一种环保植物基质的制备方法
【专利摘要】一种环保植物基质的制备方法，包括以下步骤：（1）收集枯枝、落叶，分拣，破碎，粉碎，通过直径为0.6-0.8㎝的筛网；（2）加入复合肥、干鸡粪或干牛粪、过磷酸钙；（3）加入复合菌种；（4）放入发酵池、加水；（5）一次发酵；（6）第二次发酵；（7）干燥，包装。本发明在物料发酵前加入复合肥及其他矿物质、复合菌种，通过有益微生物酶的作用，能使难以溶解、难以被植物吸收的养分变成易溶解、易吸收的矿物质；在高温发酵阶段通过简易的通风装置使降温效果更好，能平均缩短发酵周期5-7天，使综合成本下降35-40%；本发明所得基质适用于蔬菜、水果、花卉栽培，苗木移植，屋顶绿化，矿山修复，高速公路边坡生态修复等领域。
【专利说明】一种环保植物基质的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基质的制备方法，尤其是涉及一种环保植物基质的制备方法。
【背景技术】
[0002] 园林绿化废弃物在国外发达国家已广泛开发出高端园艺基质用于高品质花卉、苗 木生产，即使在泥炭土资源十分丰富的国家如加拿大、瑞士等也在利用锯木屑、蘑菇菌棒等 开发成园艺基质，用于花卉生产(泥炭土是一种不可再生的资源，有的国家已把泥炭土上升 为一种战略资源严禁开发)。高端花卉、种苗、屋顶绿化等的生产离不开泥炭土，我国每年要 大量进口泥炭土用于红掌、一品红、仙客来等高品质花卉的生产，目前，还没有任何一种基 质能完全替代泥炭土的所有功能。我国北京、上海、广州等大城市近几年也开始着手利用园 林绿化废弃物生产种苗基质，如广州就有专业的基质生产厂，但大多是生产成简单的园林 覆盖物或发酵堆怄成肥料，专门用于高端种苗基质开发或替代泥炭土的高附加值产品的研 究与开发还刚刚起步。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种成本较低、质量较好 的环保植物基质的制备方法。
[0004] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种环保植物基质的制备方法，包括 以下步骤： (1) 收集枯枝、落叶，分拣，破碎，粉碎，通过直径为0. 6-0. 8 cm的筛网； 枯枝及落叶收集，为了降低成本，可预先联系园林部门、苗圃及有关单位，希望他们在 树木修剪、大树移植及枯枝落叶清理过程中将园林废弃物集中送达至指定的地方，有条件 的可以预先进行破碎，这样可以节省人工及运输成本，同时，为了不占用太多的空间，应随 到随处理； 原料破碎、粉碎，在原料破碎前必须进行分拣处理，一则为了安全必须清理石块、铁丁 及白色垃圾，二则为了不同的质量要求必须将竹类、较大的枝条等难破碎、难发酵的物料分 拣出来，有条件的可将树叶、灌木整形修剪、机械打草后遗留的草末等容易发酵的集中收集 处理，同时，为了生产出高端的园艺种苗基质，还必须进行第二次粉碎，筛网直径为0. 6-0. 8 cm ； 也可以发酵完成后再进行二次粉碎； (2) 加入复合肥、干鸡粪或/和干牛粪、过磷酸钙等：每1立方米发酵物料优选加入复 合肥4-5 kg、干鸡粪或/和干牛粪40-50 kg、过磷酸钙8-10 kg ; 所述复合肥优选溶解性好的俄罗斯复合肥，其中N的质量含量为15 - 18%，其中P205 的质量含量为15 - 18%，其中K20的质量含量为15 - 18% ; 加入复合肥的目的一则是补充微生物繁殖所需的氮源，二则是经过有益微生物的发酵 使得不易被植物利用的矿物质成分变成易被植物吸收的矿质元素如磷、镁等；在发酵前合 理、适量的加入复合肥及其他矿物质是确保发酵后的基质营养更全面、更接近或超过泥炭 土、草炭的关键； (3) 加入复合菌种；复合菌种的加入量为物料的0. 05-0. lwt%，加入后翻动拌匀； 加入的菌种最好提前进行24小时活化处理，即将复合菌种加入到浓度为0. 2-0. 5wt% 的黄糖或红糖水溶液中进行24小时扩繁培养（以下同）； 加入的复合菌种为以下中的至少一种：1. "BM发酵腐熟剂"，河南鹤壁市百惠生物科技 有限公司生产；2. "农运来"，广州农冠生物科技有限公司生产；3. "腐杆灵"，佛山市金 葵子科技有限公司生产；4. "北海群林"广西北海群林生物工程有限公司生产；5. "美 博士"，成都合成生物科技有限公司生产；优选"美博士"； 所选用的复合菌种含有细菌、真菌和放线菌、酵母菌、光合菌等，总菌数量不低于1亿 个/克； 园林废弃物的主要成分是木质素、纤维素和半纤维素，这类有机物结构坚硬，分解困 难，与腐殖质产生有密切联系，尤其是木质素，最难攻击且难以分离，其降解被认为是影 响最终基质品质的关键；据资料报道：在园林废弃物发酵过程中，木质素的生物降解不仅 仅是一种菌在起作用，各种菌从物料发酵初期到末期的降解能力也不相同；在物料发酵的 初期，各木质素降解菌的降解作用并不明显，这段时间各类菌对木质素降解作用是同等重 要的，没有哪种菌占据着绝对优势；在一次发酵的高温期，真菌和放线菌对木质素的降解 作用是主要的，此阶段木质素降解菌的浓度很高，但是其对木质素降解的能力并不突出， 不适合作为优势菌种筛选时期；在一次发酵的降温期，木质素降解菌协同作用；在一次发 酵转入二次发酵的时期和二次发酵初期，细菌和真菌起主要作用，这阶段真菌降解木质素 的能力十分强，并且木质素降解真菌占总真菌比率十分高，是筛选木质素降解真菌的最佳 时期；在物料发酵的后期，木质素的降解主要依靠真菌和放线菌的作用；从一次发酵高温 期到二次发酵前，木质素降解真菌是这阶段最主要的作用者，其浓度的变化直接影响着木 质素总降解菌的变化，相应的木质素降解放线菌是物料发酵后期主要的作用者，其浓度的 变化也影响着总降解菌的浓度，木质纤维素降解主要发生在高温期和二次发酵期； (4) 放入发酵池、加水：将经步骤（3)处理的混合物料加入发酵池中，加入相当于混合 物料重量50-60%的水； (5) -次发酵：控制发酵温度< 60°C，直到发酵完成；物料发酵温度连续几天稳定在一 定的数值，一般与外界温度大体相当时，第一次发酵完成； 秋冬季，外界气温低，采用薄膜覆盖较好，主要是保温和保湿；夏天外界气温高，采用土 工布覆盖较好，重点是保湿； 当物料发酵温度> 60°C时，通气降温可采用如下方法：在发酵池内预先铺设PVC硬塑 管或透水管，如用PVC硬塑管，则必须进行打孔处理，透水管则不需要打孔；安装的高度在 离池底略高一点的位置(离顶部2/3-3/4的位置）;PVC硬塑管或透水管与鼓风机相连，开动 鼓风机，每次通气1-2小时，每1-2天通气一次； 一般情况下，当物料发酵温度> 60°C时，通气降温优选如下方法：在发酵池内（长*宽 *高=3m*2m*lm)预先铺设直径50 cm的PVC硬塑管或透水管，如用PVC硬塑管，则必须进 行打孔处理(孔径10-12 mm、两孔间隔10-20 cm)，透水管则不需要打孔；为了便于散热通气 均匀，必须进行横向、坚向交替打孔；PVC硬塑管或透水管安装的高度应在离池底略高一点 的位置(离顶部2/3-3/4的位置）；如物料堆码高度达到1. 5米时，则安装两层管道；为了确 保通风效果，一台鼓风机（功率750W)只能一次满足5-10立方米物料的通气，每天可通气 50-100立方米物料；如果规模扩大可加大鼓风机功率及管道直径； 通气降温，在物料发酵进入高温阶段是必不可少的，是确保有益微生物活性并使发酵 得以完成的关键，以往大多数小企业都是通过人工或机械的方法每隔几天翻动一次，不仅 劳动强度大、成本高，而且效果不理想，因为翻动只能暂时起到降温的作用，通气的效果就 更不理想；物料发酵一旦进入高温区，好氧微生物大量繁殖，物料温度急剧上升，大量不耐 高温的有益复合菌将被杀死；同时，氧气大量消耗，需要及时补充，不然微生物就变成厌氧 呼吸，将严重影响基质的最终品质； (6) 第二次发酵：采用换池的办法进行第二次发酵，在换池的同时添加辅助材料(如干 鸡粪、牛粪、菜枯等）以调节C/N比到20-25,同时补充水分，以使物料手捏成团但没有水溢 出为准；进行第二次发酵(第二次发酵的过程与第一次发酵相同)，当物料温度与外界保持 一致且基本稳定，物料成黑褐色、手捏易碎且表面有大量菌丝体时，即认为第二次发酵完 成； 第二次发酵，由于园林绿化废弃物主要成分是纤维素、半纤维素、木质素等，尤其是木 质素很难降解；一次发酵很难达到高端基质的要求，必须进行第二次发酵；在原来的一组 发酵池边留一个空池，通过换池，可以使处于休眠的复合菌在换池过程中得到激活； (7) 干燥，包装：将经过第二次发酵的物料烘干或自然干燥，然后包装入库。
[0005] 烘干后的基质，可适当添加微量元素及其他辅助材料，以满足不同客户、不同档次 及不同用途的要求。
[0006] 本发明的主要优点：1.在物料发酵前加入复合肥及其他矿物质、复合菌种是该项 发明的关键技术之一，通过有益微生物酶的作用，能使难以溶解、难以被植物吸收的养分变 成易溶解、易吸收的矿物质，确保发酵后的基质营养更全面、更接近或超过泥炭土或草炭； 2. 在高温发酵阶段通过简易的通风装置使降温效果更好，能平均缩短发酵周期5-7天，使 综合成本下降35-40% ;通过通风装置降温后的基质，腐熟效果(腐熟度)比人工翻动效果好； 3、 本发明所得基质适用于蔬菜、水果、花卉栽培，苗木移植，屋顶绿化等领域。
【具体实施方式】
[0007] 以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0008] 实施例1 本实施例包括以下步骤： (1) 收集枯枝、落叶，分拣，破碎，粉碎，通过直径为〇. 6的筛网； 收集利用湖南省森林植物园及长沙市雨花区的树木栽植、养护修剪、间伐抚育、雪压清 理等过程中留下的大量树枝落叶； (2) 加入复合肥、干鸡粪、过磷酸钙：每1立方米发酵物料加入复合肥5 kg、干鸡粪50 kg、过磷酸钙10 kg ; 所述复合肥为溶解性好的俄罗斯复合肥，其中N的质量含量为16%，其中P205的质量 含量为16%，其中K20的质量含量为16% ; (3) 加入复合菌种；复合菌种的加入量为物料的0. 05wt%，加入的菌种提前进行24小 时活化处理，即将复合菌种加入到浓度0. 5wt%的黄糖水溶液中进行24小时扩繁培养（以下 同)，加入后翻动拌匀； 加入的复合菌种为"美博士"，成都合成生物科技有限公司生产； 所选用的复合菌种含有细菌、真菌和放线菌、酵母菌、光合菌等，总菌数量不低于1亿 个/克； (4) 放入发酵池、加水：将经步骤（3)处理的混合物料加入发酵池中，加入相当于混合 物料重量50%的水； (5) -次发酵：控制发酵温度< 60°C，直到发酵完成；物料发酵温度连续几天稳定在一 定的数值，一般与外界温度大体相当时，第一次发酵完成； 秋冬季，外界气温低，采用薄膜覆盖，主要是保温和保湿；夏天外界气温高，采用土工布 覆盖，重点是保湿； 当物料发酵温度> 60°C时，通气降温采用如下方法：在发酵池内（长*宽*高 =3m*2m*lm)预先铺设直径50 cm的经过打孔处理的PVC硬塑管，PVC硬塑管打孔处理(孔径 10-12 mm、两孔间隔10-20 cm);为了便于散热通气均匀，必须进行横向、坚向交替打孔；PVC 硬塑管安装的高度在离池底略高一点的位置(离顶部3/4的位置）；PVC硬塑管与鼓风机相 连，开动鼓风机，每次通气2小时，每2天通气一次；为了确保通风效果，一台鼓风机（功率 750W)只能一次满足5-10立方米物料的通气，每天可通气50-100立方米物料； (6) 第二次发酵：采用换池的办法进行第二次发酵，在换池的同时添加辅助材料干鸡 粪、牛粪、菜枯以调节C/N比到25,同时补充水分，以使物料手捏成团但没有水溢出为准；进 行第二次发酵(第二次发酵的条件和过程与第一次发酵相同)，当物料温度与外界保持一致 且基本稳定，物料成黑褐色、手捏易碎且表面有大量菌丝体时，即认为第二次发酵完成； (7) 干燥，包装：将经过第二次发酵的物料烘干或自然干燥，然后包装入库。
[0009] 实验过程中，共生产种苗基质2000立方米，通过在湖南省衡炎、道贺、宁道、怀通 等高速公路近20万平方米的红砂岩、石灰岩等不同类型的岩石上边坡生态防护工程中推 广使用，效果非常显著，完全有可能替代泥炭土，综合基质成本降低40%-50%。同时，本发明 独创的物料发酵高温期（60°C以上）简易降温装置、合理的辅助材料添加及二次发酵处理等 措施能显著的提高最终基质产品的质量，并能总体缩短发酵周期5-7天，降低基质生产综 合成本35-40%。
【权利要求】
1. 一种环保植物基质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 收集枯枝、落叶，分拣，破碎，粉碎，通过直径为0. 6-0. 8 cm的筛网； (2) 加入复合肥、干鸡粪或/和干牛粪、过磷酸钙：每1立方米发酵物料加入复合肥4-5 kg、干鸡粪或/和干牛粪40-50 kg、过磷酸钙8-10 kg ; (3) 加入复合菌种；复合菌种的加入量为物料的0. 05-0. lwt%，加入后翻动拌匀； 加入的复合菌种为以下中的至少一种：1. "BM发酵腐熟剂"，河南鹤壁市百惠生物科技 有限公司生产；2. "农运来"，广州农冠生物科技有限公司生产；3. "腐杆灵"，佛山市金 葵子科技有限公司生产；4. "北海群林"，广西北海群林生物工程有限公司生产；5. "美 博士"，成都合成生物科技有限公司生产； 所选用的复合菌种含有细菌、真菌和放线菌、酵母菌、光合菌，总菌数量不低于1亿个/ 克； (4) 放入发酵池、加水：将经步骤（3)处理的混合物料加入发酵池中，加入相当于混合 物料重量50-60%的水； (5) -次发酵：控制发酵温度< 60°C，直到发酵完成；物料发酵温度连续稳定在一定的 数值，并与外界温度大体相当时，第一次发酵完成； (6) 第二次发酵：采用换池的办法进行第二次发酵，在换池的同时添加辅助材料干鸡 粪、牛粪、菜枯以调节C/N比到20-25,同时补充水分，以使物料手捏成团但没有水溢出为 准；进行第二次发酵，第二次发酵的条件和过程与第一次发酵相同，当物料温度与外界保持 一致且稳定，物料成黑褐色、手捏易碎且表面有大量菌丝体时，第二次发酵完成； (7) 干燥，包装：将经过第二次发酵的物料烘干或自然干燥，然后包装入库。
2. 根据权利要求1所述的环保植物基质的制备方法，其特征在于，步骤（2)中，所述复 合肥为溶解性好的俄罗斯复合肥，其中N的质量含量为15 - 18%，其中P205的质量含量为 15 - 18%，其中K20的质量含量为15 - 18%。
3. 根据权利要求1或2所述的环保植物基质的制备方法，其特征在于，步骤（5)中，一 次发酵时，秋冬季，外界气温低，采用薄膜覆盖；夏天外界气温高，采用土工布覆盖。
4. 根据权利要求1或2所述的环保植物基质的制备方法，其特征在于，步骤（5)中，一 次发酵时，当物料发酵温度>60°C时，通气降温采用如下方法：在发酵池内预先铺设PVC硬 塑管或透水管，用PVC硬塑管，则进行打孔处理，透水管则不需要打孔；安装的高度在离池 顶部2/3-3/4的位置；PVC硬塑管或透水管与鼓风机相连。
5. 根据权利要求4所述的环保植物基质的制备方法，其特征在于，步骤（5)中，一次发 酵时，开动鼓风机，每次通气1-2小时，每1-2天通气一次。
6. 根据权利要求4所述的环保植物基质的制备方法，其特征在于，步骤（5)中，当物料 发酵温度> 60°C时，通气降温采用如下方法：在长*宽*高=3m*2m*lm发酵池内预先铺设 直径50 cm的PVC硬塑管或透水管，如用PVC硬塑管，则必须进行横向、坚向交替打孔处理， 孔径10-12 mm、两孔间隔10-20 cm ;PVC硬塑管或透水管安装的高度在离池顶部2/3-3/4的 位置。
7. 根据权利要求4所述的环保植物基质的制备方法，其特征在于，物料堆码高度达到 1.5米时，安装两层管道。
8. 根据权利要求1或2所述的环保植物基质的制备方法，其特征在于，步骤（3)中，力口 入复合菌种前，将复合菌种加入到浓度为0. 2-0. 5wt%的黄糖或红糖水溶液中进行24小时 扩繁培养。
【文档编号】C05F17/00GK104150990SQ201410410968
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】陈永安, 张金莎, 舒东膂, 胡长安, 王玲, 刘裕子 申请人:湖南湘植园林科技有限公司