CN108164349A - 一种用于观赏竹栽培的营养基质及其制备方法 - Google Patents
一种用于观赏竹栽培的营养基质及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于观赏竹栽培的营养基质及其制备方法，包括以下重量份数的原料：疏浚淤泥30～40份、笋壳20～30份、煤渣粉10～15份、鲜猪粪10～15份、菜籽饼5～10份、松树皮5～8份、凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒3～5份。本发明制备的营养基质中酚酸的含量低，竹子的光合速率、叶绿素含量、茎叶生长、根系发育以及生物量积累不会受到抑制，竹子的生长发育能力强，竹子栽培的成活率高；此外本发明制备营养基质吸水性、保水性强，能够促进竹子根系的吸水和发育，同时营养基质的重量轻、质地疏松，更加方便于包装盒运输，促进竹子根系的有氧呼吸。
Description
技术领域
本发明涉及农业栽培技术领域，尤其涉及一种用于观赏竹栽培的营养基质及其制备方法。
背景技术
竹子属于禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)多年生常绿植物，全世界约有70属1200多种，主要分布于亚洲。竹子是森林资源的重要组成部分，我国是竹子的中心产区之一，素有“竹子王国”的美誉，无论是《诗经》中的“秩秩斯卡，幽幽南山”，或是苏东坡的“宁可食无肉，不可居无竹”，都不难发现中国源远流长的竹文化痕迹。作为世界上竹子资源最丰富的国家，中国有40多属500多种竹类，竹林面积估计有400多万顷之多，主要分布在我国南方各省，约占全国森林总面积的3％，占世界竹林总面积的25％。具有较高经济利用价值的毛竹(Phyllostachys pubescens)林有280万公顷，占70％左右。
竹子是速生型植物资源，生长快、易繁殖、周期短、单产高，一次性栽培造林、年年出笋长竹、三五年成材，每年合理间伐，可连续利用几十年。竹子以其独特的生物学、生态学及多用途等特点，日益受到人们的重视，在中国可持续发展战略中正发挥着越来越重要的作用。
然而，现有的营养基质中含有较高浓度的酚酸，而酚酸对竹子的光合速率、叶绿素含量、茎叶生长、根系发育以及生物量积累等均有抑制作用，不利于竹子的生长发育，且营养基质中重金属含量大，容易造成土壤的重金属污染。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于观赏竹栽培的营养基质及其制备方法，以降低营养基质中酚酸的含量，减小酚酸对竹子生长发育的抑制，提高竹子栽培的成活率，同时降低营养基质中的重金属含量，提高营养基质的环保性。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种用于观赏竹栽培的营养基质，包括以下重量份数的原料：疏浚淤泥30～40份、笋壳20～30份、煤渣粉10～15份、鲜猪粪10～15份、菜籽饼5～10份、松树皮5～8份、凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒3～5份。
此外，本发明还提供了一种用于观赏竹栽培的营养基质的制备方法，包括以下步骤：
1)原料的处理：将笋壳、菜籽饼、松树皮晒干，再用粉碎机粉碎并过120目筛，得到混合粉末，取鲜猪粪加入混合粉末中，于300～500r/min的转速下搅拌均匀，得到发酵料；
2)腐熟发酵：将1)中得到的发酵料倒入底部有孔的发酵桶中，均匀混入发酵料1.2％倍重量的发酵菌，然后洒水润湿发酵料，使发酵料含水量达到75～80％，再于45～55℃下持续发酵15～20d，得到腐熟有机肥；
3)酚酸的降解：将2)中得到的腐熟有机肥，加入发酵料2～3％倍重量的芬顿试剂，混合均匀，于常温下反应30～60min；
4)营养基质的制备：先将煤渣粉、凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒和疏浚淤泥均匀混合，然后加入3)中经酚酸的降解处理后的腐熟有机肥，调节pH值至5～6，然后于40～50℃下烘干，即得到营养基质
进一步，步骤2)中的发酵菌包括EM菌、酵素菌和金宝贝发酵菌。
进一步，步骤2)中的腐熟发酵期间，每隔3～5d进行一次翻料和补水，保持发酵料的含水量在50～80％。
进一步，步骤4)中所述的凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒的制备方法如下：
步骤一，凹凸棒石黏土的活化：取凹凸棒石黏土，粉碎并过120目筛，再于750℃下焙烧1h，冷却至室温，然后浸入10倍体积1mol/L的盐酸，于80℃下搅拌3h，离心去除盐酸溶液，沉淀用去离子多次水冲洗，再将冲洗后的沉淀浸入质量分数为10％的草酸溶液，于室温下用超声波振荡2h，然后抽滤除草酸溶液，沉淀用去离子多次水冲洗，然后于110℃干燥得到活化凹凸棒石黏土粉末；
步骤二，壳聚糖溶胶的制备：取壳聚糖浸入10倍体积质量分数为10％的草酸溶液中，于50℃的磁力搅拌下充分溶解，得到壳聚糖溶胶；
步骤三，壳聚糖的负载：取步骤二得到的壳聚糖溶胶加入等体积的去离子水稀释，充分搅拌，得到壳聚糖溶胶稀释液，取壳聚糖6～10倍重量的步骤一得到的活化凹凸棒石黏土粉末，边搅拌边加入到壳聚糖溶胶稀释液，然后持续搅拌5h，再静置5h，去除上清液，将沉淀倒入5倍体积1mol/L的NaOH溶液，于1500～3000r/min的转速下搅拌30min后，抽滤去除溶剂，再用去离子水冲洗至中性，然后真空干燥，即得到凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒。
进一步，步骤一中的超声波的功率为120W，振荡频率为50kHz。
进一步，步骤三的真空干燥的条件为：温度60℃，真空度0.09MPa～0.1MPa，时间20h。
本发明的有益效果：
1.本发明制备的营养基质中酚酸的含量低，竹子的光合速率、叶绿素含量、茎叶生长、根系发育以及生物量积累不会受到抑制，竹子的生长发育能力强，竹子栽培的成活率高；
2.本发明制备营养基质吸水性、保水性强，能够促进竹子根系的吸水和发育，同时营养基质的重量轻、质地疏松，更加方便于包装盒运输，促进竹子根系的有氧呼吸；
3.本发明制备的营养基质利用疏浚淤泥、笋壳、煤渣粉、鲜猪粪和菜籽饼等废弃物中不仅含有含有丰富的纤维素，还含有丰富N、P、K、Zn、Cu、Mn、Se等多种竹子生长发育所需营养元素，将这些废弃物通过腐熟发酵加工成培育竹子培育的营养基质，不仅能够实现废弃物的再生利用，还能缓解大量废弃物对环境保护造成的巨大压力；
4.本发明制备的凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒重金属吸附性能强，能够充分吸附掉营养基质中的重金属，提高营养基质的环保性；同时由于壳聚糖的抗菌作用，能够持续性杀灭营养基质中的有害病菌，防止病菌侵入的竹子根须，防止竹子出现病状，同时能够延长营养基质的保质期。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明进行详细说明：
凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒的制备实施例一
取凹凸棒石黏土，粉碎并过120目筛，再于750℃下焙烧1h，冷却至室温，然后浸入10倍体积1mol/L的盐酸，于80℃下搅拌3h，离心去除盐酸溶液，沉淀用去离子多次水冲洗，再将冲洗后的沉淀浸入质量分数为10％的草酸溶液，于室温下用功率为120W，振荡频率为50kHz的超声波振荡2h，然后抽滤除草酸溶液，沉淀用去离子多次水冲洗，然后于110℃干燥得到活化凹凸棒石黏土粉末；取壳聚糖浸入10倍体积质量分数为10％的草酸溶液中，于50℃的磁力搅拌下充分溶解，得到壳聚糖溶胶；将得到的壳聚糖溶胶加入等体积的去离子水稀释，充分搅拌，得到壳聚糖溶胶稀释液，取壳聚糖6倍重量的活化凹凸棒石黏土粉末，边搅拌边加入到壳聚糖溶胶稀释液，然后持续搅拌5h，再静置5h，去除上清液，将沉淀倒入5倍体积1mol/L的NaOH溶液，于1500～3000r/min的转速下搅拌30min后，抽滤去除溶剂，再用去离子水冲洗至中性，然后于60℃，0.09MPa～0.1MPa的真空条件下干燥20h，即得到凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒。
凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒的制备实施例二
取凹凸棒石黏土，粉碎并过120目筛，再于750℃下焙烧1h，冷却至室温，然后浸入10倍体积1mol/L的盐酸，于80℃下搅拌3h，离心去除盐酸溶液，沉淀用去离子多次水冲洗，再将冲洗后的沉淀浸入质量分数为10％的草酸溶液，于室温下用功率为120W，振荡频率为50kHz的超声波振荡2h，然后抽滤除草酸溶液，沉淀用去离子多次水冲洗，然后于110℃干燥得到活化凹凸棒石黏土粉末；取壳聚糖浸入10倍体积质量分数为10％的草酸溶液中，于50℃的磁力搅拌下充分溶解，得到壳聚糖溶胶；将得到的壳聚糖溶胶加入等体积的去离子水稀释，充分搅拌，得到壳聚糖溶胶稀释液，取壳聚糖10倍重量的活化凹凸棒石黏土粉末，边搅拌边加入到壳聚糖溶胶稀释液，然后持续搅拌5h，再静置5h，去除上清液，将沉淀倒入5倍体积1mol/L的NaOH溶液，于1500～3000r/min的转速下搅拌30min后，抽滤去除溶剂，再用去离子水冲洗至中性，然后于60℃，0.09MPa～0.1MPa的真空条件下干燥20h，即得到凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒。
凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒的制备实施例三
取凹凸棒石黏土，粉碎并过120目筛，再于750℃下焙烧1h，冷却至室温，然后浸入10倍体积1mol/L的盐酸，于80℃下搅拌3h，离心去除盐酸溶液，沉淀用去离子多次水冲洗，再将冲洗后的沉淀浸入质量分数为10％的草酸溶液，于室温下用功率为120W，振荡频率为50kHz的超声波振荡2h，然后抽滤除草酸溶液，沉淀用去离子多次水冲洗，然后于110℃干燥得到活化凹凸棒石黏土粉末；取壳聚糖浸入10倍体积质量分数为10％的草酸溶液中，于50℃的磁力搅拌下充分溶解，得到壳聚糖溶胶；将得到的壳聚糖溶胶加入等体积的去离子水稀释，充分搅拌，得到壳聚糖溶胶稀释液，取壳聚糖8倍重量的活化凹凸棒石黏土粉末，边搅拌边加入到壳聚糖溶胶稀释液，然后持续搅拌5h，再静置5h，去除上清液，将沉淀倒入5倍体积1mol/L的NaOH溶液，于1500～3000r/min的转速下搅拌30min后，抽滤去除溶剂，再用去离子水冲洗至中性，然后于60℃，0.09MPa～0.1MPa的真空条件下干燥20h，即得到凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒。
分别取5g实施例一至实施例三得到的凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒，分别测试其壳聚糖负载率(％)、重金属吸附率(％)和病菌杀灭率(％)，测试结果如表1所示：
表1
由以上数据分析可知，实施例一至实施例三得到的凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒中，壳聚糖的负载率在40％左右，重金属吸附率达到90％以上，病菌杀灭率达到95以上。
营养基质的制备实施例四
一种用于观赏竹栽培的营养基质，包括以下重量份数的原料：疏浚淤泥30份、笋壳20份、煤渣粉10份、鲜猪粪10份、菜籽饼5份、松树皮5份、凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒3份。其制备方法如下：
将笋壳、菜籽饼、松树皮晒干，再用粉碎机粉碎并过120目筛，得到混合粉末，取鲜猪粪加入混合粉末中，于300～500r/min的转速下搅拌均匀，得到发酵料；将得到的发酵料倒入底部有孔的发酵桶中，均匀混入发酵料1.2％倍重量的EM菌、酵素菌和金宝贝发酵菌的混合菌，然后洒水润湿发酵料，使发酵料含水量达到75～80％，再于45～55℃下发酵，期间每隔3～5d进行一次翻料和补水，保持发酵料的含水量在50～80％，持续发酵15～20d后，得到腐熟有机肥；将得到的腐熟有机肥，加入发酵料2％倍重量的芬顿试剂，混合均匀，于常温下反应30～60min；先将煤渣粉、凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒和疏浚淤泥均匀混合，然后加入经酚酸的降解处理后的腐熟有机肥，调节pH值至5～6，然后于40～50℃下烘干，即得到营养基质。
营养基质的制备实施例五
一种用于观赏竹栽培的营养基质，包括以下重量份数的原料：疏浚淤泥40份、笋壳30份、煤渣粉15份、鲜猪粪15份、菜籽饼10份、松树皮8份、凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒5份。其制备方法如下：
将笋壳、菜籽饼、松树皮晒干，再用粉碎机粉碎并过120目筛，得到混合粉末，取鲜猪粪加入混合粉末中，于300～500r/min的转速下搅拌均匀，得到发酵料；将得到的发酵料倒入底部有孔的发酵桶中，均匀混入发酵料1.2％倍重量的EM菌、酵素菌和金宝贝发酵菌的混合菌，然后洒水润湿发酵料，使发酵料含水量达到75～80％，再于45～55℃下发酵，期间每隔3～5d进行一次翻料和补水，保持发酵料的含水量在50～80％，持续发酵15～20d后，得到腐熟有机肥；将得到的腐熟有机肥，加入发酵料3％倍重量的芬顿试剂，混合均匀，于常温下反应30～60min；先将煤渣粉、凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒和疏浚淤泥均匀混合，然后加入经酚酸的降解处理后的腐熟有机肥，调节pH值至5～6，然后于40～50℃下烘干，即得到营养基质。
营养基质的制备实施例六
一种用于观赏竹栽培的营养基质，包括以下重量份数的原料：疏浚淤泥35份、笋壳30份、煤渣粉12份、鲜猪粪13份、菜籽饼7份、松树皮6份、凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒4份。其制备方法如下：
将笋壳、菜籽饼、松树皮晒干，再用粉碎机粉碎并过120目筛，得到混合粉末，取鲜猪粪加入混合粉末中，于300～500r/min的转速下搅拌均匀，得到发酵料；将得到的发酵料倒入底部有孔的发酵桶中，均匀混入发酵料1.2％倍重量的EM菌、酵素菌和金宝贝发酵菌的混合菌，然后洒水润湿发酵料，使发酵料含水量达到75～80％，再于45～55℃下发酵，期间每隔3～5d进行一次翻料和补水，保持发酵料的含水量在50～80％，持续发酵15～20d后，得到腐熟有机肥；将得到的腐熟有机肥，加入发酵料2.5％倍重量的芬顿试剂，混合均匀，于常温下反应30～60min；先将煤渣粉、凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒和疏浚淤泥均匀混合，然后加入经酚酸的降解处理后的腐熟有机肥，调节pH值至5～6，然后于40～50℃下烘干，即得到营养基质。
取实施例四肢实施例六制得的营养基质进行观赏竹培养，另取一份普通营养基质作为对照组，分别培养18～20cm高的鸡毛竹幼苗，分成3株一丛，分别采用实施例一至实施例四所得木塑复合材料制备的培育装置进行培养，每个实施例成型的培育装置分别取10个进行培育，于6个月后统计鸡毛竹的生根率、成活率、平均生长高度、分枝量和地上生物量积累；具体测试结果如表2所示：
表2
由以上数据分析可知，实施例四至实施例六制备的营养基质与对照组普通营养基质相比，生根率最低提高了20个百分点，成活率最低提高了13个百分点，平均生长高度最低提高了15cm，分枝量最低提高了6支，地上生物量积累最低提高了25g，各项指标均有大幅度的提高。
本发明制备的营养基质中酚酸的含量低，竹子的光合速率、叶绿素含量、茎叶生长、根系发育以及生物量积累不会受到抑制，竹子的生长发育能力强，竹子栽培的成活率高；此外本发明制备营养基质吸水性、保水性强，能够促进竹子根系的吸水和发育，同时营养基质的重量轻、质地疏松，更加方便于包装盒运输，促进竹子根系的有氧呼吸。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (7)
1.一种用于观赏竹栽培的营养基质，其特征在于：包括以下重量份数的原料：疏浚淤泥30～40份、笋壳20～30份、煤渣粉10～15份、鲜猪粪10～15份、菜籽饼5～10份、松树皮5～8份、凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒3～5份。
2.一种用于观赏竹栽培的营养基质的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)原料的处理：将笋壳、菜籽饼、松树皮晒干，再用粉碎机粉碎并过120目筛，得到混合粉末，取鲜猪粪加入混合粉末中，于300～500r/min的转速下搅拌均匀，得到发酵料；
2)腐熟发酵：将1)中得到的发酵料倒入底部有孔的发酵桶中，均匀混入发酵料1.2％倍重量的发酵菌，然后洒水润湿发酵料，使发酵料含水量达到75～80％，再于45～55℃下持续发酵15～20d，得到腐熟有机肥；
3)酚酸的降解：将2)中得到的腐熟有机肥，加入发酵料2～3％倍重量的芬顿试剂，混合均匀，于常温下反应30～60min；
4)营养基质的制备：先将煤渣粉、凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒和疏浚淤泥均匀混合，然后加入3)中经酚酸的降解处理后的腐熟有机肥，调节pH值至5～6，然后于40～50℃下烘干，即得到营养基质。
3.根据权利要求2所述的一种用于观赏竹栽培的营养基质的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的发酵菌包括EM菌、酵素菌和金宝贝发酵菌。
4.根据权利要求2所述的一种用于观赏竹栽培的营养基质的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的腐熟发酵期间，每隔3～5d进行一次翻料和补水，保持发酵料的含水量在50～80％。
5.根据权利要求2所述的一种用于观赏竹栽培的营养基质的制备方法，其特征在于：步骤4)中所述的凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒的制备方法如下：
步骤一，凹凸棒石黏土的活化：取凹凸棒石黏土，粉碎并过120目筛，再于750℃下焙烧1h，冷却至室温，然后浸入10倍体积1mol/L的盐酸，于80℃下搅拌3h，离心去除盐酸溶液，沉淀用去离子多次水冲洗，再将冲洗后的沉淀浸入质量分数为10％的草酸溶液，于室温下用超声波振荡2h，然后抽滤除草酸溶液，沉淀用去离子多次水冲洗，然后于110℃干燥得到活化凹凸棒石黏土粉末；
步骤二，壳聚糖溶胶的制备：取壳聚糖浸入10倍体积质量分数为10％的草酸溶液中，于50℃的磁力搅拌下充分溶解，得到壳聚糖溶胶；
步骤三，壳聚糖的负载：取步骤二得到的壳聚糖溶胶加入等体积的去离子水稀释，充分搅拌，得到壳聚糖溶胶稀释液，取壳聚糖6～10倍重量的步骤一得到的活化凹凸棒石黏土粉末，边搅拌边加入到壳聚糖溶胶稀释液，然后持续搅拌5h，再静置5h，去除上清液，将沉淀倒入5倍体积1mol/L的NaOH溶液，于1500～3000r/min的转速下搅拌30min后，抽滤去除溶剂，再用去离子水冲洗至中性，然后真空干燥，即得到凹凸棒石黏土/壳聚糖颗粒。
6.根据权利要求5所述的一种用于观赏竹栽培的营养基质的制备方法，其特征在于：步骤一中所述的超声波的功率为120W，振荡频率为50kHz。
7.根据权利要求5所述的一种用于观赏竹栽培的营养基质的制备方法，其特征在于：步骤三所述的真空干燥的条件为：温度60℃，真空度0.09MPa～0.1MPa，时间20h。
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