CN100998306A - 一种无土栽培基质及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无土栽培基质及其制备方法。将蔗渣、椰渣、植物秸秆和核桃壳与珍珠岩、硅藻土混合，经粉碎、发酵、消毒后制成所需基质。在此基础上再添加粘合剂、发泡剂和硫化剂，经过进一步加工，该基质还可制成任意形状的预成型基质。本发明兼具有机和无机栽培基质的优点，很好地解决了蔗渣、核桃壳、椰壳等废弃物的持续利用问题。其特有的弹性作用，有利于在运输和移植过程中保护根系，提高成活率，是一种优质、卫生、节水省肥的理想基质，具有良好的应用前景。

Description

一种无土栽培基质及其制备方法
技术领域
本发明属于农业栽培技术领域，具体地说，是涉及一种无土栽培基质。同时，本发明还涉及该基质的制备方法。
背景技术
相对于传统的土壤栽培，无土栽培技术因具有省水、省肥、避免土壤污染等优点，可以在原来无法耕作的地方如：沙漠、海岛、屋顶等地实施种植，而受到越来越多的关注。
作为植物生长的基础，基质的选择尤为关键。现有的无土栽培基质多是以泥炭、岩棉、珍珠岩等作为基材，添加石砂、石粒、蛭石和发酵炭化的植物秸秆等，经简单混合后得到。这类基质虽具备一定的保水能力，但尚不能为植物根系生长提供稳定、良好的生长环境。例如，当使用一段时间后，基质中的泥炭、蛭石因水分浸渍而变细往下沉，而珍珠岩则上浮至基质表面，使基质的通透性下降，久之易造成基质腐烂发臭，影响作物的生长发育。同时，这类基质的结构十分松散，不便于植物的运输和移植。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种质量稳定，无菌无毒、控病能力强、保水透气的无土栽培基质。同时，该基质经过进一步加工，还可以制成任意形状的成型基质，更为有效地保护植物根系，满足植物运输和移植的需要。
本发明的目的还在于提供上述无土栽培基质的制备方法。
本发明的解决方案基于以下认识：我国的制糖企业每年要产生大量的蔗渣，这些蔗渣虽然在造纸、纤维板和糠醛生产等领域的利用率逐年增加，但目前仍然以燃烧处理的数量居多，易造成环境的污染。蔗渣中富含有机质，如果以其作为无土栽培的基质，不仅来源丰富、成本低廉，而且使用后只需经过简单的堆沤和增施氮肥处理，即可还田作为有机肥使用，不会对环境造成污染。核桃壳中有机质含量高，并含有丰富的钾和适量的微量元素，与植物有良好的亲和性，而且可以增加基质的缓冲性，增强保肥能力；椰壳是我国南方十分丰富的自然资源，具有质轻、通透性好、营养丰富、缓冲能力强等优点。而这些材料至今尚未得到合理有效的利用，十分可惜。另外，秸秆吸水保水性强，资源丰富，价格低廉。硅藻土本身具有一定肥效，对可溶性的氮、磷、钾吸附能力强。珍珠岩容重小，总孔隙度大，持水量大。通过对上述材料的合理搭配，并结合科学的工艺，所形成的有机无机复合型无土栽培基质，应该能够很好地解决现有无土栽培基质所存在的问题。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
除非另有说明，本发明技术方案中所采用的百分数均为重量百分数。
一种无土栽培基质，由下述重量份的原料组成：蔗渣10～20、椰渣10～20、植物秸秆20～30、核桃壳10～30、珍珠岩10～15、硅藻土5～15。
将上述原料制成本发明无土栽培基质的生产方法是：
①按所述重量份称取各原料备用；
②将蔗渣、椰渣、植物秸秆和核桃壳分别粉碎至60～100目，混合均匀，浇透水使基质含水量达到60％，用塑料薄膜盖严，在阳光下暴晒发酵60～90天；
③将经步骤②处理后的原料与珍珠岩、硅藻土混合均匀，经消毒后即得到所需的无土栽培基质。
本发明的无土栽培基质经过进一步加工，还可以制成任意形状的成型基质。
一种预成型无土栽培基质，由下述重量份的原料组成：蔗渣10～20、椰渣10～20、植物秸秆20～30、核桃壳10～30、珍珠岩10～15、硅藻土5～15、粘合剂2～15、发泡剂1～5、硫化剂0.5～3.5。
将上述原料制成本发明预成型无土栽培基质的生产方法是：
①按所述重量份称取各原料备用；
②将蔗渣、椰渣、植物秸秆和核桃壳分别粉碎至60～100目，混合均匀，浇透水使基质含水量达到60％，用塑料薄膜盖严，在阳光下暴晒发酵60～90天；
③将经步骤②处理后的原料与珍珠岩、硅藻土混合均匀，消毒后备用；
④浇水，使步骤③所得物料的含水量为40％，将粘合剂和发泡剂混合均匀后加入物料中，搅拌6～10min，再加入硫化剂搅拌均匀，装入模具中，压实后放入马弗炉或烘箱中进行微孔发泡，取出后即得到所需预成型无土栽培基质。
所述的粘合剂选自淀粉、天然乳胶、羧甲基纤维素和硅酸钠中的一种。
所述的发泡剂选自偶氮二钾酰胺、偶氮二异丁腈和对苯磺酰肼中的一种。
所述的硫化剂选自硫磺和过氧化二苯甲酰。
当所述的发泡剂为偶氮二钾酰胺时，加热温度应设定为150～210℃、加热时间为5～10min。
当所述的发泡剂为偶氮二异丁腈时，加热温度应设定为90～150℃、加热时间为10～15min。
当所述的发泡剂为对苯磺酰肼时，加热温度应设定为120～160℃、加热时间为10～15min。
所述的消毒方法可以是高温烘烤、紫外线照射、蒸煮或用化学药剂进行消毒。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
1、本发明兼具有机和无机栽培基质的优点，很好地解决了蔗渣、核桃壳、椰壳等废弃物的持续利用问题，适中的容重、电导率、孔隙度和酸碱度等理化性质适合花卉、果菜的栽培，是一种优质、卫生、节水省肥的理想基质。
2、基质经发酵和消毒处理后，无菌无毒、无草籽、pH值在5.5～6.5之间，有很好的化学抑制和生物防护功能，能减少病虫草害的发生。
3、基质经预成型后，栽培作物时无需再外置容器，便于贮藏运输，移植时不会伤根断苗，确保移栽成活率。
4、使用粘合剂、发泡剂和硫化剂进行微孔发泡，形成特有的联孔型弹性体。使得预成型基质保水透气、蓬松通透，能保证植株有良好的生长基础，有利于各种营养成分和氧气的渗透，在短时间内形成健壮而密实的根。而其特有的弹性作用，有利于在运输和移植过程中保护根系，提高成活率。
附图说明
图1为本发明预成型无土栽培基质的制备工艺流程图。
具体实施例
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但它们不是对本发明的限定。
实施例1：
称取蔗渣20份、椰渣15份、植物秸秆25份、核桃壳15份、珍珠岩10份和硅藻土9份备用。将蔗渣、椰渣、植物秸秆和核桃壳分别粉碎至60目，混合均匀，浇透水使基质含水量达到60％，用塑料薄膜盖严，在阳光下暴晒90天使发酵完全。加入珍珠岩和硅藻土，混合均匀，用40％的甲醛溶液稀释100倍后，将混合基质喷湿，封闭塑料薄膜2昼夜后将基质摊开，暴晒至无甲醛气味，即得到所需的无土栽培基质。
实施例2
重复实施例1，有以下不同点：称取蔗渣10份、椰渣10份、植物秸秆20份、核桃壳10份、珍珠岩10份和硅藻土5份备用。
实施例3
重复实施例1，有以下不同点：称取蔗渣15份、椰渣20份、植物秸秆30份、核桃壳30份、珍珠岩15份和硅藻土15份备用。
实施例4
重复实施例1，有以下不同点：将蔗渣、椰渣、植物秸秆和核桃壳分别粉碎至80目。
实施例5
重复实施例1，有以下不同点：将蔗渣、椰渣、植物秸秆和核桃壳分别粉碎至100目。
实施例6
重复实施例1，有以下不同点：暴晒发酵75天。
实施例7
重复实施例1，有以下不同点：暴晒发酵60天。
实施例8
生产预成型无土栽培基质：在实施例1所得基质中加入清水，控制含水量为40％，将偶氮二钾酰胺2份和天然乳胶3份混合均匀后加入基质中，搅拌7min，转速设定为800r/min，再加入硫磺1份搅拌均匀，装入模具中，压实后放入预设温度200℃的马弗炉中进行微孔发泡，5分钟后取出，即得成品。基质理化性能测定结果见表1。
表1基质理化性能测定结果
  性质指标     测定值   性质指标   测定值
  pH值电导率(ms·cm-1)阳离子交换量(mmol·kg-1)容重(g/cm-1)总空隙度(％)     6.20.833760.5081.26   大小孔隙比(％)全N(％)全P(％)全K(K2O％)C/N   0.310.620.0170.7536.1
实施例9
重复实施例8，有以下不同点：称取蔗渣15份、椰渣14份、植物秸秆29份、核桃壳10份、珍珠岩13份、硅藻土5份、淀粉10份，偶氮二异丁睛2.5份和过氧化二苯甲酰1.5份备用。
将偶氮二异丁睛和淀粉混合均匀后加至混合基质中，搅拌10min，转速为750r/min，再加入过氧化二苯甲酰搅拌均匀，装入模具中，压实后放入预设温度为90℃的烘箱中进行微孔发泡，15分钟后取出，即得成品。
实施例10
重复实施例8，有以下不同点：称取蔗渣10份、椰渣10份、植物秸秆20份、核桃壳22份、珍珠岩12份、硅藻土12份、硅酸钠10份，偶氮二钾酰胺2.5份和过氧化二苯甲酰1.5份备用。
将偶氮二钾酰胺和硅酸钠混合均匀后加至混合基质中，搅拌6min，转速为950r/min，再加入过氧化二苯甲酰搅拌均匀，装入模具中，压实后放入预设温度为200℃的马弗炉中进行微孔发泡，8分钟后取出，即得成品。
实施例11
重复实施例8，有以下不同点：称取蔗渣15份、椰渣14份、植物秸秆30份、核桃壳15份、珍珠岩10份、硅藻土9份、羧甲基纤维素3份，对苯磺酰肼2份和硫磺2份备用。
将对苯磺酰肼和羧甲基纤维素混合均匀后加至混合基质中，搅拌10min，转速为900r/min，再加入硫磺搅拌均匀，装入模具中，压实后放入预设温度为160℃的马弗炉或烘箱中进行微孔发泡，13分钟后取出，即得成品。

Claims (10)

1、一种无土栽培基质，由下述重量份的原料制成：蔗渣10～20、椰渣10～20、植物秸秆20～30、核桃壳10～30、珍珠岩10～15和硅藻土5～15。
2、权利要求1所述无土栽培基质的制备方法，包括以下步骤：
①按所述重量份称取各原料备用；
②将蔗渣、椰渣、植物秸秆和核桃壳分别粉碎至60～100目，混合均匀，浇透水使基质含水量达到60％，用塑料薄膜盖严，在阳光下暴晒发酵60～90天；
③将经步骤②处理后的原料与珍珠岩、硅藻土混合均匀，经消毒后即得到所需的无土栽培基质。
3、一种预成型无土栽培基质，由下述重量份的原料制成：蔗渣10～20、椰渣10～20、植物秸秆20～30、核桃壳10～30、珍珠岩10～15、硅藻土5～15、粘合剂2～15、发泡剂1～5和硫化剂0.5～3.5。
4、权利要求3所述预成型无土栽培基质的制备方法，包括以下步骤：
①按所述重量份称取各原料备用；
②将蔗渣、椰渣、植物秸秆和核桃壳分别粉碎至60～100目，混合均匀，浇透水使基质含水量达到60％，用塑料薄膜盖严，在阳光下暴晒发酵60～90天；
③将经步骤②处理后的原料与珍珠岩、硅藻土混合均匀，消毒后备用；
④浇水，使步骤③所得物料的含水量为40％，将粘合剂和发泡剂混合均匀后加入物料中，搅拌6～10min，再加入硫化剂搅拌均匀，装入模具中，压实后放入马弗炉或烘箱中进行微孔发泡，取出后即得到所需预成型无土栽培基质。
5、根据权利要求3或4所述的预成型无土栽培基质，其特征在于：所述的粘合剂选自淀粉、天然乳胶、羧甲基纤维素和硅酸钠中的一种。
6、根据权利要求3或4所述的预成型无土栽培基质，其特征在于：所述的发泡剂选自偶氮二钾酰胺、偶氮二异丁腈和对苯磺酰肼中的一种。
7、根据权利要求3或4所述的预成型无土栽培基质，其特征在于：所述的硫化剂选自硫磺和过氧化二苯甲酰中的一种。
8、根据权利要求4或6所述的预成型无土栽培基质，其特征在于：当所述的发泡剂为偶氮二钾酰胺时，加热温度应设定为150～210℃、加热时间为5～10min。
9、根据权利要求4或6所述的预成型无土栽培基质，其特征在于：当所述的发泡剂为偶氮二异丁腈时，加热温度应设定为90～150℃、加热时间为10～15min。
10、根据权利要求4或6所述的预成型无土栽培基质，其特征在于：当所述的发泡剂为对苯磺酰肼时，加热温度应设定为120～160℃、加热时间为10～15min。
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