專(zhuān)利名稱(chēng)：一種植物栽培基質(zhì)的制備方法及由該方法制備的栽培基質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)林有機(jī)廢棄物的利用方法，特別涉及一種利用農(nóng)林有機(jī)廢棄物制備栽培基質(zhì)的方法和制備的栽培基質(zhì)。
背景技術(shù)：
隨著城市綠化在中國(guó)各大城市中的快速發(fā)展，農(nóng)林廢棄物如枯枝落葉(植物凋落物)、樹(shù)枝修剪物、草坪修剪物、雜草和殘花、玉米芯、稻殼等的量也越來(lái)越大。長(zhǎng)期以來(lái)，為了追求整潔美觀,這種農(nóng)林廢棄物往往被視為城市固體廢棄物,成為綠地養(yǎng)護(hù)管理的清除對(duì)象，枯枝落葉的清理程度甚至成為衡量養(yǎng)護(hù)精細(xì)水平的重要指標(biāo)。但是，由于處理不當(dāng)，大量的農(nóng)林廢棄物沒(méi)有得到充分的再利用，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。堆肥處理是利用微生物活動(dòng)，將農(nóng)林廢棄物中易腐有機(jī)質(zhì)分解成易被植物吸收的腐殖質(zhì)和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的生物化學(xué)處理過(guò)程，是城市綠色廢棄物資源化利用的有效途徑之一。用堆肥法處理城市農(nóng)林廢棄物不但可以變廢為寶，還能節(jié)約垃圾填埋所占土地，并減輕垃圾焚燒對(duì)大氣的污染，它在安全和經(jīng)濟(jì)方面明顯優(yōu)于其他方法而成為目前最有發(fā)展?jié)摿Φ膹U棄物處理技術(shù)。我國(guó)堆肥技術(shù)發(fā)展歷史久遠(yuǎn)，但傳統(tǒng)堆肥周期長(zhǎng)、效率低，發(fā)酵過(guò)程中氨的揮發(fā)以及硫化氫等氣體的釋放會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和氮素養(yǎng)分損失，降低堆肥產(chǎn)品的養(yǎng)分和利用價(jià)值。所以，農(nóng)林廢棄物堆肥過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題主要有物料降解率低、發(fā)酵周期長(zhǎng)和氮素?fù)p失多。其原因是多方面的，一方面，由于在好氧發(fā)酵的堆制過(guò)程中，會(huì)發(fā)生較高溫度的生物化學(xué)反應(yīng)，隨著溫度的升高和反應(yīng)的進(jìn)行，有機(jī)物的快速分解會(huì)產(chǎn)生大量的氨氣，不僅導(dǎo)致堆肥氮素的損失，而且也會(huì)造成大氣污染；其次，微生物對(duì)物料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的缺乏十分敏感，所以，營(yíng)養(yǎng)元素的缺乏會(huì)使微生物所處環(huán)境的營(yíng)養(yǎng)失衡，微生物活動(dòng)和繁殖受影響，導(dǎo)致堆肥物料降解率低，發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，成品質(zhì)量不高。所以，環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)條件在很大程度上影響著微生物的生長(zhǎng)、基質(zhì)代謝速率及微生物對(duì)堆肥過(guò)程中積累的高濃度有機(jī)酸和氨氮等毒性物質(zhì)的反應(yīng)。一般，常常通過(guò)補(bǔ)充物料中固氮和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高有機(jī)物的轉(zhuǎn)化率，抑制堆肥過(guò)程的有機(jī)酸積累。同時(shí)，還可以縮短發(fā)酵時(shí)間，減小物料體積，提高堆肥的效率和穩(wěn)定性及堆肥過(guò)程的能量利用水平。堆肥添加劑是指為了加快堆肥進(jìn)程，促進(jìn)有機(jī)物分解和提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量，在堆肥物料中加入的一些物質(zhì)，可促進(jìn)堆肥的生物化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程，并對(duì)堆肥起到催化作用，提高堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量。常用的堆肥添加劑根據(jù)其作 用可分為(I)營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)堆肥物料中的養(yǎng)分，加速微生物活動(dòng)，降低發(fā)酵周期，如牲畜糞便；(2)膨脹劑加入一些質(zhì)地疏松的物質(zhì)來(lái)增加堆肥物料的通氣性，如鋸末、作物秸桿、粉碎的廢橡膠輪胎等；(3)調(diào)理劑用于平衡堆肥物料中的含水率，如污泥和碾碎的垃圾。雖然這些添加劑已經(jīng)廣泛用于堆肥過(guò)程，但存在著諸多問(wèn)題有待解決①某些營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)劑，如牲畜糞便等。若在使用過(guò)程中操作不當(dāng)，可能會(huì)污染周邊環(huán)境，導(dǎo)致物料內(nèi)細(xì)菌滋生，降低堆肥產(chǎn)品質(zhì)量；②某些膨脹劑，如粉碎的廢橡膠輪胎，在使用中遇到堆肥高溫期極易分解出有毒物質(zhì)；③某些調(diào)理劑，如污泥和碾碎的垃圾，其可能在運(yùn)輸過(guò)程中存在一定困難，若沒(méi)有進(jìn)行充分的消毒和殺菌措施，會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，其中還有的重金屬類(lèi)物質(zhì)也會(huì)降低堆肥產(chǎn)品質(zhì)量；④存在單一的添加劑效果不全面的缺點(diǎn)，同樣，多種添加劑混合使用也可能會(huì)有不同程度的負(fù)面影響，在堆肥制作過(guò)程中，人們盲目使用多種添加劑，認(rèn)為添加的物質(zhì)越多，發(fā)酵周期就越短，堆肥產(chǎn)品就越好?？墒?，多種添加劑混合使用可能會(huì)發(fā)生不良的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生有毒物質(zhì)，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的協(xié)同增效作用，反而會(huì)適得其反，污染環(huán)境，增加成本，導(dǎo)致堆肥產(chǎn)品質(zhì)量降低，甚至含有弱毒性的潛在危險(xiǎn)。因此，迫切需要尋求高效的堆肥添加劑來(lái)控制堆肥過(guò)程，達(dá)到縮短周期，控制惡臭散發(fā)，減少M(fèi)T4-N揮發(fā)的目的，提高堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)，滿足實(shí)際生產(chǎn)中的需要。針對(duì)目前堆肥產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)低、發(fā)酵周期長(zhǎng)、物料利用率低和氮素?fù)p失多的問(wèn)題，本發(fā)明可優(yōu)化堆肥過(guò)程的工藝控制條件，提高微生物活性；提高堆肥基質(zhì)質(zhì)量，使得堆肥后的農(nóng)林廢棄物達(dá)到無(wú)土栽培基質(zhì)的要求標(biāo)準(zhǔn)，部分或全部替代日益枯竭的泥炭用于無(wú)土栽培。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前農(nóng)林廢棄物發(fā)酵過(guò)程中，物料利用率低、發(fā)酵周期長(zhǎng)和氮素?fù)p失多的問(wèn)題提供一種植物栽培基質(zhì)的制備方法和由該方法制備的栽培基質(zhì)。本發(fā)明的栽培基質(zhì)價(jià)格低廉，為農(nóng)林廢棄物在植物無(wú)土栽培方面的合理利用提供科學(xué)依據(jù)。本發(fā)明既充分利用了農(nóng)林有機(jī)廢棄物，又節(jié)省了泥炭的用量，而且制備的栽培基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，酸堿適度，通透性好，理化性能指標(biāo)均達(dá)到無(wú)土栽培基質(zhì)的要求，能夠?yàn)橹参锷L(zhǎng)提供良好而穩(wěn)定的基質(zhì)環(huán)境。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種植物栽培基質(zhì)的制備方法，包括如下步驟1)將農(nóng)林廢棄物、水、發(fā)酵菌劑、竹醋液和/或木醋液混合均勻進(jìn)行第一次發(fā)酵處理，制得第一發(fā)酵基質(zhì)；然后向第一次發(fā)酵基質(zhì)中添加發(fā)酵添加劑、水、竹醋液和/或木醋液，進(jìn)行第二次發(fā)酵處理即得，其中，所述發(fā)酵添加劑為赤砂糖和過(guò)磷酸鈣。其中，所述農(nóng)林廢棄物是農(nóng)、林、牧、漁各業(yè)，生產(chǎn)、加工及日常生活過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物。特別是，所述的農(nóng)林廢棄物選擇樹(shù)枝、樹(shù)皮、草屑、花敗、落葉、麥秸、蘆葦、葵花桿、茅草莖、水稻秸桿、玉米芯、玉米秸桿，桃核、杏核、李核、花生殼、葵花籽殼、棉籽殼、油茶果殼，椰糠、椰殼中的一種或多種。特別是，所述的農(nóng)林廢棄物還包括糧食加工廠、釀造廠、農(nóng)副產(chǎn)品加工廠的下腳料、加工殘?jiān)?，如糠皮、麥麩、糟渣、玉米芯、豆莢、花生殼、棉籽殼等。其中，所述農(nóng)林廢棄物與發(fā)酵菌劑的重量之比為100 O. 1-1，優(yōu)選為100 O. 3-0. 6 ο特別是，所述的發(fā)酵菌劑中有效活菌數(shù)> 2億個(gè)/g，pH值為5. 5-8. 5，有效活菌含有放線菌、嗜熱菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解鉀菌、纖維素分解菌等。其中，第一次發(fā)酵處理過(guò)程中每IOOkg (干重)廢棄物中添加1-2. 5ml所述竹醋液和/或木醋液；第二次發(fā)酵處理過(guò)程中每IOOkg(干重)廢棄物總共添加3-12. 5ml所述竹醋液和/或木醋液。、
特別是，所述竹醋液的pH值為2-3. 2，密度為O. 9-1. 5g/ml，有機(jī)酸含量為7-11%;酚類(lèi)化合物含量為6-8% ;所述木醋液的pH值為2. 5-3. 5，密度為O. 8-2. Og/ml，有機(jī)酸含量為7-13%，酚類(lèi)化合物含量為8-12%。竹醋液、木醋液均為親水溶液，有較強(qiáng)的吸附、滲透能力，它可作為植物活性劑、生長(zhǎng)促進(jìn)劑、保肥劑、土壤改良劑、土壤消毒劑等，并且無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)殘留，是一種理想的綠色 溶劑。其中，第二次發(fā)酵處理過(guò)程中每IOOkg(干重)農(nóng)林廢棄物中總共添加I. 5_5kg所述赤砂糖；每IOOkg (干重)農(nóng)林廢棄物中總共添加9-30kg所述過(guò)磷酸鈣。赤砂糖，即紅糖，通常是指帶蜜的甘蔗成品糖，紅糖中所含有的葡萄糖、果糖等多種單糖和多糖類(lèi)能量物質(zhì)外，還含有維生素和微量元素，如鐵、鋅、錳、鉻等。過(guò)磷酸鈣，又稱(chēng)普通過(guò)磷酸鈣，簡(jiǎn)稱(chēng)普鈣，是用硫酸分解磷礦直接制得的磷肥，灰色或灰白色粉料(或顆粒)。主要有用組分是磷酸二氫鈣的水合物Ca(H2PO4)2 ·Η20和少量游離的磷酸，還含有無(wú)水硫酸鈣組分(對(duì)缺硫土壤有用)。過(guò)磷酸鈣含有Ρ20514-20% (其中80-95%溶于水)，屬于水溶性速效磷肥?？芍苯幼髁追?，也可作制復(fù)合肥料的配料。特別是，將農(nóng)林廢棄物的碳氮比調(diào)節(jié)為20-35之后，再進(jìn)行所述第一次發(fā)酵處理。尤其是，所述碳氮比優(yōu)選為25-30。其中，所述第一次發(fā)酵處理包括如下順序進(jìn)行的步驟I)調(diào)節(jié)農(nóng)林廢棄物的C/N(碳氮比)比為20-35 ；2)加入發(fā)酵菌劑和水，混合均勻，制得第一次發(fā)酵混合物，其中，第一次發(fā)酵混合物的含水率為60-70% ；3)將第一次發(fā)酵混合物堆成發(fā)酵堆體，進(jìn)行堆置發(fā)酵處理，其中，在堆置發(fā)酵處理過(guò)程中監(jiān)控發(fā)酵堆體的溫度和含水率，每天進(jìn)行翻堆處理，并調(diào)節(jié)堆體含水率為60-70% ；當(dāng)堆體溫度升高至60-70°C，向發(fā)酵堆體噴灑第一竹醋液和/或木醋液，第一竹醋液和/或木醋液的用量為為每IOOkg廢棄物噴灑1-2. 5ml ；4)當(dāng)堆體溫度降低至45_55°C，制得第一發(fā)酵基質(zhì)。特別是，步驟I)中所述的C/N比優(yōu)選為25-30 ;步驟2)中所述農(nóng)林廢棄物與發(fā)酵菌劑的重量之比為100 O. 1-1，優(yōu)選為100 O. 3-0. 6 ;所述含水率為60-70%，優(yōu)選為65%。尤其是，所述的發(fā)酵菌劑中有效活菌數(shù)> 2億個(gè)/g，pH值為5. 5-8. 5，有效活菌含有放線菌、嗜熱菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解鉀菌、纖維素分解菌等。特別是，步驟3)中所述堆體溫度達(dá)到65±2°C，向發(fā)酵堆體噴灑第一竹醋液和/或木醋液；步驟4)中所述溫度優(yōu)選為50°C。其中，還包括向竹醋液和/或木醋液中加入水，制成竹醋液和/或木醋液稀釋液后進(jìn)行所述的噴灑竹醋液和/或木醋液稀釋液。特別是，竹醋液和/或木醋液稀釋液中竹醋液和/或木醋液與水的體積之比為I 800-2000。其中，所述第二次發(fā)酵處理包括如下步驟A)向第一發(fā)酵基質(zhì)中添加水、第二竹醋液和/或第二木醋液、第一赤砂糖和過(guò)磷酸鈣，攪拌均勻，制成第二次發(fā)酵混合物；
B)將第二次發(fā)酵混合物堆成發(fā)酵堆體，進(jìn)行第二次堆置發(fā)酵處理，同時(shí)監(jiān)控堆體的溫度和含水率，在第二次堆置發(fā)酵處理過(guò)程中每5-7天進(jìn)行一次翻堆處理，并向堆體中添加水、竹醋液和/或木醋液、赤砂糖和過(guò)磷酸鈣，直至堆體的溫度達(dá)到20-25°C，停止所述發(fā)酵處理。特別是，步驟A)中所述第二竹醋液和/或木醋液的用量為每IOOkg(干重)廢棄物噴灑1-2. 5ml ;所述第一赤砂糖的用量為每IOOkg (干重)廢棄物添加O. 5-lkg ;所述第一過(guò)磷酸鈣的用量為每IOOkg (干重)廢棄物添加3-6kg ;所述第二次發(fā)酵混合物的含水率為60-70%，優(yōu)選為 65%。特別是，步驟B)中每次翻堆處理時(shí)添加的所述竹醋液和/或木醋液的用量為每IOOkg廢棄物噴灑1-2. 5ml ;步驟B)中每次翻堆處理時(shí)添加的所述砂糖的用量為每IOOkg廢棄物添加O. 5-lkg ;所述磷酸鈣的用量為每IOOkg廢棄物添加3-6kg。特別是，步驟B)中所述翻堆處理次數(shù)為2-4次。特別是，步驟B)中翻堆處理過(guò)程中所述竹醋液和/或木醋液的添加總量為每IOOkg廢棄物添加2-10ml ;所述赤砂糖的添加總量為每IOOkg廢棄物添加l_4kg ;所述過(guò)磷酸鈣的添加總量為每IOOkg廢棄物添加6-24kg。尤其是，第二次發(fā)酵處理過(guò)程中每IOOkg(干重)廢棄物中總共加入3-12. 5ml所述竹醋液和/或木醋液；總共加入I. 5-5kg所述赤砂糖；總共加入9-30kg所述過(guò)磷酸鈣。其中，還包括向竹醋液和/或木醋液中加入水，制成竹醋液和/或木醋液稀釋液后進(jìn)行所述的噴灑竹醋液和/或木醋液稀釋液。特別是，竹醋液和/或木醋液稀釋液中竹醋液和/或木醋液與水的體積之比為I 800-2000。本發(fā)明方法在堆置發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵物料經(jīng)過(guò)2次發(fā)酵高溫階段，物料降解完全，物料分解速度快，提高了物料的利用率。在第一發(fā)酵處理的高溫階段之后物料降溫過(guò)程中添加發(fā)酵添加劑(赤砂糖和過(guò)磷酸鈣)，為堆肥發(fā)酵過(guò)程中的高溫微生物和中溫微生物提供所需的C、N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使微生物分解物料的活動(dòng)和繁殖加速，使農(nóng)林廢棄物在堆肥過(guò)程中達(dá)到二次高溫發(fā)酵，將一次高溫發(fā)酵后沒(méi)有完全分解的可溶性和難溶性有機(jī)物進(jìn)行降解轉(zhuǎn)化，再次分解物料，使堆肥發(fā)酵處理過(guò)程中的廢棄物降解得更徹底，營(yíng)養(yǎng)成分更豐富，更加利于植物的吸收和利用。同時(shí)在發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵添加劑(赤砂糖和過(guò)磷酸鈣)具有協(xié)同增效作用，加速?gòu)U棄物的分解，顯著縮短堆肥發(fā)酵處理時(shí)間，傳統(tǒng)堆肥發(fā)酵周期是本發(fā)明廢棄物發(fā)酵周期的2-4倍，而且第二次堆置發(fā)酵處理后制得的基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，酸堿適度，通透性好，理化性能指標(biāo)均達(dá)到無(wú)土栽培基質(zhì)的要求，能夠?yàn)橹参锷L(zhǎng)提供良好而穩(wěn)定的基質(zhì)環(huán)境。本發(fā)明制備的栽培基質(zhì)具有如下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明栽培基質(zhì)的制備過(guò)程中添加了赤砂糖和過(guò)磷酸鈣，作為發(fā)酵添加劑，優(yōu)化堆肥過(guò)程的環(huán)境條件，加快堆肥化進(jìn)程，促進(jìn)堆肥的腐熟；同時(shí)對(duì)發(fā)酵過(guò)程的氨具有固定作用，減少了氮素?fù)p失，保持養(yǎng)分含量；另外還調(diào)節(jié)發(fā)酵過(guò)程中各種營(yíng)養(yǎng)元素的含量，調(diào)節(jié)物料中營(yíng)養(yǎng)平衡，提高堆肥質(zhì)量。2、本發(fā)明栽培基質(zhì)制備過(guò)程中添加的發(fā)酵添加劑促進(jìn)有益微生物繁殖，改善物料中微生物群落，提高和保持微生物活性，降低氮素?fù)p失，改善堆肥成品的理化特性，提高堆肥物料利用率和堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)。3、本發(fā)明植物栽培基質(zhì)的制備過(guò)程中發(fā)酵周期短，發(fā)酵周期為25-30天，傳統(tǒng)堆肥發(fā)酵周期是本發(fā)明廢棄物發(fā)酵周期的2-4倍，提高了發(fā)酵效率，降低了堆肥添加劑成本，綜合利用資源，利于環(huán)境保護(hù)。4、本發(fā)明方法制備的栽培基質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，酸堿度適中(pH 6.37-7.21)，電導(dǎo)率(EC值)為 O. 69-0. 85mS/cm，干容重為 O. 19-0. 29g/cm3，總孔隙度為 57. 07-75. 03%,通氣空隙達(dá)到8. 20-24. 95%,栽培基質(zhì)質(zhì)地疏松，通透性好，通氣性能優(yōu)良，基質(zhì)的物理化性能指標(biāo)符合園藝植物適宜生長(zhǎng)的要求，使得發(fā)酵后的堆肥產(chǎn)品達(dá)到適于植物栽培。
5、本發(fā)明方法制備的栽培基質(zhì)氮含量為1.85-2. 36%，磷含量為O. 36-1. 27%，鉀含量為O. 77-0. 87%，腐殖酸含量為14. 88-27. 74%，有機(jī)質(zhì)含量為72. 89-81.44%, C/N為20. 03-22. 86，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)合理，便于植物吸收，滿足植物生長(zhǎng)需要。6、本發(fā)明制備的基質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，植株冠幅大，植株高，植株生物量積累值大，本發(fā)明制備的栽培基質(zhì)達(dá)到甚至超過(guò)泥炭基質(zhì)的品質(zhì)。7、本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，產(chǎn)品得率高，產(chǎn)品質(zhì)量可控，制備的無(wú)土栽培基質(zhì)的理化性能指標(biāo)接近甚至有的優(yōu)于泥炭基質(zhì)，滿足無(wú)土栽培基質(zhì)的要求。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。但這些實(shí)施例僅限于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實(shí)施例中所采用的竹醋液購(gòu)自桂林大自然生物材料有限公司，竹醋液的pH值為2-3. 2，密度為O. 9-1. 5g/ml，有機(jī)酸含量為7-11% ;酚類(lèi)化合物含量為6_8% ;木醋液的PH值為2. 5-3. 5，密度為O. 8-2. Og/ml，有機(jī)酸含量為7_13 %，酚類(lèi)化合物含量為8_12 %;過(guò)磷酸鈣購(gòu)自北京金泉水科技有限公司；赤砂糖購(gòu)自廣西風(fēng)糖生化股份有限公司。實(shí)施例II、農(nóng)林廢棄物原料的預(yù)處理采用粉碎機(jī)(北京眾意神龍機(jī)械有限責(zé)任公司)將園林廢棄物枝干(柳樹(shù)、槐樹(shù)、楊樹(shù)等修剪的枝干)粉碎成粒徑< Icm的顆粒，制得廢棄物顆粒，同時(shí)測(cè)定廢棄物顆粒的有機(jī)碳含量和氮含量，測(cè)定結(jié)果如表I所示。采用凱氏定氮法測(cè)定廢棄物顆粒的氮含量；采用重鉻酸鉀容量法——外加熱法測(cè)定栽培混合基質(zhì)中的有機(jī)碳含量，具體測(cè)定方法如下向干燥的硬質(zhì)試管中加入風(fēng)干的栽培混合基質(zhì)后，加入K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液和濃H2SO4，接著將試管在170-180°C下使試管內(nèi)液體沸騰5min，然后倒出試管內(nèi)容物，用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，根據(jù)硫酸亞鐵的消耗量，計(jì)算出有機(jī)碳含量。2、配制竹醋液稀釋液向水中加入竹醋液，混合均勻，配制成竹醋液稀釋液備用，其中竹醋液與水的體積之比為I : 1000，竹醋液的pH值為2. 5，密度為O. 9g/ml ;有機(jī)酸含量為10%，酚類(lèi)化合物
含量為6%。3、第一次發(fā)酵處理3-1)向廢棄物顆粒中添加尿素，調(diào)節(jié)廢棄物顆粒的C/N比為25，制得第一次發(fā)酵顆粒，其中，每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加尿素2. 388kg。本發(fā)明中除了使用尿素調(diào)節(jié)廢棄物顆粒C/N比之外，還可以使用畜禽糞便(如牛糞、雞糞、馬糞等)來(lái)增加廢棄物的含氮量。3-2)將發(fā)酵菌劑有機(jī)廢物發(fā)酵菌曲(北京市京圃園生物工程有限公司)和水加入到發(fā)酵廢棄物顆粒中攪拌混勻，調(diào)節(jié)廢棄物的含水率為65%，制得第一次發(fā)酵混合物，其中，每IOOkg (干重)廢棄物顆粒中添加Ikg發(fā)酵菌劑有機(jī)廢物發(fā)酵菌曲，其中，有機(jī)廢物發(fā)酵菌曲中有效活菌數(shù)> 2億個(gè)/g，pH值為5. 5，有效活菌含有放線菌、嗜熱菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解鉀菌、纖維素分解菌等。本發(fā)明實(shí)施例中使用發(fā)酵菌劑主要包括細(xì)菌、真菌、放線菌、酵母菌等四大菌群的幾十個(gè)菌種(如放線菌、嗜熱菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解鉀菌、纖維素分解菌等)，具有耐熱、解磷、解鉀、固氮和分解纖維素功能。3-3)將第一次發(fā)酵混合物堆置在發(fā)酵槽(北京市京圃園生物工程有限公司)內(nèi)，進(jìn)行第一次堆置發(fā)酵處理，并監(jiān)控堆體的溫度和含水率。3-4)從發(fā)酵混合物堆置在發(fā)酵槽內(nèi)開(kāi)始計(jì)算第一次發(fā)酵時(shí)間，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，堆體溫度先升高然后下降，在堆置過(guò)程中每天翻堆一次，同時(shí)向堆體噴水使堆體含水率保持在65%，當(dāng)堆體溫度升高到65±2°C時(shí)，向堆體中噴灑竹醋液稀釋液一次，當(dāng)堆體溫度降低至50°C時(shí)，即制得第一發(fā)酵基質(zhì)，第一次堆置發(fā)酵處理共堆置6天，其中，每IOOkg(干重)廢棄物顆粒中噴灑I. 75L竹醋稀釋液，即每IOOkg (干重)廢棄物顆粒中加入的竹醋液的量為I. 75ml。4、第二次發(fā)酵處理4-1)取出第一發(fā)酵基質(zhì)并向其中噴灑水和竹醋液稀釋液，添加赤砂糖和過(guò)磷酸鈣，攪拌均勻，制成第二次發(fā)酵混合物，其中第二次發(fā)酵混合物的含水率為65%，噴灑竹醋液稀釋液的量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中噴灑2. 5L竹醋液稀釋液，即每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中噴灑2. 5ml竹醋液；每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加O. 5kg赤砂糖；每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加3kg過(guò)磷酸鈣；4-2)將第二次發(fā)酵混合物堆置成垛，堆體基部長(zhǎng)2m、寬I. 5m、高lm，進(jìn)行第二次堆置發(fā)酵處理；4-3)從堆體開(kāi)始發(fā)酵時(shí)開(kāi)始計(jì)算第二次發(fā)酵處理時(shí)間，并監(jiān)控堆體溫度和含水率，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，堆體溫度先升高然后下降，當(dāng)堆體溫度降低至室溫(25°C)時(shí)，停止第二次堆置發(fā)酵處理，制得植物栽培基質(zhì)，其中，每5天進(jìn)行一次翻堆處理，并同時(shí)向堆體基質(zhì)中噴水和竹醋液稀釋液、添加赤砂糖和過(guò)磷酸鈣，使堆體含水率保持為65%，共堆置發(fā)酵24天;即第二次堆置發(fā)酵過(guò)程中共翻堆4次，也就是說(shuō)向堆體中噴灑水和竹醋液稀釋液、添加赤砂糖和過(guò)磷酸鈣各4次；并且每次翻堆時(shí)噴灑竹醋液稀釋液的量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中噴灑2L竹醋液稀釋液，即在第二次發(fā)酵堆置過(guò)程中每IOO kg (干重)廢棄物顆粒共噴灑8L竹醋液稀釋液，也就是說(shuō)，每IOOkg (干重)廢棄物顆粒共噴灑8ml竹醋液；每次翻堆時(shí)赤砂糖的添加量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加O. 5kg赤砂糖，即在第二次發(fā)酵堆置過(guò)程中每IOOkg(干重)廢棄物顆粒中共添加了 2kg赤砂糖；
每次翻堆時(shí)過(guò)磷酸鈣的添加量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加3kg過(guò)磷酸鈣，即在第二次發(fā)酵堆置過(guò)程中每IOOkg(干重)廢棄物顆粒中共添加了 12kg過(guò)磷酸鈣。
制備的植物栽培基質(zhì)外觀呈茶褐色或黑色，堆體呈疏松的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，沒(méi)有惡臭，不再吸引蚊蠅。制備的栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)按照如下方法進(jìn)行檢測(cè)干容重、最大持水力、總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙采用環(huán)刀法測(cè)定，具體測(cè)定方法如下取本實(shí)施例制備的風(fēng)干的栽培基質(zhì)加滿體積為200cm3的環(huán)刀，其中環(huán)刀的重量為W0,栽培基質(zhì)和環(huán)刀的總重量為W1,然后將環(huán)刀和栽培基質(zhì)浸泡在水中，浸泡24h后稱(chēng)重,重量為W2，環(huán)刀中的水分自由浙干后再稱(chēng)重(W3),按以下公式計(jì)算干容重(g/cm3)= (W1-W0)/200最大持水力(g/g)= (W3-W1) / (W1-W0)總孔隙度(％) = (W2-W1)/200X 100%通氣孔隙(％) = (W2-W3)/200X 100%持水孔隙)=總孔隙度-通氣孔隙采用pH計(jì)和電導(dǎo)率計(jì)測(cè)定基質(zhì)原料pH值，EC值，具體測(cè)定方法如下將栽培基質(zhì)與水采用固液比為I : 10(W/V)的比例混合，振蕩30min后離心過(guò)濾，使用PH計(jì)、電導(dǎo)率計(jì)來(lái)測(cè)定濾液中的pH值和EC值。采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定基質(zhì)原料中的總腐殖酸，具體測(cè)定方法如下用焦磷酸鈉堿性溶液做提取劑，浸提出的基質(zhì)原料的腐殖酸，在強(qiáng)酸性溶液中能被重鉻酸鉀氧化，根據(jù)重鉻酸鉀的消耗量，計(jì)算出腐殖酸的含量。氮采用凱氏定氮法測(cè)定；磷用H2SO4-H2O2法消煮，鑰銻抗比色法測(cè)定；鉀采用H2SO4-H2O2法消煮，火焰光度計(jì)法測(cè)定。采用重鉻酸鉀容量法——外加熱法測(cè)定栽培基質(zhì)中的有機(jī)碳含量，具體測(cè)定方法如下向干燥的硬質(zhì)試管中加入風(fēng)干的栽培基質(zhì)后，加入K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液和濃H2SO4,接著將試管在170-180°C下使試管內(nèi)液體沸騰5min，然后倒出試管內(nèi)容物，用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，根據(jù)硫酸亞鐵的消耗量，計(jì)算出有機(jī)質(zhì)含量。植物栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表2、3所示。實(shí)施例2I、農(nóng)林廢棄物原料的預(yù)處理采用粉碎機(jī)(北京眾意神龍機(jī)械有限責(zé)任公司)將園林廢棄物(柳樹(shù)、槐樹(shù)、楊樹(shù)等修剪的枝干，落葉、花敗)粉碎成粒徑< Icm的顆粒,制得廢棄物顆粒，同時(shí)測(cè)定廢棄物顆粒的有機(jī)碳含量和氮含量，測(cè)定結(jié)果如表I所示。2、配制竹醋液稀釋液向水中加入竹醋液，混合均勻，配制成竹醋液稀釋液備用，其中竹醋液與水的體積之比為I : 1000，竹醋液的pH值為2. 5，密度為O. 9g/ml ;有機(jī)酸含量為10%，酚類(lèi)化合物
含量為6%。3、第一次發(fā)酵處理3-1)向廢棄物顆粒中添加尿素，調(diào)節(jié)廢棄物顆粒的C/N比為27，制得第一次發(fā)酵顆粒，其中，每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加尿素I. 213kg。
3-2)將發(fā)酵菌劑有機(jī)廢物發(fā)酵菌曲(北京市京圃園生物工程有限公司)和水加入到發(fā)酵廢棄物顆粒中攪拌混勻，調(diào)節(jié)廢棄物的含水率為70%，制得第一發(fā)酵發(fā)酵混合物，其中，每IOOkg (干重)廢棄物顆粒中添加O. Ikg發(fā)酵菌劑有機(jī)廢物發(fā)酵菌曲，其中，有機(jī)廢物發(fā)酵菌曲中有效活菌數(shù)> 2億個(gè)/g，pH值為6. 5，有效活菌含有放線菌、嗜熱菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解鉀菌、纖維素分解菌等。3-3)將第一次發(fā)酵混合物堆置在發(fā)酵槽(北京市京圃園生物工程有限公司)內(nèi)，進(jìn)行第一次堆置發(fā)酵處理，并監(jiān)控堆體的溫度和含水率。3-4)從發(fā)酵混合物堆置在發(fā)酵槽內(nèi)開(kāi)始計(jì)算第一次發(fā)酵時(shí)間，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，堆體溫度先升高然后下降，在堆置過(guò)程中每天翻堆一次，同時(shí)向堆體噴水使堆體含水率保持在70%，當(dāng)堆體溫度升高到63±2°C時(shí)，向堆體中噴灑竹醋液稀釋液一次，當(dāng)堆體溫度降低至45°C時(shí)，即制得第一發(fā)酵基質(zhì)，第一次堆置發(fā)酵處理共堆置5天，其中，每IOOkg(干重)廢棄物顆粒中噴灑2. 5L竹醋稀釋液，即每IOOkg(干重)廢棄物顆粒中加入的竹醋液的量為2. 5ml。4、第二次發(fā)酵處理 4-1)取出第一發(fā)酵基質(zhì)并向其中噴灑水和竹醋液稀釋液，添加赤砂糖和過(guò)磷酸鈣，攪拌均勻，制成第二次發(fā)酵混合物，其中第二次發(fā)酵混合物的含水率為70%，噴灑竹醋液稀釋液的量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中噴灑IL竹醋液稀釋液，即每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中噴灑Iml竹醋液；每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加O. 75kg赤砂糖；每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加6kg過(guò)磷酸鈣。4-2)將第二次發(fā)酵混合物堆置成垛，堆體基部長(zhǎng)2m、寬I. 5m、高lm，進(jìn)行第二次堆置發(fā)酵處理。4-3)從堆體開(kāi)始發(fā)酵時(shí)開(kāi)始計(jì)算第二次發(fā)酵處理時(shí)間，并監(jiān)控堆體溫度和含水率，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，堆體溫度先升高然后下降，當(dāng)堆體溫度降低至室溫(20°C)時(shí)，停止第二次堆置發(fā)酵處理，制得植物栽培基質(zhì)，其中，每6天進(jìn)行一次翻堆處理，并同時(shí)向堆體基質(zhì)中噴水和竹醋液稀釋液、添加赤砂糖和過(guò)磷酸鈣，使堆體含水率保持為70%，共堆置發(fā)酵23天;即第二次堆置發(fā)酵過(guò)程中共翻堆3次，也就是說(shuō)向堆體中噴灑水和竹醋液稀釋液、添加赤砂糖和過(guò)磷酸鈣各3次；并且每次翻堆時(shí)噴灑竹醋液稀釋液的量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中噴灑IL竹醋液稀釋液，即在第二次發(fā)酵堆置過(guò)程中每IOOkg (干重)廢棄物顆粒共噴灑3L竹醋液稀釋液，也就是說(shuō)，每IOOkg (干重)廢棄物顆粒共噴灑3ml竹醋液；每次翻堆時(shí)赤砂糖的添加量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加Ikg赤砂糖，即在第二次發(fā)酵堆置過(guò)程中每IOOkg(干重)廢棄物顆粒中共添加了 3kg赤砂糖；每次翻堆時(shí)過(guò)磷酸鈣的添加量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加4. 5kg過(guò)磷酸鈣，即在第二次發(fā)酵堆置過(guò)程中每IOOkg(干重)廢棄物顆粒中共添加了 13. 5kg過(guò)磷酸鈣。制備的植物栽培基質(zhì)外觀呈茶褐色或黑色，堆體呈疏松的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，沒(méi)有惡臭，不再吸引蚊蠅，其性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表2、3所示。實(shí)施例3
1、農(nóng)林廢棄物原料的預(yù)處理1-1)采用粉碎機(jī)(北京眾意神龍機(jī)械有限責(zé)任公司)將農(nóng)業(yè)廢棄物(玉米芯、秸桿)粉碎成粒徑< Icm的顆粒，制得廢棄物顆粒，同時(shí)測(cè)定廢棄物顆粒的有機(jī)碳含量和氮含量，測(cè)定結(jié)果如表I所示。2、配制木醋液稀釋液向水中加入木醋液，混合均勻，配制成木醋液稀釋液備用，其中木醋液與水的體積之比為I : 1000，木醋液的pH值為3. 2，密度為I. Og/ml，有機(jī)酸含量為7%，酚類(lèi)化合物含
量為8%。3、第一次發(fā)酵處理3-1)向廢棄物顆粒中添加尿素，調(diào)節(jié)廢棄物顆粒的C/N比為30，制得第一次發(fā)酵顆粒，其中，每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加尿素O. 739kg。3-2)將發(fā)酵菌劑有機(jī)廢物發(fā)酵菌曲(北京市京圃園生物工程有限公司)和水加入到發(fā)酵廢棄物顆粒中攪拌混勻，調(diào)節(jié)廢棄物的含水率為60%，制得第一次發(fā)酵混合物，其中，每IOOkg (干重)廢棄物顆粒中添加O. 3kg發(fā)酵菌劑有機(jī)廢物發(fā)酵菌曲，其中，有機(jī)廢物發(fā)酵菌曲中有效活菌數(shù)> 2億個(gè)/g，pH值為7. 5，有效活菌含有放線菌、嗜熱菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解鉀菌、纖維素分解菌等。3-3)將第一次發(fā)酵混合物堆置在發(fā)酵槽(北京市京圃園生物工程有限公司)內(nèi)，進(jìn)行第一次堆置發(fā)酵處理，并監(jiān)控堆體的溫度和含水率。3-4)從發(fā)酵混合物堆置在發(fā)酵槽內(nèi)開(kāi)始計(jì)算第一次發(fā)酵時(shí)間，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，堆體溫度先升高然后下降，在堆置過(guò)程中每天翻堆一次，同時(shí)向堆體噴水使堆體含水率保持在60%，當(dāng)堆體溫度升高到62±2°C時(shí)，向堆體中噴灑木醋液稀釋液一次，當(dāng)堆體溫度降低至55°C時(shí)，即制得第一發(fā)酵基質(zhì)，第一次堆置發(fā)酵處理共堆置7天，其中，每IOOkg(干重)廢棄物顆粒中噴灑IL木醋稀釋液，即每IOOkg(干重)廢棄物顆粒中加入的木醋液的量為1ml。4、第二次發(fā)酵處理4-1)取出第一發(fā)酵基質(zhì)并向其中噴灑水和木醋液稀釋液，添加赤砂糖和過(guò)磷酸鈣，攪拌均勻，制成第二次發(fā)酵混合物，其中第二次發(fā)酵混合物的含水率為60%，噴灑竹醋液稀釋液的量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中噴灑I. 75L木醋液稀釋液，即每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中噴灑I. 75ml木醋液；每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加Ikg赤砂糖；每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加3kg過(guò)磷酸鈣。4-2)將第二次發(fā)酵混合物堆置成垛，堆體基部長(zhǎng)2m、寬I. 5m、高lm，進(jìn)行第二次堆置發(fā)酵處理。4-3)從堆體開(kāi)始發(fā)酵時(shí)開(kāi)始計(jì)算第二次發(fā)酵處理時(shí)間，并監(jiān)控堆體溫度和含水率，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，堆體溫度先升高然后下降，當(dāng)堆體溫度降低至室溫(25°C)時(shí)，停止第二次堆置發(fā)酵處理，制得植物栽培基質(zhì)，其中，每7天進(jìn)行一次翻堆處理，并同時(shí)向堆體基質(zhì)中噴水和竹醋液稀釋液、添加赤砂糖和過(guò)磷酸鈣，使堆體含水率保持為60%，共堆置發(fā)酵22天。即第二次堆置發(fā)酵過(guò)程中共翻堆3次，也就是說(shuō)向堆體中噴灑水和竹醋液稀釋液、添加赤砂糖和過(guò)磷酸鈣各3次；并且
每次翻堆時(shí)噴灑竹醋液稀釋液的量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中噴灑2. 5L木酢液稀釋液，即在第二次發(fā)酵堆置過(guò)程中每IOOkg (干重)廢棄物顆粒共噴灑7. 5L木醋液稀釋液，也就是說(shuō)，每IOOkg (干重)廢棄物顆粒共噴灑7. 5ml木醋液；每次翻堆時(shí)赤砂糖的添加量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加O. 5kg赤砂糖，即在第二次發(fā)酵堆置過(guò)程中每IOOkg(干重)廢棄物顆粒中共添加了 I. 5kg赤砂糖；每次翻堆時(shí)過(guò)磷酸鈣的添加量為每IOOkg廢棄物顆粒(干重)中添加6kg過(guò)磷酸鈣，即在第二次發(fā)酵堆置過(guò)程中每IOOkg(干重)廢棄物顆粒中共添加了 18kg過(guò)磷酸鈣。制備的植物栽培基質(zhì)外觀呈茶褐色或黑色，堆體呈疏松的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，沒(méi)有惡臭，不再吸引蚊蠅，其性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表2、3所示。實(shí)施例4I、農(nóng)林廢棄物原料的預(yù)處理1-1)采用粉碎機(jī)(北京眾意神龍機(jī)械有限責(zé)任公司)將農(nóng)林廢棄物枝干(柳樹(shù)、槐樹(shù)、楊樹(shù)等修剪的枝干，落葉、稻殼)粉碎成粒徑< Icm的顆粒，制得廢棄物顆粒，同時(shí)測(cè)定廢棄物顆粒的有機(jī)碳含量和氮含量，測(cè)定結(jié)果如表I所示。表I農(nóng)林廢棄物顆粒的特性
權(quán)利要求
1.一種植物栽培基質(zhì)的制備方法，包括如下步驟首先將農(nóng)林廢棄物、水、發(fā)酵菌劑、竹醋液和/或木醋液混合均勻進(jìn)行第一次發(fā)酵處理，制得第一發(fā)酵基質(zhì)；然后向第一次發(fā)酵基質(zhì)中加入發(fā)酵添加劑、水、竹醋液和/或木醋液，進(jìn)行第二次發(fā)酵處理即得，其中，所述發(fā)酵添加劑為赤砂糖和過(guò)磷酸鈣。
2.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征是所述農(nóng)林廢棄物與發(fā)酵菌劑的重量之比為100 O.1-1。
3.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征是所述第一次發(fā)酵處理過(guò)程中每IOOkg農(nóng)林廢棄物中所述竹醋液和/或木醋液的用量為1-2. 5ml。
4.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征是所述第二次發(fā)酵處理過(guò)程中每IOOkg農(nóng)林廢棄物中所述竹醋液和/或木醋液的用量為3-12. 5ml。
5.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征是所述第二次發(fā)酵處理過(guò)程中每IOOkg農(nóng)林廢棄物中添加I. 5-5kg所述赤砂糖。
6.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征是所述第二次發(fā)酵處理過(guò)程中每IOOkg農(nóng)林廢棄物中添加9-30kg所述過(guò)磷酸鈣。
7.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征是將農(nóng)林廢棄物的碳氮比調(diào)節(jié)為20-35之后，再進(jìn)行所述第一次發(fā)酵處理。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是所述碳氮比為25-30。
9.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征是所述第二次發(fā)酵處理過(guò)程中含水率為60-70%。
10.一種植物栽培基質(zhì)，其特征是按照如權(quán)利要求1-9任一所述方法制備而成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種植物栽培基質(zhì)及其制備方法，本發(fā)明的栽培基質(zhì)制備方法包括如下步驟1)將農(nóng)林廢棄物、發(fā)酵菌劑、竹醋液和/或木醋液混合均勻進(jìn)行第一次發(fā)酵處理，制得第一發(fā)酵基質(zhì)；然后向第一次發(fā)酵基質(zhì)中加入發(fā)酵添加劑、竹醋液和/或木醋液，進(jìn)行第二次發(fā)酵處理即得，其中，所述發(fā)酵添加劑為赤砂糖和過(guò)磷酸鈣。本發(fā)明制備的植物栽培基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)均衡，營(yíng)養(yǎng)成分含量高，物理性質(zhì)穩(wěn)定。本發(fā)明方法制備的栽培基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)合理，便于植物吸收，滿足植物生長(zhǎng)需要，提高了植物栽培的成活率和觀賞效果。
文檔編號(hào)C05F11/08GK102627481SQ20121010210
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者孫向陽(yáng), 張璐, 田赟, 龔小強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)