CN115644023A - 一种无土栽培基质及其配制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无土栽培基质及其配制方法，属于无土栽培技术领域。该无土栽培基质由固体基质和液体基质组成，所述固体基质在底层，所述液体基质液面高于固体基质，所述固体基质由不同粒径的蛭石组成，所述液体基质按重量份数计，包括动物粪便8‑12份、秸秆5‑10份、海藻2‑4份、中药提取液5‑8份、明胶0.1‑0.5份、蚯蚓提取液2‑6份、磷酸二氢钾0.5‑1.5份和硼酸0.4‑0.8份。该无土栽培基质现用现配，可以根据不同植物的生理需求来调节液体基质的pH值，更好地适用于不同植物，原料易得，营养全面丰富，可循环使用，制备方法简单，易于推广。
Description
技术领域
本发明涉及无土栽培技术领域，特别是涉及一种无土栽培基质及其配制方法。
背景技术
无土栽培是一种新型的作物栽培技术。作物不是栽培在土壤中，而是种植在溶有矿物质的水溶液(液体基质)里；或在某种栽培基质中，用液体基质进行作物栽培。只要有一定的栽培设备和有一定的管理措施，作物就能正常生长，并获得高产，由于不使用天然土壤，而用液体基质浇灌来栽培作物，故被称为无土栽培。
无土栽培能够有效解决土壤重金属污染、次生盐渍化、营养物质流失、生产工作繁重等传统土壤栽培中的问题，并且可以科学地供应植物所需养分，不需要中耕、翻地、锄草等作业，省力省工，浇水追肥同时解决，并由供液系统定时定量供给，管理方便，不会造成浪费，大大减轻了劳动强度，脱离了土壤环境，不受土质、水利条件的限制，节约土地、水、肥、农药等资源，提高植物的产量及质量。由此可见，无土栽培脱离了土壤的限制，极大地扩展了农业生产的空间，使得作物可在不毛之地上进行生产，发展前景非常广泛。
目前，应用最广泛的栽培基质是以泥炭、岩棉、蛭石、珍珠岩、菇渣、锯木屑、芦苇末、细沙、煤渣、秸秆粉等为主要原料，用一种或者几种原料的混合物配制而成。例如，中国专利CN 106305396 A公开了一种三七无土栽培基质，该基质包括体积比为4：2：1：1：1的泥炭、甘蔗渣、珍珠岩、蛭石、菇渣和椰糠，但是泥炭基质普遍营养单一，还存在物理性质不稳定，吸水性差，在使用过程中容易塌陷等缺陷；中国专利CN 107892607 A公开了一种花卉无土栽培基质，该基质由木薯渣、风化煤、油菜枯饼、木屑、蛭石、草木灰及珍珠岩组成，但是仍存在营养成分不全面、保水保肥性差等问题。除此之外，栽培基质可以重复使用，被循环使用后栽培基质的内部环境指标已不再适合作物的生长，因此需要对栽培基质经过消毒等一系列措施才可以继续利用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种无土栽培基质及其配制方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提出了一种无土栽培基质，由固体基质和液体基质组成，所述固体基质在底层，所述液体基质高于固体基质。
进一步地，所述液体基质高于固体基质2-3cm。
进一步地，所述固体基质由不同粒径的蛭石组成。
更进一步地，所述蛭石的粒径为20-325目。
进一步地，所述液体基质按重量份数计，包括以下原料：动物粪便8-12份、秸秆5-10份、海藻2-4份、中药提取液5-8份、明胶0.1-0.5份、蚯蚓提取液2-6份、磷酸二氢钾0.5-1.5份和硼酸0.4-0.8份。
进一步地，所述蚯蚓提取液中含有角度低分子量有机物，如糖类、氨基酸、苷类和糖蛋白等，这些养分在基质中能为作物的生长提供营养。
进一步地，所述中药提取液包括苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液，所述苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液的质量比为1:1:2。
更进一步地，所述苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液均采用水提的方法进行提取。
本发明还提出了一种上述的无土栽培基质的配制方法，包括以下步骤：
(1)固体基质的制备：将不同粒径的蛭石混合均匀，得到固体基质；
(2)液体基质的制备：按重量份数称取所述原料，将动物粪便、秸秆和海藻混合均匀，加入蚯蚓提取液，密封发酵，取发酵液与中药提取液、明胶、磷酸二氢钾和硼酸混合，得到所述液体基质；
(3)无土栽培基质的制备：在栽培槽底部铺设塑料薄膜，填装步骤(1)制备的固体基质，再取步骤(2)制备的液体基质加入栽培槽，使液体基质高于固体基质，得到所述无土栽培基质。
进一步地，步骤(1)中，原料体系与水的料液比为2g：(3-5)mL，造粒后直径为0.5cm-1.5cm。
进一步地，步骤(1)中，烘干的温度为50℃，时间为45min。
进一步地，密封发酵的温度为35℃-39℃，时间为10-12天。
进一步地，固体基质在栽培槽中装填的高度为14-20cm。
进一步地，所述无土栽培基质现用现配，当固体基质顶部没有液体基质时，静置6-10天后继续施加液体基质，使液体基质高于固体基质2-3cm。
进一步地，栽培过程中可以根据不同植物的生理需求来调节液体基质的pH值，更好地满足于不同的植物。
本发明公开了以下技术效果：
(1)本发明的无土栽培基质由固体基质和液体基质两部分组成，使用时现用现制，制备方法简单，种植的作物收获后无需再对基质进行消毒等一系列操作，只需不再加入液体基质，固体基质自然晾干，即可用于下一轮植物的种植，并且各基质的原料安全无毒，具有可重复利用、绿色无污染的优点。
(2)无土栽培基质中的固体基质由不同粒径大小的蛭石组成，使基质既有持水性又有透气性，质地疏松的同时还能有效固定植物根系，另外，蛭石可以有效吸附液体基质，具有缓释功效，并具有较好的机械强度，增加固体基质使用期限，蛭石属于生物基质，安全环保，有利于植物健康生长，满足农业绿色发展要求。
(3)无土栽培基质所用到的液体基质中含有丰富的植物生长所需的有机物、微量元素等营养物质，有效促进植物生长发育，多种中草药提取液共同作用于植物发挥杀菌作用，提高植物的抗病能力，同时明胶可以在液体基质表面形成保护膜减少病毒物质进入基质中，减少病毒对根系的危害。
(4)本发明的无土栽培基质原料易得，营养全面丰富，可循环使用，制备方法简单，易于推广。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
在本发明实施例中，所述“份”若无特殊说明均为重量份数。
本发明实施例提出了一种无土栽培基质，由固体基质和液体基质组成，所述固体基质在底层，所述液体基质高于固体基质。
在本发明实施例中，所述液体基质高于固体基质2-3cm。
在本发明实施例中，所述固体基质由不同粒径的蛭石组成。
在本发明实施例中，所述蛭石的粒径为20-325目。
在本发明实施例中，所述液体基质按重量份数计，包括以下原料：动物粪便8-12份、秸秆5-10份、海藻2-4份、中药提取液5-8份、明胶0.1-0.5份、蚯蚓提取液2-6份、磷酸二氢钾0.5-1.5份和硼酸0.4-0.8份。
在本发明实施例中，所述蚯蚓提取液(购买自浙江钓霸生物科技有限公司)中含有角度低分子量有机物，如糖类、氨基酸、苷类和糖蛋白等，这些养分在基质中能为作物的生长提供营养。
在本发明实施例中，所述中药提取液包括苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液，所述苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液的质量比为1:1:2。
在本发明实施例中，所述苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液均采用水提的方法进行提取。
在本发明实施例中，所述苦楝叶提取液的制备方法为：将苦楝叶粉碎至100目，与水按照料液比1g：20mL混合，在45℃下提取45min；所述梧桐叶提取液和银杏叶提取液的制备方法与苦楝叶提取液的制备方法相同。
本发明实施例还提出了一种上述的无土栽培基质的配制方法，包括以下步骤：
(1)固体基质的制备：将不同粒径的蛭石混合均匀，得到固体基质；
(2)液体基质的制备：按重量份数称取所述原料，将动物粪便、秸秆和海藻混合均匀，加入蚯蚓提取液，密封发酵，取发酵液与中药提取液、明胶、磷酸二氢钾和硼酸混合，得到所述液体基质；
(3)无土栽培基质的制备：在栽培槽底部铺设聚乙烯塑料薄膜，填装步骤(1)制备的固体基质，再取步骤(2)制备的液体基质加入栽培槽，使液体基质高于固体基质，得到所述无土栽培基质。
在本发明实施例中，步骤(1)原料体系与水的料液比为2g：(3-5)mL，造粒后直径大小为0.5cm-1.5cm。
在本发明实施例中，步骤(1)烘干的温度为50℃，时间为45min。
在本发明实施例中，密封发酵的温度为35℃-39℃，时间为10-12天。
在本发明实施例中，固体基质在栽培槽中装填的高度为14-20cm。
在本发明实施例中，所述无土栽培基质现用现配，当固体基质顶部没有液体基质时，静置6-10天后继续施加液体基质，使液体基质高于固体基质2-3cm。
在本发明实施例中，栽培过程中可以根据不同植物的生理需求来调节液体基质的pH值，更好地满足于不同的植物。
在本发明实施例中，所用各原料均为通过市售购买得到。
以下通过实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1
(1)固体基质的制备：按质量比为1:1:2称取粒径范围分别为20-40目、60-80目和325目的蛭石，混合均匀，得到固体基质；
(2)液体基质的制备：按重量份数称取动物粪便(牛粪、鸡粪、猪粪和羊粪质量比为1:1:1:2)11份、秸秆8份、海藻3份、中药提取液(苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液按质量比1:1:2混合而成)6份、明胶0.3份、蚯蚓提取液4份、磷酸二氢钾1份和硼酸0.6份，将动物粪便、秸秆和海藻混合均匀，加入蚯蚓提取液，在38℃下密封发酵12天，取发酵液与中药提取液、明胶、磷酸二氢钾和硼酸混合，得到所述液体基质；
(3)无土栽培基质的制备：在栽培槽底部铺设聚乙烯塑料薄膜，填装高度为18cm步骤(1)制备的固体基质，再取步骤(2)制备的液体基质加入栽培槽，使液体基质高于固体基质表面3cm，得到无土栽培基质。
实施例2
(1)固体基质的制备：按质量比为1:1:1称取粒径范围分别为40-60目、60-80目和325目的蛭石，混合均匀得到固体基质；
(2)液体基质的制备：按重量份数称取动物粪便(牛粪、鸡粪、猪粪和羊粪质量比为1:1:1:2)12份、秸秆10份、海藻2份、中药提取液(苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液按质量比1:1:2混合而成)8份、明胶0.5份、蚯蚓提取液6份、磷酸二氢钾0.5份和硼酸0.4份，将动物粪便、秸秆和海藻混合均匀，加入蚯蚓提取液，在39℃下密封发酵12天，取发酵液与中药提取液、明胶、磷酸二氢钾和硼酸混合，得到所述液体基质；
(3)无土栽培基质的制备：在栽培槽底部铺设聚乙烯塑料薄膜，填装高度为20cm步骤(1)制备的固体基质，再取步骤(2)制备的液体基质加入栽培槽，使液体基质高于固体基质表面3cm，得到无土栽培基质。
实施例3
(1)固体基质的制备：按质量比为1:1:1:1称取粒径范围分别为20-40目、40-60目、60-80目和325目的蛭石，混合均匀得到固体基质；
(2)液体基质的制备：按重量份数称取动物粪便(牛粪、鸡粪、猪粪和羊粪质量比为1:1:1:2)8份、秸秆5份、海藻4份、中药提取液(苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液按质量比1:1:2混合而成)5份、明胶0.5份、蚯蚓提取液2份、磷酸二氢钾1.5份和硼酸0.8份，将动物粪便、秸秆和海藻混合均匀，加入蚯蚓提取液，在35℃下密封发酵10天，取发酵液与中药提取液、明胶、磷酸二氢钾和硼酸混合，得到所述液体基质；
(3)无土栽培基质的制备：在栽培槽底部铺设聚乙烯塑料薄膜，填装高度为14cm步骤(1)制备的固体基质，再取步骤(2)制备的液体基质加入栽培槽，使液体基质高于固体基质表面2cm，得到无土栽培基质。
实施例4
(1)固体基质的制备：按质量比为2:1:1称取粒径范围分别为20-40目、60-80目和325目的蛭石，混合均匀得到固体基质；
(2)液体基质的制备：按重量份数称取动物粪便(牛粪、鸡粪、猪粪和羊粪质量比为1:1:1:2)9份、秸秆6份、海藻2份、中药提取液(苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液按质量比1:1:2混合而成)8份、明胶0.1份、蚯蚓提取液5份、磷酸二氢钾1.5份和硼酸0.8份，将动物粪便、秸秆和海藻混合均匀，加入蚯蚓提取液，在38℃下密封发酵11天，取发酵液与中药提取液、明胶、磷酸二氢钾和硼酸混合，得到所述液体基质；
(3)无土栽培基质的制备：在栽培槽底部铺设聚乙烯塑料薄膜，填装高度为17cm步骤(1)制备的固体基质，再取步骤(2)制备的液体基质加入栽培槽，使液体基质高于固体基质表面2cm，得到无土栽培基质。
对比例1
同实施例1，区别仅在于，步骤(1)中蛭石均为325目。
对比例2
同实施例1，区别仅在于，步骤(2)中省略中药提取液的加入。
对比例3
同实施例1，区别仅在于，步骤(2)中将蚯蚓提取液替换为等重量的水。
对比例4
同实施例1，区别仅在于，步骤(3)中填装高度为10cm的固体基质，再取液体基质加入栽培槽，使液体基质高于固体基质表面5cm。
应用例1
在无土栽培种植基地，分别用实施例1-4与对比例1-4制备的无土栽培基质种植8组“光辉201”番茄，每组种植50株，种植过程中除了基质不同，其他栽培条件完全相同，当番茄长到50cm进行打顶。种植过程中当固体基质顶部没有液体基质时，静置6天后继续施加液体基质，使液体基质高于固体基质3cm，栽培过程中使用氢氧化钙调节液体基质的pH值为6-7。
番茄成熟后，每组随机选取10株，采摘后计算平均单果重、茎粗、可溶性固形物含量(折光仪法)、VC含量(紫外快速测定法)以及基质的容重(环刀法)、总孔隙度。结果见表1。
表1番茄生长情况对比
由表1可以看出，本发明实施例制备的无土栽培基质具有良好的理化性质，提高了产品的产量和品质。
应用例2
选择相同品种、同一批次、长势旺盛的黄瓜苗400株，随机分为8组，每组50株，分别使用实施例和对比例的无土栽培基质进行栽培，其它管理相同，栽培过程中当固体基质顶部没有液体基质时，静置10天后继续施加液体基质，使液体基质高于固体基质3cm，栽培过程中使用腐殖酸调节液体基质的pH值为5.7-7.2。观察和记录栽培60天后的栽培效果，实施例和对比例黄瓜无土栽培基质的栽培效果见表2。
表2黄瓜无土栽培效果
| 成活率/％ | 病虫率/％ | |
| 实施例1 | 100 | 0 |
| 实施例2 | 100 | 2 |
| 实施例3 | 100 | 2 |
| 实施例4 | 100 | 0 |
| 对比例1 | 92 | 2 |
| 对比例2 | 68 | 20 |
| 对比例3 | 74 | 16 |
| 对比例4 | 76 | 6 |
由表2可以看出，对比例2和3在改变使用蚯蚓提取液和中药提取液的情况下，较本发明实施例，黄瓜的成活率明显降低，病虫率增加，说明本发明实施例制备的无土栽培基质可以有效提高植物的抗病能力，具有更高的成活率。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种无土栽培基质，其特征在于，由固体基质和液体基质组成，所述固体基质在底层，所述液体基质液面高于固体基质。
2.根据权利要求1所述的无土栽培基质，其特征在于，所述液体基质液面高于固体基质2-3cm。
3.根据权利要求1所述的无土栽培基质，其特征在于，所述固体基质由不同粒径的蛭石组成。
4.根据权利要求3所述的无土栽培基质，其特征在于，所述蛭石的粒径为20-325目。
5.根据权利要求1所述的无土栽培基质，其特征在于，所述液体基质按重量份数计，包括以下原料：动物粪便8-12份、秸秆5-10份、海藻2-4份、中药提取液5-8份、明胶0.1-0.5份、蚯蚓提取液2-6份、磷酸二氢钾0.5-1.5份和硼酸0.4-0.8份。
6.根据权利要求5所述的无土栽培基质，其特征在于，所述中药提取液包括苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液，所述苦楝叶提取液、梧桐叶提取液和银杏叶提取液的质量比为1:1:2。
7.一种权利要求1-6任一项所述的无土栽培基质的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)固体基质的制备：将不同粒径的蛭石混合均匀，得到固体基质；
(2)液体基质的制备：按重量份数称取所述原料，将动物粪便、秸秆和海藻混合均匀，加入蚯蚓提取液，密封发酵，取发酵液与中药提取液、明胶、磷酸二氢钾和硼酸混合，得到所述液体基质；
(3)无土栽培基质的制备：在栽培槽底部铺设塑料薄膜，填装步骤(1)制备的固体基质，再取步骤(2)制备的液体基质加入栽培槽，使液体基质高于固体基质，得到所述无土栽培基质。
8.根据权利要求7所述的配制方法，其特征在于，步骤(1)中，原料体系与水的料液比为2g：(3-5)mL，造粒后直径为0.5cm-1.5cm。
9.根据权利要求7所述的配制方法，其特征在于，密封发酵的温度为35℃-39℃，时间为10-12天。
10.根据权利要求7所述的配制方法，其特征在于，固体基质在栽培槽中装填的高度为14-20cm。
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