一种用于无土栽培的发酵菊芋秸秆及其复合基质制造技术

本发明专利技术涉及一种用于无土栽培的发酵菊芋秸秆，所述发酵菊芋秸秆由如下方法制备而成：1)将菊芋秸秆自然风干，粉碎至长度为3～6cm，堆制，向堆制后的秸秆堆中均匀添加混有发酵剂的调节液，调节所述菊芋秸秆堆的含水量为50～60％，C/N为25～35：1，得待发酵菊芋秸秆堆；2)将所述待发酵菊芋秸秆堆在室温下进行发酵45～50天，得发酵菊芋秸秆。将本发明专利技术所述的发酵菊芋秸秆与草炭和蛭石配合使用，可得到一种基质的大小孔隙比等物理性状更有利于蔬菜生长的无土栽培基质，为根系的生长提供了良好的根际环境，而且同仅含有草炭和蛭石的复合基质相比，可提高蔬菜植株的健壮程度，提高蔬菜植株的抗病能力，提高产量。

Fermented Jerusalem artichoke straw for soilless culture and its composite substrate

The invention relates to a method for soilless culture fermentation of Jerusalem artichoke stalk, the fermentation of Jerusalem artichoke stalk by the preparation method is as follows: 1) and the artichoke stalk drying, crushing to length is 3 ~ 6cm, composting, composting to after straw heap adding mixed with adjusting liquid fermentation agent. Adjust the artichoke stalk heap moisture content is 50 ~ 60%, C/N is 25 ~ 35:1, for fermentation of Jerusalem artichoke stalk reactor; 2) will be the fermentation of Jerusalem artichoke stalk heap at a temperature of 45 ~ 50 days of fermentation, the fermentation of Jerusalem artichoke stalk. The fermentation of Jerusalem artichoke stalk and peat and vermiculite can be obtained with the use of a matrix pore size ratio and other physical properties is more conducive to the growth of vegetable soilless culture, provide a good rhizosphere environment for root growth, compared with the composite matrix and contains only peat and vermiculite can be. To improve the robust degree of vegetable plants, improve vegetable plant disease resistance, yield.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无土栽培基质
，具体涉及一种添加有发酵菊芋秸秆的复合栽培基质。
技术介绍
我国是设施农业生产大国，从面积和产量来看，中国设施农业均位列世界前列(张震等，2015；赵翠英等，2015)。但是，在我国设施农业发展过程中出现了大水大肥等管理方式，这导致了设施农业土壤栽培存在连作障碍、土壤次生盐渍化、营养供需不均衡、病虫害难以防治等缺点(田吉林；毛羽)。无土栽培是世界设施农业中广泛采用的先进技术，具有避免土传病虫害及连作障碍、节水节肥以及生产的可控性等诸多优点，已成为发展无公害绿色蔬菜生产的可靠途径(郭世荣；刘婧；潘凯)目前世界上的无土栽培90％以上是采用基质栽培；无土栽培基质中，世界各国普遍认为草炭是最好的介质之一，其具有改良土壤、团粒结构好、有机质含量高、阳离子交换量大、纤维含量丰富、保水保肥能力强，植物致病菌侵染少等优点，是蔬菜育苗基质和无土栽培基质的常见组分。而草炭短期内不可再生、资源紧缺，使用过度会破坏生态环境，购买成本越来越高。目前大多数无土栽培基质研究集中在试用新材料替代草炭，如蘑菇渣复合基质、椰康壳纤维、锯末、牛粪等，但因地域局限，不同基质理化性质不稳定等缺点，在混合基质中草炭用量仍然较多。我国无土栽培轻基质材料常采用草炭、蛭石体积比1:1，也有少量使用草炭、蛭石、珍珠岩体积比1:1:1作为混合基质，使用过程中存在供液时透气性差、含水率偏高及草炭用量大、成本高的缺点。目前，各国都在进行草炭/岩棉替代物的研究，如以色列用牛粪和葡萄渣，英国用椰子壳纤维等均获得良好效果(HardreckK.A，1993；MeerowA.W，1994)。王新右等人研究了以发酵腐熟的玉米秸秆和牛粪为主要成分，并复配草炭、蛭石、炉渣灰等基质原料对日光温室黄瓜的影响，结果表明秸秆∶牛粪∶草炭∶蛭石∶河沙＝2∶3.5∶1∶1∶2.5配方的黄瓜产量、结瓜数和干鲜质量均最高。菊芋(HelionthustuborosusL.)又称洋姜，菊科，向日葵属，多年生草本植物(侯全刚李莉等,2004)。近年来，菊芋在食品配料(陈雄等，2006；HennellyP.J等，2006)、生物技术(王鹏冬等，2004)、荒漠化生态治理(鹿天阁等，2007)、生物质能源(马家津等，2004)等方面都具有了广泛的研究和应用。随着菊芋产业的发展和广泛种植，近年来，关于菊芋块茎的综合开发和利用的研究较多，但针对采收后的秸秆的综合利用相关研究较少。菊芋抗盐碱性和抗逆性强，可用于荒漠化生态治理，秸秆资源的综合利用可替代草炭不可再生资源。本专利技术研究菊芋秸秆在无土栽培基质中的应用技术，筛选菊芋发酵秸秆复合基质的适宜配比，探索菊芋发酵秸秆部分替代草炭等紧缺资源的途径。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于无土栽培的发酵菊芋秸秆，所述发酵菊芋秸秆由如下方法制备而成：1)将菊芋秸秆自然风干，粉碎至长度为3～6cm，堆制，向堆制后的秸秆堆中均匀添加混有发酵剂的调节液，调节所述菊芋秸秆堆的含水量为50～60％，C/N为25～35：1，得待发酵菊芋秸秆堆；2)将所述待发酵菊芋秸秆堆在室温下进行发酵45～50天，得发酵菊芋秸秆。采用这种方法对菊芋秸秆进行处理，可得到一种适宜蔬菜生长的无土栽培基质，为蔬菜的无土栽培基质提供更多的选择。本专利技术中，优选所述发酵剂为有机废物发酵菌曲，这种有机废物发酵菌曲由多种微生物复合培养而成，有效活菌数量≥2亿/克，这种微生物种类和数量多的发酵剂更适合于菊芋这种有机质、纤维素等含量高的物质的充分发酵。本专利技术中，优选所述有机废物发酵菌曲的添加量为所述堆制后的秸秆堆总质量的0.4～0.5％。在这种添加量下，即可实现充分发酵，还不会因发酵剂添加过量而导致发酵过程中温度过高而影响发酵效果。本专利技术中，优选所述调节液为尿素的水溶液。菊芋秸秆中的成分主要为纤维素类，氮含量不足，不适于微生物的生长发酵，加入适宜比例尿素(含N46％)，以调节粉碎秸秆物料的C/N＝25～35：1，可提高发酵的温度，改善发酵效果。本专利技术中，优选发酵过程中保持秸秆堆中的含水量为50～60％，发酵期间翻堆2～3次。本专利技术中，优选所述步骤1)的具体操作为，将菊芋秸秆自然风干，粉碎至长度为3～6cm，按照15～20cm的厚度逐层堆放，每堆放一层粉碎秸秆，均匀喷洒混有发酵剂的调节液，调节所述菊芋秸秆堆的含水量为50～60％，C/N为25～35：1，至所述菊芋秸秆堆的总高度为1.0～1.2m，底面积为1～2m2，在其表面覆盖塑料布，得待发酵菊芋秸秆堆。将其按15～20cm的厚度逐层堆放，并逐层洒入发酵剂和营养液，可以较简便的方式使发酵液与菊芋秸秆进行充分混合，进一步的，将所述菊芋秸秆堆放为高度为1.0～1.2m，底面积为1～2m2，，在这种体积下，既可保证发酵过程中充分地散热，还不会因为散热速度过快而影响发酵速度，在其表面覆盖塑料布，可起到保温保湿的作用，保证发酵在最佳的状态下进行。本专利技术的另一目的是保护包含有本申请所述发酵菊芋秸秆的无土栽培复合基质。菊芋秸秆若单独作为无土栽培的培养基质，存在体积质量偏小、大小孔隙比偏大，从而影响作物根系的发生和根系对水肥的吸收的问题，而与其他基质混合后配成复合基质可解决上述问题。优选的，按总体积为100份计，所述无土栽培的复合基质包括发酵菊芋秸秆20～40份，草炭40～50份，蛭石20～30份。现有技术中，为保证栽培的效果，在使用草炭与其他培养基质混合后作为基质的过程中，通常会使用65～70％的草炭，存在生产成本高的问题；申请人发现，在草炭与珍珠岩的培养基质中，用发酵菊芋秸秆部分替代草炭，同仅使用草炭和珍珠岩相比，所得到的混合培养基质容重较低，质地更加疏松，基质的持水能力较大，孔隙比更加合理，且在栽培过程中基质的性能稳定，其最终的理化性能甚至优于仅使用草炭和珍珠岩的培养基质。另一方面，与其他发酵后呈酸性的农作物相比，如油菜秸秆、小麦秸秆或蘑菇渣，菊芋秸秆发酵后呈碱性，将其部分替代草炭后，所得的复合培养基质也呈碱性，可在一定程度上防治根际害虫。进一步的，专利技术人发现在添加量为20～40％的情况下，既不会因为添加量过少而导致菊芋秸秆无法发生作用，也不会因为添加量过多而影响复合培养基的品质。优选的，针对于制备所述复合基质的发酵菊芋秸秆，其中菊芋秸秆pH为7.3～7.5，有机质含量25～30％，蛋白质含量2.5～2.8％，脂肪含量1.5～2.0％，粗纤维含量48～52％。选择上述营养物质含量的菊芋秸秆，其发酵后所得的基质的营养物质含量和理化性质与草炭和蛭石配合后，更有利于蔬菜的生长。进一步的优选，按总体积为100份计，所述无土栽培的复合基质包括发酵菊芋秸秆20份，草炭50份，蛭石30份。进一步的，本申请所述的发酵菊芋秸秆及其复合基质应用于蔬菜栽培。进一步的优选，一种用于培养番茄的无土栽培复合基质，包括发酵菊芋秸秆20份，草炭50份，蛭石30份。本专利技术所述的发酵菊芋秸秆具有如下有益效果：1)本专利技术所述发酵菊芋秸秆，具有一定的机械能力和持水持气能力，具有较为合理的通气孔隙比，同时含有较为全面的营养成分，可作为一种蔬菜无土栽培的营养基质的组成成分；而且菊芋抗盐碱性和抗逆性强，可用于荒漠化生态治理，秸秆资源的综合利用可替代草炭不可再生资源。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无土栽培的发酵菊芋秸秆，其特征在于，所述发酵菊芋秸秆由如下方法制备而成：1)将菊芋秸秆自然风干，粉碎至长度为3～6cm，堆制，向堆制后的秸秆堆中均匀添加混有发酵剂的调节液，调节所述菊芋秸秆堆的含水量为50～60％，C/N为25～35：1，得待发酵菊芋秸秆堆；2)将所述待发酵菊芋秸秆堆在室温下进行发酵45～50天，得发酵菊芋秸秆。

【技术特征摘要】
1.一种用于无土栽培的发酵菊芋秸秆，其特征在于，所述发酵菊芋秸秆由如下方法制备而成：1)将菊芋秸秆自然风干，粉碎至长度为3～6cm，堆制，向堆制后的秸秆堆中均匀添加混有发酵剂的调节液，调节所述菊芋秸秆堆的含水量为50～60％，C/N为25～35：1，得待发酵菊芋秸秆堆；2)将所述待发酵菊芋秸秆堆在室温下进行发酵45～50天，得发酵菊芋秸秆。2.根据权利要求1所述的发酵菊芋秸秆，其特征在于，所述发酵剂为有机废物发酵菌曲。3.根据权利要求2所述的发酵菊芋秸秆，其特征在于，所述有机废物发酵菌曲的添加量为所述堆制后的秸秆堆总质量的0.4～0.5％。4.根据权利要求1或3所述的发酵菊芋秸秆，其特征在于，所述调节液为尿素的水溶液。5.根据权利要求1所述的发酵菊芋秸秆，其特征在于，发酵过程中保持秸秆堆的含水量为50～60％，发酵期间翻堆2～3次。6.根据权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明池，赵孟良，季延海，武占会，钟启文，杜中平，李莉，
申请(专利权)人：青海省农林科学院园艺研究所，北京市农林科学院蔬菜研究中心，
类型：发明
国别省市：青海;63