本發(fā)明屬于基質制備
技術領域：
，具體涉及一種育苗用基質及其制備方法。
背景技術：
：隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進步和發(fā)展，農(nóng)作物生產(chǎn)正在由傳統(tǒng)的個體形式向科學化、集約化、商品化和市場化的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)轉變。作為農(nóng)作物種苗產(chǎn)業(yè)化重要組成部分的工廠化育苗已成為高新技術的一個標志。工廠化育苗能充分發(fā)揮現(xiàn)代化溫室設施的優(yōu)勢，縮短育苗時間，節(jié)約種子用量，降低種苗生產(chǎn)風險。同時它還具有以下優(yōu)點：①節(jié)能；②生產(chǎn)效率高；③秧苗素質好，緩苗快，成活率高；④成苗小型化，輕量化，適于長距離運輸?shù)?。因此，越來越受到人們的重視。無土栽培隨著科技的進步而發(fā)展，由于無土栽培具有克服土傳病蟲害、土壤鹽漬化、連作障礙，同時具有省水、省費、農(nóng)藥使用量少、單位面積產(chǎn)量高等優(yōu)點，它是農(nóng)業(yè)發(fā)展的理想模式?；|培養(yǎng)和水培是無土栽培的兩種重要形式?；|栽培被大家普遍接受的主要原因是其具有栽培性能穩(wěn)定、總體投資少、栽培管理方便和有效防止土傳病害等方面的優(yōu)點。經(jīng)對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻例如在CN105712754A一種水稻專用生物炭基無土有機育秧基質，該發(fā)明將竹纖維和發(fā)酵制成的顆粒混合，加入乙醇溶液進行離心分離，得沉淀物進行干燥、粉碎，將粉碎后的粉末用馬弗爐焙燒即可得水稻專用生物炭基無土有機育秧基質；存在能源消耗高，生產(chǎn)效率低問題。例如在CN103951515A一種生態(tài)農(nóng)業(yè)栽培土壤、其制備方法及其應用，該發(fā)明取多功能多元生態(tài)肥、生態(tài)型有機基質、礦物基質及土壤，復配制備生態(tài)農(nóng)業(yè)栽培土壤；存在原料來源成本高，不符合綠色環(huán)保的和諧發(fā)展理念。例如在CN104584725A新整理黃壤煙田的快速培肥方法，該發(fā)明通過基施改良農(nóng)家肥、設置寬、窄壟相間布局、窄寬壟結合有機肥分別培肥、綠肥培肥、秸稈覆蓋培肥等步驟；存在育苗速度慢，成苗適于長距離運輸?shù)葐栴}。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種育苗用基質，經(jīng)濟高效、安全性好、利于培育壯苗、應用前景好；本發(fā)明同時提供了育苗用基質的制備方法，科學合理、簡單易行。本發(fā)明所述的育苗用基質，由如下重量份數(shù)的原料制成：所述的有機廢液中有機質含量為1-3％，以腐殖酸計；pH值為10-13，懸浮物含量為300mg/L以下，NaOH與Ca(OH)2總含量為4-10％。所述的微生物發(fā)酵劑為有機肥發(fā)酵劑或EM益生菌液，有效活菌數(shù)≥100億/mL，富含酵母菌、乳酸菌、芽孢桿菌等有益菌。例如，山東君德生物科技有限公司生產(chǎn)的高效微生物有機肥發(fā)酵劑。本發(fā)明所述的育苗用基質的制備方法，步驟如下：(1)將農(nóng)林廢棄物通過預處理切斷、除塵后，進入分離工段，分離出半纖維素、纖維素和木質素原液，并產(chǎn)生秸稈輕灰和有機液體，其中分離出的半纖維素為液相，木質素原液經(jīng)分離、提濃、提純、噴霧干燥，得到固態(tài)木質素，并產(chǎn)生膜處理上清液，有機液體和膜處理上清液混合后得到有機廢液；(2)生物質污泥制備：①半纖維素液進入廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)過預處理階段產(chǎn)生初級污泥，生化處理階段產(chǎn)生剩余活性污泥，深度處理階段產(chǎn)生化學污泥，所有污泥進入污泥濃縮池混合均勻后沉降生成濃縮污泥；②濃縮污泥進入污泥脫水系統(tǒng)，加入絮凝劑混合均勻，發(fā)生絮凝反應進入脫水設備生成脫水污泥；③脫水污泥自然通風晾干避免陽光直射，得到生物質污泥；(3)有機廢液pH值調(diào)節(jié)：①稀硝酸配置，取濃硝酸稀釋得到稀硝酸；②取有機廢液于配藥槽中，用稀硝酸中和，中和后的溶液pH在6.5-7.2之間；(4)將微生物發(fā)酵劑加入到水里攪拌均勻，配置成稀釋液待用；(5)將生物質污泥、秸稈輕灰和有機廢液混合攪拌均勻，然后將稀釋好的微生物發(fā)酵劑噴灑上，邊噴灑邊攪拌均勻，水分控制在45-55％；(6)堆置進行發(fā)酵，得到發(fā)酵物；(7)使用低溫干燥造粒機將發(fā)酵物制成干燥顆粒，即得。步驟(1)中所述的農(nóng)林廢棄物為麥類秸稈、谷物秸稈、竹子、蘆葦、木材類、亞麻類、玉米秸稈、芒稈、巨菌草、高粱稈、葵花稈、玉米芯、核桃殼、雜草、食用菌廢料、谷物殼、麥糠、豆類秸稈、棉花稈或薯類秧中的一種或幾種，優(yōu)選為麥類秸稈和/或谷物秸稈。步驟(4)中所述的微生物發(fā)酵劑與水的體積比為1:100。步驟(6)中所述的發(fā)酵時間為7-30天。本發(fā)明所述的育苗用基質的制備方法，具體步驟如下：(1)將農(nóng)林廢棄物(農(nóng)作物秸稈)通過預處理切斷、除塵后，進入分離工段，通過物理化學方法分離出半纖維素、纖維素和木質素原液，并產(chǎn)生秸稈輕灰和少量有機液體，其中分離出的半纖維素為液相，木質素原液經(jīng)分離、提濃、提純、噴霧干燥，得到固態(tài)木質素，并產(chǎn)生膜處理上清液，少量有機液體和膜處理上清液混合后稱為有機廢液。(2)生物質污泥制備：①半纖維素液進入廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)過預處理階段去除懸浮物產(chǎn)生初級污泥，生化處理階段去除大量溶解性COD(化學需氧量)產(chǎn)生剩余活性污泥，深度處理階段去除少量不易被生物降解的污染物產(chǎn)生化學污泥。所有污泥進入污泥濃縮池混合均勻后利用重力沉降原理生成濃縮污泥。②濃縮污泥進入污泥脫水系統(tǒng)，加入絮凝劑混合均勻，發(fā)生絮凝反應進入脫水設備生成脫水污泥，水分含量30％-40％。③脫水污泥在顆粒車間內(nèi)攤鋪自然通風晾干避免陽光直射，得到生物質污泥，水分含量保持50％-60％。(3)有機廢液pH值調(diào)節(jié)：①稀硝酸配置，取濃硝酸(15mol/L)稀釋50倍(0.3mol/L)。例如，取100mL硝酸定容至5000mL。②取有機廢液于配藥槽中，用稀硝酸中和，中和后的溶液pH在6.5-7.2之間。(4)將1L微生物發(fā)酵劑加入到100L水里攪拌均勻，配置成稀釋液待用。(5)將1000kg原料混合攪拌均勻，其中生物質污泥、秸稈輕灰、有機廢液(pH值6.5-7.2)按質量比為5:1-5:0.1-1，然后將稀釋好的微生物發(fā)酵劑噴灑在原料中，邊噴灑邊攪拌均勻，水分控制在45％-55％。(6)堆置進行好氧發(fā)酵，當原料溫度達到40℃-60℃時進行滾動式翻倒，繼續(xù)進行好氧發(fā)酵，等溫度再上來后可以采用好氧發(fā)酵也可以將原料堆垛壓實進行厭氧發(fā)酵。(7)發(fā)酵時間一般為7-30天，視具體環(huán)境而定。發(fā)酵好的成功標準，原料呈松散狀，有曲香味而不臭。(8)使用低溫(5℃-40℃)干燥造粒機將發(fā)酵物制成干燥顆粒，即育苗用基質。農(nóng)林廢棄物在資源化高效綜合利用過程中產(chǎn)生的下腳料、生物質污泥、有機廢液是一個大的環(huán)境污染源，同時也是一個大的生物質資源庫，將這些廢棄的污染物作為有機基質進行農(nóng)作物栽培，可有效減輕其對環(huán)境的不利影響，同時也可為農(nóng)作物育苗提供廉價、取材廣泛的育苗基質。所述的秸稈輕灰是農(nóng)林廢棄物秸稈預處理過程中產(chǎn)生的植物粉碎材料，水分含量≤30％，其平均粒徑小于20mm，優(yōu)選平均粒徑為5mm至15mm，且最長粒徑為30mm以下。也可以直接使用秸稈作為原料，但需要經(jīng)過粉碎處理。另外秸稈輕灰可以在污泥脫水過程中加入用于提高設備運行效率和污泥干度。所述的半纖維素液是指通過用0.6-3.0MPa的蒸汽蒸煮1-5min，蒸煮后再進行多級清洗并固液分離得到的富含半纖維素的有機液相，并且溶液中含有以纖維素和少量木質素為主要成分的懸浮物。所述的初級污泥是指半纖維素液中懸浮物在初沉池(或一沉池)沉淀產(chǎn)生的污泥，主要由木質纖維組成(纖維素、半纖維素和木質素)，有機C(碳)含量大約在40％，C/N(碳/氮)比的中值在300左右，總氮含量為0.002-0.5％(干重)。所述的剩余活性污泥是指半纖維素液在生化處理階段發(fā)生厭氧反應產(chǎn)生的厭氧活性污泥(本文中有時也稱作“顆粒污泥”)和好氧反應產(chǎn)生的好氧活性污泥，主要由有機物組成(微生物群體、微生物代謝產(chǎn)物、不能被微生物降解的有機物)，N、P(氮、磷)含量較高，C/N比(中值＝17)較低，因為在污水處理系統(tǒng)中通常要加入N、P，以促進C的生物降解。所述的化學污泥是指生化處理后的廢水利用化學方法去除不易被生物降解的污染物時產(chǎn)生的污泥，主要由無機物組成(鐵鹽、無機碳)，F(xiàn)eSO4(硫酸亞鐵)含量較高作為肥料中的微量元素，因為在深度處理中通常要加入凈水劑(主要成分聚合硫酸鐵)或芬頓試劑(主要成分含硫酸亞鐵、雙氧水)，以促進污染物的化學反應。所述的生物質污泥是指上述初級污泥、剩余活性污泥和化學污泥經(jīng)混合、濃縮、絮凝、脫水后產(chǎn)生的污泥，水分含量60％-80％，主要成分不僅富含纖維素和半纖維素，還含有微量元素、微生物群體和微生物代謝產(chǎn)物，而其總氮水平較高、C/N較低，氮含量的平均值為2.67％(干重)。但是93％的氮以有機態(tài)形式存在，有效礦化氮含量不足7％。脫水污泥與雞糞對比檢測結果養(yǎng)分含量見表1，重金屬含量見表2。表1脫水污泥與雞糞養(yǎng)分含量表2脫水污泥與雞糞重金屬含量項目鎘鉻汞砷鉛脫水污泥1.85.30.03.91.5雞糞1.56.4072.74.9農(nóng)用污泥控制標準2010001575100所述的有機廢液其主要特征是有機質含量(以腐殖酸計)為1-3％，pH值為10以上至13以下，懸浮物含量為300mg/L以下，NaOH、Ca(OH)2總含量高(通常為4-10％)。所述的水分控制在45％-55％，標準是用手指緊握堆料，指縫間有水但是不滴為宜，為了防止一次加水過多，優(yōu)選將發(fā)酵劑與100L水混合，如果水分不足，依據(jù)水分標準繼續(xù)加即可。本發(fā)明堆肥溫度再上來后采用好氧發(fā)酵或厭氧發(fā)酵皆可，不過以微生物菌群結構來說，其厭氧發(fā)酵更加具有神秘性和技巧性。好氧堆肥一般指物料露天且經(jīng)常性地翻堆透氣，使霉菌、芽孢桿菌等好氧微生物活動劇烈，堆溫最好可達70度的堆肥方式；厭氧堆肥一般指物料相對密閉，微生物產(chǎn)生的游離的胞外酶相對不多，分解作用不甚強烈的中溫(不超過60度)堆肥方式。一般來說，好氧堆肥更加適合難降解(粗纖維含量高)的物料或一些固體廢棄物的大規(guī)模消解，其具有堆肥速度快、腐熟徹底、操作技術要求低等優(yōu)點，但缺點是養(yǎng)分損失(尤其是氮)較大，施用后的微生物效應即土壤改良作用欠佳。而厭氧堆肥的話，其對物料的養(yǎng)分保全與轉化的性能都比較好，若操作得當，即使不完全腐熟也不會傷害植物，且土壤改良的作用顯著。本發(fā)明制得的育苗用基質①化學性質：氮磷鉀≥2％，有機質≥45％，電導率(EC值)≤3mS/cm，pH值6.5-7.0偏酸性，水分含量≤15％；②物理性狀：體積為50升/袋(約45公斤)，粉狀含有一定的纖維絲，有利于根系成砣。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下有益效果：(1)經(jīng)濟高效：成本低，每盤基質成本在0.9元左右；管理便捷，適合機械化作業(yè)，省工省力；物理性狀好，保水保溫通氣性好，育苗根際環(huán)境優(yōu)良。(2)安全性好：產(chǎn)品通過強壓搓揉粉碎和微生物處理，經(jīng)過高溫發(fā)酵，有效殺滅病菌、蟲卵、草籽等，生物質經(jīng)過發(fā)酵分解為可吸收的有機態(tài)營養(yǎng)成分，利于秧苗生長發(fā)育。(3)利于培育壯苗：該基質營養(yǎng)全面，物理性狀好，加上秧苗調(diào)控技術，培育出的秧苗根系發(fā)達，苗型粗壯不徒長，秧齡彈性增加。(4)不受天氣影響：該基質培育出的秧苗育秧及栽插時不受天氣影響，雨天栽插不會散根掉苗露棵，可以全天候作業(yè)。(5)應用前景好：利于全程機械化和自動化作業(yè)，適合規(guī)?；?jīng)營，是通向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的一條美好道路。附圖說明圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實施方式以下結合實施例對本發(fā)明做進一步描述。實施例1育苗用基質由如下重量份數(shù)的原料制成：(1)將農(nóng)林廢棄物(農(nóng)作物秸稈)通過預處理切斷、除塵后，進入分離工段，通過物理化學方法分離出半纖維素、纖維素和木質素原液，并產(chǎn)生秸稈輕灰和少量有機液體，其中分離出的半纖維素為液相，木質素原液經(jīng)分離、提濃、提純、噴霧干燥，得到固態(tài)木質素，并產(chǎn)生膜處理上清液，少量有機液體和膜處理上清液混合后稱為有機廢液。(2)生物質污泥制備：①半纖維素液進入廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)過預處理階段去除懸浮物產(chǎn)生初級污泥，生化處理階段去除大量溶解性COD(化學需氧量)產(chǎn)生剩余活性污泥，深度處理階段去除少量不易被生物降解的污染物產(chǎn)生化學污泥。所有污泥進入污泥濃縮池混合均勻后利用重力沉降原理生成濃縮污泥。②濃縮污泥進入污泥脫水系統(tǒng)，加入絮凝劑混合均勻，發(fā)生絮凝反應進入脫水設備生成脫水污泥，水分含量30％。③脫水污泥在顆粒車間內(nèi)攤鋪自然通風晾干避免陽光直射，得到生物質污泥，水分含量保持50％。(3)有機廢液pH值調(diào)節(jié)：①稀硝酸配置，取濃硝酸(15mol/L)稀釋50倍(0.3mol/L)。②取有機廢液于配藥槽中，用稀硝酸中和，中和后的溶液pH在6.5。(4)將1L微生物發(fā)酵劑加入到100L水里攪拌均勻，配置成稀釋液待用。(5)將1000kg原料混合攪拌均勻，其中生物質污泥、秸稈輕灰、有機廢液(pH值6.5)按質量比為5:1-5:0.1-1，然后將稀釋好的微生物發(fā)酵劑噴灑在原料中，邊噴灑邊攪拌均勻，水分控制在45％。(6)堆置進行好氧發(fā)酵，當原料溫度達到40℃時進行滾動式翻倒，繼續(xù)進行好氧發(fā)酵，等溫度再上來后可以采用好氧發(fā)酵也可以將原料堆垛壓實進行厭氧發(fā)酵。(7)發(fā)酵時間一般為7天，視具體環(huán)境而定。發(fā)酵好的成功標準，原料呈松散狀，有曲香味而不臭。(8)使用低溫(5℃)干燥造粒機將發(fā)酵物制成干燥顆粒，即育苗用基質。實施例2育苗用基質由如下重量份數(shù)的原料制成：(1)將農(nóng)林廢棄物(農(nóng)作物秸稈)通過預處理切斷、除塵后，進入分離工段，通過物理化學方法分離出半纖維素、纖維素和木質素原液，并產(chǎn)生秸稈輕灰和少量有機液體，其中分離出的半纖維素為液相，木質素原液經(jīng)分離、提濃、提純、噴霧干燥，得到固態(tài)木質素，并產(chǎn)生膜處理上清液，少量有機液體和膜處理上清液混合后稱為有機廢液。(2)生物質污泥制備：①半纖維素液進入廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)過預處理階段去除懸浮物產(chǎn)生初級污泥，生化處理階段去除大量溶解性COD(化學需氧量)產(chǎn)生剩余活性污泥，深度處理階段去除少量不易被生物降解的污染物產(chǎn)生化學污泥。所有污泥進入污泥濃縮池混合均勻后利用重力沉降原理生成濃縮污泥。②濃縮污泥進入污泥脫水系統(tǒng)，加入絮凝劑混合均勻，發(fā)生絮凝反應進入脫水設備生成脫水污泥，水分含量35％。③脫水污泥在顆粒車間內(nèi)攤鋪自然通風晾干避免陽光直射，得到生物質污泥，水分含量保持55％。(3)有機廢液pH值調(diào)節(jié)：①稀硝酸配置，取濃硝酸(15mol/L)稀釋50倍(0.3mol/L)。②取有機廢液于配藥槽中，用稀硝酸中和，中和后的溶液pH在6.9。(4)將1L微生物發(fā)酵劑加入到100L水里攪拌均勻，配置成稀釋液待用。(5)將1000kg原料混合攪拌均勻，其中生物質污泥、秸稈輕灰、有機廢液(pH值6.9)按質量比為5:2.5:0.5，然后將稀釋好的微生物發(fā)酵劑噴灑在原料中，邊噴灑邊攪拌均勻，水分控制在50％。(6)堆置進行好氧發(fā)酵，當原料溫度達到50℃時進行滾動式翻倒，繼續(xù)進行好氧發(fā)酵，等溫度再上來后可以采用好氧發(fā)酵也可以將原料堆垛壓實進行厭氧發(fā)酵。(7)發(fā)酵時間一般為20天，視具體環(huán)境而定。發(fā)酵好的成功標準，原料呈松散狀，有曲香味而不臭。(8)使用低溫(25℃)干燥造粒機將發(fā)酵物制成干燥顆粒，即育苗用基質。實施例3育苗用基質由如下重量份數(shù)的原料制成：(1)將農(nóng)林廢棄物(農(nóng)作物秸稈)通過預處理切斷、除塵后，進入分離工段，通過物理化學方法分離出半纖維素、纖維素和木質素原液，并產(chǎn)生秸稈輕灰和少量有機液體，其中分離出的半纖維素為液相，木質素原液經(jīng)分離、提濃、提純、噴霧干燥，得到固態(tài)木質素，并產(chǎn)生膜處理上清液，少量有機液體和膜處理上清液混合后稱為有機廢液。(2)生物質污泥制備：①半纖維素液進入廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)過預處理階段去除懸浮物產(chǎn)生初級污泥，生化處理階段去除大量溶解性COD(化學需氧量)產(chǎn)生剩余活性污泥，深度處理階段去除少量不易被生物降解的污染物產(chǎn)生化學污泥。所有污泥進入污泥濃縮池混合均勻后利用重力沉降原理生成濃縮污泥。②濃縮污泥進入污泥脫水系統(tǒng)，加入絮凝劑混合均勻，發(fā)生絮凝反應進入脫水設備生成脫水污泥，水分含量40％。③脫水污泥在顆粒車間內(nèi)攤鋪自然通風晾干避免陽光直射，得到生物質污泥，水分含量保持60％。(3)有機廢液pH值調(diào)節(jié)：①稀硝酸配置，取濃硝酸(15mol/L)稀釋50倍(0.3mol/L)。②取有機廢液于配藥槽中，用稀硝酸中和，中和后的溶液pH在7.2。(4)將1L微生物發(fā)酵劑加入到100L水里攪拌均勻，配置成稀釋液待用。(5)將1000kg原料混合攪拌均勻，其中生物質污泥、秸稈輕灰、有機廢液(pH值7.2)按質量比為5:5:1，然后將稀釋好的微生物發(fā)酵劑噴灑在原料中，邊噴灑邊攪拌均勻，水分控制在55％。(6)堆置進行好氧發(fā)酵，當原料溫度達到60℃時進行滾動式翻倒，繼續(xù)進行好氧發(fā)酵，等溫度再上來后可以采用好氧發(fā)酵也可以將原料堆垛壓實進行厭氧發(fā)酵。(7)發(fā)酵時間一般為30天，視具體環(huán)境而定。發(fā)酵好的成功標準，原料呈松散狀，有曲香味而不臭。(8)使用低溫(40℃)干燥造粒機將發(fā)酵物制成干燥顆粒，即育苗用基質。試驗設計與處理方法：試驗于2015年9月-2016年5月在安徽格義循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園有限公司智能溫室大棚內(nèi)進行。試驗設6種不同基質配比處理(見表3)，其具體理化性狀見表4和表5。催芽后選一致的種子播于盛有相應混配基質的50孔穴盤中，每處理3盤，3次重復。幼苗子葉展開后澆灌1/4劑量的營養(yǎng)液(市售產(chǎn)品)。2片真葉展平后，每7d測一次株高、葉片數(shù)、主根長、地上部分和地下部分干鮮重，共測定4次，最后一次取樣測定葉綠素含量。表3不同基質配方表4各混配基質的理化性狀表5各配方基質的肥力選擇三種蔬菜品種試驗分別為辣椒品種：皖椒1號番茄品種：格雷(73-571)RZF1雜交種黃瓜品種：佳西娜(74-112)RZF1雜交種T2處理培育的辣椒、番茄、黃瓜幼苗主根長、干鮮重、葉綠素含量等指標明顯優(yōu)于其它處理。T2處理前期苗株高表現(xiàn)一般，但其株高的增幅最大；T2處理的黃瓜幼苗葉片數(shù)一直最優(yōu)，在辣椒和番茄上的試驗結果一般，但增幅較大，也均處于較優(yōu)處理。T2處理的三種蔬菜幼苗的干物質含量僅次于最優(yōu)處理；根冠上番茄最優(yōu)，辣椒和黃瓜上表現(xiàn)很差；壯苗指數(shù)方面，在番茄上結果最優(yōu)，辣椒和黃瓜上僅次于最優(yōu)處理。當前第1頁1 2 3