以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)及其制備方法
【專利摘要】一種以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)，包括粉煤灰、蚯蚓糞、木薯渣、蛭石和緩沖劑，其中粉煤灰、蚯蚓糞、木薯渣、蛭石、緩沖劑占粉煤灰、蚯蚓糞、木薯渣、蛭石和緩沖劑總體積的體積百分比分別為10-50%、10-60%、4-30%、5-10%、0.2-10%。上述栽培基質(zhì)的制備方法，包括以下步驟：（1）將粉煤灰、蚯蚓糞、蛭石和木薯渣按照配方量進(jìn)行混合，之后添加配方量的緩沖劑并充分混合；（2）在步驟（1）中得到的混合物中添加水，并在混合的過程中用力擠壓揉搓，使之形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，混合均勻，含水率控制在50%-80%；（3）將擠壓后的混合物磨細(xì)過篩，形成能適合農(nóng)作物生長(zhǎng)的基質(zhì)。本發(fā)明制得的基質(zhì)產(chǎn)品成本低、效果好，工藝簡(jiǎn)單，適合多種農(nóng)作物的育苗和栽培使用。
【專利說明】以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)的配制，屬于基質(zhì)栽培領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]基質(zhì)栽培屬于無土栽培的一種，目前世界上有90%的無土栽培采用基質(zhì)栽培的方式?；|(zhì)栽培兼有土培、砂培、水培和霧培的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又較好地避免了各自的缺陷，有良好的發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用前景。我國(guó)無土栽培起步較晚，但近幾年來我國(guó)無土栽培技術(shù)的研究和應(yīng)用得到了迅速發(fā)展，不但面積呈上升趨勢(shì)，而且基質(zhì)質(zhì)量也在不斷上升。目前，在番茄、黃瓜、生菜等種植上進(jìn)行了大面積應(yīng)用栽培基質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)的目標(biāo)。
[0003]根據(jù)基質(zhì)的成分分類可以分為無機(jī)基質(zhì)、有機(jī)基質(zhì)和有機(jī)一無機(jī)混合基質(zhì)。研究表明，傳統(tǒng)的有機(jī)基質(zhì)和無機(jī)基質(zhì)具有其狹隘性。無機(jī)基質(zhì)中具有很好的保水性和支撐作用，能夠較好的固定根系，但是無機(jī)基質(zhì)中所含有的養(yǎng)分不足，不能滿足植株在后期對(duì)養(yǎng)分的需要；有機(jī)基質(zhì)主要是一些含有C、H的有機(jī)生物殘?bào)w及其衍生物構(gòu)成的栽培基質(zhì)，含有大量的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，蓄肥能力相對(duì)較強(qiáng)，可抵抗養(yǎng)分淋洗和PH值過度升降，但是有機(jī)基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)常常不太穩(wěn)定，通常都有較高的鹽基交換量。有機(jī)基質(zhì)中應(yīng)用最廣的是泥炭，而天然泥炭資源有限，短期內(nèi)不可再生，迫切需要開發(fā)泥炭的替代品。因此，有機(jī)-無機(jī)混合基質(zhì)逐漸受到人們的親睞，不僅能很好固定植株的根系，保水保墑，而且也能提供植株生長(zhǎng)過程中對(duì)養(yǎng)分的需求。
[0004]在基質(zhì)生產(chǎn)應(yīng)用方面，我國(guó)已有部分廠家生產(chǎn)栽培基質(zhì)，但質(zhì)量不夠穩(wěn)定、安全性不高。生產(chǎn)上對(duì)于名、特、 優(yōu)作物品種的種植，仍相當(dāng)大比例使用進(jìn)口基質(zhì)，成本較高。近年來，結(jié)合地方有機(jī)固體廢棄物無害化處理與資源化利用，開展新型功能性基質(zhì)生產(chǎn)與推廣應(yīng)用，不僅可以較好地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，還可以有效地防止下墊土壤可能引起的作物連作障礙因子的影響，提高大棚、溫室等設(shè)施的利用效率，有利于高效農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)及其制備方法，主要將無機(jī)物粉煤灰與有機(jī)成分混成，配制有機(jī)-無機(jī)混合基質(zhì)。所用的原材料均為粉煤灰、木薯渣、蚯蚓糞等廢棄物資源，同時(shí)配以一定量緩沖劑，用力擠壓，使其充分混合，最終形成適合植物生長(zhǎng)、養(yǎng)分充足、具有緩沖性能的栽培基質(zhì)。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)，包括粉煤灰、蚯蚓糞、木薯渣、蛭石和緩沖劑，其中粉煤灰、蚯蚓糞、木薯渣、蛭石、緩沖劑占粉煤灰、蚯蚓糞、木薯渣、蛭石和緩沖劑總體積的體積百分比分別為10-50%、10-60%、4-30%、5-10%、0.2-10%ο
[0007]上述以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)的制備方法，其特征是，包括以下步驟:
(I)將粉煤灰、蚯蚓糞、蛭石和木薯渣按照配方量進(jìn)行混合，之后添加配方量的緩沖劑并充分混合；(2)在步驟(1)中得到的混合物中添加水，并在混合的過程中用力擠壓揉搓，使之形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，混合均勻，含水率控制在50%-80% ；
(3)將擠壓后的混合物磨細(xì)過篩，形成能適合農(nóng)作物生長(zhǎng)的基質(zhì)。
[0008]進(jìn)一步地,所述基質(zhì)的粒徑為l_5mm。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
①創(chuàng)新性的使用粉煤灰。粉煤灰是發(fā)電廠的一種副產(chǎn)物，它是煤礦然后到灰燼，根據(jù)其最終的粒徑分為一級(jí)粉煤灰、二級(jí)粉煤灰、三級(jí)粉煤灰和爐渣。經(jīng)測(cè)定，粉煤灰中含有大量的金屬元素，包括植株生長(zhǎng)所需的常規(guī)元素和微量元素，并且粉煤灰具有很好的孔徑結(jié)構(gòu)，保水透氣性質(zhì)優(yōu)良。一般粉煤灰用于建筑水泥、公路建造等工業(yè)領(lǐng)域，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用并不常見。本發(fā)明大膽地使用粉煤灰做為栽培基質(zhì)的主要原料，一方面充分利用了粉煤灰中的礦物養(yǎng)分，一方面增強(qiáng)了栽培基質(zhì)的容重和透氣保水性，大大提高了栽培效果，廢棄物資源的價(jià)值也得以充分發(fā)揮。
[0010]②充分利用原材料本身的酸堿性進(jìn)行配比，性質(zhì)優(yōu)良。粉煤灰是一種偏堿性的無機(jī)物，木薯渣是一種偏酸性的有機(jī)物，兩者按照不同的比例混合，可以是最終的基質(zhì)保持在中性左右，滿足大部分植株對(duì)酸堿度的要求。這樣不僅可以充分利用廢棄物資源本身的特性，科學(xué)環(huán)保，而且還可以節(jié)約成本，不用添加任何調(diào)節(jié)酸堿度的材料，實(shí)現(xiàn)量?jī)煞N材料的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最終實(shí)現(xiàn)良好的栽培效果。
[0011]③具有良好的緩沖性能，能適合多種農(nóng)作物生長(zhǎng)。在以粉煤灰為主要材料的栽培基質(zhì)中加入了一定量的緩沖劑，這樣不僅可以調(diào)節(jié)栽培基質(zhì)本身的酸堿度，也可以緩解因植株選擇性吸收基質(zhì)中離子而造成的生長(zhǎng)環(huán)境酸堿度的改變。同時(shí)，可以抵抗外界環(huán)境變化對(duì)植株生長(zhǎng)環(huán)境的沖擊。這樣可以保證植株的生長(zhǎng)環(huán)境保持在一個(gè)最佳的水平下，最大限度的刺激植株生長(zhǎng)。
[0012]④蚯蚓糞的加`入增強(qiáng)了栽培的活性，顯著促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)。蚯蚓糞是一種綠色肥料，是蚯蚓消解禽畜糞便的站務(wù)，其中富含植物生長(zhǎng)所必須的養(yǎng)分，也含有大量的有益微生物和酶類物質(zhì)，被稱為“肥料之王”。蚯蚓糞的加入，不僅能促進(jìn)作物的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量的形成，還能增強(qiáng)作物的抗逆性，提高作物體內(nèi)Vc含量，降低硝酸鹽含量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，還可提高土壤中性磷酸酶、蛋白酶、脲酶和蔗糖酶等酶的活性，增強(qiáng)土壤供肥能力。因此，蚯蚓糞的加入大大提高了種植作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，提升了栽培基質(zhì)的品質(zhì)。
[0013]⑤養(yǎng)分全面，安全穩(wěn)定，工藝簡(jiǎn)單易行。以粉煤灰為主要材料的栽培基質(zhì)中，富含植物生長(zhǎng)所需的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和礦物養(yǎng)分，容重適合，透氣保水性優(yōu)良，能滿足植物生長(zhǎng)所需的水、肥、氣、熱等條件，確保植物能穩(wěn)定生長(zhǎng)。同時(shí)，經(jīng)測(cè)定粉煤灰中重金屬元素的含量非常低，遠(yuǎn)低于農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)值，而且粉煤灰還具有固化重金屬元素活性的功能，是一種安全的新型栽培基質(zhì)。在新型栽培基質(zhì)的生產(chǎn)中，混合物要保持一定的含水率，用力擠壓，使蚯蚓糞與木薯渣中的微生物可以進(jìn)入到粉煤灰的孔徑中去，為微生物的大量繁殖提供良好的場(chǎng)所，工藝簡(jiǎn)單，易于操作，沒有消耗過多的動(dòng)力，節(jié)約成本。
[0014]⑥加強(qiáng)固體廢棄物的資源化利用。粉煤灰和禽畜糞便都是發(fā)電廠和養(yǎng)殖廠的主要副產(chǎn)物，每年都要排放出大量粉煤灰和糞便。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2009年中國(guó)產(chǎn)生的粉煤灰達(dá)3.75億噸，相當(dāng)于目前中國(guó)城市生活垃圾總量的兩倍多，是中國(guó)工業(yè)固體廢物的最大單一排放源，對(duì)我國(guó)的環(huán)境治理形成了極大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著養(yǎng)殖場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，禽畜糞便的量也與日俱增，大規(guī)模糞便的處理也是現(xiàn)在亟待解決的問題。關(guān)于粉煤灰和禽畜糞便的資源化利用途徑也進(jìn)行了不同領(lǐng)域的研究，但是其資源化利用水平與國(guó)外相差甚遠(yuǎn)，且利用途徑中的消解量也受到制約。本發(fā)明將兩種廢棄物綜合起來利用，不僅能提供兩種廢棄物資源新型的利用途徑，而且能大量消解兩種廢棄物，提供了其有效資源化利用的去向。因此，本發(fā)明技術(shù)能較好的將廢棄物資源化利用。
【具體實(shí)施方式】
[0015]一種以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)，包括粉煤灰、蚯蚓糞、木薯渣、蛭石和緩沖劑，其中粉煤灰、蚯蚓糞、木薯渣、蛭石、緩沖劑占粉煤灰、蚯蚓糞、木薯渣、蛭石和緩沖劑總體積的體積百分比分別為 10-50%、10-60%、4-30%、5-10%、0.2_10%。
[0016]上述以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)的制備方法，包括以下步驟:
(1)將粉煤灰、蚯蚓糞、蛭石和木薯渣按照配方量進(jìn)行混合，之后添加配方量的緩沖劑并充分混合；
(2)在步驟(1)中得到的混合物中添加水，并在混合的過程中用力擠壓揉搓，使之形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，混合均勻，含水率控制在50%-80% ；
(3)將擠壓后的混合物磨細(xì)過篩，形成能適合農(nóng)作物生長(zhǎng)的基質(zhì)。
[0017]進(jìn)一步地，所述基質(zhì)的粒徑為l_5mm。
[0018]實(shí)施例一 I材料與方法 1.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)于2013年11月28日一`2014年I月3日在揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)中所用的材料為粉煤灰、艇蚓糞、木薯洛、蛭石和緩沖劑，粉煤灰取自揚(yáng)州華電發(fā)電廠，蚯蚓糞取自揚(yáng)州大學(xué)蚯蚓消解禽畜糞便基地，木薯渣來自宿遷市沃綠寶有機(jī)肥有限公司，蛭石買自石家莊靈壽縣，緩沖劑來時(shí)試驗(yàn)藥品，分析純。具體實(shí)現(xiàn)方案如表1所示。
[0019]表1實(shí)驗(yàn)方案
【權(quán)利要求】
1.一種以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)，其特征是，包括粉煤灰、蚯蚓糞、木薯渣、蛭石和緩沖劑，其中粉煤灰、蚯蚓糞、木薯洛、蛭石、緩沖劑占粉煤灰、蚯蚓糞、木薯洛、蛭石和緩沖劑總體積的體積百分比分別為10-50%、10-60%,4-30%,5-10%,0.2_10%。
2.如權(quán)利要求1所述的以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)的制備方法，其特征是，包括以下步驟: (1)將粉煤灰、蚯蚓糞、蛭石和木薯渣按照配方量進(jìn)行混合，之后添加配方量的緩沖劑并充分混合； (2)在步驟(1)中得到的混合物中添加水，并在混合的過程中用力擠壓揉搓，使之形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，混合均勻，含水率控制在50%-80% ； (3)將擠壓后的混合物磨細(xì)過篩，形成能適合農(nóng)作物生長(zhǎng)的基質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以粉煤灰為主要原料的栽培基質(zhì)的制備方法，其特征是，所述基質(zhì)的粒徑為l-5mm。
【文檔編號(hào)】C05G3/00GK103804077SQ201410027841
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】高亞娟, 錢祎, 王凌瑋, 陳小錦, 孫凱文, 時(shí)佩佩 申請(qǐng)人:揚(yáng)州紅碩環(huán)境與生物工程研究有限公司