[發明專利]一種植物栽培基質的制備方法及由該方法制備的栽培基質

有效

• 申請號: 201210102107.8
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN102627481A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 孫向陽;張璐;田赟;龔小強
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C05F11/08
• 分類號: C05F11/08
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 葉凡;曹廣生

技術領域

本發明涉及一種農林有機廢棄物的利用方法，特別涉及一種利用農林有機廢棄物制備栽培基質的方法和制備的栽培基質。

背景技術

隨著城市綠化在中國各大城市中的快速發展，農林廢棄物如枯枝落葉(植物凋落物)、樹枝修剪物、草坪修剪物、雜草和殘花、玉米芯、稻殼等的量也越來越大。長期以來，為了追求整潔美觀，這種農林廢棄物往往被視為城市固體廢棄物，成為綠地養護管理的清除對象，枯枝落葉的清理程度甚至成為衡量養護精細水平的重要指標。但是，由于處理不當，大量的農林廢棄物沒有得到充分的再利用，造成了嚴重的環境污染。

堆肥處理是利用微生物活動，將農林廢棄物中易腐有機質分解成易被植物吸收的腐殖質和氮、磷、鉀等營養元素的生物化學處理過程，是城市綠色廢棄物資源化利用的有效途徑之一。用堆肥法處理城市農林廢棄物不但可以變廢為寶，還能節約垃圾填埋所占土地，并減輕垃圾焚燒對大氣的污染，它在安全和經濟方面明顯優于其他方法而成為目前最有發展潛力的廢棄物處理技術。

我國堆肥技術發展歷史久遠，但傳統堆肥周期長、效率低，發酵過程中氨的揮發以及硫化氫等氣體的釋放會造成嚴重的環境污染和氮素養分損失，降低堆肥產品的養分和利用價值。所以，農林廢棄物堆肥過程中亟待解決的問題主要有物料降解率低、發酵周期長和氮素損失多。其原因是多方面的，一方面，由于在好氧發酵的堆制過程中，會發生較高溫度的生物化學反應，隨著溫度的升高和反應的進行，有機物的快速分解會產生大量的氨氣，不僅導致堆肥氮素的損失，而且也會造成大氣污染；其次，微生物對物料中營養物質的缺乏十分敏感，所以，營養元素的缺乏會使微生物所處環境的營養失衡，微生物活動和繁殖受影響，導致堆肥物料降解率低，發酵時間延長，成品質量不高。所以，環境中的營養條件在很大程度上影響著微生物的生長、基質代謝速率及微生物對堆肥過程中積累的高濃度有機酸和氨氮等毒性物質的反應。一般，常常通過補充物料中固氮和營養物質，提高有機物的轉化率，抑制堆肥過程的有機酸積累。同時，還可以縮短發酵時間，減小物料體積，提高堆肥的效率和穩定性及堆肥過程的能量利用水平。

堆肥添加劑是指為了加快堆肥進程，促進有機物分解和提高堆肥產品質量，在堆肥物料中加入的一些物質，可促進堆肥的生物化學反應進程，并對堆肥起到催化作用，提高堆肥產品的質量。

常用的堆肥添加劑根據其作用可分為：(1)營養調節劑：調節堆肥物料中的養分，加速微生物活動，降低發酵周期，如牲畜糞便；(2)膨脹劑：加入一些質地疏松的物質來增加堆肥物料的通氣性，如鋸末、作物秸稈、粉碎的廢橡膠輪胎等；(3)調理劑：用于平衡堆肥物料中的含水率，如污泥和碾碎的垃圾。雖然這些添加劑已經廣泛用于堆肥過程，但存在著諸多問題有待解決：①某些營養調節劑，如牲畜糞便等。若在使用過程中操作不當，可能會污染周邊環境，導致物料內細菌滋生，降低堆肥產品質量；②某些膨脹劑，如粉碎的廢橡膠輪胎，在使用中遇到堆肥高溫期極易分解出有毒物質；③某些調理劑，如污泥和碾碎的垃圾，其可能在運輸過程中存在一定困難，若沒有進行充分的消毒和殺菌措施，會導致環境污染，其中還有的重金屬類物質也會降低堆肥產品質量；④存在單一的添加劑效果不全面的缺點，同樣，多種添加劑混合使用也可能會有不同程度的負面影響，在堆肥制作過程中，人們盲目使用多種添加劑，認為添加的物質越多，發酵周期就越短，堆肥產品就越好。可是，多種添加劑混合使用可能會發生不良的化學反應，產生有毒物質，無法達到預期的協同增效作用，反而會適得其反，污染環境，增加成本，導致堆肥產品質量降低，甚至含有弱毒性的潛在危險。因此，迫切需要尋求高效的堆肥添加劑來控制堆肥過程，達到縮短周期，控制惡臭散發，減少NH⁺₄-N揮發的目的，提高堆肥產品的質量和品質，滿足實際生產中的需要。

針對目前堆肥產品質量和品質低、發酵周期長、物料利用率低和氮素損失多的問題，本發明可優化堆肥過程的工藝控制條件，提高微生物活性；提高堆肥基質質量，使得堆肥后的農林廢棄物達到無土栽培基質的要求標準，部分或全部替代日益枯竭的泥炭用于無土栽培。

發明內容

本發明的目的是針對目前農林廢棄物發酵過程中，物料利用率低、發酵周期長和氮素損失多的問題提供一種植物栽培基質的制備方法和由該方法制備的栽培基質。本發明的栽培基質價格低廉，為農林廢棄物在植物無土栽培方面的合理利用提供科學依據。本發明既充分利用了農林有機廢棄物，又節省了泥炭的用量，而且制備的栽培基質化學性質穩定，酸堿適度，通透性好，理化性能指標均達到無土栽培基質的要求，能夠為植物生長提供良好而穩定的基質環境。