CN114946597A - 一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法。属于植物育苗基质生产技术领域，本发明以粉碎的稻壳和农作物秸秆、脱水畜禽养殖废弃物、食用菌菌渣、中药渣料等为主要原料，并添加夹竹桃鲜叶浸提液、生物炭和废弃凹土混合物料为辅料，用气流膜的方式进行好氧发酵，能抑制脲酶和蔗糖酶的活性；再根据水稻、蔬菜、花卉育苗对象的不同，将腐熟后的物料过筛后与草炭土、蛭石和珍珠岩按比例混合均匀，包装成植物育苗基质。本发明利用农业废弃物、来源广泛、价格低廉，生产成植物育苗基质，不仅避免了原料对环境的污染，实现变废为宝的同时减排温室气体；该基质育成的苗壮、叶绿、白根多、根系发达，抗逆性强。
Description
技术领域
本发明属于植物育苗基质生产技术领域,尤其涉及一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法。
背景技术
以往在发酵农业废弃物生产植物育苗基质时，往往忽视了减排温室气体的技术开发。发酵物料生产基质过程中，排放的温室气体主要有二氧化碳、氧化亚氮、氨气等。生物炭具有多孔结构、比表面积大，对氨气等有良好的吸附作用，降低铵态氮累积淋出量；中国发明专利202110462437.7公开了一种尾菜源农业废弃物好氧发酵产物研制的育苗基质及其应用，其针对以往不能解决堆肥场臭气问题、堆肥效率较低，而气流膜发酵技术，克服了上述传统堆肥工艺的缺点，具有堆肥成本低、堆肥场无臭气、场地需求较小等优点，并且气流膜发酵过程中，利用滤气膜将堆体覆盖，有效地减少发酵过程中氨氮的挥发。在此基础上，有必要研发减排温室气体的植物育苗基质生产方法，实现变废为宝的同时助力碳中和。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对秸秆、畜禽养殖废弃物、菌渣、中药渣等废弃物基质化利用过程中，排放温室气体、不符合“双碳”要求的问题，提供了一种以其为主要原料，夹竹桃叶片浸提液与生物炭、废弃凹土的混合物为辅料，进行气流膜共发酵制成植物育苗基质的方法。
技术方案：本发明所述的一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法，具体操作步骤如下：
步骤(1)、预备物的制备：将稻麦、蔬菜等农作物秸秆粉碎成0.8-1.2cm左右长度，其优选的是1cm左右长度；将稻壳直接粉碎，待用；
步骤(2)、预备物的制备：将畜禽养殖废弃物进行脱水后待用；
步骤(3)、食用菌菌渣的准备：将食用菌厂取回的食用菌棒拆除塑料外包装后堆置进行好氧、厌氧或好氧与厌氧间隙处理，制得食用菌菌渣；
步骤(4)、中药渣料的准备：将中药渣堆置进行好氧、厌氧或好氧与厌氧间隙处理，制得中药渣料；
步骤(5)、主要原料的C、N含量测定并进行原料的混合：将粉碎的稻麦及蔬菜农作物秸秆、稻壳、脱水后的畜禽养殖废弃物、食用菌菌渣、中药渣料混合为原料混合物进行配置后混合，从而制得主料；
其中，(原料混合物按照C/N比范围为：22-30优选为：25左右)；
步骤(6)、辅料的配置：取夹竹桃鲜叶，洗净晾干后用粉碎机进行粉碎，加入一定温度的含有溶液的水浴锅中浸提一段时间后，再补充水并加入纤维素酶搅拌后继续浸提，然后将浸提液用四层纱布过滤制得滤液；
将滤液稀释10倍后，和一定比例的生物炭和废弃凹土混合成辅料；
其中，所述溶液(浸提液)优选为80％的乙醇溶液；
另外，在所得的滤渣中可以加入中药渣料一起进行发酵处理；
步骤(7)、好氧发酵：将主料和辅料按一定比例充分混合，调节水分为60％左右，砌成条垛状的堆体并覆盖戈尔膜，在条垛一侧放置风机，采用气流膜方式发酵，连接发酵过程中不翻堆，底部曝气，在堆腐3-4周后堆体开始降温，整个堆腐过程中堆温50-65℃的天数不少于20天；
步骤(8)、发酵结束后，将腐熟物料通过振动式筛选快速、有效的去除杂质，将过筛选后的物料再次粉碎，达到粉末状；
最后根据水稻、蔬菜、花卉育苗对象的不同，将其与草炭土、蛭石和珍珠岩的一种或几种按照不同比例混合均匀，最终包装成植物育苗基质。
作为更进一步的优选方案，在步骤(3)中，所述将食用菌棒堆置进行好氧、厌氧或好氧与厌氧间隙处理的时间为一至两周。
作为更进一步的优选方案，在步骤(4)中，所述将中药渣堆置进行好氧、厌氧或好氧与厌氧间隙处理的时间为一至两周
作为更进一步的优选方案，在步骤(5)中，优选的，按照C/N比为25∶1 进行配置后混合。
作为更进一步的优选方案，在步骤(6)中，取一定质量夹竹桃鲜叶清洗晾干粉碎至粒径小于60目，将粉末按料液比1:4的比例放入浸提液中，在50℃水浴锅中浸提30分钟后，再按照料液比1:10的比例补充水并加入4％用量的纤维素酶搅拌继续浸提60分钟，将浸提液用四层纱布过滤，滤液稀释10倍，加入生物炭、废弃凹土7∶3的混合物中搅拌均匀。
作为更进一步的优选方案，在步骤(7)中，在好氧发酵的混合物料中辅料所在质量比的范围为3-10％，即主料和辅料的质量比为：97-90％：3-10％；所述调节的初始含水量为：60％；
所述制作的堆体的长为：15m，宽为：4.5m、高为：1.8m；
所述发酵的时间为：45d。
作为更进一步的优选方案，在步骤(8)中，当育苗对象为水稻时，腐熟物料∶草炭土的质量比为7-8∶2-3；
当育苗对象为蔬菜时，腐熟物料∶草炭土∶蛭石∶珍珠岩的质量比为50-60∶ 8-12∶16-20∶16-20；
当育苗对象为花卉时，腐熟物料∶草炭土∶蛭石∶珍珠岩的质量比为40-50∶ 6-10∶18-22∶18-22。
有益效果：本发明与现有技术相比，本发明的特点是：本发明中食用菌的菌渣含有大量的微生物，无需添加商品发酵菌剂，节省成本；生物炭孔隙多，有利于微生物繁殖，其表面积大，对氨气等有良好的吸附作用，降低铵态氮累积淋出量。气流膜发酵技术，具有堆肥成本低、堆肥场无臭气、场地需求较小等优点，并且气流膜发酵过程中，利用滤气膜将堆体覆盖，有效地减少发酵过程中氨氮的挥发。在此基础上，将夹竹桃叶片(鲜叶)浸提液、废弃凹土与生物炭制备成发酵辅料，与主料共发酵后，能明显降低产生温室气体有关酶的活性，减少了温室气体的排放；本发明利用农业废弃物、来源广泛、价格低廉，生产成植物育苗基质，不仅避免了这些原料对环境的污染，实现变废为宝的同时减排温室气体，并且还可以创造出一定的经济、社会和生态效益。该基质育成的苗壮、叶绿、白根多、根系发达，抗逆性强。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面针对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明所述的一种以粉碎的稻壳和农作物秸秆、脱水畜禽养殖废弃物、废弃的食用菌菌渣、中药渣料等为主料，夹竹桃鲜叶浸提液、生物炭和废弃凹土的混合物为辅料，进行气流膜发酵生产植物育苗基质的方法，具体操作步骤如下：
(1)、预备物的制备：将稻麦、蔬菜等农作物秸秆粉碎成1cm左右长度，将稻壳直接粉碎；
(2)、预备物的制备：将畜禽养殖废弃物进行脱水后待用；
(3)、食用菌菌渣的准备：将食用菌厂取回的食用菌棒拆除塑料外包装后堆置进行好氧、厌氧或好氧与厌氧间隙处理，制得食用菌菌渣；
(4)、中药渣的准备：将中药渣堆置进行好氧、厌氧或好氧与厌氧间隙处理，制得中药渣料；
(5)、主要原料的C、N含量测定并进行原料的混合：将粉碎的稻壳和农作物秸秆、脱水畜禽养殖废弃物、食用菌菌渣、中药渣料混合为原料混合物，原料混合物按照C/N比为25左右进行配置后混合，从而制得主料；
(6)、辅料的配置：取夹竹桃鲜叶，洗净晾干后粉碎，加入一定温度的溶液浸提一段时间后，再加水稀释并加入纤维素酶搅拌后继续浸提，然后将浸提液用四层纱布过滤，从而制得滤液，
将制得的滤液稀释10倍，和一定比例的生物炭和废弃凹土混合成辅料，其中，所得滤渣加入中药渣一起发酵处理；
(7)、好氧发酵：将主料和辅料按一定比例充分混合，调节水分为60％左右，砌成条垛状的堆体并覆盖戈尔膜，在条垛一侧放置风机，采用气流膜方式发酵，连接发酵过程中不翻堆，底部曝气，在堆腐3-4周后堆体开始降温，整个堆腐过程中堆温50-65℃的天数不少于20天；
(8)、粉碎、过筛、配比和包装：发酵结束后，将腐熟物料通过振动式筛选快速、有效的去除杂质，将过筛选后的物料再次粉碎，达到粉末状，根据水稻、蔬菜、花卉育苗对象的不同，将其与草炭土、蛭石和珍珠岩的一种或几种按照不同比例混合均匀，包装成育苗基质。
实施例1：
一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法，包括以下步骤：
(1)、原料准备：将水稻秸秆粉碎成1cm长，将稻壳直接粉碎；取畜禽养殖厂的脱水牛粪、脱水猪粪；将食用菌厂取回的食用菌棒拆除塑料外包装后堆置进行好氧与厌氧间隙处理1周左右；将中药渣进行好氧与厌氧间隙处理1周左右；测定主要原料的C、N含量；
(2)、主料制备：按照各原料测定出的C和N含量，将水稻秸秆切断、粉碎的稻壳、脱水牛粪、脱水猪粪、菌渣、中药渣料进行充分混合，调节混合物C/N比为25；
(3)、辅料制备：取夹竹桃鲜叶冲洗干净、晾干后用粉碎机进行粉碎粒径小于60目，将粉末按料液比1:4的比例放入80％的乙醇溶液中，在50℃水浴锅中浸提 30分钟后，再按照料液比1:10的比例补充放入水并加入4％用量的纤维素酶搅拌继续浸提60分钟，将浸提液用四层纱布过滤，滤液稀释10倍，加入生物炭、废弃凹土7∶3的混合物中搅拌均匀；
(4)、气流膜好氧发酵：将主料和辅料按照95∶5的比例进行充分混合，调节初始含水量为60％，制作成长15m、宽4.5m、高1.8m的堆体，覆盖戈尔膜，打开曝气设备，堆体底部曝气进行好氧发酵，发酵时间45d；同时设置未加辅料的为对照，测定脲酶和蔗糖酶活性以及温室气体排放情况；具体如表1及2所述；
表1发酵过程中脲酶和蔗糖酶活性的变化
表2发酵过程中温室气体排放的变化
实施例2：
将腐熟物料粉碎过筛后与草炭按照8∶2的比例进行搅拌混匀，得到的水稻育秧基质的pH值为6.2，容重为0.22g/cm3，总孔隙度为72.3％，通气孔隙度为25.2％，持水孔隙度为47.2％，电导率(EC值)为1.88ms/cm，总腐殖酸15.2％，全氮含量 13.2g/kg，全磷14.8g/kg，全钾12.1g/kg，速效氮640mg/kg，速效磷830mg/kg，速效钾612mg/kg；可见该水稻育秧基质氮磷钾营养全面，孔隙度适宜，容重较轻。本发明育秧基质所育水稻秧苗素质试验，具体如下：供试水稻品种为南粳9308，分别进行市售育秧和本基质育秧，育秧22d后测定秧苗素质如表3所示，可见本基质所育水稻秧苗的素质要明显优于市售所育秧苗。
表3本基质育秧和市售基质育秧的水稻秧苗素质比较
实施例3：
将腐熟物料粉碎过筛后与草炭、蛭石、珍珠岩质量比按照56∶10∶17∶17 的比例进行搅拌混匀，得到的辣椒育苗基质的pH值为6.43，容重为0.27g/cm3，总孔隙度为84.3％，通气孔隙度为27.8％，电导率(EC值)为1.68ms/cm，有机质为342.73g/kg，总腐殖酸14.1％，全氮含量3.6g/kg，全磷12.6g/kg，全钾11.2g/kg，速效氮304mg/kg，速效磷752mg/kg，速效钾371mg/kg；可见该辣椒育苗基质氮磷钾营养全面，孔隙度适宜，容重较轻。本发明育苗基质所育辣椒苗素质试验，具体如下：供试辣椒品种名称为珍宝，分别进行市售基质和本基质育苗，测定苗素质如表4所示，可见本基质所育辣椒苗的素质要明显优于市售基质所育辣椒苗。
表4本基质和市售基质所育辣椒苗素质比较
实施例4：
将腐熟物料粉碎过筛后与草炭、蛭石、珍珠岩质量比按照50∶8∶21∶21的比例进行搅拌混匀，得到的三色堇育苗基质的pH值为6.32，容重为0.21g/cm3，总孔隙度为75.3％，通气孔隙度为28.2％，电导率(EC值)为1.92ms/cm，总腐殖酸13.2％，全氮含量12.9g/kg，全磷12.6g/kg，全钾11.0g/kg，速效氮622mg/kg，速效磷481mg/kg，速效钾386mg/kg；可见该三色堇育苗基质氮磷钾营养全面，孔隙度适宜，容重较轻。本发明育苗基质所育三色堇苗的素质试验，具体如下：供试三色堇品种为“微笑”，分别进行市售和本基质育苗，育秧3周后测定苗的素质如表5所示，可见本基质所育三色堇苗的素质要明显优于市售基质所育的苗。
表5本基质和市售基质所育三色堇苗素质的比较
以上仅是本发明的进一步实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案(只要是通过夹竹桃叶浸提液减排育苗基质生产中温室气体的)，均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法，其特征在于，其具体操作步骤如下：
步骤(1)、预备物的制备：将预备的稻麦及蔬菜农作物秸秆粉碎成0.8-1.2cm的长度，将预备的稻壳粉碎，待用；
步骤(2)、预备物的制备：将预备的畜禽养殖废弃物进行脱水后待用；
步骤(3)、食用菌菌渣的准备：将预备的食用菌棒拆除塑料外包装后堆置进行好氧、厌氧或好氧与厌氧间隙处理，制得食用菌菌渣；
步骤(4)、中药渣料的准备：将预备的中药渣堆置进行好氧、厌氧或好氧与厌氧间隙处理，制得中药渣料；
步骤(5)、原料C、N含量测定并进行原料的混合：将粉碎的稻麦及蔬菜农作物秸秆、稻壳、脱水后的畜禽养殖废弃物、食用菌菌渣及中药渣料作为原料混合物进行配置后混合，从而制得主料；
步骤(6)、辅料的配置：取夹竹桃鲜叶洗净晾干，用粉碎机进行粉碎后，将其与浸提液按比例置于50℃水浴锅中进行浸提后，加入水及纤维素酶进行搅拌后再行浸提，然后将浸提液用四层纱布过滤，从而制得滤液；
最后将制得的滤液稀释10倍，再加入生物炭和废弃凹土进行混合，最终制成辅料；
步骤(7)、好氧发酵：将制得的主料和辅料进行混合，调节其初始含水量，再砌成条垛状的堆体并覆盖戈尔膜，在其一侧放置风机，采用气流膜方式进行发酵，从而制得腐熟物料；
步骤(8)、发酵结束后，将制得的腐熟物料通过振动式筛选去除杂质，将过筛选后的物料再次粉碎至粉末状，
最后，再根据水稻、蔬菜、花卉育苗对象的不同，将其与草炭土、蛭石和珍珠岩的一种或几种按照不同比例混合均匀，包装成植物育苗基质。
2.根据权利要求1所述的一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法，其特征在于，
在步骤(3)中，所述将食用菌棒堆置进行好氧、厌氧或好氧与厌氧间隙处理的时间为一至两周。
3.根据权利要求1所述的一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法，其特征在于，
在步骤(4)中，所述将中药渣堆置进行好氧、厌氧或好氧与厌氧间隙处理的时间为一至两周。
4.根据权利要求1所述的一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法，其特征在于：
在步骤(5)中，所述原料混合物C/N比的范围为22-30。
5.根据权利要求1所述的一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法，其特征在于：
在步骤(6)中，所述夹竹桃鲜叶粉碎的粒径小于60目，所述浸提液是80％的乙醇溶液；所述粉碎后的夹竹桃鲜叶与浸提液的质量比为：1:4；
将其混合液置于50℃水浴锅中浸提的时间为：30分钟；
所述含有夹竹桃鲜叶的浸提液与后加入水的质量比为：1:10；
所述加入的纤维素酶用量为：4％用量；
所述加入水与纤维素酶后进行浸提的时间为：60分钟；
所述稀释了10倍的滤液与加入的含有生物炭及废弃凹土的混合物的质量比为：7：3。
6.根据权利要求1所述的一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法，其特征在于：
在步骤(7)中，所述主料和辅料的质量比为：97-90％：3-10％；
所述调节的初始含水量为：60％；
所述制作的堆体的长为：15m，宽为：4.5m、高为：1.8m；
所述发酵的时间为：45d。
7.根据权利要求1所述的一种减少温室气体排放的植物育苗基质生产方法，其特征在于：
在所述的步骤(8)中，当育苗对象为水稻时，腐熟物料：草炭土的质量比为7-8∶2-3；
当育苗对象为蔬菜时，腐熟物料∶草炭土∶蛭石∶珍珠岩的质量比为：50-60∶8-12∶16-20∶16-20；
当育苗对象为花卉时，腐熟物料∶草炭土∶蛭石∶珍珠岩的质量比为：40-50∶6-10∶18-22∶18-22。
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| GR01 | Patent grant | ||
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