一種生態農業栽培土壤、其制備方法及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種生態農業栽培土壤及其制備方法、應用方法，該土壤依照如下方法制備；A、取有機肥原料和礦物肥原料混勻，添加有益菌發酵處理，獲得多功能多元生態肥；B、在復合型土墻-冠層結構日光溫室內，進行食用菌的規模化栽培或規模化發酵床養殖中小畜禽，獲得副產品作為“生態型有機基質”；C、取疏松多空隙的粉煤灰、爐渣、風化煤或煤矸石，作為“礦物基質”；D、取普通大田耕層土壤；E、取上述多功能多元生態肥、生態型有機基質、礦物基質及土壤，復配制備生態農業栽培土壤。本發明托豐富的農林種養加生物質副產品資源，高質量、高效率、大批量、周年生產多功能多元生態肥、生態型有機基質，構建了現代化的生態農業栽培土壤。
【專利說明】一種生態農業栽培土壤、其制備方法及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及現代生態農業【技術領域】，尤其是一種在現代生態農業理念指導下構建的基礎、共性、平臺化生態土壤綜合栽培技術。
【背景技術】
[0002]近年我國興起溫室無土栽培，無土栽培又稱“基質栽培”或“有機基質栽培”，如中國農科院蔬菜花卉研究所蔣衛杰研究員等人研發的“有機生態型無土栽培技術”(《蔬菜無土栽培新技術》蔣衛杰等人編著，2006年 6月，金盾出版社出版)，山東農業大學于賢昌教授研發的“日光溫室蔬菜有機基質型無土栽培技術”及發明專利“果菜有機基質型無土栽培基質的配制與應用”等，其主要技術內容為以農林副產物秸桿、籽殼、鋸末等有機基質代替草炭、輕石、珍珠巖等礦物基質，以有機基質或有機基質與無機基質的混合基質加固體有機肥或有機無機混合肥進行溫室蔬菜無土栽培，使用固體或液體有機肥進行有機栽培，可生產有機食品，使用有機肥加化肥可進行無公害栽培生產無公害食品。其主要優點有:一是以可再生的農林副產品秸桿、籽殼、鋸末等有機基質替代草炭、蛭石、珍珠巖等礦物基質，可降低生產成本，保護自然資源環境；二是與基質加營養液無土栽培技術相比，設備投資大幅度降低，容易操作管理，可克服使用營養液的硝酸鹽污染；三是與溫室土壤栽培相比，因基質能徹底消毒，可避免土傳病蟲害，克服土壤連作障礙，省肥、節水、免耕、省工，并可顯著提高蔬菜品質和產量。但也有缺點和不足，主要包括:
[0003]1、有機肥、有機基質預發酵處理，采用自然菌或好氧菌室外或棚內堆垛式或槽式發酵，自然菌或好氧菌高溫發酵，在殺死有害菌、蟲卵、草籽進行無害化處理的同時，有機質消耗量較大，堆垛式發酵受外界影響較大，堆肥質量不穩定，需人工或機械翻堆，勞動強度大，設備投資聞。
[0004]2、有機肥、有機基質的原料來源比較窄，尚不能充分高效的利用農林種養加生物質(副產品)資源，有機基質預發酵時間較長，特別是鋸末等林副產品有機基質預發酵處理時間更長，好氧菌發酵需要1-3個月，自然菌發酵需要1-2年，不能大批量連續供應；礦物基質也只有粉煤灰、砂等少數幾種，使得基質栽培具有很大的局限性。
[0005]3、基質栽培、無土栽培，絕對無土不是優點而是缺點(大缺點)。溫室蔬菜土壤栽培發生土傳病蟲害和連作障礙，不是土壤本身的問題，而是采用化學栽培大量不合理使用化學肥料和化學農藥的惡果。采用有機栽培或高質生態栽培方法，用足量生物有機肥、生態型有機基質改良土壤或是用一定比例的土壤摻入生物有機肥和生態型有機基質(形成有機土壤或生態土壤栽培)，即可繼承其基質栽培的優點，克服其基質來源不足的局限，降低生產成本，并擴大其適應適用范圍。
[0006]4、基質栽培經過一茬種植后，需要進行太陽能或者蒸汽消毒，并最多只能連續使用3-5年，尚不能連續多年循環利用。
[0007]5、基質栽培的主要方式是基質槽栽培，鋪設基質栽培槽，有機肥、有機基質、礦物基質摻混，每一茬栽培后太陽能或蒸汽消毒，補充施用有機肥和有機基質，均是人工或半機械化操作，不便于機械化、工廠化、周年大批量制備生產。
[0008]6、基質槽栽培應用面較窄，不適應蔬菜育苗、芽苗菜、葉菜、瓜果菜等多種栽培方式應用，更不適應立體層架栽培和“活體菜”、“花卉”、“藥食觀兼用作物”連同基質一起進行配送銷售的需要。
【發明內容】
[0009]本發明要解決的技術問題是克服現有技術的種種不足，提供一種生態農業栽培土壤、其制備方法及其應用，依托豐富的農林種養加生物質副產品資源，高質量、高效率、大批量、周年生產多功能多元生態肥、生態型有機基質，構建現代化的生態農業栽培土壤，探索其制備、應用、回收循環利用工藝，為現代生態農業高質高值生態栽培提供基礎、共性、平臺技術。
[0010]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。
[0011]一種生態農業栽培土壤，其依照如下方法制備，下述制備步驟中涉及的用量比例，如無特別說明均為重量比；
[0012]A、取有機肥原料、礦物肥原料、保水調理劑，經調整原料碳氮比、含水量，用有益菌發酵處理制備“多功能多元生態肥”;其中，所述有機肥原料為農區豐富的種養加生物質副產品10-40重量份,所述礦物肥原料包括磷礦粉、鉀礦粉、麥飯石粉,合計0-8重量份；上述各原料摻混搭配調整碳氮比至(25-35):1，調整原料含水量達到50-60% ;發酵前再添加農用高分子保水調理劑；上述有益菌發酵處理使用EM有益菌劑進行中溫厭氧發酵處理；
[0013]B、在復合型土墻-冠層結構日光溫室的陰棚內，用EM菌呼吸膜袋式發酵食用菌栽培基料、接種食用菌液體菌種進行食用菌的規模化生態栽培，或者在復合型土墻-冠層結構日光溫室的陰棚或陽棚內規模化發酵床生態養殖中小畜禽，在獲得高質生態主產品，即有機食用菌或有機畜禽產品的同時，獲得副產品生態食用菌渣或生態發酵床墊料，此兩類副產品在生態栽培或生態養殖過程中通過有益菌發酵進行了穩定化、無害化處理，省去普通有機基質使用前的預發酵處理環節，此兩類副產品作為配制生態農業栽培土壤的“生態型有機基質”;
[0014]C、取疏松多孔隙的粉煤灰或爐渣或風化煤或煤矸石，使用前粉碎過篩調整粒徑為3-10mm,并經重金屬檢測含量不超標，即得“礦物基質”；
[0015]D、取普通大田耕層土壤，進行暴曬或悶棚消毒處理，或者與步驟A的多元生態肥一起采用EM有益菌進行發酵處理；土壤用量為:溫室高質高附加值園藝作物育苗生產時，土壤用量為0-10重量份；溫室栽培面向大眾消費的蔬菜瓜果時，土壤用量為10-40重量份；露天大田種植時土壤用量大于40重量份；
[0016]E、取步驟A所得多功能多元生態肥15-40重量份、步驟B所得生態型有機基質20-50重量份、步驟C所得礦物基質0-40重量份及步驟D的土壤，復配制備生態農業栽培土壤；其中步驟C的礦物基質與步驟D的土壤合計不超過60重量份，當土壤用量高時，礦物基質用量對應減少。
[0017]作為本發明的一種優選技術方案，步驟A中，所述有益菌采用EM菌、或EM菌加納豆芽孢桿菌、或EM菌加固氮溶磷解鉀菌劑；使用前對EM菌劑進行活化擴繁預發酵處理，EM菌劑添加量為多功能多元生態肥總重量的0.05-0.3% ;發酵時，將接種、混合好的發酵原料裝入呼吸膜發酵袋，此呼吸膜發酵袋包括七層PA、PE共擠塑料袋，塑料袋上設有單向呼吸膜窗，然后將呼吸膜發酵袋運入復合型土墻-冠層結構日光溫室的陰棚或陽棚，堆垛進行高質、高效、周年發酵，發酵初期進行保溫處理，堆垛發酵時不能壓住呼吸膜發酵袋的呼吸膜窗，發酵過程不用“倒垛”，發酵中后期進行通風降溫處理，經4-8天發酵料有酸甜香味時發酵完成。
[0018]作為本發明的一種優選技術方案，步驟A中，EM菌群發酵前在發酵原料中添加保水調理劑，保水調理劑選用丙烯酰胺、丙烯酸鉀聚合物類高分子保水劑，添加量為多功能多元生態肥總重量的0.1-0.3%;保水調理劑添加前用1:200倍水浸泡，使保水調理劑充分吸水成凝膠顆粒，然后與調好水的有機礦物復混肥充分攪拌混合均勻，再添加有益菌進行發酵。
[0019]作為本發明的一種優選技術方案，步驟A中，所述有機肥原料包括農作物秸桿籽殼10-24重量份，禽畜糞便5-16重量份，農產品加工下腳料餅柏、酒醋糟、果渣、粉渣或藥渣0-10重量份；有機肥秸桿原料粉碎成絲條狀，長度不超過2-3 Cm，礦物肥原料粉碎粒度為60-80 目。
[0020]作為本發明的一種優選技術方案，步驟A中，所用礦物肥原料的重量份如下表所示:
[0021]
【權利要求】
1.一種生態農業栽培土壤，其特征在于:其依照如下方法制備，下述制備步驟中涉及的用量比例，如無特別說明均為重量比； A、取有機肥原料、礦物肥原料、保水調理劑，經調整原料碳氮比、含水量，用有益菌發酵處理制備“多功能多元生態肥”;其中，所述有機肥原料為農區豐富的種養加生物質副產品10-40重量份,所述礦物肥原料包括磷礦粉、鉀礦粉、麥飯石粉,合計0-8重量份；上述各原料摻混搭配調整碳氮比至(25-35):1，調整原料含水量達到50-60% ;發酵前再添加農用高分子保水調理劑；上述有益菌發酵處理使用EM有益菌劑進行中溫厭氧發酵處理； B、在復合型土墻-冠層結構日光溫室的陰棚內，用EM菌呼吸膜袋式發酵食用菌栽培基料、接種食用菌液體菌種進行食用菌的規模化生態栽培，或者在復合型土墻-冠層結構日光溫室的陰棚或陽棚內規模化發酵床生態養殖中小畜禽，在獲得高質生態主產品，即有機食用菌或有機畜禽產品的同時，獲得副產品生態食用菌渣或生態發酵床墊料，此兩類副產品在生態栽培或生態養殖過程中通過有益菌發酵進行了穩定化、無害化處理，省去普通有機基質使用前的預發酵處理環節，此兩類副產品作為配制生態農業栽培土壤的“生態型有機基質”; C、取疏松多孔隙的粉煤灰或爐渣或風化煤或煤矸石，使用前粉碎過篩調整粒徑為3-10mm,并經重金屬檢測含量不超標，即得“礦物基質”； D、取普通大田耕層土壤，進行暴曬或悶棚消毒處理，或者與步驟A的多元生態肥一起采用EM有益菌進行發酵處理；土壤用量為:溫室高質高附加值園藝作物育苗生產時，土壤用量為0-10重量份；溫室栽培面向大眾消費的蔬菜瓜果時，土壤用量為10-40重量份；露天大田種植時土壤用量大于40重量份； E、取步驟A所得多功能多元生態肥15-40重量份、步驟B所得生態型有機基質20-50重量份、步驟C所得礦物基質0-40重量份及步驟D的土壤，復配制備生態農業栽培土壤；其中步驟C的礦物基質與步驟D的土壤合計不超過60重量份，當土壤用量高時，礦物基質用量對應減少。
2.根據權利要求1所述的生態農業栽培土壤，其特征在于:步驟A中，所述有益菌采用EM菌、或EM菌加納豆芽孢桿菌、或EM菌加固氮溶磷解鉀菌劑；使用前對EM菌劑進行活化擴繁預發酵處理，EM菌劑添加量為多功能多元生態肥總重量的0.05-0.3% ;發酵時，將接種、混合好的發酵原料裝入呼吸膜發酵袋，此呼吸膜發酵袋包括七層PA、PE共擠塑料袋，塑料袋上設有單向呼吸膜窗，然后將呼吸膜發酵袋運入復合型土墻-冠層結構日光溫室的陰棚或陽棚，堆垛進行高質、高效、周年發酵，發酵初期進行保溫處理，堆垛發酵時不能壓住呼吸膜發酵袋的呼吸膜窗，發酵過程不用“倒垛”，發酵中后期進行通風降溫處理，經4-8天發酵料有酸甜香味時發酵完成。
3.根據權利要求1所述的生態農業栽培土壤，其特征在于:步驟A中，EM菌群發酵前在發酵原料中添加保水調理劑，保水調理劑選用丙烯酰胺、丙烯酸鉀聚合物類高分子保水劑，添加量為多功能多元生態肥總重量的0.1-0.3%;保水調理劑添加前用1:200倍水浸泡，使保水調理劑充分吸水成凝膠顆粒，然后與調好水的有機礦物復混肥充分攪拌混合均勻，再添加有益菌進行發酵。
4.根據權利要求1所述的生態農業栽培土壤，其特征在于:步驟A中，所述有機肥原料包括農作物秸桿籽殼10-24重量份，禽畜糞便5-16重量份，農產品加工下腳料餅柏、酒醋糟、果渣、粉渣或藥渣0-10重量份；有機肥秸桿原料粉碎成絲條狀，長度不超過2-3 Cm，礦物肥原料粉碎粒度為60-80目。
5.根據權利要求1所述的生態農業栽培土壤，其特征在于:步驟A中，所用礦物肥原料的重量份如下表所示:
6.根據權利要求1所述的生態農業栽培土壤，其特征在于:步驟B中，使用生態食用菌渣作為生態型有機基質的具體方法為，在復合型土墻-冠層結構日光溫室的陰棚內，食用菌培養基料用EM有益菌群進行呼吸膜袋式發酵，發酵基料制菌袋接種食用菌液體菌種進行食用菌生態栽培，栽培過程中施用營養調理液進行常規管理，食用菌收獲后剩余產物菇渣作為生態型有機基質；使用生態發酵床墊料作為生態型有機基質的具體方法為，在復合型土墻-冠層結構日光溫室的陰棚或陽棚內利用發酵床生態養殖中小畜禽，以鋸末、稻殼、花生殼混合墊料分層添加干撒式發酵劑作為發酵床，復配添加5-15%重量比的EM菌發酵生物飼料，同時在畜禽飲用水中添加EM菌發酵液，并用EM菌發酵液進行環境消毒，最終在獲得有機畜禽產品的同時，生態發酵床墊料經3年使用后作為生態型有機基質。
7.根據權利要求1所述的生態農業栽培土壤，其特征在于:用于蔬菜育苗時，其按重量份數計算包括:多功能多元生態肥15-20，生態型有機基質40-50，礦物基質30-40，土壤O ;其中多功能多元生態肥磷礦粉、鉀礦粉、麥飯石粉的含量均為O ;用于芽苗菜栽培時，其按重量份數計算包括:多功能多元生態肥15-20，生態型有機基質40-55，礦物基質30-40，土壤O ;其中多功能多元生態肥磷礦粉、鉀礦粉、麥飯石粉的含量均為O ;用于葉菜栽培時，其按重量份數計算包括:多功能多元生態肥25-30，生態型有機基質34-42，礦物基質0_30，土壤0-30 ;其中多功能多元生態肥磷礦粉、鉀礦粉、麥飯石粉的含量分別為1-2、1-2、1-2 ；用于瓜果菜栽培時，其按重量份數計算包括:多功能多元生態肥35-40，生態型有機基質24-30，礦物基質0-30，土壤0-30 ;其中多功能多元生態肥磷礦粉、鉀礦粉、麥飯石粉的含量分別為 1-1.5、2-3、1-1.5。
8.利用權利要求1所述的生態農業栽培土壤制備的生態土壤栽培袋、盤、箱，其特征在于:其依照如下方法制備:依鄰多功能多元生態肥EM菌呼吸膜袋式發酵制備室的北側，建立生態土壤栽培袋、盤、箱加工車間，配備調質混合攪拌機和裝袋、盤、箱機；制備時，準確稱量生態農業栽培土壤的各組分，用調質混合攪拌機充分混合均勻，再用裝袋、盤、箱機制成生態土壤栽培袋、盤、箱，并在生態土壤栽培袋、盤、箱底部兩側各開1-2個漏水孔，以便排出多余水分防止慪根，即得；其中，所述生態土壤栽培袋、盤、箱的規格參數如下表所示，各數值的單位采用cm:
9.權利要求1所述生態農業栽培土壤的使用方法，其特征在于: ①無土利用方式；適用于溫室高質高附加值園藝作物育苗生產，如溫室穴盤生態土壤種子育苗、溫室無紡布容器生態土壤袋嫩枝扦插育苗、需要遠距離運輸的“商品育苗”、溫室芽苗菜、生態土壤立體層架栽培并以“生態活體菜”銷售的特菜、溫室高檔花卉、觀賞園藝作物、藥食觀兼用瓜果菜，此時，為使生態土壤實現“輕質化”，不添加普通土壤，以多功能多元生態肥加生態型有機基質加礦物基質構建生態土壤； ②少土利用方式:適用于溫室企業自用生態育苗、溫室面向大眾消費的蔬菜、果樹的生態土壤栽培；此時，為降低生態土壤生產成本，就地取材添加部分土壤，即以生態土壤替代礦物基質，以多功能多元生態肥、生態型有機基質占三分之二重量份，當地土壤占三分之一重量份構建生態土壤； ③多土利用方式:適用于露天果園、大田糧食、經濟、飼料、能源作物，在作物根系-根毛密集區構建局部生態土壤，露天果園的新栽果樹在其栽植坑內、成年結果期果樹在其樹冠外沿滴水線挖三分之一至四分之一圈環狀溝，構建“局部生態土壤”;大田糧、經濟、飼料、能源作物在行下或行側開挖條狀溝，在地面下10-25cm深處構建“局部生態土壤”;在構建局部生態土壤時，當地土壤從配角上升為主角，即以多功能多元生態肥、當地土壤構建生態土壤； 其中，當地土壤選自粘土、壤土、沙壤土，為降低成本則選用當地耕層土壤；若經連年種植，土傳病蟲害嚴重，有連作障礙，則選用耕層以下新土或未種植過蔬菜的客土，或對耕層土壤進行暴曬或悶棚消毒處理后再添加應用；若添加土壤比重不高，屬少土利用方式，且當地土壤又確有消毒的必要，則取當地土壤與多功能多元生態肥一起采用EM有益菌呼吸膜袋進行發酵處理。
10.權利要求1所述生態農業栽培土壤的回收再利用方法，其特征在于:種植物收獲后，生態土壤栽培袋、盤、箱統一回收，先倒出生態土壤，袋、盤、箱先用水清洗干凈、晾干，再用EM菌糖酒醋發酵液噴霧消毒后進行回收重復利用；其中，所述EM菌糖酒醋發酵液的制備方法是，取EM菌、紅糖、酒、醋、水，重量比為7:7:7:7: (60-84)，塑料桶或發酵罐中厭氧發酵制備；再從倒出生態土壤中揀出殘余根茬，測定出經過上一茬種植后生態土壤中氮、磷、鉀和有機質的含量及利用率，按測土配方平衡施肥原理和計算方法，確定應補充的多功能多元生態肥的數量、生態型有機基質的數量，再將回收的生態土壤和應補充的多功能多元生態肥、生態型有機基質倒入調質混合攪拌機中，一邊攪拌，一邊用高壓噴霧器噴霧添加經過活化擴繁的EM液體菌劑，EM液體菌劑的用量為生態土壤總重量的千分之一到千分之二，充分攪拌混合均勻，再用裝袋、盤、箱機加工成生態土壤栽培袋、盤、箱，投入再利用。
【文檔編號】A01G1/00GK103951515SQ201410184182
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】靳玉環 申請人:靳玉環