基质的香蕉种植

改良基质采用实施例2和3中的基质3(10％的改良剂添加量)。

基于本发明香蕉组培改良基质的香蕉种植，具体包括以下步骤：

(1)将改良基质放入播种盆中(直径不小于10cm，高15cm)，提前加水使其含水量达到60-80％；

(2)选取无病健壮的组培苗，苗长大约在8-12cm，清水洗净后移入播种盆的改良基质中，覆上改良基质后表面喷洒少量清水；

(3)移植后前3-5天覆膜保湿，冬季育苗时间为90-120天，夏季育苗时间为60-90天，期间喷洒2-3次自配营养液；

(4)长到8张叶左右，香蕉植株40-60cm，茎秆粗壮，根系已经完全把改良基质包住时进行移栽。

结果：

香蕉苗正常生长，香蕉苗的生长速度显著提升。

综上所述，采用本发明的栽培基质培育香蕉二级苗时香蕉组培苗无需经过沙培，直接移栽于基质即可。本发明所改良的基质对香蕉苗的假茎高度、生物量、根系的发育和光合作用等具有显著的促进作用。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种香蕉组培苗改良基质，其特征在于，所述改良基质组成成分包括：生物炭改良剂、基质；

其中，所述生物炭改良剂包括花生壳生物炭和有机肥；所述有机肥包括中药渣和畜禽粪便；所述基质为椰糠。

2.根据权利要求1所述的香蕉组培苗改良基质，其特征在于，所述生物炭改良剂和基质的体积比为80-100:3-15。

3.根据权利要求1所述的香蕉组培苗改良基质，其特征在于，所述花生壳生物炭的制备方法，包括以下步骤：

干燥花生壳，粉碎；

在氮气下加热，保温，冷却；

研磨，过筛，活化，洗涤并烘干，即得花生壳生物炭。

4.根据权利要求3所述的香蕉组培苗改良基质，其特征在于，所述加热具体为：以5-20℃/分钟的速度升温至400-500℃。

5.根据权利要求1所述的香蕉组培苗改良基质，其特征在于，所述有机肥的制备方法，包括以下步骤：

混合所述中药渣与畜禽粪便，调节含水量，发酵，干燥，粉碎，即得有机肥；

其中，所述含水量为52-58％；所述中药渣和畜禽粪便的质量比为1.5-3:0.8-2；优选地，所述中药渣和畜禽粪便的质量比为2-2.5:1-1.5。

6.根据权利要求5所述的香蕉组培苗改良基质，其特征在于，所述中药渣选自党参、板蓝根中的一种或其组合。

7.权利要求1-6任一所述的香蕉组培苗改良基质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照权利要求1或2所述体积比量取生物炭、中药渣和畜禽粪便；

混合所述中药渣与畜禽粪便，调节含水量，发酵，干燥，粉碎，得到改良材料；

混合所述生物炭和改良材料，粉碎，搅拌，得到生物炭改良剂；

混合所述生物炭改良剂和基质，即得香蕉组培苗改良基质。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述基质、生物炭、改良材料的体积比为80-100:2-10:1-5。

9.权利要求1-6任一所述的香蕉组培苗改良基质在香蕉种植中的应用。

10.一种香蕉种植管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)增加权利要求1-6任一所述的香蕉组培苗改良基质的含水量；

(2)选取组培苗，洗净，植入步骤(1)的香蕉组培苗改良基质中，浇水；

(3)覆膜，育苗，育苗期间喷洒营养液；

(4)香蕉植株长至40-60cm时，移栽。