CN114680019A - 一种玉米芯发酵产物及其发酵方法和育苗基质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业有机物资源化利用技术领域,特别涉及一种玉米芯发酵产物及其发酵方法和育苗基质。该发酵方法包括:将玉米芯进行发酵,在发酵前添加10%生物炭作为添加剂,发酵至60天停止发酵,得到玉米芯发酵产物。将发酵产物与蛭石复配比例为1∶1作为育苗基质。本发明育苗基质理化性状好,采用该方法制备的基质可增加种植时植株的壮苗指数,促进植物的生长;而且本发明实现了玉米芯的资源化利用,具有明显的社会效益、经济效益和环境生态效益。
Description
技术领域
本发明涉及农业有机物资源化利用技术领域,特别涉及一种玉米芯发酵产物及其发酵方法和育苗基质。
背景技术
作为农业大国,我国农产品栽培面积大,在农业生产过程中会产生大量的农业废弃物,如稻谷、小麦、玉米芯、锯末等农作物,给相关的处理部门带来了相当大的工作压力,因此如何有效的处理农业废弃物已经成为我们急需解决的问题。
近年来,中国在农业废弃物资源综合利用方面已取得了显着成效,但也存在利用率低,农业废弃物加工产业链条短以及加工产业布局不合理等不足之处。尤其在过去很长一段时间里,还田是农业废弃物综合利用的主要方式,生产上广泛采用的覆盖还田和浅旋还田,大多存在着腐解慢、土壤消纳能力差、土壤有机质提升效果不佳等问题,致使农民面对量多体大的剩余废弃物处于“还不下、无处放、不让烧”的尴尬处境。
将农业废弃物堆肥处理是一种很好的利用方式,目前一般是将其充分腐熟,堆置后的堆肥作为肥料为土壤提供更好的有机质和氮源。但充分腐熟需要的时间长,且不同的农业废弃物初始品质不同,如何在短时间内充分腐熟是堆肥处理的一个难点。因此,本发明通过对玉米芯发酵过程的研究,提出一种育苗基质及其制备方法。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种玉米芯发酵产物及其发酵方法和育苗基质。该玉米芯发酵产物的理化性质适合植物生长,适宜作为育苗基质使用。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种玉米芯的发酵方法,包括如下步骤:
将玉米芯进行发酵,在发酵前添加10%生物炭作为添加剂,发酵至60天停止发酵,得到玉米芯发酵产物。
玉米芯作为农业有机废弃物,直接作为育苗基质使用会阻碍植株生长,因此发酵处理是不可或缺的环节。但现阶段是将其直接彻底腐熟,然后与土壤或其他材料混合,得到培养基质。本发明研究发现玉米芯作为栽培基质,可以在堆肥过程进行之前加入适当含量的生物炭,更需要注重对发酵后的材料的容重、孔隙度、pH等理化性质指标进行考量,这些指标关系到栽培作物根部生长的环境。通过对发酵材料发酵过程和育苗实验的研究,确定了在发酵过程之前添加10%的生物炭就可以得到适宜植物育苗的育苗基质。
基于上述原理,本发明将玉米芯添加不同比例的生物炭进行发酵处理,按照最适合植株生长的基质理化性质确定适合发酵产物用于育苗基质的生物炭添加比例,经过大量育苗试验,广泛分析植株生理及形态指标,从不同的生物炭添加比例中筛选出最适合植株生长的育苗基质的生物炭添加比例。本发明通过对玉米芯发酵之前添加合适比例的生物炭,最终得到性能优良的育苗基质。
作为优选,在玉米芯发酵前添加5%-20%的生物炭。
优选地,在玉米芯发酵前添加7%-17%的生物炭。
更优选地,在玉米芯发酵前添加8.5%-15%的生物炭。
优选地,在玉米芯发酵前添加9%-13%的生物炭。
在本发明提供的一具体实施例中,在玉米芯发酵前添加10%的生物炭。。
作为优选,发酵的天数为45-75天。
优选地,发酵的天数为50-70天。
更优选的,发酵的天数为60天。
为了保证玉米芯发酵后能更好的达到上述指标,作为优选,将玉米芯进行发酵前还包括预处理的步骤,预处理为:采用氮源物质调整玉米芯的C∶N比至25∶1。
在本发明提供的一具体实施例中,氮源物质为尿素。但本领域技术人员认可其它的氮源物质也在本发明的保护范围之内,本发明在此不做限定,
为防止堆置过程中产生的氨气大量挥发,作为优选,预处理还包括加入石膏粉的步骤,石膏粉占玉米芯的质量百分含量为0.3%-0.5%。
在本发明提供的一具体实施例中,石膏粉占玉米芯的质量百分含量为0.3%。
作为优选,发酵采用加入发酵菌剂或者包覆薄膜的方式进行堆肥发酵。
作为优选,发酵菌剂的添加量为玉米芯重量的0.3%-0.5%。
在本发明提供的一具体实施例中,发酵菌剂的添加量为玉米芯重量的0.3%。
作为优选,玉米芯的水分含量为60%-65%,并充分搅拌。
在本发明提供的一具体实施例中,玉米芯的水分含量为60%。
作为优选,停止发酵与得到玉米芯发酵产物之间还包括干燥的步骤。
本发明还提供了采用本发明提供的发酵方法制得的玉米芯发酵产物。
本发明还提供了一种育苗基质,该育苗基质包括本发明提供的玉米芯发酵产物。
作为优选,该育苗基质还包括蛭石,玉米芯发酵产物与蛭石的体积比为(0.5-1.5)∶1。
在本发明提供的一具体实施例中,玉米芯发酵产物与蛭石的体积比为1∶1。
本发明提供了一种玉米芯发酵产物及其发酵方法和育苗基质。该发酵方法包括:将玉米芯进行发酵,在发酵前添加10%生物炭作为添加剂,发酵至60天停止发酵,得到玉米芯发酵产物。本发明具有的技术效果为:
1、本发明玉米芯发酵产物的发酵时间短,在发酵过程中,堆肥中温度可达到47-65℃,夏天甚至高达70℃。一般来说,60天左右就能够达到停止发酵的理化指标;
2、经过本发明发酵处理的玉米芯,其理化性状适合植物生长,适宜作为育苗基质使用。
对发酵的玉米芯的性状分析结果表明,作为育苗基质的玉米芯所含有的矿质元素,在育苗过程中养分会缓慢释放,供作物吸收,同时,该育苗基质在育苗过程中促进植株的生长,减少了草炭的使用量,能够在保证育苗植株商品品质的前提下降低了生产成本,实现了玉米芯的资源化利用,具有明显的社会效益、经济效益和环境生态效益。
与目前完全腐熟的发酵产物用作育苗基质相比,该发明方法制备的育苗基质,理化性状能满足植株生长要求,且植株生长一致,病虫害少,整体性状优良,植株形态指标综合评价指数高,商品品质好,壮苗指数高。由于玉米芯资源来源广泛,加工取材容易,为本发明的推广应用奠定了基础。
具体实施方式
本发明公开了一种玉米芯发酵产物及其发酵方法和育苗基质,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
本发明提供了一种发酵玉米芯作为无土育苗基质的发酵方法。本发明通过对在玉米芯发酵之前添加生物炭进行发酵,发酵60天以后得到性能优良的育苗基质。育苗基质理化性状好,采用该方法制备的基质可促进植物的生长;而且本发明实现了玉米芯的资源化利用,具有明显的社会效益、经济效益和环境生态效益。
本发明提供的玉米芯发酵产物及其发酵方法和育苗基质中所用原料或辅料均可由市场购得。
下面结合实施例,进一步阐述本发明:
实施例1玉米芯的发酵处理与育苗基质的配制
发酵前每公斤玉米芯加入0.003kg菌剂,菌剂购自北京京圃园生物工程有限公司,商品名称为有机废物发酵剂,和石膏粉0.003kg,调整C∶N比至25∶1,发酵时水分含量控制在60%,在发酵之前添加不同比例生物炭(0%、5%、10%、15%)进行发酵,发酵60天后对发酵材料进行取样,样品终止发酵,并将样品干燥,检测理化指标(表1),备用。
表1不同添加比例生物炭得到的玉米芯的理化性质:
将得到的玉米芯发酵产物进行育苗基质的配制:将终止发酵的基质与蛭石按照体积比1∶1混合均匀:
配方1:添加0%生物炭的玉米芯+蛭石;
配方2:添加5%生物炭的玉米芯+蛭石;
配方3:添加10%生物炭的玉米芯+蛭石;
配方4:添加15%生物炭的玉米芯+蛭石;
备用。
实施例2不同生物炭添加比例的基质在番茄育苗中的应用
将实施例1的配方的育苗基质用于番茄的育苗,温室条件下栽培,该温室具有全自动控温、换气设施,能够保证在试验期间为供试材料提供一个相对稳定的适宜生长环境。于苗期统计番茄根干重、地上部干重、总干重,结果如表2所示:
表2不同添加比例生物炭得到的基质育苗番茄生物量指标
通过表2可以看出,添加10%生物炭的基质的番茄根干重,地上部干重和总干重高于其他添加比例生物炭的基质。
实施例3不同生物炭添加比例的基质对番茄光合速率的影响
将实施例1的配方基质用于番茄的育苗,温室条件下栽培,该温室具有全自动控温、换气设施,能够保证在试验期间为供试材料提供一个相对稳定的适宜生长环境。
在番茄幼苗期利用光合仪Li6400对番茄植株叶片进行光合速率的测定,在结果如表3所示:
表3不同添加比例生物炭得到的基质育苗番茄净光合速率
通过表3可以看出,添加10%生物炭的基质上生长的番茄幼苗,其净光合速率显著高于其他添加比例生物炭的基质。
实施例4不同生物炭添加比例的基质对番茄壮苗指数的影响
将实施例1的配方的基质,用于番茄的育苗栽培,温室条件下栽培,该温室具有全自动控温、换气设施,能够保证在试验期间为供试材料提供一个相对稳定的适宜生长环境。
在番茄生长期间进行壮苗指数测定,在结果如表4所示,
基质代码 | 壮苗指数 |
配方1 | 23.605c |
配方2 | 43.338b |
配方3 | 74.711a |
配方4 | 47.626b |
通过表4可以看出,添加10%生物炭的基质上生长的番茄幼苗,其壮苗指数显著高于其他添加比例生物炭的基质。由此可知,采用本发明方法制备的育苗基质可提高番茄苗期的壮苗指数,促进植物的生长。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种玉米芯的发酵方法,其特征在于,包括如下步骤:
将玉米芯进行发酵,在发酵前添加10%生物炭作为添加剂,发酵至60天停止发酵,得到玉米芯发酵产物。
所述将玉米芯进行发酵前还包括预处理的步骤,所述预处理为:采用氮源物质调整玉米芯的C∶N比至25∶1。
2.根据权利要求1所述的发酵方法,其特征在于,所述氮源物质为尿素。
3.根据权利要求2所述的发酵方法,其特征在于,所述预处理还包括加入石膏粉的步骤,所述石膏粉占玉米芯的质量百分含量为0.3%。
4.根据权利要求1所述的发酵方法,其特征在于,所述发酵采用加入发酵菌剂并且包覆薄膜的方式进行堆肥发酵。
5.根据权利要求1所述的发酵方法,其特征在于,所述玉米芯的水分含量为60%。
6.根据权利要求1所述的发酵方法,其特征在于,所述停止发酵与得到玉米芯发酵产物之间还包括干燥的步骤。
7.一种栽培基质,其特征在于,包括权利要求1所述的玉米芯发酵产物。
8.根据权利要求7所述的育苗基质,其特征在于,还包括蛭石,所述玉米芯发酵产物与蛭石的体积比为1∶1。
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