CN104193508B - 一种复合有机型环保育苗基质块的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合有机型环保育苗基质块的制备方法，首先利用复合发酵菌剂将香蕉菠萝茎叶进行生物发酵处理，使之成为理想的育苗基质材料，然后与椰糠混合，添加粘合剂固化成型，制成复合有机型环保育苗基质块。本发明所制备的育苗基质块重量轻、物理性能好，其通透性、养分含量、物理性状均优于泥炭，将该基质块用于蔬菜育苗的生长试验，效果也优于泥炭。
Description
技术领域
本发明属于育苗基质技术领域，特别涉及一种利用废弃香蕉菠萝茎叶生产复合有机型环保育苗基质块的制备方法。
背景技术
目前基质主要分为无机和有机两大类,国内外通用的无机型基质为岩棉,有机型基质为泥炭。但是前者在自然界难以降解,育苗后成为固体废物,造成环境污染；后者大量开发利用造成地球湿地生态系统不可逆转的破坏；因此,从经济、资源、环境可持续发展的角度考虑,利用来源广泛的农业植物资源开发一种应用性质与泥炭相当,可再生的替代基质显得十分迫切和必要。
作为农业大国,我国农业生产过程中会产生大量种类丰富的废弃物,其中香蕉菠萝生产中的茎叶等“副产品”的产出也非常多，作为一种特殊的农业资源，香蕉菠萝茎叶含有丰富的营养成分，而且由于含大量的纤维组织结构，其物理性状和生物学特性非常适合做基质材料。但在实际生产中往往被随意弃置,这无形中造成了资源的极大浪费,不利于农业的可持续健康发展。同时,由于国内外花卉苗木产业的迅速发展,作为当前最主要有机基质的泥炭资源已濒临枯竭,国内外均相继制定相关的法律法规限制泥炭资源过度开发和利用。因此,将大量的香蕉菠萝茎叶废弃物开发为泥炭替代物，不仅可以促进废弃物资源的循环再利用，而且还能大幅度降低基质栽培成本，具有重要的研究价值和现实意义。
目前国内蔬菜、果树、花卉种苗培育的栽培基质95%仍然是使用泥炭土或进口的有机质基质,与农业废弃物生产有机肥相比,有机基质的研究较少，产品未能形成商业化和工厂化生产。其技术瓶颈是对农业植物废弃物采用传统堆肥技术不能控制农业植物废弃物的分解程度，常规的好氧堆肥工艺也难以高效生产基质化产品。本发明通过对香蕉菠萝茎叶进行生物发酵处理，研制出压缩式轻型基质块，达到育苗时省工省时，操作简单、节约用种、带基定植、无须缓苗、养分均衡，改良土壤的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合有机型环保育苗基质块的制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种复合有机型环保育苗基质块的制备方法，包括以下步骤：
(1)香蕉菠萝茎叶堆肥：将香蕉菠萝茎叶粉碎、与鸡粪混匀后，添加含有绿色木霉、枯草芽胞杆菌、黑曲霉、热紫链霉菌的香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂，堆沤8～15天，晾干，粉碎，得香蕉菠萝茎叶堆肥；
(2)配制复合基质：将香蕉菠萝茎叶堆肥和适量椰糠混合，得复合基质；
(3)基质的固化：向复合基质中添加适量聚乙烯醇，喷洒硼砂溶液，固化成型，制成复合有机型环保育苗基质块。
优选的，绿色木霉、枯草芽胞杆菌、黑曲霉、热紫链霉菌菌体的重量比为1～2：2～3：1～3：2～3。
优选的，将绿色木霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌、热紫链霉菌的混合菌体按每克载体不低于2亿总活菌数量的比例吸附到载体上，制成复合发酵菌剂。
优选的，步骤（1），香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂添加量为香蕉菠萝茎叶与鸡粪重量和的0.1～0.3%。
优选的，步骤（1），将香蕉菠萝茎叶粉碎、与鸡粪混匀，调节C/N比至20～40：1，堆体湿度控制为60～70%。
优选的，步骤（1），堆沤期间温度上升至65～70℃即进行翻堆1～2次。
优选的，步骤（2），香蕉菠萝茎叶堆肥和椰糠的重量比为5～7：3～5。
优选的，步骤（3），复合基质与聚乙烯醇的重量比为1：0.1～0.3。
优选的，步骤（3），硼砂溶液的浓度为0.8～1.2wt%。
优选的，步骤（3），硼砂溶液为复合基质重量的70～90%。
本发明的有益效果是：
（1）本发明首先利用香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂将香蕉菠萝茎叶进行生物发酵处理，使之成为理想的育苗基质材料。发酵周期大大缩短，堆体升温速度快，高温保持时间长，所得堆肥的养分含量优于泥炭。
（2）本发明所制备的育苗基质块重量轻、物理性能好，其通透性、养分含量、物理性状均优于泥炭，将该基质块用于蔬菜育苗的生长试验，效果也优于泥炭。
（3）本发明制备的育苗基质块可广泛应用于多种作物育苗，育苗操作简单，管理方便，苗期无需施肥，育成的幼苗健壮整齐，定植后无需缓苗，根系易于穿透，与基质形成牢固的根团，成苗后可带块移栽，大大提高了工作效率，降低成本，并且基质重量轻，便于携带运输，具有良好的应用和市场推广前景。
（4）本发明的育苗基质块是充分利用废弃香蕉菠萝茎叶进行生物发酵制得，一方面解决了农业环境污染，另一方面使废弃香蕉菠萝茎叶中富含的养分得到循环利用，为香蕉菠萝产业的循环经济发展提供了新思路。
具体实施方式
本发明首先利用香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂将香蕉菠萝茎叶进行生物发酵处理，使之成为理想的育苗基质材料，并以此为主要原料，经科学合理的配制，添加无毒无害环保的高分子聚合物进行粘合、固化、成型，生产出重量轻、适应广、有机环保型的育苗基质。具体方法如下：
（1）制备香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂：
本发明筛选出绿色木霉、枯草芽胞杆菌、黑曲霉、热紫链霉菌复配得到香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂。将上述菌种分别进行单独培养，菌体烘干后按比例混匀，接种于吸附载体中，即得复合发酵菌剂。
优选的，本发明所述香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂的制备方法如下所述。
①斜面培养
四种菌分别接斜面，培养30小时，然后加入到无菌水中，振荡30分钟，得菌悬液；
②菌种的培养
木霉菌的培养基（重量份）：麦麸85～90份、秸秆粉7.0～12份、玉米粉2.5～4.0份、尿素0.5～1.0份。培养温度26～34℃，从接种到长孢子培养72小时。
枯草芽孢杆菌的培养基（重量份）：牛肉膏0.2～0.3份、蛋白胨0.5～1.0份、蔗糖0.3～0.6份、NaCl0.2～0.5份。培养温度45～60℃，培养12～24小时。
黑曲霉的培养基采用综合马铃薯培养基或改良马丁琼脂培养基：20%马铃薯汁1L、葡萄糖20g、KH2PO43g、MgSO4·7H2O1.5g、磺胺素8mg、琼脂20g，pH6.0。20%马铃薯汁配制方法：取去皮马铃薯200克，切成小块，加水1000毫升煮沸20分钟，滤去马铃薯块，将滤液补足1000毫升。培养温度25～28℃，培养时间7～10天。
热紫链霉菌的培养基：酵母粉4g、麦芽提取物10g、葡萄糖4g、蒸馏水1L、琼脂20g，pH7.3。培养温度：25～28℃，培养时间5～7天。
③复合发酵菌剂的制备
将上述培养好的菌种分别从培养基上洗下来，烘干后，按重量份绿色木霉1～2份、枯草芽胞杆菌2～3份、黑曲霉1～3份、热紫链霉菌2～3份的比例混合均匀，按每克载体不低于2亿总活菌数量的比例吸附到载体上，制成香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂。
优选的，所述载体为沸石、麸皮、骨粉、米糠的一种或两种以上的组合。更优选的，载体为重量比为1：1的麸皮和米糠。
优选的，绿色木霉：黑曲霉：枯草芽孢杆菌：热紫链霉菌=1：3：3：3。
（2）香蕉菠萝茎叶堆肥：
将香蕉菠萝茎叶粉碎、与鸡粪混匀，调节C/N比至20～40：1，添加香蕉菠萝茎叶与鸡粪重量和的0.1～0.3%的香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂，混合均匀，进行堆沤。堆体湿度控制为60～70%。堆体温度上升至70℃即进行翻堆1～2次。堆沤8～15天即可腐熟，堆沤结束后，晾干，粉碎，得香蕉菠萝茎叶堆肥。
堆沤期间，堆体最高温度达72℃，堆体65℃以上可保持5～7天。所得香蕉菠萝茎叶堆肥的各项指标符合有机基质的要求（以干基计）：全氮高于2.5%、有效磷高于1.2%、速效钾高于7.1%、有机质高于57%，养分含量优于泥炭。
（3）配制复合基质：
以香蕉菠萝茎叶堆肥为主要材料，根据香蕉菠萝茎叶堆肥和椰糠的理化性质进行优化配比，制备能够代替泥炭的育苗基质，降低育苗成本。香蕉菠萝茎叶堆肥和椰糠的重量比优选为5～7：3～5。
（4）基质的固化：
优质环保型有机栽培基质的添加剂必须具有安全无毒、无污染、在土壤中能自然降解、价格便宜、使用方便等特点，本发明采用生物可降解聚合物聚乙烯醇作为基质粘合剂，添加入上述复合基质中，使基质粘合并固化。基质与聚乙烯醇的重量比优选为1：0.2～0.4。基质与聚乙烯醇充分混匀后，喷洒0.8～1.2wt%浓度的硼砂溶液，使之固化，然后压制成不同形状，晾干后即制成育苗基质块。优选的，硼砂溶液为复合基质重量的70～90%。
本发明所制备的育苗基质块，pH值、EC值、有机质、腐殖酸、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效钾、速效钾各项指标均符合有机基质的使用范围，其中通透性、养分含量、物理性状均优于泥炭。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明内容，但不局限于此。
实施例1
将培养好的菌种分别从培养基上洗下来，烘干后，按重量份绿色木霉：米曲霉：枯草芽孢杆菌：热紫链霉菌=1：3：3：3的比例混合均匀，按每克载体2亿总活菌数量的比例吸附到载体上（麸皮：米糠=1:1），制成香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂。
实施例2
按重量份绿色木霉：米曲霉：枯草芽孢杆菌：热紫链霉菌=1：2：1：2的比例混合均匀，按每克载体2.6亿总活菌数量的比例吸附到载体上（麸皮：米糠=1:1），制成香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂。
实施例3
按重量份绿色木霉：米曲霉：枯草芽孢杆菌：热紫链霉菌=2：3：3：3的比例混合均匀，按每克载体2.2亿总活菌数量的比例吸附到载体上（麸皮：米糠=1:1），制成香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂。
实施例4
制备复合有机型环保育苗基质块：
（1）香蕉菠萝茎叶堆肥：将香蕉菠萝茎叶粉碎、与鸡粪混匀，调节C/N比为25：1后，添加0.2%的实施例1制备的复合发酵菌剂，进行堆沤发酵，堆体湿度控制为60～70%。堆沤期间温度上升至70℃即进行翻堆1～2次。堆沤8天结束发酵，晾干，粉碎过筛，除去杂物和大块体，得香蕉菠萝茎叶堆肥。
（2）配制复合基质：将香蕉菠萝茎叶堆肥和市售椰糠以重量比5：5混合，得复合基质。
（3）基质的固化：向复合基质中添加10%重量的聚乙烯醇，充分混匀，喷洒重量为复合基质70%的0.8wt%浓度的硼砂溶液，边喷边搅动，使之蓬松凝胶固化，然后用不同模具的压制机压制成型，制成育苗基质块。
实施例5
制备复合有机型环保育苗基质块：
（1）香蕉菠萝茎叶堆肥：将香蕉菠萝茎叶粉碎、与鸡粪混匀，调节C/N比为30：1后，添加0.1%的实施例2制备的复合发酵菌剂，进行堆沤发酵，堆体湿度控制为60～70%。堆沤期间温度上升至65℃即进行翻堆1～2次。堆沤15天结束发酵，晾干，粉碎过筛，除去杂物和大块体，得香蕉菠萝茎叶堆肥。
（2）配制复合基质：将香蕉菠萝茎叶堆肥和市售椰糠以重量比6：4混合，得复合基质。
（3）基质的固化：向复合基质中添加20%重量的聚乙烯醇，充分混匀，喷洒重量为复合基质80%的1wt%浓度的硼砂溶液，边喷边搅动，使之蓬松凝胶固化，然后用不同模具的压制机压制成型，制成育苗基质块。
实施例6
制备复合有机型环保育苗基质块：
（1）香蕉菠萝茎叶堆肥：将香蕉菠萝茎叶粉碎、与鸡粪混匀，调节C/N比为40：1后，添加0.3%的实施例3制备的复合发酵菌剂，进行堆沤发酵，堆体湿度控制为60～70%。堆沤期间温度上升至70℃即进行翻堆1～2次。堆沤10天结束发酵，晾干，粉碎过筛，除去杂物和大块体，得香蕉菠萝茎叶堆肥。
（2）配制复合基质：将香蕉菠萝茎叶堆肥和市售椰糠以重量比7：3混合，得复合基质。
（3）基质的固化：向复合基质中添加30%重量的聚乙烯醇，充分混匀，喷洒重量为复合基质90%的1.2wt%浓度的硼砂溶液，边喷边搅动，使之蓬松凝胶固化，然后用不同模具的压制机压制成型，制成育苗基质块。
对实施例4～6制得的育苗基质块进行物化性状检测，其结果如表1所示。
表1基质块的物化性状
可见，制得的育苗基质块重量轻、物理性能好，其物理性状优于泥炭基质。使用前只需补充适量水分，基质块即可膨胀回弹至疏松多孔状态。而单纯依靠高压成块的基质吸水膨胀后松软易散，不便育苗管理。
分别考察实施例4～6制得的育苗基质块和泥炭基质、椰糠基质对黄瓜苗生长的影响，其结果如表2所示。
表2不同有机基质对黄瓜苗生长的影响
从表2可以看出，本发明所得的基质块幼苗出苗率高，健壮整齐，育苗效果好于泥炭基质和椰糠基质。
本发明制备的育苗基质块亦可广泛应用于果树、蔬菜、花卉等作物育苗，集基质、营养、容器于一体，改变了传统育苗的配土、消毒、装钵、脱钵、移栽等繁杂操作程序。使用时，只需把育苗基质块用水充分膨胀，就可进行播种或分苗，苗期无需施肥，育成的幼苗健壮整齐，定植后无需缓苗，产品早上市，增产增收；育苗操作简单、管理方便，成苗后可带块移栽，根系易于穿透，与基质形成牢固的根团，而且基质重量轻，基质块粘接性好，在运输过程中不需要额外的钵体填装，便于携带运输，大大提高了工作效率，降低成本，具有良好的应用和市场推广前景。
Claims (10)
1.一种复合有机型环保育苗基质块的制备方法，包括以下步骤：
(1)香蕉菠萝茎叶堆肥：将香蕉菠萝茎叶粉碎、与鸡粪混匀后，添加含有绿色木霉、枯草芽孢杆菌、黑曲霉、热紫链霉菌的香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂，堆沤8～15天，晾干，粉碎，得香蕉菠萝茎叶堆肥；
(2)配制复合基质：将香蕉菠萝茎叶堆肥和适量椰糠混合，得复合基质；
(3)基质的固化：向复合基质中添加适量聚乙烯醇，喷洒硼砂溶液，固化成型，制成复合有机型环保育苗基质块。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：绿色木霉、枯草芽孢杆菌、黑曲霉、热紫链霉菌菌体的重量比为1～2：2～3：1～3：2～3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：将绿色木霉、黑曲霉、枯草芽孢杆菌、热紫链霉菌的混合菌体按每克载体不低于2亿总活菌数量的比例吸附到载体上，制成复合发酵菌剂。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)，香蕉菠萝茎叶基质化专用复合发酵菌剂添加量为香蕉菠萝茎叶与鸡粪重量和的0.1～0.3％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)，将香蕉菠萝茎叶粉碎、与鸡粪混匀，调节C/N比至20～40：1，堆体湿度控制为60～70％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)，堆沤期间温度上升至65～70℃即进行翻堆1～2次。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)，香蕉菠萝茎叶堆肥和椰糠的重量比为5～7：3～5。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)，复合基质与聚乙烯醇的重量比为1：0.1～0.3。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)，硼砂溶液的浓度为0.8～1.2wt％。
10.根据权利要求1或9所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)，硼砂溶液为复合基质重量的70～90％。
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