本發(fā)明涉及栽培基質復合調理劑,屬于農業(yè)領域,特別是農業(yè)基質改良領域。
背景技術:
泥炭是傳統(tǒng)的優(yōu)良基質原材料,在國內外基質生產中應該十分廣泛。但是泥炭是世界珍貴的短期不可再生資源,隨著近幾十年來的大規(guī)模開采,泥炭資源正面臨枯竭,且價格不斷升高,導致泥炭原料基質生產成本大大增加,因此,尋求可再生的廉價優(yōu)質泥炭替代資源成為世界范圍內亟待解決的重要課題。目前為止所選用替代材料中具有一定應用價值的有作物秸稈、生活污泥、菇渣、園藝廢棄物、水葫蘆渣、綠肥及生物炭、羊毛制品生產下腳料等等,發(fā)酵床墊料堆肥也是其中之一。但與泥炭相比,上述農業(yè)廢棄物往往存在性質上的局限性,導致基質性有所降低。
具體來說,由于農業(yè)廢棄物來源不一、前處理技術水平較低、標準化的生產工藝落后等缺陷,目前廢棄物原料基質普遍存在持水性差、易干結開裂、養(yǎng)分保蓄能力差、容重過大、易板結、孔隙性差通氣不良等問題,同時由于原料中含大量畜禽糞尿等成分,基質電導率往往偏高,易燒苗,不能用于鹽分敏感作物的育苗或栽培。
因此,利用發(fā)酵床墊料部分替代泥炭所形成的栽培基質中,如何改善基質理化指標,對于滿足栽培基質對于保水性、孔隙度、保肥性等各項指標,克服基質存在的多方面的性能缺陷具有重大意義。
技術實現(xiàn)要素:
為了使以發(fā)酵床墊料部分替代泥炭所形成的栽培基質滿足育苗和栽培的需要,我們公開了一種添加有復合調理劑的栽培基質,該栽培基質由基礎基質和調理劑組成,所述基礎基質是由發(fā)酵床墊料堆肥、泥炭、蛭石、珍珠巖按照體積比4:2:2:2組成,所述調理劑是由0.8g/l高吸水性樹脂sap、體積比為5%的生物炭和體積比為10%的硅藻土組成。
基于同樣的發(fā)明思路,我們還公開另一添加有復合調理劑的栽培基質,該栽培基質由基礎基質和調理劑組成,所述基礎基質是由發(fā)酵床墊料堆肥、泥炭、蛭石、珍珠巖按照體積比4:2:2:2組成,所述調理劑是由0.8g/l高吸水性樹脂sap、體積比為10%的生物炭和體積比為10%的硅藻土組成。
另外,進一步增加發(fā)酵床墊料堆肥在栽培基質中的含量,我們進一步公開了一種添加有復合調理劑的栽培基質,該栽培基質由基礎基質和調理劑組成,所述基礎基質是由發(fā)酵床墊料堆肥、泥炭、蛭石、珍珠巖按照體積比5:1:2:2組成,所述調理劑是由0.8g/l高吸水性樹脂sap、體積比為5%的生物炭和體積比為5%的硅藻土組成。
前述調理劑中的體積比是指相應組分與基質之間的體積比,sap的濃度也是指其在基質中的添加量。
高吸水性樹脂分子(sap)本身帶有大量強吸水性基團,因此其具有高吸水性、高保水性、高保肥性等優(yōu)良特性。
生物炭具有豐富的空隙結構、納米顆粒的大比表面積、表面負電性,因此生物炭具有較高的吸附能力。但是我們發(fā)現(xiàn)生物炭添加后ec有明顯的上升趨勢,因此對鹽分敏感的作物容易產生鹽害。
硅藻土是一種重要的非金屬礦物,主要由地質演化歷史時期形成的硅藻遺體組成,其化學組成以sio2為主。硅藻土的硬度低,微孔結構發(fā)育使得其有較小的密度和很大的比表面積,具有較強的吸附作用,在水體重金屬修復中成效顯著。目前硅藻土主要運用于環(huán)境、建筑、農業(yè)、工業(yè)、冶金、食品、化工、電子等各個領域。在農業(yè)方面,對于硅藻土的研究主要集中于防治蟲害、提高化肥肥效等方面。目前國內還未有人將其用于栽培基質領域。
由于不同種類的植物或者是蔬菜對于基質的養(yǎng)分、通氣度、以及含水量等要求均不同,因此,為了滿足相關植物或者蔬菜的栽培生長需要就要采用特定的基質對其進行栽培實驗才能確定這樣的基質是否能夠滿足相關植物或蔬菜生長的需要。
sap、生物炭、硅藻土各自都具有一定的特定,但是將其混合后,其在養(yǎng)分、通氣度、含水量等方面并不是簡單的相加或者相減的關系,而是一種復雜的相互干涉影響的作用方式,因此我們很難僅通過理論上的“加、減”獲得一種理想的基質配方形式。
本發(fā)明人通過將硅藻土與生物炭以及sap三種成分按照特定的比例進行混合,發(fā)現(xiàn)在特定的比例條件下,這三者形成的復合調理劑在低泥炭比例高發(fā)酵床墊料比例形成的栽培基質中,能夠有效提高基質理化性質,避免由于高比例發(fā)酵床墊料添加產生的持水性差、易干結開裂、養(yǎng)分保蓄能力差、容重過大、易板結、孔隙性差通氣不良等問題。
附圖說明
圖1是不同調理劑添加比例下基質栽培空心菜莖葉鮮重結果圖;
圖2是不同調理劑添加比例下基質栽培空心菜莖葉干重結果圖;
圖3是不同調理劑添加比例下基質栽培空心菜根部鮮重結果圖;
圖4是不同調理劑添加比例下基質栽培空心菜根部干重結果圖。
具體實施方式
為了更好的理解本發(fā)明,下面我們結合具體的實施例對本發(fā)明進行進一步的闡述。
本發(fā)明實施例中的所用的材料說明:
sap來自江蘇省農科院農業(yè)設施與裝備研究所,是以改性后的可溶性玉米淀粉為主要原料,丙烯酸和丙烯酰胺為接枝單體,采用水溶液聚合法制備的耐鹽性鉀型丙烯酸類高吸水樹脂,外觀為白色粉末,粒度為60-100目,容重在0.6-0.8g/cm3之間,吸去離子水量為800-1000g/g,吸水速率小于30s,ph值在6.9-7.3之間,電導率為4.0-5.0ds/m。
生物炭為小麥秸稈在600oc高溫下厭氧裂解得到,其容重、持水量、ph何電導率分別為0.31g/cm3、139%、9.98和1.03ds/m,顆粒大小均在2mm以下,碳和氮含量分別為79.3%和0.97%。
硅藻土ph、ec、容重分別為6.29、0.003ds/m和0.56g/cm3。
實驗設置以下4個基質配方f1-f4,其中第一個配方f1是現(xiàn)有技術中成熟的具有最佳栽培效果的成功配方。8個調理劑c0-c7配方。將基質配方與調理劑配方正交共形成32種組合處理方式,試驗中我們將每種組合處理方式平行設置三個重復組。
基質配方(體積比):
f1:發(fā)酵床墊料堆肥(splc):泥炭:蛭石:珍珠巖=3:3:2:2
f2:發(fā)酵床墊料堆肥(splc):泥炭:蛭石:珍珠巖=4:2:2:2
f3:發(fā)酵床墊料堆肥(splc):泥炭:蛭石:珍珠巖=5:1:2:2
f4:發(fā)酵床墊料堆肥(splc):泥炭:蛭石:珍珠巖=6:0:2:2
調理劑配方(生物炭與硅藻土比例為體積百分比):
c0(ck):0sap+0生物炭+0硅藻土;
c1(b10d10):0sap+10%生物炭+10%硅藻土;
c2(sb0d10):0.8g/lsap+0生物炭+10%硅藻土;
c3(sb10d0):0.8g/lsap+10%生物炭+0硅藻土;
c4(sb5d5):0.8g/lsap+5%生物炭+5%硅藻土;
c5(sb5d10):0.8g/lsap+5%生物炭+10%硅藻土;
c6(sb10d5):0.8g/lsap+10%生物炭+5%硅藻土;
c7(sb10d10):0.8g/lsap+10%生物炭+10%硅藻土。
實施例1
分別將每一種基質配方與八種調理劑配方進行組合,形成32種不同處理方式獲得的栽培基質。
為了說明混合方式,我們以f1-c1這一組合來說明如何獲得栽培基質,其他的處理方式參考這一組合方式。
首先,按照f1:發(fā)酵床墊料堆肥(splc):泥炭:蛭石:珍珠巖=3:3:2:2的體積比混合形成基礎基質,譬如我們要獲得10l的基礎基質,我們就分別添加2l發(fā)酵床墊料堆肥、3l泥炭、2l蛭石以及2l珍珠巖,然后c1(b10d10):0sap+10%生物炭+10%硅藻土的調理劑配方,向10l的基礎基質中添加10%的生物炭和10%的硅藻土,也就是說,應該添加10l生物炭和10l硅藻土,從而獲得f1-c1栽培基質。
當然,這里的混合方式只是一個參考,只要最終獲得的栽培基質中各組分能夠滿足相應的配方要求即可。添加方式和順序可以有調整。
分別采用32種不同處理方式獲得的栽培基質種植空心菜??招牟瞬捎梅叫嗡芰虾蟹N植,生長40天左右達到商品空心菜大小時收獲,分別測定不同調理劑添加比例下基質栽培空心菜莖葉鮮重、莖葉干重,以及不同調理劑添加比例下基質栽培空心菜根部鮮重、根部干重,結果見圖1-圖4。
我們以f1中未添加有調理劑的數(shù)據(jù)作為基準數(shù)據(jù),當f2-f4的基質中添加有復合調理劑后,如果莖葉鮮重、莖葉干重、根部鮮重、根部干重均相當于或者優(yōu)于未添加調理劑的f1的數(shù)據(jù),則認為添加有復合調理劑的基質已經滿足栽培需要。
根據(jù)圖1-圖4中所公開的數(shù)據(jù),我們看到各種復合調理劑對基質調節(jié)后對于空心菜栽培的影響并沒有特定的規(guī)律。調理劑的作用在不同的基質配比條件下,對于空心菜莖葉和根部的影響具有一定的偶然性。
特別地,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),對于f2:發(fā)酵床墊料堆肥(splc):泥炭:蛭石:珍珠巖=4:2:2:2這一基質配方來說,sb5d10(0.8g/lsap+5%生物炭+10%硅藻土)、sb10d10(0.8g/lsap+10%生物炭+10%硅藻土)具有良好的調理效果,在其調理下,空心菜莖葉鮮重、莖葉干重、根部鮮重、根部干重均能達到成功基質配方f1在未添加調理劑情況下的栽培效果。
同時,本發(fā)明還發(fā)現(xiàn),對于f3:發(fā)酵床墊料堆肥(splc):泥炭:蛭石:珍珠巖=5:1:2:2這一基質配方來說,sb5d5(0.8g/lsap+5%生物炭+5%硅藻土)具有良好的調理效果,在其調理下,空心菜莖葉鮮重、莖葉干重、根部鮮重、根部干重均能達到成功基質配方f1在未添加調理劑情況下的栽培效果。