CN112470863A - 一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方，采用高木质纤维素含量的茄果类蔬菜茎蔓为发酵材料，通过腐熟发酵、混合复配、高温高压灭菌等步骤，制备出适用于屋顶绿化的专用基质；所述基质的配比为腐熟原料：硅藻土：稻壳炭＝4：3：1.25；本发明采用腐熟茄果类蔬菜废弃物为主要原料，易形成疏松孔隙，耐磨损，容重小，价格低廉，在排水层下设置蓄水层，调整传统排布结构，具有良好的排水蓄水能力，可有效减少雨水对屋顶的冲刷，同时可以存储部分水分供应植物需求，基质内可以加入营养液或掺混缓释肥料颗粒，并且还可以根据植物生长情况在条件允许的情况下进行补充，为植物的生长提供适宜的环境。
Description
技术领域
本发明属于屋顶基质技术领域，具体涉及一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方。
背景技术
随着我国城市化进程的不断加快，各类城市问题愈发严重，屋顶绿化作为优化城市生态、建设“海绵城市”及节能减排的重要部分，可充分利用空间，提高绿植存活率、覆盖率，减轻热岛效应，改善生态环境，节约能源并净化空气，正受到人们的持续关注，我国屋顶绿化起步较晚，基本是将地面绿化模式照搬到屋顶使用，其适用性较差，严重影响了屋顶绿化的普及，因此，研究比重轻、养分足、耐久性强的植物栽培基质显得迫在眉睫。
目前现有的栽培基质原料主要以泥炭、木屑、椰糠为主，混配以珍珠岩、蛭石等改性材料制成，材料荷重大、价格高、保水保肥效果不理想，且多属于不可再生资源，不适宜于屋顶绿化的特殊使用途径；同时现有屋顶绿化模式集中采用管道排水，对蓄水保水兼顾较少，鲜有设置蓄水层的处理模式，铺设、养护等成本较高；最后对于植物的生长无法提供充足的营养成分，单靠吊水法为植物提供营养物质十分的耗时耗力。
为此，我们提出一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方。
发明内容
本发明的目的在于提供一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方，采用高木质纤维素含量的茄果类蔬菜茎蔓为发酵材料，通过腐熟发酵、混合复配、高温高压灭菌等步骤，制备出适用于屋顶绿化的专用基质；所述基质的配比为腐熟原料：硅藻土：稻壳炭＝4：3：1.25。
作为本发明的进一步方案，所述具体的制备工艺包括以下步骤：
S1、选择通风、向阳、地势平坦的空地，将茄果类蔬菜茎蔓等部分，粉碎至5cm以下，通过添加大田作物秸秆将其含水率降低至60％，添加草木灰调节pH至6.5-7.5，通过添加菇渣、木糖醇渣调节碳氮比至25-30；
S2、制堆时分层制堆，均匀加入针对木质纤维素效果较好的专用发酵菌剂，堆制规格为底部宽2.5米，高1.5米，长度随物料量调整，在堆体温度应保持在55℃以上7d,当温度下降至40℃以下并保持5d后，添加拮抗菌剂；
S3、随后观察堆体温度降低至室温时认为高温发酵期结束，自当天起陈化60d以上，完成整个发酵过程；
S4、将上述腐熟原料与珍珠岩、硅藻土、稻壳炭按照添加比例加入到恒温40℃的搅拌反应釜中，搅拌3h以上，堆制3d以上，使两类物料混合均匀，同时完成菌类转移；
S5、随后添加珍珠岩及硅藻土、稻壳炭进入反应釜，搅拌30min后即完成基质混配。
作为本发明的进一步方案，所述茄果类蔬菜茎蔓为西红柿、黄瓜和西葫芦中的一种或几种或其他种类的茄果类蔬菜茎蔓。
作为本发明的进一步方案，所述拮抗菌剂比例为枯草芽孢杆菌40重量份，哈茨木霉菌30-40重量份，链霉菌20-30重量份。
作为本发明的进一步方案，所述基质内加入营养液或掺混缓释肥料颗粒。
作为本发明的进一步方案，包括基质层，所述基质层的上端固定安装有固定层，所述基质层的下端固定安装有过滤层，所述过滤层的下端固定安装有蓄水层，所述蓄水层的下端固定安装有排水层，所述排水层的下端固定安装有防渗层，所述防渗层的下端固定安装有隔根层，所述隔根层的下端固定安装有建筑屋顶。
作为本发明的进一步方案，所述固定层采用牵引绳作固定，所述固定层为尼龙材质，所述固定层的网径控制在10-20目。
作为本发明的进一步方案，所述过滤层的主要材料为轻质PVC材质和聚氯酯，所述过滤层密布有直径小于1mm的空隙，所述过滤层的导水结构为棉质线条或麻、尼龙等材料。
作为本发明的进一步方案，所述蓄水层的厚度为基质层厚度的30％以上，所述蓄水层以硅藻土、保水颗粒、珍珠岩混配的填充材料作为蓄水结构，所述防渗层与隔根层均选用橡胶板材替代现有砖结构，所述防渗层与隔根层可根据实际情况重叠多层铺设。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明采用腐熟茄果类蔬菜废弃物为主要原料，替代了传统不可再生原料，其特点为木质纤维素含量较高，易形成疏松孔隙，耐磨损，容重小，价格低廉，适用于屋顶绿化的特定使用场景，既填补了原有研究的空白，又在一定程度上解决了蔬菜废弃物的处理问题；
2、本发明在排水层下设置蓄水层，调整传统排布结构，具有良好的排水蓄水能力，可有效减少雨水对屋顶的冲刷，同时可以存储部分水分供应植物需求，通过蓄水层与排水层的共同作用，在保蓄部分水分充足的前提下，将多余的水分排除，避免水分过多造成的植被根部腐烂，减少种植层的绿植由于旱涝问题造成的死亡，有效提高种植层绿植存活率，提高绿化覆盖率，减轻热岛效应，改善生态环境，节约能源和净化空气；
3、本发明的基质内可以加入营养液或掺混缓释肥料颗粒，用来满足植物生长时所需的N、P、K等需求，并且还可以根据植物生长情况在条件允许的情况下进行补充，为植物的生长提供适宜的环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1-固定层、2-基质层、3-过滤层、4-蓄水层、5-排水层、6-防渗层、7-隔根层、8-建筑屋顶。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方，采用高木质纤维素含量的茄果类蔬菜茎蔓为发酵材料，通过腐熟发酵、混合复配、高温高压灭菌等步骤，制备出适用于屋顶绿化的专用基质；所述基质的配比为腐熟原料：硅藻土：稻壳炭＝4：3：1.25；
具体的制备工艺包括以下步骤：
S1、选择通风、向阳、地势平坦的空地，将茄果类蔬菜茎蔓等部分，粉碎至5cm以下，通过添加大田作物秸秆将其含水率降低至60％，添加草木灰调节pH至6.5-7.5，通过添加菇渣、木糖醇渣调节碳氮比至25-30；
S2、制堆时分层制堆，均匀加入针对木质纤维素效果较好的专用发酵菌剂，堆制规格为底部宽2.5米，高1.5米，长度随物料量调整，在堆体温度应保持在55℃以上7d,当温度下降至40℃以下并保持5d后，添加拮抗菌剂；
S3、随后观察堆体温度降低至室温时认为高温发酵期结束，自当天起陈化60d以上，完成整个发酵过程；
S4、将上述腐熟原料与珍珠岩、硅藻土、稻壳炭按照添加比例加入到恒温40℃的搅拌反应釜中，搅拌3h以上，堆制3d以上，使两类物料混合均匀，同时完成菌类转移；
S5、随后添加珍珠岩及硅藻土、稻壳炭进入反应釜，搅拌30min后即完成基质混配。
本实施例中，选择蔬菜中最适宜制备栽培材料的茄果类蔬菜废弃物茎蔓材料来作为基质的主材料，利用其木质纤维素含量高的特点，制备孔隙度高、耐用性强、廉价可再生的新型轻质栽培材料，可有效消纳蔬菜废弃物，有利于资源的合理配置，循环再利用，降低环境负荷，环保效果好，最后采用高温高压蒸汽处理基料，可以避免生长虫害、杂草及病菌等对屋面环境造成二次污染影响。
实施例2：
一种如权利要求1所述的一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质，包括基质层2，基质层2的上端固定安装有固定层1，基质层2的下端固定安装有过滤层3，过滤层3的下端固定安装有蓄水层4，蓄水层4的下端固定安装有排水层5，排水层5的下端固定安装有防渗层6，防渗层6的下端固定安装有隔根层7，隔根层7的下端固定安装有建筑屋顶8；固定层1采用牵引绳作固定，固定层1为尼龙材质，固定层1的网径控制在10-20目；过滤层3的主要材料为轻质PVC材质和聚氯酯，过滤层3密布有直径小于1mm的空隙，过滤层3的导水结构为棉质线条或麻、尼龙等材料，蓄水层4的厚度为基质层2厚度的30％以上，蓄水层4以硅藻土、保水颗粒、珍珠岩混配的填充材料作为蓄水结构，防渗层6与隔根层7均选用橡胶板材替代现有砖结构，防渗层6与隔根层7可根据实际情况重叠多层铺设。
本实施例中，牵引绳可通过固定牢固固定在基质层2的表层及根系间，从而防止基质层2受风吹裹挟、降雨冲刷而产生的移位、流失现象发生，过滤层3密布直径小于1mm的空隙可以有效使水能够透过过滤层4的同时上层填料不会透过，起到阻隔作用，过滤层3的导水结构通过材料的毛细作用起到补水作用，将蓄水层4内水分吸收至基质层2中以供种植的植物的根系吸收，以硅藻土、保水颗粒、珍珠岩混配的填充材料作为蓄水结构的蓄水层4，可在干旱时提供根系生长所需的水分，也可通过过滤层3的导水结构补充水分，渗漏层6可以防止多余水分渗漏，保护建筑面，而隔根层7可以阻隔根系向下生长，保护建筑面。
具体的，基质内加入营养液或掺混缓释肥料颗粒。
通过采用上述技术方案，可以满足植物生长时所需的N、P、K等需求，还可以根据植物生长情况在条件允许的情况下进行补充。
本发明的工作原理：本发明采用腐熟茄果类蔬菜废弃物为主要原料，替代了传统不可再生原料，由于木质纤维素含量较高，所以容易形成疏松孔隙，耐磨损，容重小，价格低廉，可以适用于屋顶绿化的特定使用场景，既填补了原有研究的空白，又在一定程度上解决了蔬菜废弃物的处理问题，铺设固定层1，并采用牵引绳作固定，防止轻质填料受风吹裹挟、降雨冲刷而产生的移位、流失现象，在基质中添加了硅藻土、并设计由硅藻土、陶粒、珍珠岩及保水材料混配制成的蓄水层4，通过过滤层3中的导水结构实现水分存蓄，补充，增强其实用性，拓宽使用场景。
本发明的安装方法：
A1、首先根据实际情况将隔根层7与防渗层6重叠多层铺设，调节厚度；
A2、然后在防渗层6的上端安装排水层5，将排水层5分散至四周模块；
A3、接着安装蓄水层4，要保证蓄水层4的厚度为基质层2厚度的30％以上；
A4、然后安装过滤层3，过滤层3中的导水结构可以选择棉质线条或麻、尼龙等材料；
A5、然后填充基质层2，铺设厚度在300-500mm；
A6、最后安装固定层1种上植物，将固定层1的四边固定在结构边缘，并在水平间隔1m±0.5m处设置牵引绳，牵引绳可通过固定牢固固定在基质层2的表层及种植的植物的根系间。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方，其特征在于：采用高木质纤维素含量的茄果类蔬菜茎蔓为发酵材料，通过腐熟发酵、混合复配、高温高压灭菌等步骤，制备出适用于屋顶绿化的专用基质；所述基质的配比为腐熟原料：硅藻土：稻壳炭＝4：3：1.25。
2.根据权利要求1所述的一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方，其特征在于：具体的制备工艺包括以下步骤：
S1、选择通风、向阳、地势平坦的空地，将茄果类蔬菜茎蔓等部分，粉碎至5cm以下，通过添加大田作物秸秆将其含水率降低至60％，添加草木灰调节pH至6.5-7.5，通过添加菇渣、木糖醇渣调节碳氮比至25-30；
S2、制堆时分层制堆，均匀加入针对木质纤维素效果较好的专用发酵菌剂，堆制规格为底部宽2.5米，高1.5米，长度随物料量调整，在堆体温度应保持在55℃以上7d,当温度下降至40℃以下并保持5d后，添加拮抗菌剂；
S3、随后观察堆体温度降低至室温时认为高温发酵期结束，自当天起陈化60d以上，完成整个发酵过程；
S4、将上述腐熟原料与珍珠岩、硅藻土、稻壳炭按照添加比例加入到恒温40℃的搅拌反应釜中，搅拌3h以上，堆制3d以上，使两类物料混合均匀，同时完成菌类转移；
S5、随后添加珍珠岩及硅藻土、稻壳炭进入反应釜，搅拌30min后即完成基质混配。
3.根据权利要求1所述的一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方，其特征在于：所述茄果类蔬菜茎蔓为西红柿、黄瓜和西葫芦中的一种或几种或其他种类的茄果类蔬菜茎蔓。
4.根据权利要求2所述的一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方，其特征在于：所述拮抗菌剂比例为枯草芽孢杆菌40重量份，哈茨木霉菌30-40重量份，链霉菌20-30重量份。
5.根据权利要求1所述的一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方，其特征在于：所述基质内加入营养液或掺混缓释肥料颗粒。
6.一种如权利要求1所述的一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质，包括基质层(2)，其特征在于：所述基质层(2)的上端固定安装有固定层(1)，所述基质层(2)的下端固定安装有过滤层(3)，所述过滤层(3)的下端固定安装有蓄水层(4)，所述蓄水层(4)的下端固定安装有排水层(5)，所述排水层(5)的下端固定安装有防渗层(6)，所述防渗层(6)的下端固定安装有隔根层(7)，所述隔根层(7)的下端固定安装有建筑屋顶(8)。
7.根据权利要求6所述的一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质，其特征在于：所述固定层(1)采用牵引绳作固定，所述固定层(1)为尼龙材质，所述固定层(1)的网径控制在10-20目。
8.根据权利要求1所述的一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质，其特征在于：所述过滤层(3)的主要材料为轻质PVC材质和聚氯酯，所述过滤层(3)密布有直径小于1mm的空隙，所述过滤层(3)的导水结构为棉质线条或麻、尼龙等材料。
9.根据权利要求1所述的一种作物秸秆制备的轻型耐践踏屋顶基质配方，其特征在于：所述蓄水层(4)的厚度为基质层(2)厚度的30％以上，所述蓄水层(4)以硅藻土、保水颗粒、珍珠岩混配的填充材料作为蓄水结构，所述防渗层(6)与隔根层(7)均选用橡胶板材替代现有砖结构，所述防渗层(6)与隔根层(7)可根据实际情况重叠多层铺设。
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