CN106258878B - 一种玉米秸秆复合基质制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于蔬菜无土栽培的玉米秸秆复合基质及其制备方法，其中复合基质包括玉米秸秆和河沙，玉米秸秆8体积份，河沙2体积份。本发明的复合基质各指标均符合蔬菜生长发育的要求，达到无土栽培基质标准其中有机成分约80％，其使用寿命达2～5年以上，而且玉米秸秆复合基质成本比常规基质降低60～80％，例如比岩棉降低80％，比蛭石降低75％，比椰子壳降低75％，比草炭降低70％，比珍珠岩降低60％。为秸秆再次循环利用，节约自然资源，保护生态环境提供了一条有效发展出路。

Description

一种玉米秸秆复合基质制备方法

技术领域

本发明属于农业园艺蔬菜领域，具体涉及蔬菜无土栽培技术领域，尤其涉及一种适用于蔬菜无土栽培的玉米秸秆复合基质及其制备方法。

背景技术

基质栽培是无土栽培的重要形式，现大多数国家果菜类的无土栽培多采用基质栽培。目前岩棉和泥炭是世界上公认的较理想的栽培基质，但是岩棉使用后不可降解会污染环境，而泥炭资源有限，属国家湿地保护范畴，资源越来越少，短期内不可再生。目前，国内也开展了很多使用基质取代营养土进行农作物育秧方面的研究，其农作物育苗基质基本为草炭、蛭石、珍珠岩，混配以氮磷钾元素、微量元素和杀菌、杀虫剂，而作为基质育苗的常用原料草炭，是由几千年形成的，是一种不可再生资源。也有一些研究使用利用秸秆、人畜粪便等可再生性资源，经多重生化处理，再添加粘结剂、保水剂和缓释肥料等生产出水稻育苗基质，但是这种方法附加辅助制剂多、比较繁琐，生产成本高。因此有必要研发一种来源广泛、环保性好的基质。

据***环境规划署报导：世界上种植的农作物每年可提供各类秸秆约20亿吨。我国农作物秸秆资源拥有量居世界首位，秸秆种类有近20种，数量巨大。据1998年7月出版《中国生物质资源可获得性评价》的数据表明：1995年我国农作物秸秆产量为6.04亿吨，其中玉米秸秆2.24亿吨。玉米是我国主要的粮食作物，每年产生的秸秆达数亿吨之多。目前，全国大约有30％的秸秆直接用做农村生活燃料；10％用于牲畜饲料；23％用做工业或副业生产；6％直接还田。绝大多数的秸秆还是被就地焚烧掉了，这不仅造成了极大的环境污染和安全隐患，而且浪费了大量的资源。农作物秸秆综合利用一直是国家解决秸秆焚烧、缓解能源危机的主要措施。

发明内容

本发明针对我国现有无土栽培基质投资偏大，取材来源不易，运输成本高等问题，提供一种以玉米秸秆为原料的适用于蔬菜的复合基质，通过研究秸秆腐熟、无菌化处理、基质优化配比、理化性质调控以及基质配方对蔬菜生长发育的影响等，筛选出一种最佳玉米秸秆有机复合基质配方。

为解决上述问题，本发明公开的玉米秸秆复合基质包括玉米秸秆和河沙，其中玉米秸秆8体积份，河沙2体积份。

优选的，本发明还提供了所述的玉米秸秆复合基质的制备方法，具体为：

筛选粒径为0.1～0.5cm的河砂；

在每立方米河沙中加入60克敌百虫、100克多菌灵或200克百菌清，充分拌匀消毒使河砂无菌化；

将腐熟玉米秸秆与河砂按体积比为8：2的比例配比搅拌混合均匀。

优选的，所述腐熟玉米秸秆采用下述方法制备：包括：

粉碎，将玉米秸秆粉碎成粒径为0.1～0.5cm的颗粒；

配置溶液，准备秸秆重量的1.8～2.0倍的水，在水中加入占秸秆的重量分数0.5～0.8％的尿素以调节碳氮比；

搅拌，将配置的溶液倒入颗粒状的玉米秸秆中，使玉米秸秆的含水量为65％；

堆垛，将玉米秸秆堆成宽2米、高1.5～1.6米的垛子，长度不限，用塑料薄膜封严；

翻堆，温度达到50℃后，夏天7天翻堆一次，冬天8～12天翻堆一次，补充溶液保持含水量，经过腐熟期后使玉米秸秆变黑、变糟、纤维被软化降解即腐熟；

消毒，在每立方米玉米秸秆中加入60克敌百虫、100克多菌灵或200克百菌清，充分搅拌拌匀消毒使基质无菌化，得到腐熟玉米秸秆。

优选的，所述翻堆步骤中所述的腐熟期，夏季为25～35天，冬季为60～90天。

优选的，所述制备方法还包括，在每立方米的混合物中加入3千克的蔬菜冲施肥并混合均匀。

优选的，所述粉碎步骤利用高效粉碎机进行粉碎；搅拌步骤利用高效搅拌机进行搅拌；堆垛步骤所述的塑料薄膜内设置有电控装置；在堆垛长度方向每隔2.5～3米设置一个温湿度检测装置；在堆垛北侧设置反光装置。

优选的，高效粉碎机包括：机架、壳体和设于机架上的进料装置、锤击装置、粉碎装置、鼓风机，其中，

进料装置设于机架一端，包括设于进料装置内的螺旋轴、设于进料装置的进料端的进料口，进料装置的出料端与锤击装置连接；

锤击装置包括安装于壳体的顶板的液压泵和设在液压泵的输出杆上的锤体，锤体设在液压泵的下方；

锤击装置的侧壁在进料装置的上方设有鼓风机，鼓风机通过进风通道与锤击装置连接；

锤击装置的另一端与风道连接，风道中设有第一挡板和第二挡板，其中第一挡板靠近锤击装置，第一挡板连接于风道上方的壳体，第一挡板的下端与壳体间隔，第二挡板靠近粉碎装置，第二挡板连接于风道上方和下方的壳体之间，第二挡板上设有多条纵向开口；

风道另一端与粉碎装置连接，粉碎装置包括转轴和设于转轴上的两个旋转刀，旋转刀包括刀片和刀架，刀架呈“V”字形，刀片分别安装在刀架两侧，两旋转刀的刀片安装方向相反且旋转方向相反；

粉碎装置的侧壁上方设有出料口。

优选的，转轴包括：

第一转轴、第二转轴、主动轮、第一传动组件、第二传动组件、从动轮以及第一壳体和第二壳体；

第一转轴连接于第一壳体和第二壳体之间；

第二转轴中空，设于第一转轴与第二壳体的连接处，并套在第一转轴的外面；

主动轮套接在第一转轴外面与第一转轴同步旋转；

从动轮套接在第二转轴外面与第二转轴同步旋转；

第一传动组件包括：三个第一传动转轴和分别套接在第一传动转轴上的三个第一传动齿轮，主动轮位于三个第一传动齿轮形成的三角形的中心并与第一传动齿轮分别啮合，且主动轮宽度小于第一传动齿轮的宽度，第一传动齿轮在宽度方向分为外啮合部和内啮合部，主动轮与第一传动齿轮在第一传动齿轮的外啮合部啮合；

第二传动组件包括：三个第二传动转轴和分别套接在第二传动转轴上的三个第二传动齿轮，从动轮位于三个第二传动齿轮形成的三角形的中心并与第二传动齿轮分别啮合，且从动轮宽度小于第二传动齿轮的宽度，第二传动齿轮在宽度方向分为外啮合部和内啮合部，从动轮与第二传动齿轮在第二传动齿轮的外啮合部啮合；

第二传动齿轮分别啮合于相邻两第一传动齿轮的外侧，且第二传动齿轮 B52的内啮合部与第一传动齿轮的内啮合部啮合。

优选的，所述高效搅拌机包括机架，所述机架的左侧上方倾斜安装有固定搅拌罐，

所述固定搅拌罐的下端套接有与固定搅拌罐相匹配的转动搅拌罐，所述机架的中部倾斜固定连接有第一转动轴，所述第一转动轴的顶端安装有与固定搅拌罐相匹配的第一转轮，所述机架的右侧水平固定连接有第二转动轴，所述第二转动轴的顶端安装有与转动搅拌罐相匹配的第二转轮，所述搅拌罐的外侧设置有保温层，所述保温层的中部均匀设置有多条导热通道，

所述机架的右侧上表面固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的一侧连接有驱动齿轮，所述转动搅拌罐的下部外侧壁设置有环形齿槽，所述驱动齿轮与环形齿槽啮合，

所述机架的左侧上方设置有凸台，所述凸台的上表面倾斜安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的顶端通过转轴连接有联轴器，所述第二驱动电机通过联轴器与搅拌轴的顶端连接，

所述固定搅拌罐的上下两端中部均设置有转动轴承，所述固定搅拌罐的上下两端通过转动轴承安装有搅拌轴，所述搅拌轴的四周均匀设置有搅拌叶片。

优选的，所述转动搅拌罐的下部内侧均匀连接有多根搅拌棒，可用于秸秆翻堆步骤中对秸秆进行翻堆操作，可保证翻堆彻底。

优选的，所述电控装置包括

温控装置，可将薄膜内部的温度控制在70℃以下，

湿度调控装置，可将薄膜内的湿度进行调整，避免薄膜内部的秸秆风干，影响秸秆腐熟的质量，

喷淋装置，其与所述温控装置和湿度调控装置相电连接，可对薄膜内部的秸秆进行雾化及喷水操作。

优选的，所述喷淋装置包括喷头本体，

所述喷头本体包括流道入口段、流道连接段、混合雾化腔和喷孔，

所述混合雾化腔为设置在喷头本体内部的球形空腔；所述流道入口段设置在喷头本体的进水端，所述流道入口段通过流道连接段与混合雾化腔一体化连通；

所述混合雾化腔设有若干喷孔，所述喷孔连通混合腔与外界。

优选的，所述温湿度检测装置包括3个温湿度传感器、1个单片机，其中3个温湿度传感器分别设于堆垛中0.2～0.5米高度、0.9～1.1米高度和、1.3～1.4米高度，温湿度传感器与单片机通讯连接。

优选的，所述反光装置，包括底座、设于底座上的支架和设于支架上的反光镜，支架与底座的连接处设有由第一电机驱动的水平转动组件，支架上设有安装反光镜的由第二电机驱动的竖直倾斜组件，反光镜顶部设有光电传感器，底座设有控制装置，控制装置包括与光电传感器连接的放大电路、单片机和电机驱动电路。

本发明通过调节合理配比，同时精细化制备过程，在粉碎步骤利用高效粉碎机进行粉碎；搅拌步骤利用高效搅拌机进行搅拌；堆垛步骤所述的塑料薄膜内设置有电控装置；在堆垛长度方向每隔2.5～3米设置一个温湿度检测装置；在堆垛北侧设置反光装置，通过以上精细化控制及调整，使得玉米饥秸秆在搅拌、混合时均匀，翻堆时温度湿度控制合理，并达到灵敏检测，同时依靠反光装置使得整个堆垛光照均匀充足，从而秸秆腐熟过程中容重、孔隙度、通气孔隙、持水孔隙等方面，不易受人工操作不均匀影响，生产出腐熟玉米秸秆性质均衡，重复操作性极强。

本发明的玉米秸秆复合基质主要技术指标可达到：容重0.41g/cm³，总孔隙度75.50％，通气孔隙25.17％，持水孔隙50.33％，大小孔隙比(水气比)1:2.0，pH6.37，EC2.51ms/cm，有机成分80％，符合蔬菜生长发育的要求，达到无土栽培基质标准。本发明的玉米秸秆复合基质中有机成分约80％，其使用寿命达2～5年以上，而且玉米秸秆复合基质成本比常规基质降低60～80％，例如比岩棉降低80％，比蛭石降低75％，比椰子壳降低75％，比草炭降低70％，比珍珠岩降低60％。为秸秆再次循环利用，节约自然资源，保护生态环境提供了一条有效发展出路。

附图说明

图1是本发明的制备方法中使用的高效粉碎机的示意图。

图2是使用的高效粉碎机的旋转刀的示意图。

图3是使用的高效粉碎机中转轴的示意图。

图4是使用的高效粉碎机中第一传动组件的示意图。

图5是使用的高效粉碎机中第二传动组件的示意图。

图6是使用的高效粉碎机中第一传动组件和第二传动组件配合的示意图。

图7是玉米秸秆复合基质不同配比对番茄生长发育影响图。

图8是玉米秸秆复合基质最佳配比对番茄生长发育影响图。

具体实施方式

下文参照附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

适用于蔬菜无土栽培的玉米秸秆复合基质包括玉米秸秆和河沙，其中玉米秸秆8体积份，河沙2体积份。

玉米秸秆复合基质的制备方法包括：粉碎，利用高效粉碎机将玉米秸秆粉碎成粒径为0.1～0.5cm的颗粒，以方便后续的堆垛和腐熟；配置溶液，准备秸秆重量的1.8～2.0倍的水，在水中加入占秸秆的重量分数0.5～0.8％的尿素以调节碳氮比；加溶液，将配置的溶液倒入颗粒状的玉米秸秆中，使玉米秸秆的含水量为65％，此时玉米秸秆适宜腐熟；堆垛，将玉米秸秆堆成宽2米、高1.5～1.6米的垛子，用塑料薄膜封严；翻堆，温度达到50℃后，夏天7天翻堆一次，冬天8～12天翻堆一次，补充溶液保持含水量，夏天需要25～32天即可使玉米秸秆变黑、变糟、纤维被软化降解即腐熟，冬季需要60～90天；消毒，在每立方米玉米秸秆中加入60克敌百虫、100克多菌灵或200克百菌清，充分拌匀消毒使基质无菌化；筛选粒径为0.1～0.5cm的河砂；在每立方米河沙中加入60克敌百虫、100克多菌灵或200克百菌清，充分拌匀消毒使河砂无菌化；将腐熟的玉米秸秆与河砂按体积比为8：2的比例配比混合。

本发明中多次用到搅拌这一操作，为达到使得玉米秸秆以及河砂的配制时均匀搅拌的效果，在玉米秸秆复合基质的制备过程中，采用一种高效搅拌机，从而保证了制备过程中的复合基质质量达到最优。

所述的高效搅拌机，包括机架，所述机架的左侧上方倾斜安装有固定搅拌罐，

所述固定搅拌罐的下端套接有与固定搅拌罐相匹配的转动搅拌罐，所述机架的中部倾斜固定连接有第一转动轴，所述第一转动轴的顶端安装有与固定搅拌罐相匹配的第一转轮，所述机架的右侧水平固定连接有第二转动轴，所述第二转动轴的顶端安装有与转动搅拌罐相匹配的第二转轮，所述搅拌罐的外侧设置有保温层，所述保温层的中部均匀设置有多条导热通道，

所述机架的右侧上表面固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的 一侧连接有驱动齿轮，所述转动搅拌罐的下部外侧壁设置有环形齿槽，所述驱动齿轮与环形齿槽啮合，

所述机架的左侧上方设置有凸台，所述凸台的上表面倾斜安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的顶端通过转轴连接有联轴器，所述第二驱动电机通过联轴器与搅拌轴的顶端连接，

所述固定搅拌罐的上下两端中部均设置有转动轴承，所述固定搅拌罐的上下两端通过转动轴承安装有搅拌轴，所述搅拌轴的四周均匀设置有搅拌叶片。

所述进料口位于固定搅拌罐的左上部，所述出料口位于转动搅拌罐的右侧。

所述转动搅拌罐的下部内侧均匀连接有多根搅拌棒，可用于秸秆翻堆步骤中对秸秆进行翻堆操作，可保证翻堆彻底。

为控制玉米秸秆堆垛的含水量和温度，在堆垛中设置多个温湿度检测装置，每个温湿度检测装置包括3个温湿度传感器、1个单片机，其中温湿度传感器分别设于堆垛中0.2～0.5米高度、0.9～1.1米高度和、1.3～1.4米高度，温湿度传感器与单片机通讯连接，单片机与外部的中控电脑无线连接。在堆垛长度方向每隔2.5～3米设置一个温湿度检测装置。利用温湿度检测装置监控堆垛内部的湿度和温度，将堆垛始终控制在适宜腐熟的条件下，保证腐熟的效率。

上述实施例优化为还包括每立方米的复合基质中添加有3千克的蔬菜冲施肥，所述蔬菜冲施肥包含蔬菜生长发育所需要的全部营养，包括N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Si、Se、C、H、O等大量、中量和微量元素17种，20(N)-10(P2O5)-23(K2O)≥53％，总养分≥60％，利用各物料补充复合基质中缺少的营养成分以及微量元素，增加种植的植物的抗寒、抗旱、抗病、抗倒伏等抗逆性能，延长保鲜期。

在上述制备方法中，在垛子北侧设置反光装置，包括底座、设于底座上的支架和设于支架上的反光镜，支架与底座的连接处设有由第一电机驱动的水平转动组件，支架上设有安装反光镜的由第二电机驱动的竖直倾斜组件，反光镜顶部设有光电传感器，底座设有控制装置，控制装置包括与光电传感器连接的放大电路、单片机和电机驱动电路。利用反光装置将阳光反射至垛子北侧，使北侧也能接收到阳光，利用光电传感器实现反光装置对阳光的追 踪，使照射的阳光最大化，提高腐熟效率。

如图1所示，在上述制备方法中使用的高效粉碎机包括：机架1、壳体2和设于机架上的进料装置3、锤击装置4、粉碎装置5、鼓风机6，其中

进料装置3设于机架1一端，包括设于进料装置内的螺旋轴31、设于进料装置的进料端的进料口32，进料装置的出料端与锤击装置连接；玉米秸秆从进料口进入粉碎机，并经螺旋轴的作用进入到锤击装置；

锤击装置4包括安装于壳体的顶板的液压泵41和设在液压泵的输出杆上的锤体42，锤体42设在液压泵41的下方，锤击装置4的另一端与风道7连接；玉米秸秆在锤击装置中受击打、压实并压碎、崩裂成小碎条，小碎条沉入底部，并通过挤压进入旁边的风道；

锤击装置4的侧壁在进料装置的上方设有鼓风机6，鼓风机6通过进风通道61与锤击装置4连接；鼓风机向锤击装置内吹风，小碎条在风力作用下进入并通过风道，通过调节风力的大小可调节被吹起的碎条的大小，从而控制出料的大小；

风道7中设有第一挡板71和第二挡板72，其中第一挡板71靠近锤击装置4，第一挡板71连接于风道7上方的壳体，第一挡板71的下端与壳体间隔，第二挡板72靠近粉碎装置5，第二挡板72连接于风道7上方和下方的壳体之间，第二挡板72上设有多条纵向开口；碎条在风力作用下从纵向开口中进入粉碎装置；风道底部还设有卸料口，设备紧急停止时将粉碎机中的秸秆从卸料口处卸出，方便检查或维修等；

风道7另一端与粉碎装置5连接，粉碎装置包括转轴51和设于转轴上的两个旋转刀52，如图2所示，旋转刀52包括刀片A1和刀架A2，刀架A2呈“V”字形，刀片A1分别安装在刀架两侧，两旋转刀的刀片安装方向相反且旋转方向相反，即两旋转刀反向旋转时刀片相互靠近形成剪切力，将从纵向开口中进入的碎条切割成碎块；

粉碎装置5的侧壁上方设有出料口53，切碎后的碎块经旋转刀的带动以及风力的作用从出料口飞出，通过调节风力大小即可控制出料的大小。

如图3、4、5、6所示，转轴51包括：第一转轴B1、第二转轴B2、主动轮B3、第一传动组件B4、第二传动组件B5、从动轮B6以及第一壳体B7及第二壳体B8；

第一转轴B1连接于第一壳体B7和第二壳体B8之间；

第二转轴B2中空，设于第一转轴B1与第二壳体B8的连接处，并套在第一转轴B1的外面，两个旋转刀分别套接在第一转轴和第二转轴的外面；

主动轮B3套接在第一转轴B1外面与第一转轴B1同步旋转；

从动轮B6套接在第二转轴B2外面与第二转轴B2同步旋转；

第一传动组件B4包括：三个第一传动转轴B41和分别套接在第一传动转轴B41上的三个第一传动齿轮B42，主动轮B3位于三个第一传动齿轮B42形成的三角形的中心并与第一传动齿轮B42分别啮合，且主动轮B3宽度小于第一传动齿轮B42的宽度，第一传动齿轮B42在宽度方向分为外啮合部和内啮合部，主动轮B3与第一传动齿轮B42在第一传动齿轮B42的外啮合部啮合；

第二传动组件B5包括：三个第二传动转轴B51和分别套接在第二传动转轴B51上的三个第二传动齿轮B52，从动轮B6位于三个第二传动齿轮B52形成的三角形的中心并与第二传动齿轮B52分别啮合，且从动轮B6宽度小于第二传动齿轮B52的宽度，第二传动齿轮B52在宽度方向分为外啮合部和内啮合部，从动轮B6与第二传动齿轮B52在第二传动齿轮B52的外啮合部啮合；

第二传动齿轮B52分别啮合于相邻两第一传动齿轮B42的外侧，且第二传动齿轮B52的内啮合部与第一传动齿轮B42的内啮合部啮合；

这样主动轮顺时针旋转时从动轮逆时针旋转，且主动轮和从动轮位于同一轴线上，带动两个旋转刀在一个轴线上以相反方向旋转，将秸秆切碎。

实施例1

玉米秸秆复合基质的制备方法包括：粉碎，利用高效粉碎机将玉米秸秆粉碎成粒径为0.3cm的颗粒，以方便后续的堆垛和腐熟；配置溶液，准备秸秆重量的2.0倍的水，在水中加入占秸秆的重量分数0.0.8％的尿素以调节碳氮比；加溶液，将配置的溶液倒入颗粒状的玉米秸秆中，使玉米秸秆的含水量为65％，此时玉米秸秆适宜腐熟；堆垛，将玉米秸秆堆成宽2米、高1.5～1.6米的垛子，用塑料薄膜封严；翻堆，补充溶液保持含水量，使玉米秸秆变黑、变糟、纤维被软化降解即腐熟；消毒，在每立方米玉米秸秆中加入60克敌百虫、100克多菌灵，充分拌匀消毒使基质无菌化；筛选粒径为0.3cm的河砂；在每立方米河沙中加入60克敌百虫、100克多菌灵，充分拌匀消毒 使河砂无菌化；将腐熟的玉米秸秆与河砂按体积比为8：2的比例配比混合。其中采用的装置等同前所述。

同时，为了评估本发明所述搅拌、粉碎、电控、温湿度控制、反光装置对所得玉米秸秆复合基质的影响，按照实施例1的实验条件，在制作过程中分别仅采用其中的搅拌、粉碎装置，或者仅使用电控、温湿度控制、反光装置，并对上述方法制备的玉米秸秆复合基质的理化性质进行分析，具体见表1。

本发明的实施例1的玉米秸秆复合基质的理化性质分析如表1所示。

表1玉米秸秆复合基质的理化性质

表1是针对玉米秸秆：河砂(体积比)＝8:2与现有技术中的草炭：蛭石(体积比)＝2:1进行理化性质的对比。

由表1可知，理想基质中的各理化性质的标准为：容重0.1～0.8g/cm3， 总孔隙度54～96％，通气孔隙15～30％，持水孔隙40～75％，大小孔隙比(水气比)1:1.5～4.0，pH5.8～7.0，EC 0.75～3.50ms/cm。

而采用体积比为玉米秸秆：河砂＝8:2的复合基质，其各理化性质为容重0.41g/cm3，总孔隙度75.50％，通气孔隙25.17％，持水孔隙50.33％，大小孔隙比(水气比)1:2.00，pH6.37，EC2.51ms/cm。由此可知，本发明的复合基质理化性能均在理想基质的标准范围之内。

在玉米秸秆基质的制备过程中，并未采用本发明所述高效粉碎机进行粉碎；以及高效搅拌机进行搅拌；或者并未采用本发明所述的塑料薄膜内设置有电控装置、温湿度检测装置以及反光装置时，虽然本发明的复合基质理化性能均在理想基质的标准范围之内，但都不如采用上述装置时的各项理化性能优越。

而采用体积比为草炭：蛭石＝2:1的复合基质，其各理化性质为容重0.34g/cm3，总孔隙度54.36％，通气孔隙22.91％，持水孔隙31.45％，大小孔隙比(水气比)1:1.37，pH5.65，EC1.29ms/cm。由此可知，此方法制作的复合基质，其持水空隙、大小空隙比(水气比)、pH，这几项理化性质均不包含在理想基质的标准范围之内。

由此，根据表1所得出的理化性质的数据，体积比为玉米秸秆：河砂＝8:2的复合基质要比体积比为草炭：蛭石＝2:1的复合基质更适于无土栽培技术的基质选择。同时，通过控制原料的搅拌、粉碎过程，以及在堆垛过程中控制器温度湿度、以及光照均匀性等条件，可以获得更佳的适应于无土栽培技术的基质。

实施例2

以下将从番茄幼苗的地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重、地下部干重、茎粗、株高、壮苗指数、叶绿素含量、根系活力这些方面来进行对比。

利用番茄种植对本发明的复合基质进行验证，经实验，本发明的玉米秸秆复合基质对番茄幼苗生长的影响如表2示。

表2玉米秸秆复合基质对番茄幼苗生长的影响

由表2可知，当玉米秸秆：河砂(体积比)＝8:2的复合基质与草炭：蛭石(体积比)＝2:1的复合基质对番茄幼苗生长的影响相比，地上部鲜重、下部鲜重、地上部干重、地下部干重、茎粗、株高、壮苗指数、叶绿素含量、根系活力等方面，玉米秸秆：河砂(体积比)＝8:2的复合基质均要高于草炭：蛭石(体积比)＝2:1的复合基质；

由此可知，当玉米秸秆：河砂(体积比)＝8:2时，相比草炭：蛭石(体积比)＝2:1，对番茄幼苗生长的影响具有显著的优势。

实施例3

本发明的玉米秸秆复合基质采用的是玉米秸秆与河砂，其混合体积比优选为8：2，以下将通过不同的实施例对玉米秸秆与河砂混合的不同的体积比与草炭：蛭石(体积比)＝2:1进行对比，具体地，将通过对番茄幼苗生长的影响来进行判断最适宜的玉米秸秆与河砂的配比。

在本发明的对比例中，玉米秸秆与河沙的不同比例对理化性质的影响见表3。

表3对比例的理化性质

参考附图7或图8，并结合表3结果可知，当玉米秸秆：河砂(体积比)＝8:2的复合基质与草炭：蛭石(体积比)＝2:1的复合基质对番茄幼苗生长的影响相比，地上部鲜重、下部鲜重、地上部干重、地下部干重、茎粗、株高、壮苗指数、叶绿素含量、根系活力等方面，玉米秸秆：河砂(体积比)＝8:2的复合基质要高于草炭：蛭石(体积比)＝2:1的复合基质以及玉米秸秆：河砂(体积比)＝9:1或7:3或6:4的复合基质。

综上所述，所有实施例及对比例中，玉米秸秆：河砂(体积比)＝8:2，是最佳配比，显著优于其他配比情况下对番茄幼苗生长的影响。

实施例只是发明的例示，不应当以说明书及附图的例示性实施例描述限制专利权的保护范围。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种玉米秸秆复合基质的制备方法，其特征在于：

筛选粒径为0.1～0.5cm的河砂；

在每立方米河沙中加入60克敌百虫、100克多菌灵或200克百菌清，充分拌匀消毒使河砂无菌化；

将腐熟玉米秸秆与河砂按体积比为8：2的比例配比搅拌混合均匀，

所述腐熟玉米秸秆采用下述方法制备：包括：

粉碎，将玉米秸秆粉碎成粒径为0.1～0.5cm的颗粒；

配置溶液，准备秸秆重量的1.8～2.0倍的水，在水中加入占秸秆的重量分数0.5～0.8％的尿素以调节碳氮比；

搅拌，将配置的溶液倒入颗粒状的玉米秸秆中，使玉米秸秆的含水量为65％；

堆垛，将玉米秸秆堆成宽2米、高1.5～1.6米的垛子，长度不限，用塑料薄膜封严；

翻堆，温度达到50℃后，夏天7天翻堆一次，冬天8～12天翻堆一次，补充溶液保持含水量，经过腐熟期后使玉米秸秆变黑、变糟、纤维被软化降解即腐熟；

消毒，在每立方米玉米秸秆中加入60克敌百虫、100克多菌灵或200克百菌清，充分搅拌拌匀消毒使基质无菌化，得到腐熟玉米秸秆；

其中，将腐熟玉米秸秆与河砂混合后，在每立方米的混合物中加入3千克的蔬菜冲施肥并混合均匀，

所述蔬菜冲施肥包含N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Si、Se、C、H、O元素，

堆垛步骤所述的塑料薄膜内设置有电控装置，在堆垛长度方向每隔2.5～3米设置一个温湿度检测装置，

所述电控装置包括：温控装置，可将薄膜内部的温度控制在70℃以下；湿度调控装置，可将薄膜内的湿度进行调整，避免薄膜内部的秸秆风干，影响秸秆腐熟的质量；喷淋装置，其与所述温控装置和湿度调控装置相电连接，可对薄膜内部的秸秆进行雾化及喷水操作，

所述温湿度检测装置包括3个温湿度传感器和1个单片机，其中，3个温湿度传感器分别设于堆垛中0.2～0.5米高度、0.9～1.1米高度和、1.3～1.4米高度，温湿度传感器与单片机通讯连接。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述翻堆步骤中所述的腐熟期，夏季为25～35天，冬季为60～90天。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，粉碎步骤利用高效粉碎机进行粉碎；搅拌步骤利用高效搅拌机进行搅拌；在堆垛北侧设置反光装置。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于高效粉碎机包括：机架、壳体和设于机架上的进料装置、锤击装置、粉碎装置、鼓风机，其中，

进料装置设于机架一端，包括设于进料装置内的螺旋轴、设于进料装置的进料端的进料口，进料装置的出料端与锤击装置连接；

锤击装置包括安装于壳体的顶板的液压泵和设在液压泵的输出杆上的锤体，锤体设在液压泵的下方；

锤击装置的侧壁在进料装置的上方设有鼓风机，鼓风机通过进风通道与锤击装置连接；

锤击装置的另一端与风道连接，风道中设有第一挡板和第二挡板，其中第一挡板靠近锤击装置，第一挡板连接于风道上方的壳体，第一挡板的下端与壳体间隔，第二挡板靠近粉碎装置，第二挡板连接于风道上方和下方的壳体之间，第二挡板上设有多条纵向开口；

风道另一端与粉碎装置连接，粉碎装置包括转轴和设于转轴上的两个旋转刀，旋转刀包括刀片和刀架，刀架呈“V”字形，刀片分别安装在刀架两侧，两旋转刀的刀片安装方向相反且旋转方向相反；

粉碎装置的侧壁上方设有出料口。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于转轴包括：

第一转轴、第二转轴、主动轮、第一传动组件、第二传动组件、从动轮以及第一壳体和第二壳体；

第一转轴连接于第一壳体和第二壳体之间；

第二转轴中空，设于第一转轴与第二壳体的连接处，并套在第一转轴的外面；

主动轮套接在第一转轴外面与第一转轴同步旋转；

从动轮套接在第二转轴外面与第二转轴同步旋转；

第一传动组件包括：三个第一传动转轴和分别套接在第一传动转轴上的三个第一传动齿轮，主动轮位于三个第一传动齿轮形成的三角形的中心并与第一传动齿轮分别啮合，且主动轮宽度小于第一传动齿轮的宽度，第一传动齿轮在宽度方向分为外啮合部和内啮合部，主动轮与第一传动齿轮在第一传动齿轮的外啮合部啮合；

第二传动组件包括：三个第二传动转轴和分别套接在第二传动转轴上的三个第二传动齿轮，从动轮位于三个第二传动齿轮形成的三角形的中心并与第二传动齿轮分别啮合，且从动轮宽度小于第二传动齿轮的宽度，第二传动齿轮在宽度方向分为外啮合部和内啮合部，从动轮与第二传动齿轮在第二传动齿轮的外啮合部啮合；

第二传动齿轮分别啮合于相邻两第一传动齿轮的外侧，且第二传动齿轮B52的内啮合部与第一传动齿轮的内啮合部啮合。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述高效搅拌机包括机架，所述机架的左侧上方倾斜安装有固定搅拌罐，

所述固定搅拌罐的下端套接有与固定搅拌罐相匹配的转动搅拌罐，所述机架的中部倾斜固定连接有第一转动轴，所述第一转动轴的顶端安装有与固定搅拌罐相匹配的第一转轮，所述机架的右侧水平固定连接有第二转动轴，所述第二转动轴的顶端安装有与转动搅拌罐相匹配的第二转轮，所述搅拌罐的外侧设置有保温层，所述保温层的中部均匀设置有多条导热通道，

所述机架的右侧上表面固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的一侧连接有驱动齿轮，所述转动搅拌罐的下部外侧壁设置有环形齿槽，所述驱动齿轮与环形齿槽啮合，

所述机架的左侧上方设置有凸台，所述凸台的上表面倾斜安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的顶端通过转轴连接有联轴器，所述第二驱动电机通过联轴器与搅拌轴的顶端连接，

所述固定搅拌罐的上下两端中部均设置有转动轴承，所述固定搅拌罐的上下两端通过转动轴承安装有搅拌轴，所述搅拌轴的四周均匀设置有搅拌叶片。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述转动搅拌罐的下部内侧均匀连接有多根搅拌棒，可用于秸秆翻堆步骤中对秸秆进行翻堆操作，可保证翻堆彻底。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述喷淋装置包括喷头本体，

所述喷头本体包括流道入口段、流道连接段、混合雾化腔和喷孔，

所述混合雾化腔为设置在喷头本体内部的球形空腔；所述流道入口段设置在喷头本体的进水端，所述流道入口段通过流道连接段与混合雾化腔一体化连通；

所述混合雾化腔设有若干喷孔，所述喷孔连通混合腔与外界。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述反光装置，包括底座、设于底座上的支架和设于支架上的反光镜，支架与底座的连接处设有由第一电机驱动的水平转动组件，支架上设有安装反光镜的由第二电机驱动的竖直倾斜组件，反光镜顶部设有光电传感器，底座设有控制装置，控制装置包括与光电传感器连接的放大电路、单片机和电机驱动电路。