CN113303203A - 一种矿物生物炭瓜菜栽培基质及其加工方法 - Google Patents

一种矿物生物炭瓜菜栽培基质及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于瓜菜栽培基质的技术领域，本发明提供了一种矿物生物炭瓜菜栽培基质及其加工方法。本发明是以农业废弃物牛粪、菌渣、玉米秸秆为有机物料，以戈壁砂石和工业废弃物矿物生物炭为无机物料，按照特定方法制备而成的设施瓜菜栽培基质。既降低了生产成本，又改良了传统基质的理化性状，促进了作物的生长发育，在设施瓜菜品质提升方面效果显著。

Description

一种矿物生物炭瓜菜栽培基质及其加工方法
技术领域
本发明涉及瓜菜栽培基质的技术领域，尤其涉及一种矿物生物炭瓜菜栽培基质及其加工方法。
背景技术
无土栽培是由传统农业向现代化农业转化的新型栽培方式之一，是近年来在农业发展中应用最快的高新技术，以其高产、优质和能克服土传病害和连作障碍而在世界范围内得以迅速发展。基质栽培相对于水培具有性质稳定、设备简单、投资少、管理容易等优点，因此，近几年中国基质栽培有了很大的发展，而今后一段时间内无土栽培形式也将呈现以基质栽培为主，多种栽培形式并存的发展格局。因此，开发性能稳定、大规模商品化生产的基质势在必行。
目前，生产上多以草炭土、珍珠岩、蛭石按一定比例配制而成的育苗基质或栽培基质，虽理化性状稳定，但成本较高，且草炭属于不可再生资源，过渡开采还会造成一系列生态环境问题。针对我国现有经济和科技发展水平，有机基质栽培应遵循因地制宜和就地取材的原则。目前生产上也有以发酵的畜禽粪便、菌渣、作物秸秆等农业废弃物为原料按照一定比例配制而成栽培基质，但多数存在物料配比不合理、保水保肥性差、后期易板结等缺点。
矿物生物炭具有比表面积大，吸附能力强，孔隙结构丰富等特性，对水分与养分有固持作用。在农业无土栽培中将有广阔的应用前景，矿物生物炭的添加有助于提升基质的通气性，且显著提升了C/N和速效钾含量。因此，矿物生物炭的使用逐渐由土壤改良剂向基质添加剂过渡。开发一种矿物生物炭瓜菜栽培基质对作物的无土栽培具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术中存在的上述不足，提供一种能降低生产成本、促进作物生长发育、提升瓜菜品质的矿物生物炭瓜菜栽培基质及其加工方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种矿物生物炭瓜菜栽培基质，其制备原料包含如下组分：玉米秸秆、菌渣、牛粪、砂石、矿物生物炭。
优选的，所述菌渣为双孢菇栽培废弃料。
优选的，所述玉米秸秆的粒径为5～10mm，所述菌渣的粒径为1～5mm，所述牛粪的粒径为1～5mm，所述砂石的粒径≤3mm，所述砂石的含土率≤1％，所述矿物生物炭的粒径为5～10mm。
本发明还提供了一种矿物生物炭瓜菜栽培基质的加工方法，包含如下步骤：
将玉米秸秆、菌渣、牛粪混合，得到混合有机物料；
在所得混合有机物料中接入EM发酵菌剂进行堆放发酵，得到发酵有机物料；
将发酵有机物料与砂石、矿物生物炭混合，得到矿物生物炭瓜菜栽培基质。
优选的，所述玉米秸秆、菌渣、牛粪的体积比为1～2:5～6:2～3。
优选的，所述EM发酵菌的用量为混合有机物料总体积的1～2％。
优选的，所述堆放发酵过程中，混合物料的含水率为50～60％。
优选的，所述堆放发酵过程中，发酵堆放高度为1～2m，宽度为1.3～1.7m，发酵堆的总体积≥1.5m3。
优选的，所述堆放发酵过程中，当发酵温度达到60～70℃后，发酵6～7天，再经倒翻将外层物料堆入内层，内层物料在外层覆盖继续发酵，当发酵温度达到55～60℃后，发酵4～5天。
优选的，所述发酵有机物料与砂石、矿物生物炭的体积比为13～15:4～6:1～2。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明以农业废弃物牛粪、菌渣、玉米秸秆为有机物料，以戈壁砂石和工业废弃物矿物生物炭为无机物料，按照特定方法制备而成的设施瓜菜栽培基质。既降低了生产成本，又改良了传统基质的理化性状，促进了作物的生长发育，在设施瓜菜品质提升方面效果显著。
具体实施方式
本发明提供了一种矿物生物炭瓜菜栽培基质，其制备原料包含如下组分：玉米秸秆、菌渣、牛粪、砂石、矿物生物炭。
在本发明中，所述菌渣优选为双孢菇栽培废弃料。
在本发明中，所述玉米秸秆的粒径优选为5～10mm，进一步优选为7mm，所述菌渣的粒径优选为1～5mm，进一步优选为2.5mm，所述牛粪的粒径优选为1～5mm，进一步优选为3mm，所述砂石的粒径优选为≤3mm，进一步优选为≤2.5mm，所述砂石的含土率优选为≤1％，进一步优选为≤0.8％，所述矿物生物炭的粒径优选为5～10mm，进一步优选为7.5mm。
本发明还提供了一种矿物生物炭瓜菜栽培基质的加工方法，包含如下步骤：
将玉米秸秆、菌渣、牛粪混合，得到混合有机物料；
在所得混合有机物料中接入EM发酵菌剂进行堆放发酵，得到发酵有机物料；
将发酵有机物料与砂石、矿物生物炭混合，得到矿物生物炭瓜菜栽培基质。
在本发明中，所述玉米秸秆、菌渣、牛粪的体积比优选为1～2:5～6:2～3，进一步优选为1:4:2。
在本发明中，所述EM发酵菌的用量优选为混合有机物料总体积的1～2％，进一步优选为混合有机物料总体积的1.5％。
在本发明中，所述堆放发酵过程中，混合物料的含水率优选为50～60％，进一步优选为57％。
在本发明中，所述堆放发酵过程中，发酵堆放高度优选为1～2m，进一步优选为1.6m，宽度优选为1.3～1.7m，进一步优选为1.5m，发酵堆的总体积优选≥1.5m3，进一步优选为≥1.7m3。
在本发明中，所述堆放发酵过程中，优选当发酵温度达到60～70℃后，发酵6～7天，再经倒翻将外层物料堆入内层，内层物料在外层覆盖继续发酵，当发酵温度达到55～60℃后，发酵4～5天，进一步优选为当发酵温度达到65℃后，发酵6天，再经倒翻将外层物料堆入内层，内层物料在外层覆盖继续发酵，当发酵温度达到57℃后，发酵5天。
在本发明中，所述发酵有机物料与砂石、矿物生物炭的体积比优选为13～15:4～6:1～2，进一步优选为14:5:1。
在本发明中，所述砂石优选戈壁砂石，所述矿物生物炭优选来自工业废弃物。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明各实施例中所述菌渣均为双孢菇蘑菇栽培废弃料，所述矿物生物炭均由窑街煤电集团甘肃金能工贸有限责任公司生产，矿物生物炭标准：600℃，5～10mm。
实施例1
将玉米秸秆自然风干后粉碎，粒径为5mm，菌渣粒径为1mm，牛粪自然风干后碾碎，粒径为1mm，砂石为粒径为3mm的细砂，使用前用水冲洗，使之含土率为1％，矿物生物炭的粒径为5mm。
将上述玉米秸秆、菌渣、牛粪按1:5:2的体积比充分混合，得混合有机物料，再按混合有机物料总体积的1％接入EM发酵菌剂拌匀，然后喷水使混合物料含水率为50％，进行堆放发酵。发酵物料堆放选择向阳、地势较高，避开风口的地方。发酵堆高度为1m，宽度为1.3m，长度不限。发酵堆的总体积为1.5m3。物料堆发酵温度达到60℃后，持续发酵6天，再经倒翻将外层物料堆入内层，内层物料在外层覆盖继续发酵，在温度达到55℃后，持续发酵4天，得发酵有机物料。
将上述发酵有机物料与砂石、矿物生物炭按13:4:1的体积比充分混合，作为设施瓜菜栽培基质备用。
实施例2
将玉米秸秆自然风干后粉碎，粒径为7mm，菌渣粒径为2.5mm，牛粪自然风干后碾碎，粒径为3mm，砂石为粒径为2.5mm的细砂，使用前用水冲洗，使之含土率为0.8％，矿物生物炭的粒径为7.5mm。
将上述玉米秸秆、菌渣、牛粪按1:4:2的体积比充分混合，得混合有机物料，再按混合有机物料总体积的1.5％接入EM发酵菌剂拌匀，然后喷水使混合物料含水率为57％，进行堆放发酵。发酵物料堆放选择向阳、地势较高，避开风口的地方。发酵堆高度为1.6m，宽度为1.5m，长度不限。发酵堆的总体积为1.7m3。物料堆发酵温度达到65℃后，持续发酵6天，再经倒翻将外层物料堆入内层，内层物料在外层覆盖继续发酵，在温度达到57℃后，持续发酵5天，得发酵有机物料。
将上述发酵有机物料与砂石、矿物生物炭按14:5:1的体积比充分混合，作为设施瓜菜栽培基质备用。
实施例3
将玉米秸秆自然风干后粉碎，粒径为10mm，菌渣粒径为5mm，牛粪自然风干后碾碎，粒径为5mm，砂石为粒径为3mm的细砂，使用前用水冲洗，使之含土率为1％，矿物生物炭的粒径为10mm。
将上述玉米秸秆、菌渣、牛粪按2:6:3的体积比充分混合，得混合有机物料，再按混合有机物料总体积的2％接入EM发酵菌剂拌匀，然后喷水使混合物料含水率为60％，进行堆放发酵。发酵物料堆放选择向阳、地势较高，避开风口的地方。发酵堆高度为2m，宽度为1.7m，长度不限。发酵堆的总体积为1.7m3。物料堆发酵温度达到70℃后，持续发酵7天，再经倒翻将外层物料堆入内层，内层物料在外层覆盖继续发酵，在温度达到60℃后，持续发酵5天，得发酵有机物料。
将上述发酵有机物料与砂石、矿物生物炭按15:6:2的体积比充分混合，作为设施瓜菜栽培基质备用。
实验例1
以西瓜为种植作物，将本发明实施例2所得基质与常规基质(秸秆:菇渣:牛粪:炉渣＝4:2:1:3)进行对比，结果如下表：
表1生物炭基质配方物理性状
Figure BDA0003089589310000051
由表1可知，与常规基质相比，本发明实施例2基质的容重降低18％，总孔隙度提高6.4％，有机质含量提高27％，速效氮、磷、钾含量分别提高40％、9％和19％，有效改善了基质的理化性状。
表2生物炭基质配方含水量(％)
Figure BDA0003089589310000061
由表2可知，与常规基质相比，本发明实施例2基质日平均基质含水量提高2.6％，有效提高了基质的保水性能。
表3生物炭基质配方西瓜根系鲜重(g)
Figure BDA0003089589310000062
由表3可知，与常规基质相比，本发明实施例2基质可使西瓜根系鲜重提高13％，根冠增加45％，有效促进了西瓜的根系发育。
表4生物炭基质配方西瓜品质
Figure BDA0003089589310000063
由表4可知，与常规基质相比，本发明实施例2基质可有效提高西瓜中的可溶性固形物含量、可溶性糖含量、Vc含量和糖酸比，改善了西瓜品质。
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。

Claims (10)

1.一种矿物生物炭瓜菜栽培基质，其特征在于，其制备原料包含如下组分：玉米秸秆、菌渣、牛粪、砂石、矿物生物炭。
2.根据权利要求1所述的一种矿物生物炭瓜菜栽培基质，其特征在于，所述菌渣为双孢菇栽培废弃料。
3.根据权利要求1所述的一种矿物生物炭瓜菜栽培基质，其特征在于，所述玉米秸秆的粒径为5～10mm，所述菌渣的粒径为1～5mm，所述牛粪的粒径为1～5mm，所述砂石的粒径≤3mm，所述砂石的含土率≤1％，所述矿物生物炭的粒径为5～10mm。
4.权利要求1～3任意一项所述的矿物生物炭瓜菜栽培基质的加工方法，其特征在于，包含如下步骤：
将玉米秸秆、菌渣、牛粪混合，得到混合有机物料；
在所得混合有机物料中接入EM发酵菌剂进行堆放发酵，得到发酵有机物料；
将发酵有机物料与砂石、矿物生物炭混合，得到矿物生物炭瓜菜栽培基质。
5.根据权利要求4所述的矿物生物炭瓜菜栽培基质的加工方法，其特征在于，所述玉米秸秆、菌渣、牛粪的体积比为1～2:5～6:2～3。
6.根据权利要求5所述的矿物生物炭瓜菜栽培基质的加工方法，其特征在于，所述EM发酵菌的用量为混合有机物料总体积的1～2％。
7.根据权利要求6所述的矿物生物炭瓜菜栽培基质的加工方法，其特征在于，所述堆放发酵过程中，混合物料的含水率为50～60％。
8.根据权利要求7所述的矿物生物炭瓜菜栽培基质的加工方法，其特征在于，所述堆放发酵过程中，发酵堆放高度为1～2m，宽度为1.3～1.7m，发酵堆的总体积≥1.5m3。
9.根据权利要求8所述的矿物生物炭瓜菜栽培基质的加工方法，其特征在于，所述堆放发酵过程中，当发酵温度达到60～70℃后，发酵6～7天，再经倒翻将外层物料堆入内层，内层物料在外层覆盖继续发酵，当发酵温度达到55～60℃后，发酵4～5天。
10.根据权利要求4～9任意一项所述的矿物生物炭瓜菜栽培基质的加工方法，其特征在于，所述发酵有机物料与砂石、矿物生物炭的体积比为13～15:4～6:1～2。
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