CN106508639A - 一种植物无土栽培基质及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无土栽培技术领域，具体公开了一种植物无土栽培基质，其为在基础基质中添加了500～1000mL蚯蚓粘液，该无土栽培基质可显著促进植物的生长与发育。其中，所述基础基质包括如下重量份的原料：经蚯蚓处理的堆肥30～70份、草炭0～20份、田园土0～20份、碳化稻壳5～10份、草木灰5～15份、珍珠岩5～20份；所述草炭与田园土至少含有一种。本发明所述的植物无土栽培基质具有很好的孔性，通气性、排水性和持水孔隙度，总孔隙度大，持水力强，适用于种植众多种类植物，植株幼苗生长旺盛，株高、茎粗、壮苗指数等均优于普通基质，作物栽培单株产量、所得果实品质显著高于普通基质。

Description

一种植物无土栽培基质及其制备方法

技术领域

本发明涉及无土栽培技术领域，具体地说，涉及一种植物无土栽培基质及其制备方法。

背景技术

近年来，随着无土栽培技术的兴起，基质栽培因其能够显著提高作物的产量、增进品质、减少多种土传病害、净化栽培环境、扩大应用范围等优点而具有广阔的发展前景。固体基质能代替土壤支持作物根系、透气性好、供给作物一定的水分及营养元素，与水培相比较，固体基质栽培缓冲性强，栽培技术比较容易掌握，栽培设施易建造，成本较低，被广泛应用于花卉、蔬菜、果蔬等经济作物的繁育与栽培。

能用作植物栽培基质的种类有很多，主要包括有机基质(如草炭、锯末、稻壳、秸秆、堆肥等)与无机基质(如沙、石砾、蛭石、珍珠岩、岩棉、陶粒等)。实际生产应用中，一般采用两种或两种以上的基质按照一定比例混合制成混合栽培基质。然而，草炭一般为东北草炭，资源紧张不易再生，且存在投入量大，栽培产品品质不高等问题。我国农业废弃物产量稳定而丰富，而目前秸秆的利用方式较为粗放，将这些秸秆无害化、资源化处理，不但解决了资源浪费与环境污染问题，同时还解决了因草炭资源的开发利用限制而导致的基质资源缺乏的难题，缓解了资源与环境压力。

作物秸秆与畜禽粪便需要经过处理才能作为基质应用，在现有技术中，已存在采用蚯蚓粪生产生物肥，蚯蚓能将有机废弃物中的营养物质转变为植物更容易吸收利用的形式，促进植物生长，提高产量。例如，Arancon et al研究蚯蚓堆制物对草莓生长状况和产量的影响，发现施用蚯蚓堆制物后促进草莓生长，产量增加，表现在叶面积指数增加37％，花的数目增加40％，市场可出售果实重量增加35％，因此施用蚓粪明显促进草莓生长，提高经济收益。Arancon et al研究施用蚯蚓堆制物对土壤理化性质和生物学特征的影响。研究结果表明，施用蚓粪之后，土壤脱氢酶活力和微生物量N增加，导致氨态氮和硝态氮含量增加，微生物数量与活力增加，促进土壤营养循环。蚯蚓堆制过程中产生促进植物生长的激素和抑制植物病原体和线虫的物质。

除此之外，为了更好地对蚯蚓进行利用，公开号为CN105084953A的中国专利申请公开了一种利用蚯蚓体水解液制备蔬菜栽培基质方法，通过堆放的家禽牲畜粪便养殖蚯蚓，利用蚯蚓取食粪便转化为蚯蚓粪，再将养殖的蚯蚓和枯草蛋白酶混合使其自水解制得蚯蚓体水解液，最终将蚯蚓粪和蚯蚓体水解液混合配制加入适量泥炭制得一种蔬菜栽培基质。然而，该方法对蚯蚓的需求量较大，且为一次性利用，成本较高。

因此，需要开发一种既可充分利用蚯蚓产生的糖类、氨基酸、苷类和糖蛋白等对蔬菜无土栽培的优势，又可有效地对蚯蚓进行循环利用，成本较低的植物无土栽培基质及其制备方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种植物无土栽培基质及其制备方法。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种植物无土栽培基质，每立方米基础基质中添加500～1000mL蚯蚓粘液，优选添加800mL蚯蚓粘液。

进一步地，所述蚯蚓粘液中总糖含量为0.04～0.08mg/mL，总氨基酸含量为0.1～0.2mg/mL。在本发明的具体实施方式中，所述蚯蚓粘液经检测，其中的总糖含量为0.051mg/mL，总氨基酸含量为0.142mg/mL。

所述蚯蚓粘液含有上述多种营养成分，可为植物的生长提供营养，并促进植物的生长与发育。

所述蚯蚓粘液的制备过程可为：将蚯蚓用清水洗净置于桶中，黑暗放置12h～24h，收集粘液，并用少量水冲洗桶内壁。

进一步地，所述基础基质可采用常规无土栽培基质，也可优选为包括如下体积份原料的基础基质：

经蚯蚓处理的堆肥30～70份、草炭0～20份、田园土0～20份、碳化稻壳5～10份、草木灰5～15份、珍珠岩5～20份；所述草炭与田园土至少含有一种。

当选用本发明提供的所述基础基质时，能够使添加的蚯蚓粘液与基础基质的成分更好的配合，促进植物的生长发育，以发挥最佳的无土栽培效果。

所述田园土为经耕作并栽培过植物的表层疏松土壤，含有丰富的腐殖质，物理性能好。

更进一步地，所述经蚯蚓处理的堆肥的制备方法包括如下步骤：

S1、将粉碎后的农作物秸秆(粉碎至长度为0.5～1.2cm)与腐熟动物粪便混合，得到碳氮比为25～35的物料；

S2、将所述物料在25～30℃条件下预发酵5～15天，调节pH值为6.5～7.5后接种蚯蚓；

S3、将接种蚯蚓后的物料在20～28℃，维持含水量55～70％的条件下堆制20～30天，即得。

其中，所述农作物秸秆选自玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆、油菜秸秆中的一种或几种。动物粪便选自牛粪、鸡粪、猪粪、羊粪中的一种或几种。

进一步地，所述S1中，物料中的农作物秸秆所占干重为50％～70％。如此，能够调节物料的碳氮比，为蚯蚓的提供更好的生存环境。

进一步地，所述S2中，每1kg物料接种50～100条蚯蚓。经试验研究发现，该接种密度可使蚯蚓取得最大处理效率，以达到最佳的堆制效果。

作为优选，所述蚯蚓为赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)。赤子爱胜蚓具有体表红亮、体腔厚、肉质多、寿命长、生长快、适应性强和繁殖率高的特点，且营养价值高，相比其他蚯蚓具有来源广泛容易获得的优势。

更为优选，所述基础基质包括如下体积份的原料：

经蚯蚓处理的堆肥60份、草炭5份、碳化稻壳8份、草木灰12份、珍珠岩15份。经试验验证，该配方具有最佳的无土栽培效果。

第二方面，本发明还进一步提供了前述植物无土栽培基质在栽培蔬菜中的应用，所述蔬菜优选为黄瓜、茄子和番茄。经试验研究发现，前述植物无土栽培基质能够显著促进黄瓜、茄子和番茄的生长发育。

本发明的有益效果在于：

1、农作物秸秆和畜禽粪便通过蚯蚓处理而作为育苗栽培基质，提高了秸秆和粪便的利用率，减少废弃物对环境造成的污染，实现废弃物的综合利用。

2、蚯蚓堆制物肥效好，有益微生物含量高，吸收和保持营养物质的能力强，且养分齐全，应用于无土基质栽培中，有利于作物营养物质的均衡吸收，促进作物生长，提高产量。

3、本发明所述的植物无土栽培基质pH适中，且有一定的缓冲能力，从而减少了施肥对作物的损伤。

4、本发明所述的植物无土栽培基质除含有丰富的氮、磷、钾三要素外还含有多种养分，可为植株生长全面提供养分。

5、本发明所述的植物无土栽培基质具有很好的孔性，通气性、排水性和持水孔隙度，总孔隙度大，持水力强，适用于种植众多种类植物，植株幼苗生长旺盛，株高、茎粗、叶片数、壮苗指数等均优于普通基质，作物栽培单株产量、所得果实品质显著高于普通基质。

6、蚯蚓粘液含有很多低分子量有机物，如糖类、氨基酸、苷类和糖蛋白等，这些养分在基质中能为作物的生长提供营养。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

本实施例用于说明一种植物无土栽培基质。

1、原料：

(1)基础基质原料：

经蚯蚓处理的堆肥60份、草炭5份、碳化稻壳8份、草木灰12份、珍珠岩15份。

(2)蚯蚓粘液：

制备过程可为：将蚯蚓用清水洗净置于桶中，黑暗放置12h～24h，收集粘液，并用少量水冲洗桶内壁。

经检测，所述蚯蚓粘液的总糖含量为0.051mg/mL，总氨基酸含量为0.142mg/mL。

2、制备方法：

(1)将上述成分混合，得到基础基质。

其中，所述经蚯蚓处理的堆肥的制备方法包括如下步骤：

S1、将粉碎后的农作物秸秆(粉碎至长度为0.5～1.2cm)与腐熟动物粪便混合，得到碳氮比为30的物料。

S2、将所述物料在25～30℃条件下预发酵15天，调节pH值为6.5～7.5后接种蚯蚓，每1kg物料接种80条赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)。

S3、将接种蚯蚓后的物料在室温，维持含水量55～70％的条件下堆制30天，即得。

其中，所述农作物秸秆选自玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆、油菜秸秆中的一种或几种。动物粪便选自牛粪、鸡粪、猪粪、羊粪中的一种或几种。

(2)在所述基础基质中添加800mL蚯蚓粘液，搅拌混匀，即得。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

基础基质原料：经蚯蚓处理的堆肥50份、田园土10份、碳化稻壳8份、草木灰12份、珍珠岩20份；

所述物料的碳氮比为25；

物料预发酵10天；

每1kg物料接种70条赤子爱胜蚓；

在所述基础基质中添加700mL蚯蚓粘液。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：

基础基质原料：经蚯蚓处理的堆肥55份、草炭15份、碳化稻壳6份、草木灰8份、珍珠岩16份；

所述物料的碳氮比为30；

物料预发酵5天；

每1kg物料接种50条赤子爱胜蚓；

在所述基础基质中添加900mL蚯蚓粘液。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于：

不加入蚯蚓粘液。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于：

将经蚯蚓处理的堆肥替换为不经蚯蚓处理的相同物料。

实验例1

对实施例1～3与对比例1～2所述的植物无土栽培基质进行性能试验。

1、育苗试验

以草炭：珍珠岩＝2:1(体积比)的基质作为对照，测试实施例1～3与对比例1～2所得基质对黄瓜、茄子和番茄育苗的影响。每个处理一盘，3次重复。在播种后第30天时，测定株高、茎粗、壮苗指数。结果如表1、表2、表3所示。由表1、表2、表3可知，与对照组相比，实施例1、实施例2、实施例3中黄瓜、茄子和番茄幼苗的株高、茎粗、地上部干重、根干重和壮苗指数均优于对照组和对比例1～2。试验结果表明，本发明的植物无土栽培基质不仅可以促进黄瓜、茄子和番茄幼苗茎的生长，同时对地下部分物质的积累也有促进作用。

表1不同处理对黄瓜穴盘育苗的影响

	株高/cm	茎粗/cm	地上部干重/g	根干重/g	壮苗指数
						对照	11.5224	0.3214	0.2214	0.0255	0.0353
对比例1	12.3286	0.3942	0.2791	0.0318	0.0454
						对比例2	12.8643	0.4183	0.3091	0.0332	0.0478
实施例1	14.2946	0.5851	0.4612	0.0449	0.0700
						实施例2	13.6927	0.5523	0.4424	0.0395	0.0625
实施例3	13.8957	0.5782	0.4537	0.0421	0.0666

表2不同处理对茄子穴盘育苗的影响

	株高/cm	茎粗/cm	地上部干重/g	根干重/g	壮苗指数
						对照	4.5754	1.2267	0.0774	0.0152	0.0430
对比例1	4.8235	1.2832	0.0931	0.0283	0.0692
						对比例2	5.1474	1.3753	0.1042	0.0318	0.0778
实施例1	6.6416	1.6145	0.1433	0.0511	0.1166
						实施例2	6.2946	1.5879	0.1345	0.0488	0.1127
实施例3	5.9957	1.5888	0.1327	0.0473	0.1119

表3不同处理对番茄穴盘育苗的影响

	株高/cm	茎粗/cm	地上部干重/g	根干重/g	壮苗指数
						对照	13.4547	0.3342	0.4774	0.0252	0.0390
对比例1	14.8245	0.3583	0.4917	0.3127	0.5310
						对比例2	15.0284	0.3814	0.5134	0.3391	0.5847
实施例1	19.2742	0.4471	0.5484	0.0525	0.0715
						实施例2	18.9851	0.4309	0.5433	0.0513	0.0696
实施例3	19.1508	0.4355	0.5226	0.0493	0.0670

2、栽培试验

以草炭：珍珠岩＝2:1(体积比)的基质作为对照，测试实施例1～3与对比例1～2所得基质对黄瓜、茄子和番茄栽培的影响。试验均采取栽培槽进行栽种，每槽基质用量为6L，每个处理5株，3个重复。定植后30天开始，每隔7天施一次日本园试通用配方水溶肥。果实成熟后，分别取各处理三个重复中成熟度一致的果实，进行品质指标检测。本发明的无土栽培基质对黄瓜、茄子和番茄果实品质和产量的影响如表4、表5、表6所示。试验结果表明，本发明的植物无土栽培基质能够提高黄瓜、茄子和番茄果实的品质，增加单株产量。

表4不同处理对黄瓜果实品质和产量的影响

表5不同处理对茄子果实品质和产量的影响

表6不同处理对番茄果实品质和产量的影响

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种植物无土栽培基质，其特征在于，每立方米基础基质中添加500～1000mL蚯蚓粘液。

2.根据权利要求1所述的植物无土栽培基质，其特征在于，每立方米基础基质中添加800mL蚯蚓粘液。

3.根据权利要求1或2所述的植物无土栽培基质，其特征在于，所述蚯蚓粘液中总糖含量为0.04～0.08mg/mL，总氨基酸含量为0.1～0.2mg/mL。

4.根据权利要求3所述的植物无土栽培基质，其特征在于，所述基础基质包括如下体积份的原料：

经蚯蚓处理的堆肥30～70份、草炭0～20份、田园土0～20份、碳化稻壳5～10份、草木灰5～15份、珍珠岩5～20份；所述草炭与田园土至少含有一种。

5.根据权利要求4所述的植物无土栽培基质，其特征在于，所述经蚯蚓处理的堆肥的制备方法包括如下步骤：

S1、将粉碎后的农作物秸秆与腐熟动物粪便混合，得到碳氮比为25～35的物料；

S2、将所述物料在25～30℃条件下预发酵5～15天，调节pH值为6.5～7.5后接种蚯蚓；

S3、将接种蚯蚓后的物料在20～28℃，维持含水量55～70％的条件下堆制20～30天，即得。

6.根据权利要求5所述的植物无土栽培基质，其特征在于，所述S2中，每1kg物料接种50～100条蚯蚓。

7.根据权利要求6所述的植物无土栽培基质，其特征在于，所述S1中，物料中的农作物秸秆所占干重为50％～70％。

8.根据权利要求5～7任意一项所述的植物无土栽培基质，其特征在于，所述蚯蚓为赤子爱胜蚓。

9.根据权利要求8所述的植物无土栽培基质，其特征在于，所述基础基质包括如下体积份的原料：

经蚯蚓处理的堆肥60份、草炭5份、碳化稻壳8份、草木灰12份、珍珠岩15份。

10.权利要求1～9任意一项所述的植物无土栽培基质在栽培蔬菜中的应用，所述蔬菜优选为黄瓜、茄子和番茄。