本发明属农作物基质制备及栽培技术领域，具体涉及一种蓝莓栽培基质及其制备方法与应用，特别涉及一种利用有机固体废弃物和磷石膏制作蓝莓栽培基质。
背景技术
蓝莓(blueberry)是一种营养价值和经济价值非常高，市场前景广阔的树种，但由于其对土壤生长环境要求苛刻(湿润、疏松、有机质含量高的酸性土壤)，除长白山地区外，其他地区土壤必须经过特殊的改良或制备特殊的基质才能进行蓝莓栽培。从而严重妨碍了蓝莓产业的发展。基质栽培是蓝莓产业发展的一项重要的栽培措施，根据蓝莓生长的特性，蓝莓栽培基质的理想ph值范围为4.0～5.5，且要求有机质含量5％以上，保水保肥能力强，通透性良好。一般情况下，当土壤或基质的ph值低于4.0或高于5.5时，会造成植株生长不良甚至死亡。当ph值大于5.5时，通常需要在前一年施用硫粉来调节ph值，以满足蓝莓生长对ph的需要。因此理想的酸性基质的研究与开发一直是蓝莓产业发展的一个重要环节。
磷石膏是湿法生产磷酸时排放的固体废弃物，通常每生产1t磷酸，副产4.5-5.0t磷石膏。据统计，全世界目前年副产磷石膏100亿～280亿t，我国磷石膏实际利用率仅有20％左右，主要用于建材制品、水泥缓凝剂、化工原料等方面。根据张传光等(2012)的调查表明，云南省磷石膏主要重金属包括镉、砷，其最高含量分别为3.1mg/kg和21.8mg/kg。从理论上来讲，云南省的磷石膏农用是安全的。磷石膏具有很强的酸性(ph值2.0～4.9)，这一性质可以在蓝莓基质开发中加以充分地利用。
好氧堆肥发酵技术在基质的开发领域被广泛地应用，怎样根据蓝莓栽培对基质的特殊要求，磷石膏作为酸性调理剂，结合好氧堆肥发酵技术开发蓝莓专性栽培基质，是实现有机固体废弃物和磷酸工业废弃物资源化利用、推动蓝莓产业进一步发展的重要手段。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种利用有机固体废弃物和磷石膏制作的蓝莓栽培基质，以及它们的制备方法和在蓝莓产业生产中的应用，以便为蓝莓产业的发展提供理想的栽培基质。
为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
1.一种利用有机固体废弃物和磷石膏制作蓝莓栽培基质的方法，该方法包括下述的步骤：
(1)调有机固体废弃物的c/n比值为30-35:1，水分为55-60％质量分数，然后按照高温堆肥发酵的方式进行快速发酵，当发酵完成升温-高温的过程后，在降温阶段温度小于50℃时，即完成第一次发酵得有机物料；所述有机固体废弃物为两种以上的不同植物废弃物的混合物或一种以上植物废弃物与一种以上牲畜固体粪便的混合物；
(2)添加磷石膏，磷石膏的添加量为完成第一次发酵所得有机物料干重的20-40％，添加磷石膏后继续发酵，待发酵堆体的温度比发酵堆体周围的环境温度高1-3℃或达到发酵堆体周围的环境温度时停止发酵，即完成第二次发酵，完成第二次发酵所得的发酵产物为蓝莓栽培基质，所述蓝莓栽培基质具有以下特性：粪大肠菌群数小于100个/g，蛔虫卵死亡率大于95％，重金属指标符合ny525-2012有机肥料标准的要求，容重0.6～0.8g/cm3,总孔隙度75～85％，通气孔隙度49～54％，持水孔隙度27-33％，ph值5.0～5.5。
2.一种蓝莓栽培基质的制备方法，将稻壳粉和油枯按照c/n比值为30:1进行配料，配得的物料的水分为55％质量分数，按照高温堆肥发酵的方式进行第一次发酵，当发酵完成升温-高温的过程后，在降温阶段温度小于50℃时，即完成第一次发酵得有机物料；完成第一次发酵以后，添加磷石膏，磷石膏的添加量为完成第一次发酵所得的有机物料干重的20％，添加磷石膏后继续发酵，待发酵堆体的温度比发酵堆体周围的环境温度高1-3℃或达到发酵堆体周围的环境温度时停止发酵，即完成第二次发酵，完成第二次发酵所得的发酵产物为蓝莓栽培基质，所述蓝莓栽培基质具有以下特性：粪大肠菌群数为10个/g，蛔虫卵死亡率100％，重金属指标符合ny525-2012有机肥料标准的要求，容重0.63g/cm3，总孔隙度83％，通气孔隙度54％，持水孔隙度29％，ph值为5.4。
3.一种蓝莓栽培基质的制备方法，将稻壳粉和鸡粪按照c/n比值为35:1进行配料，配得的物料的水分为55％质量分数，按照高温堆肥发酵的方式进行第一次发酵，当发酵完成升温-高温的过程后，在降温阶段温度小于50℃时，即完成第一次发酵得有机物料；完成第一次发酵以后，添加磷石膏，磷石膏的添加量为完成第一次发酵所得的有机物料干重的40％，添加磷石膏后继续发酵，待发酵堆体的温度比发酵堆体周围的环境温度高1-3℃或达到发酵堆体周围的环境温度时停止发酵，即完成第二次发酵，完成第二次发酵所得的发酵产物为蓝莓栽培基质，所述蓝莓栽培基质具有以下特性：粪大肠菌群数为15个/g，蛔虫卵死亡率100％，重金属指标符合ny525-2012有机肥料标准的要求，容重0.8g/cm3,总孔隙度76％，通气孔隙度49％，持水孔隙度27％，ph值为5.1。
4.一种蓝莓栽培基质，用c/n比为30～35:1且水分为55-60％质量分数的有机固体废弃物发酵制作为蓝莓栽培基质，所述的蓝莓栽培基质的粪大肠菌群数小于100个/g，蛔虫卵死亡率大于95％，重金属指标符合ny525-2012有机肥料标准的要求，容重0.6～0.8g/cm3,总孔隙度75～85％之间，通气孔隙度49～54％，持水孔隙度27～33％，ph值5.0～5.5，所述有机固体废弃物为两种以上的不同植物废弃物的混合物或一种以上植物废弃物与一种以上牲畜固体粪便的混合物。
5.一种蓝莓栽培基质由技术方案1所述的方法制备而得。
6.一种蓝莓栽培基质由技术方案2所述的方法制备而得。
7.一种蓝莓栽培基质由技术方案3所述的方法制备而得。
8.技术方案4或5或6或7所述的一种蓝莓栽培基质在蓝莓栽培中的应用。
所述的ny525-2012有机肥料标准即中华人民共和国农业行业标准ny525-2012有机肥料。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明充分利用磷石膏的酸性，将磷石膏作为有机基质的酸性调理剂，不仅利用其酸性，而且还利用其物理性状合理地调节了所制成的基质的容重、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度等物理性状，结合有机固体废弃物c/n的调配，通过第一次发酵基本稳定的情况下，在第二次发酵过程中，通过合适的有机物料和磷石膏的比例的配比，让发酵产物一次性得到ph、物理性质(容重、孔隙度等)优良的基质，使得基质生产(固体废弃物基质化)过程中免去了二次配料的麻烦，并且通过这项技术能够较长时间的维持和稳定基质的ph值等物理性质。与传统栽培方式相比，利用本发明的蓝莓栽培基质栽培蓝莓，可以有效促进蓝莓的生长，蓝莓产量可增加12-15％。
本发明可有效地促进有机固体废弃物和磷石膏资源化利用，丰富有机固体废弃物和磷石膏资源化利用的方向。
具体实施方式
以下用本发明的实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此来限定本发明，各实施例中无特殊说明的为常规方法。
本发明的一种利用有机固体废弃物和磷石膏制作蓝莓栽培基质的方法可概述如下：
(1)调有机固体废弃物的c/n比值为30-35:1，水分为55-60％质量分数，然后按照高温堆肥发酵的方式进行快速发酵，当发酵完成升温-高温的过程后，在降温阶段温度小于50℃时，即完成第一次发酵得有机物料；所述有机固体废弃物为两种以上的不同植物废弃物的混合物或一种以上植物废弃物与一种以上牲畜固体粪便的混合物；
(2)添加磷石膏，磷石膏的添加量为完成第一次发酵所得有机物料干重的20-40％，添加磷石膏后继续发酵，待发酵堆体的温度比发酵堆体周围的环境温度高1-3℃或达到发酵堆体周围的环境温度时停止发酵，即完成第二次发酵，完成第二次发酵所得的发酵产物为蓝莓栽培基质，所述蓝莓栽培基质具有以下特性：粪大肠菌群数小于100个/g，蛔虫卵死亡率大于95％，重金属指标符合ny525-2012有机肥料标准的要求，容重0.6～0.8g/cm3,总孔隙度75～85％，通气孔隙度49-54％，持水孔隙度27-33％，ph值5.0～5.5。
在完成第一次发酵所得有机物料后，称量有机物料的重量、测有机物料的水分含量，即可用下述有机物料干重计算公式，计算出有机物料的干重。
有机物料干重的计算公式：有机物料干重＝有机物料重量×(1—a％)，其中，a％为以重量百分数计的有机物料的水分含量。
实施例1
实施地点：云南省昆明市云南农业大学
将稻壳粉和油枯按照c/n比值为30:1进行配料，配得的物料的水分为55％质量分数，按照高温堆肥发酵的方式进行第一次发酵，当发酵完成升温-高温的过程后，在降温阶段温度小于50℃时，即完成第一次发酵得有机物料；完成第一次发酵以后，添加磷石膏，磷石膏的添加量为完成第一次发酵所得的有机物料干重的20％，添加磷石膏后继续发酵，待发酵堆体的温度比发酵堆体周围的环境温度高1-3℃或达到发酵堆体周围的环境温度时停止发酵，即完成第二次发酵，完成第二次发酵所得的发酵产物为蓝莓栽培基质。所述蓝莓栽培基质具有以下特性：粪大肠菌群数为10个/g，蛔虫卵死亡率100％，重金属指标符合ny525-2012有机肥料标准的要求，容重0.63g/cm3，总孔隙度83％，通气孔隙度54％，持水孔隙度29％，ph值为5.4。
实施例2
实施地点：云南省昆明市云南农业大学
将稻壳粉和鸡粪按照c/n比值为35:1进行配料，配得的物料的水分为55％质量分数，按照高温堆肥发酵的方式进行第一次发酵，当发酵完成升温-高温的过程后，在降温阶段温度小于50℃时，即完成第一次发酵得有机物料；完成第一次发酵以后，添加磷石膏，磷石膏的添加量为完成第一次发酵所得的有机物料干重的40％，添加磷石膏后继续发酵，待发酵堆体的温度比发酵堆体周围的环境温度高1-3℃或达到发酵堆体周围的环境温度时停止发酵，即完成第二次发酵，完成第二次发酵所得的发酵产物为蓝莓栽培基质，所述蓝莓栽培基质具有以下特性：粪大肠菌群数为15个/g，蛔虫卵死亡率100％，重金属指标符合ny525-2012有机肥料标准的要求，容重0.8g/cm3,总孔隙度76％，通气孔隙度49％，持水孔隙度27％，ph值为5.1。
将稻壳粉和油枯按照c/n比为30进行配料，或将稻壳粉和鸡粪按照c/n比为35进行配料，其调节成c/n为30或为35均是本领域的常规方法，具体操作如下：
有机固体废弃物的c/n比是指的有机固体废弃物的全碳(toc)含量和全氮(tn)含量的比例。
首先准确的测定各种有机固体废弃物原料的全碳(toc)和全氮(tn)的含量，然后根据各种原料全碳(toc)和全氮(tn)的含量，以及所需调配的c/n比的要求，计算各种原料的物料添加比例。
全碳(toc)的测定法方法：重铬酸钾氧化法。(参照中华人民共和国农业行业标准ny525-2012有机肥料的标准测定)
全氮(tn)的测定法方法：凯氏定氮法。(参照中华人民共和国农业行业标准ny525-2012有机肥料的标准测定)
c/n＝有机固体废弃物全碳总量/有机固体废弃物全氮总量
例如设经过测定：
油枯：含碳量为cx％，含氮量为nx％，水分为ax％。
稻壳粉：含碳量为cy％，含氮量为ny％，水分为ay％。
假设油枯添加量为x，稻壳粉的添加量为y，这两种物料混合以后的重量是1。
如果要调节c/n比为30:1，可以通过解以下方程得到x、y的量：
x+y＝1
[cx％*(1-ax％)*x+cy％*(1-ay％)*y]/[nx％*(1-ax％)*x+ny％*(1-ay％)*y]＝30/1
解上述两个方程可得：x，y的量，并满足c/n比为30/1。因此，按本领域的上述常规方法，可实现将稻壳粉和油枯按照c/n比为30进行配料，或将稻壳粉和鸡粪按照c/n比为35进行配料。
实施例3
实施地点：云南省安宁市蓝莓种植基地
实施材料：蓝莓栽培基质采用本发明实施例2所述的蓝莓栽培基质；对照为常规栽培方式，即：每株蓝莓栽培前挖好种植坑，施如20kg有机肥/种植坑，再加入100g硫磺粉/种植坑，与土壤混合均匀，作为对照蓝莓栽培基质。
用3年龄兔眼蓝莓苗分别移栽于本发明实施例2所述的蓝莓栽培基质和对照蓝莓栽培基质中，兔眼蓝莓苗移栽后的其他水肥管理均按照常规管理模式管理，第一年统计生长状况，第二年统计产量。
生长性状：
移栽后1个月后，统计存苗率，用本发明蓝莓基质栽培兔眼蓝莓苗的存苗率为100％，对照蓝莓栽培基质栽培兔眼蓝莓苗的存苗率为89.3％，本发明比对照的存苗率提高12％。半年后统计生长量，与对照处理相比，用本发明的蓝莓栽培基质栽培的蓝莓苗株高平均为48cm，比对照平均增加30％，冠幅平均为75.8cm，比对照平均增加45.2％，基生枝长度平均为45.5cm，比对照平均增加67.5％，延生枝长度平均为52.5cm，比对照平均增加72.2％。
产量状况：
第二年统计产量，用本发明的蓝莓栽培基质栽培的蓝莓平均产量为0.23kg/株，与对照相比，产量平均增加15％。
实施例4
云南省安宁市蓝莓种植基地
蓝莓栽培基质采用本发明实施例1所述的蓝莓栽培基质；对照为常规栽培方式，即：每株蓝莓栽培前挖好种植坑，施如20kg有机肥/种植坑，再加入100g硫磺粉/种植坑，与土壤混合均匀，作为对照蓝莓栽培基质。
用3年龄兔眼蓝莓苗分别移栽于本发明实施例1所述的蓝莓栽培基质和对照蓝莓栽培基质中，兔眼蓝莓苗移栽后的其他水肥管理均按照常规管理模式管理，第一年统计生长状况，第二年统计产量。
生长性状：
移栽后1个月后，统计存苗率，用本发明实施例1所述的蓝莓基质栽培兔眼蓝莓苗的存苗率为100％，对照蓝莓栽培基质栽培兔眼蓝莓苗的存苗率为89％，本发明比对照的存苗率提高12.3％。半年后统计生长量，与对照处理相比，用本发明实施例1所述的蓝莓栽培基质栽培的蓝莓苗株高平均为47.3cm，比对照平均增加28.3％，冠幅平均为74.4cm，比对照平均增加42.5％，基生枝长度平均为42.5cm，比对照平均增加56.4％，延生枝长度平均为49.2cm，比对照平均增加61.5％。
产量状况：
第二年统计产量，用本发明实施例1所述的蓝莓栽培基质栽培的蓝莓平均产量为0.224kg/株，与对照相比，产量平均增加12％。