一種基于番茄秸稈和醋糟共利用的有機(jī)基質(zhì)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于番茄秸稈的有機(jī)基質(zhì)及其制備方法。本發(fā)明的基質(zhì)包含番茄秸稈、制醋業(yè)廢棄物醋糟、生物炭和蛭石。該基質(zhì)的制作過(guò)程為：將粉碎后的番茄秸稈與新鮮醋糟混勻，再添加腐熟醋糟和生物炭進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵腐熟后再與蛭石按比例配比混勻制得基質(zhì)。本發(fā)明的有機(jī)基質(zhì)制備簡(jiǎn)單，可替代草炭用于常規(guī)植物的栽培，不僅可以同時(shí)促進(jìn)多種廢棄物的資源化利用，還降低了成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。
【專利說(shuō)明】
一種基于番茄秸稈和醋糟共利用的有機(jī)基質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明為有機(jī)廢棄物資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種基于番茄秸桿的有機(jī)基質(zhì)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]番茄是世界上普遍種植的果蔬之一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，番茄秸桿年產(chǎn)生量約3.4億t。這些秸桿被隨意堆放或集中焚燒，滋生病菌，不僅浪費(fèi)資源，還造成環(huán)境污染。堆制發(fā)酵是處理秸桿等廢棄物的有效方式，也是實(shí)現(xiàn)后續(xù)利用的基礎(chǔ)。但番茄秸桿纖維化程度較高，偏堿性，自然發(fā)酵過(guò)程緩慢，因此其資源化利用受到了極大的限制。
[0003]為了提高番茄秸桿的發(fā)酵效率，不少學(xué)者開展了有關(guān)其發(fā)酵菌劑或調(diào)理劑的研究，一般通過(guò)添加專門的菌劑以及牛糞、雞糞等其他物料。如文獻(xiàn)1(以番茄秸桿為原料的番茄育苗基質(zhì)及其制備方法，公開號(hào)CN104756839A)公開了番茄粉碎后，添加牛糞和發(fā)酵菌劑等，制成育苗基質(zhì)；文獻(xiàn)2 (以番茄秸桿為主要原料配制一種生物有機(jī)肥的方法，公開號(hào)CNl 03951476A)，將番茄秸桿配以動(dòng)物糞便等制成了生物肥料。將番茄秸桿開發(fā)為作物栽培基質(zhì)，一方面專門菌劑的使用大大增加了生產(chǎn)成本，另一方面由于養(yǎng)殖廢物的引入增加了農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要尋找其他既經(jīng)濟(jì)又能促進(jìn)番茄秸桿發(fā)酵的新途徑。
[0004]因此，針對(duì)目前番茄秸桿基質(zhì)化利用技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于番茄秸桿和醋糟共利用的有機(jī)基質(zhì)及制備方法。該發(fā)明通過(guò)對(duì)番茄秸桿和制醋業(yè)廢棄物醋糟的綜合利用，不但提高了發(fā)酵效率，降低了生產(chǎn)成本，并且可同時(shí)利用多種廢棄物，顯著的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于番茄秸桿的有機(jī)基質(zhì)及其制備方法，以同時(shí)利用秸桿和醋糟等多種廢棄物，提高生產(chǎn)效率，并降低成本，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)境的協(xié)同發(fā)展。
[0006]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下:
一種基于番茄秸桿的有機(jī)基質(zhì)制備方法，其特征在于包括以下步驟:
步驟I，將番茄秸桿晾干至含水率10?15%，再粉碎至0.5?5cm長(zhǎng)度，制得番茄秸桿原料；步驟2，將番茄秸桿原料與含水率為70%?80%的新鮮醋糟按體積比50%?60%: 40%?50%混合均勻，制得發(fā)酵原料；
步驟3，將發(fā)酵原料與腐熟醋糟、生物炭按體積比70%?80%: 10%?15%: 10%?15%混合，進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中每隔3?5天進(jìn)行翻堆一次，至堆體溫度降至40±2°C，完成初步發(fā)酵；步驟4，加水調(diào)節(jié)堆體含水率達(dá)到50?60%，繼續(xù)進(jìn)行堆制，發(fā)酵至腐熟；
步驟5，將腐熟秸桿與蛭石按體積比80%?90%: 10%?20%混合均勻即制得有機(jī)基質(zhì)；
所述腐熟醋糟含水率為60?70%的新鮮醋糟經(jīng)自然堆制發(fā)酵至腐熟得到；
所述發(fā)酵至腐熟具體為發(fā)酵物浸提液的發(fā)芽指數(shù)GI大于等于85%，所述的發(fā)酵物浸提液是將發(fā)酵干物質(zhì)與去離子水按重量比1:10浸提得到；發(fā)酵過(guò)程中每隔3~5天進(jìn)行翻堆一次。
[0007]所述生物炭是由稻殼、秸桿、林木下腳料在隔絕氧氣下經(jīng)300?600°C燃燒后制備而成。
[0008]所述生物炭的粒徑為0.25?2mm。
[0009]—種利用以上方法制備而得的基于番茄秸桿的有機(jī)基質(zhì)，其特征在于:所述基質(zhì)可用于常規(guī)蔬菜和花卉的栽培。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明的基質(zhì)主要利用番茄秸桿、醋糟等有機(jī)廢棄物發(fā)酵而成，技術(shù)簡(jiǎn)單，易操作；
(2)由于本發(fā)明不需使用專門的菌劑，大大降低了菌劑生產(chǎn)或購(gòu)置的生產(chǎn)成本；
(3)本發(fā)明主要利用番茄秸桿和醋糟性狀的互補(bǔ)作用，可提高發(fā)酵效率，縮短發(fā)酵腐熟時(shí)間；
(4)實(shí)現(xiàn)了多種廢棄物資源的綜合利用，環(huán)境生態(tài)效益更為顯著；
(5)所制備的基質(zhì)性狀穩(wěn)定，可替代常規(guī)草炭基質(zhì)，成本低，市場(chǎng)前景廣闊。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0012]首先制備腐熟醋糟，將新鮮醋糟初步翻晾，含水率達(dá)到60%?70%時(shí)進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中每隔3~5天進(jìn)行翻堆一次，發(fā)酵第20天開始每3?5天取樣測(cè)定發(fā)芽指數(shù)GI Al的測(cè)定采用常規(guī)方法進(jìn)行，具體將發(fā)酵物按單位干重與去離子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的測(cè)試種子為上海青種子。發(fā)芽指數(shù)達(dá)到85%或以上即表示發(fā)酵至腐熟，制得腐熟醋糟；
制備腐熟醋糟的同時(shí)，制備番茄秸桿原料和發(fā)酵原料:
(1)番茄秸桿原料的制備:將番茄秸桿均勻晾干至10?15%含水率，用粉碎機(jī)粉碎至0.5?5cm長(zhǎng)度；
(2)發(fā)酵原料的制備:將新鮮醋糟初步翻晾，含水率達(dá)到70%?80%時(shí)與番茄秸桿原料按體積比40%?50%: 50%?60%混勻即可。
[0013]將發(fā)酵原料、腐熟醋糟和粒徑為0.25?2mm生物炭按體積比70%?80%: 10%-15%: 10%?15%混合，進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中每隔3~5天進(jìn)行翻堆一次，每天測(cè)定堆體溫度，至堆體溫度降至40 ± 2 °C，完成初步發(fā)酵；
加水調(diào)節(jié)堆體含水率達(dá)到50?60%，繼續(xù)進(jìn)行堆制發(fā)酵至腐熟，發(fā)酵開始每3~5天取樣測(cè)定發(fā)酵物浸提液的發(fā)芽指數(shù)GI Al的測(cè)定采用常規(guī)方法進(jìn)行，具體將發(fā)酵物按單位干重與去離子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的測(cè)試種子為上海青種子。發(fā)芽指數(shù)達(dá)到85%或以上即表示發(fā)酵腐熟，制得腐熟秸桿；
將腐熟秸桿與蛭石按體積比80%?90%: 10%?20%混勻制得基質(zhì)。
[0014]基質(zhì)的容重為0.24 ± 0.03g/cm3，總孔隙度為63.1 + 2.2%，持水孔隙度為41.8 ±I.3%。卩!1 為7.26 ±0.21，EC為4.72 ±0.30ms/cmo
[0015]實(shí)施例一
將新鮮醋糟初步翻晾，含水率達(dá)到60%進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中每隔5天進(jìn)行翻堆一次，發(fā)酵第20天開始每5天取樣測(cè)定發(fā)芽指數(shù)GI，具體將發(fā)酵物按單位干重與去離子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的測(cè)試種子為上海青種子。發(fā)酵30天后發(fā)芽指數(shù)即達(dá)到85%，表示已達(dá)到發(fā)酵腐熟要求，制得腐熟醋糟。
[0016]將番茄秸桿均勻晾干至15%含水率，用粉碎機(jī)粉碎至0.5?5cm長(zhǎng)度，制得番茄秸桿原料；
將新鮮醋糟初步翻晾，含水率達(dá)到75%時(shí)與番茄秸桿原料按體積比40%: 60%混勻，再與腐熟醋糟和粒徑為0.25?2mm生物炭按體積比80%: 10%: 10%混合，進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中每隔3天進(jìn)行翻堆一次，每天的堆體溫度，發(fā)酵15天堆體溫度降至42°C，完成初步發(fā)酵；
加水調(diào)節(jié)堆體含水率達(dá)到50%，繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵開始每3天取樣測(cè)定發(fā)酵物浸提液的發(fā)芽指數(shù)GI，具體將發(fā)酵物按單位干重與去離子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的測(cè)試種子為上海青種子。第二次發(fā)酵第12天發(fā)芽指數(shù)達(dá)到85%，表示發(fā)酵腐熟，制得腐熟秸桿；
將腐熟秸桿與蛭石按體積比90%: 10%混勻制得基質(zhì)。將混勻的基質(zhì)分層裝入塑料花盆中，同時(shí)均勻按壓，裝入容重為0.21g/cm3o
[0017]選取株高為5cm、具有4片葉、生長(zhǎng)健壯一致、根系完整、無(wú)病蟲害的孔雀草幼苗，移入栽培容器中，移栽后按常規(guī)澆水。移栽30d后，隨機(jī)選取5株，測(cè)定盆花的株高、冠幅。本發(fā)明基質(zhì)較常規(guī)對(duì)照可平均增加孔雀草株高1.8cm、冠幅3cm。
[0018]實(shí)施例二
將新鮮醋糟初步翻晾，含水率達(dá)到70%進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中每隔4天進(jìn)行翻堆一次，發(fā)酵第20天開始每4天取樣測(cè)定發(fā)芽指數(shù)GI，具體將發(fā)酵物按單位干重與去離子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的測(cè)試種子為上海青種子。發(fā)酵32天后發(fā)芽指數(shù)即達(dá)到86%，表示已達(dá)到發(fā)酵腐熟要求，制得腐熟醋糟。
[0019]將番茄秸桿均勻晾干至13%含水率，用粉碎機(jī)粉碎至0.5?5cm長(zhǎng)度，制得番茄秸桿原料；
將新鮮醋糟初步翻晾，含水率達(dá)到70%時(shí)與番茄秸桿原料按體積比545%: 55%混勻，再與腐熟醋糟和粒徑為0.25?2mm生物炭按體積比70%: 15%: 15%混合，進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中每隔5天進(jìn)行翻堆一次，每天的堆體溫度，發(fā)酵20天堆體溫度降至38°C，完成初步發(fā)酵；加水調(diào)節(jié)堆體含水率達(dá)到60%，繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵開始每4天取樣測(cè)定發(fā)酵物浸提液的發(fā)芽指數(shù)GI，具體將發(fā)酵物按單位干重與去離子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的測(cè)試種子為上海青種子。第二次發(fā)酵第16天發(fā)芽指數(shù)達(dá)到88%，表示發(fā)酵腐熟，制得腐熟秸桿；
將腐熟秸桿與蛭石按體積比80%: 20%混勻制得基質(zhì)。將混勻的基質(zhì)分層裝入塑料盆中，同時(shí)均勻按壓，裝入容重為0.27g/cm3o
[0020]選取3葉I心、生長(zhǎng)健壯一致的黃瓜幼苗，移入栽培容器中，移栽后按常規(guī)澆水。移栽25d后，隨機(jī)選取5株，測(cè)定株高、莖粗。本發(fā)明基質(zhì)較常規(guī)對(duì)照可平均增加黃瓜苗株高
2.2cm、莖粗 0.7mm。
[0021 ] 實(shí)施例三
將新鮮醋糟初步翻晾，含水率達(dá)到65%進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中每隔3天進(jìn)行翻堆一次，發(fā)酵第20天開始每3天取樣測(cè)定發(fā)芽指數(shù)GI，具體將發(fā)酵物按單位干重與去離子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的測(cè)試種子為上海青種子。發(fā)酵33天后發(fā)芽指數(shù)即達(dá)到87%，表示已達(dá)到發(fā)酵腐熟要求，制得腐熟醋糟。
[0022]將番茄秸桿均勻晾干至10%含水率，用粉碎機(jī)粉碎至0.5?5cm長(zhǎng)度，制得番茄秸桿原料；
將新鮮醋糟初步翻晾，含水率達(dá)到80%時(shí)與番茄秸桿原料按體積比50%: 50%混勻，再與腐熟醋糟和粒徑為0.25?2_生物炭按體積比75%: 12.5%: 12.5%混合，進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中每隔4天進(jìn)行翻堆一次，每天的堆體溫度，發(fā)酵20天堆體溫度降至39°C，完成初步發(fā)酵；加水調(diào)節(jié)堆體含水率達(dá)到60%，繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵開始每5天取樣測(cè)定發(fā)酵物浸提液的發(fā)芽指數(shù)GI，具體將發(fā)酵物按單位干重與去離子水1:10的浸提比例得到浸提液，所用的測(cè)試種子為上海青種子。第二次發(fā)酵第15天發(fā)芽指數(shù)達(dá)到85%，表示發(fā)酵腐熟，制得腐熟秸桿；
將腐熟秸桿與蛭石按體積比85%: 15%混勻制得基質(zhì)。將混勻的基質(zhì)分層裝入塑料盆中，同時(shí)均勻按壓，裝入容重為0.25g/cm3o
[0023]選取生長(zhǎng)健壯一致的一串紅幼苗，移入栽培容器中，移栽后按常規(guī)澆水。移栽30d后，隨機(jī)選取5株，測(cè)定株高、冠幅。本發(fā)明基質(zhì)較常規(guī)對(duì)照可平均增加一串紅苗株高3.2cm、冠幅2cm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于番茄秸桿的有機(jī)基質(zhì)制備方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟I，將番茄秸桿晾干至含水率10?15%，再粉碎至0.5?5cm長(zhǎng)度，制得番茄秸桿原料； 步驟2，將番茄秸桿原料與含水率為70%?80%的新鮮醋糟按體積比50%?60%: 40%?50%混合均勻，制得發(fā)酵原料； 步驟3，將發(fā)酵原料與腐熟醋糟、生物炭按體積比70%?80%: 10%?15%: 10%?15%混合，進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中每隔3~5天進(jìn)行翻堆一次，至堆體溫度降至40±2°C，完成初步發(fā)酵； 步驟4，加水調(diào)節(jié)堆體含水率達(dá)到50?60%，繼續(xù)進(jìn)行堆制，發(fā)酵至腐熟； 步驟5，將腐熟秸桿與蛭石按體積比80%?90%: 10%?20%混合均勻即制得有機(jī)基質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于番茄秸桿的有機(jī)基質(zhì)的制備方法，其特征在于:所述腐熟醋糟含水率為60?70%的新鮮醋糟經(jīng)自然堆制發(fā)酵至腐熟得到。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于番茄秸桿的有機(jī)基質(zhì)的制備方法，其特征在于:所述發(fā)酵至腐熟具體為發(fā)酵物浸提液的發(fā)芽指數(shù)GI大于等于85%，所述的發(fā)酵物浸提液是將發(fā)酵干物質(zhì)與去離子水按重量比1:10浸提得到;發(fā)酵過(guò)程中每隔3~5天進(jìn)行翻堆一次。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于番茄秸桿的有機(jī)基質(zhì)的制備方法，其特征在于:所述生物炭是由稻殼、秸桿、林木下腳料在隔絕氧氣下經(jīng)300?600°C燃燒后制備而成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于番茄秸桿的有機(jī)基質(zhì)的制備方法，其特征在于:所述生物炭的粒徑為0.25?2_。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于番茄秸桿的有機(jī)基質(zhì)及制備方法制備得的有機(jī)基質(zhì)，其特征在于:所述有機(jī)基質(zhì)由所述制備方法制備而得。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于番茄秸桿的有機(jī)基質(zhì)，其特征在于:所述基質(zhì)可用于常規(guī)蔬菜和花卉的栽培。
【文檔編號(hào)】C05F17/00GK106083295SQ201610386994
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月2日 公開號(hào)201610386994.4, CN 106083295 A, CN 106083295A, CN 201610386994, CN-A-106083295, CN106083295 A, CN106083295A, CN201610386994, CN201610386994.4
【發(fā)明人】朱詠莉, 徐勇峰, 李萍萍, 韓建剛, 黃斌, 朱陳名
【申請(qǐng)人】南京林業(yè)大學(xué)