一种生态农业栽培土壤、其制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种生态农业栽培土壤及其制备方法、应用方法，该土壤依照如下方法制备；A、取有机肥原料和矿物肥原料混匀，添加有益菌发酵处理，获得多功能多元生态肥；B、在复合型土墙-冠层结构日光温室内，进行食用菌的规模化栽培或规模化发酵床养殖中小畜禽，获得副产品作为“生态型有机基质”；C、取疏松多空隙的粉煤灰、炉渣、风化煤或煤矸石，作为“矿物基质”；D、取普通大田耕层土壤；E、取上述多功能多元生态肥、生态型有机基质、矿物基质及土壤，复配制备生态农业栽培土壤。本发明托丰富的农林种养加生物质副产品资源，高质量、高效率、大批量、周年生产多功能多元生态肥、生态型有机基质，构建了现代化的生态农业栽培土壤。
【专利说明】一种生态农业栽培土壤、其制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及现代生态农业【技术领域】，尤其是一种在现代生态农业理念指导下构建的基础、共性、平台化生态土壤综合栽培技术。
【背景技术】
[0002]近年我国兴起温室无土栽培，无土栽培又称“基质栽培”或“有机基质栽培”，如中国农科院蔬菜花卉研究所蒋卫杰研究员等人研发的“有机生态型无土栽培技术”(《蔬菜无土栽培新技术》蒋卫杰等人编著，2006年 6月，金盾出版社出版)，山东农业大学于贤昌教授研发的“日光温室蔬菜有机基质型无土栽培技术”及发明专利“果菜有机基质型无土栽培基质的配制与应用”等，其主要技术内容为以农林副产物秸杆、籽壳、锯末等有机基质代替草炭、輕石、珍珠岩等矿物基质，以有机基质或有机基质与无机基质的混合基质加固体有机肥或有机无机混合肥进行温室蔬菜无土栽培，使用固体或液体有机肥进行有机栽培，可生产有机食品，使用有机肥加化肥可进行无公害栽培生产无公害食品。其主要优点有:一是以可再生的农林副产品秸杆、籽壳、锯末等有机基质替代草炭、蛭石、珍珠岩等矿物基质，可降低生产成本，保护自然资源环境；二是与基质加营养液无土栽培技术相比，设备投资大幅度降低，容易操作管理，可克服使用营养液的硝酸盐污染；三是与温室土壤栽培相比，因基质能彻底消毒，可避免土传病虫害，克服土壤连作障碍，省肥、节水、免耕、省工，并可显著提高蔬菜品质和产量。但也有缺点和不足，主要包括:
[0003]1、有机肥、有机基质预发酵处理，采用自然菌或好氧菌室外或棚内堆垛式或槽式发酵，自然菌或好氧菌高温发酵，在杀死有害菌、虫卵、草籽进行无害化处理的同时，有机质消耗量较大，堆垛式发酵受外界影响较大，堆肥质量不稳定，需人工或机械翻堆，劳动强度大，设备投资闻。
[0004]2、有机肥、有机基质的原料来源比较窄，尚不能充分高效的利用农林种养加生物质(副产品)资源，有机基质预发酵时间较长，特别是锯末等林副产品有机基质预发酵处理时间更长，好氧菌发酵需要1-3个月，自然菌发酵需要1-2年，不能大批量连续供应；矿物基质也只有粉煤灰、砂等少数几种，使得基质栽培具有很大的局限性。
[0005]3、基质栽培、无土栽培，绝对无土不是优点而是缺点(大缺点)。温室蔬菜土壤栽培发生土传病虫害和连作障碍，不是土壤本身的问题，而是采用化学栽培大量不合理使用化学肥料和化学农药的恶果。采用有机栽培或高质生态栽培方法，用足量生物有机肥、生态型有机基质改良土壤或是用一定比例的土壤掺入生物有机肥和生态型有机基质(形成有机土壤或生态土壤栽培)，即可继承其基质栽培的优点，克服其基质来源不足的局限，降低生产成本，并扩大其适应适用范围。
[0006]4、基质栽培经过一茬种植后，需要进行太阳能或者蒸汽消毒，并最多只能连续使用3-5年，尚不能连续多年循环利用。
[0007]5、基质栽培的主要方式是基质槽栽培，铺设基质栽培槽，有机肥、有机基质、矿物基质掺混，每一茬栽培后太阳能或蒸汽消毒，补充施用有机肥和有机基质，均是人工或半机械化操作，不便于机械化、工厂化、周年大批量制备生产。
[0008]6、基质槽栽培应用面较窄，不适应蔬菜育苗、芽苗菜、叶菜、瓜果菜等多种栽培方式应用，更不适应立体层架栽培和“活体菜”、“花卉”、“药食观兼用作物”连同基质一起进行配送销售的需要。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的种种不足，提供一种生态农业栽培土壤、其制备方法及其应用，依托丰富的农林种养加生物质副产品资源，高质量、高效率、大批量、周年生产多功能多元生态肥、生态型有机基质，构建现代化的生态农业栽培土壤，探索其制备、应用、回收循环利用工艺，为现代生态农业高质高值生态栽培提供基础、共性、平台技术。
[0010]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0011]一种生态农业栽培土壤，其依照如下方法制备，下述制备步骤中涉及的用量比例，如无特别说明均为重量比；
[0012]A、取有机肥原料、矿物肥原料、保水调理剂，经调整原料碳氮比、含水量，用有益菌发酵处理制备“多功能多元生态肥”;其中，所述有机肥原料为农区丰富的种养加生物质副产品10-40重量份,所述矿物肥原料包括磷矿粉、钾矿粉、麦饭石粉,合计0-8重量份；上述各原料掺混搭配调整碳氮比至(25-35):1，调整原料含水量达到50-60% ;发酵前再添加农用高分子保水调理剂；上述有益菌发酵处理使用EM有益菌剂进行中温厌氧发酵处理；
[0013]B、在复合型土墙-冠层结构日光温室的阴棚内，用EM菌呼吸膜袋式发酵食用菌栽培基料、接种食用菌液体菌种进行食用菌的规模化生态栽培，或者在复合型土墙-冠层结构日光温室的阴棚或阳棚内规模化发酵床生态养殖中小畜禽，在获得高质生态主产品，即有机食用菌或有机畜禽产品的同时，获得副产品生态食用菌渣或生态发酵床垫料，此两类副产品在生态栽培或生态养殖过程中通过有益菌发酵进行了稳定化、无害化处理，省去普通有机基质使用前的预发酵处理环节，此两类副产品作为配制生态农业栽培土壤的“生态型有机基质”;
[0014]C、取疏松多孔隙的粉煤灰或炉渣或风化煤或煤矸石，使用前粉碎过筛调整粒径为3-10mm,并经重金属检测含量不超标，即得“矿物基质”；
[0015]D、取普通大田耕层土壤，进行暴晒或闷棚消毒处理，或者与步骤A的多元生态肥一起采用EM有益菌进行发酵处理；土壤用量为:温室高质高附加值园艺作物育苗生产时，土壤用量为0-10重量份；温室栽培面向大众消费的蔬菜瓜果时，土壤用量为10-40重量份；露天大田种植时土壤用量大于40重量份；
[0016]E、取步骤A所得多功能多元生态肥15-40重量份、步骤B所得生态型有机基质20-50重量份、步骤C所得矿物基质0-40重量份及步骤D的土壤，复配制备生态农业栽培土壤；其中步骤C的矿物基质与步骤D的土壤合计不超过60重量份，当土壤用量高时，矿物基质用量对应减少。
[0017]作为本发明的一种优选技术方案，步骤A中，所述有益菌采用EM菌、或EM菌加纳豆芽孢杆菌、或EM菌加固氮溶磷解钾菌剂；使用前对EM菌剂进行活化扩繁预发酵处理，EM菌剂添加量为多功能多元生态肥总重量的0.05-0.3% ;发酵时，将接种、混合好的发酵原料装入呼吸膜发酵袋，此呼吸膜发酵袋包括七层PA、PE共挤塑料袋，塑料袋上设有单向呼吸膜窗，然后将呼吸膜发酵袋运入复合型土墙-冠层结构日光温室的阴棚或阳棚，堆垛进行高质、高效、周年发酵，发酵初期进行保温处理，堆垛发酵时不能压住呼吸膜发酵袋的呼吸膜窗，发酵过程不用“倒垛”，发酵中后期进行通风降温处理，经4-8天发酵料有酸甜香味时发酵完成。
[0018]作为本发明的一种优选技术方案，步骤A中，EM菌群发酵前在发酵原料中添加保水调理剂，保水调理剂选用丙烯酰胺、丙烯酸钾聚合物类高分子保水剂，添加量为多功能多元生态肥总重量的0.1-0.3%;保水调理剂添加前用1:200倍水浸泡，使保水调理剂充分吸水成凝胶颗粒，然后与调好水的有机矿物复混肥充分搅拌混合均匀，再添加有益菌进行发酵。
[0019]作为本发明的一种优选技术方案，步骤A中，所述有机肥原料包括农作物秸杆籽壳10-24重量份，禽畜粪便5-16重量份，农产品加工下脚料饼柏、酒醋糟、果渣、粉渣或药渣0-10重量份；有机肥秸杆原料粉碎成丝条状，长度不超过2-3 Cm，矿物肥原料粉碎粒度为60-80 目。
[0020]作为本发明的一种优选技术方案，步骤A中，所用矿物肥原料的重量份如下表所示:
[0021]
【权利要求】
1.一种生态农业栽培土壤，其特征在于:其依照如下方法制备，下述制备步骤中涉及的用量比例，如无特别说明均为重量比； A、取有机肥原料、矿物肥原料、保水调理剂，经调整原料碳氮比、含水量，用有益菌发酵处理制备“多功能多元生态肥”;其中，所述有机肥原料为农区丰富的种养加生物质副产品10-40重量份,所述矿物肥原料包括磷矿粉、钾矿粉、麦饭石粉,合计0-8重量份；上述各原料掺混搭配调整碳氮比至(25-35):1，调整原料含水量达到50-60% ;发酵前再添加农用高分子保水调理剂；上述有益菌发酵处理使用EM有益菌剂进行中温厌氧发酵处理； B、在复合型土墙-冠层结构日光温室的阴棚内，用EM菌呼吸膜袋式发酵食用菌栽培基料、接种食用菌液体菌种进行食用菌的规模化生态栽培，或者在复合型土墙-冠层结构日光温室的阴棚或阳棚内规模化发酵床生态养殖中小畜禽，在获得高质生态主产品，即有机食用菌或有机畜禽产品的同时，获得副产品生态食用菌渣或生态发酵床垫料，此两类副产品在生态栽培或生态养殖过程中通过有益菌发酵进行了稳定化、无害化处理，省去普通有机基质使用前的预发酵处理环节，此两类副产品作为配制生态农业栽培土壤的“生态型有机基质”; C、取疏松多孔隙的粉煤灰或炉渣或风化煤或煤矸石，使用前粉碎过筛调整粒径为3-10mm,并经重金属检测含量不超标，即得“矿物基质”； D、取普通大田耕层土壤，进行暴晒或闷棚消毒处理，或者与步骤A的多元生态肥一起采用EM有益菌进行发酵处理；土壤用量为:温室高质高附加值园艺作物育苗生产时，土壤用量为0-10重量份；温室栽培面向大众消费的蔬菜瓜果时，土壤用量为10-40重量份；露天大田种植时土壤用量大于40重量份； E、取步骤A所得多功能多元生态肥15-40重量份、步骤B所得生态型有机基质20-50重量份、步骤C所得矿物基质0-40重量份及步骤D的土壤，复配制备生态农业栽培土壤；其中步骤C的矿物基质与步骤D的土壤合计不超过60重量份，当土壤用量高时，矿物基质用量对应减少。
2.根据权利要求1所述的生态农业栽培土壤，其特征在于:步骤A中，所述有益菌采用EM菌、或EM菌加纳豆芽孢杆菌、或EM菌加固氮溶磷解钾菌剂；使用前对EM菌剂进行活化扩繁预发酵处理，EM菌剂添加量为多功能多元生态肥总重量的0.05-0.3% ;发酵时，将接种、混合好的发酵原料装入呼吸膜发酵袋，此呼吸膜发酵袋包括七层PA、PE共挤塑料袋，塑料袋上设有单向呼吸膜窗，然后将呼吸膜发酵袋运入复合型土墙-冠层结构日光温室的阴棚或阳棚，堆垛进行高质、高效、周年发酵，发酵初期进行保温处理，堆垛发酵时不能压住呼吸膜发酵袋的呼吸膜窗，发酵过程不用“倒垛”，发酵中后期进行通风降温处理，经4-8天发酵料有酸甜香味时发酵完成。
3.根据权利要求1所述的生态农业栽培土壤，其特征在于:步骤A中，EM菌群发酵前在发酵原料中添加保水调理剂，保水调理剂选用丙烯酰胺、丙烯酸钾聚合物类高分子保水剂，添加量为多功能多元生态肥总重量的0.1-0.3%;保水调理剂添加前用1:200倍水浸泡，使保水调理剂充分吸水成凝胶颗粒，然后与调好水的有机矿物复混肥充分搅拌混合均匀，再添加有益菌进行发酵。
4.根据权利要求1所述的生态农业栽培土壤，其特征在于:步骤A中，所述有机肥原料包括农作物秸杆籽壳10-24重量份，禽畜粪便5-16重量份，农产品加工下脚料饼柏、酒醋糟、果渣、粉渣或药渣0-10重量份；有机肥秸杆原料粉碎成丝条状，长度不超过2-3 Cm，矿物肥原料粉碎粒度为60-80目。
5.根据权利要求1所述的生态农业栽培土壤，其特征在于:步骤A中，所用矿物肥原料的重量份如下表所示:
6.根据权利要求1所述的生态农业栽培土壤，其特征在于:步骤B中，使用生态食用菌渣作为生态型有机基质的具体方法为，在复合型土墙-冠层结构日光温室的阴棚内，食用菌培养基料用EM有益菌群进行呼吸膜袋式发酵，发酵基料制菌袋接种食用菌液体菌种进行食用菌生态栽培，栽培过程中施用营养调理液进行常规管理，食用菌收获后剩余产物菇渣作为生态型有机基质；使用生态发酵床垫料作为生态型有机基质的具体方法为，在复合型土墙-冠层结构日光温室的阴棚或阳棚内利用发酵床生态养殖中小畜禽，以锯末、稻壳、花生壳混合垫料分层添加干撒式发酵剂作为发酵床，复配添加5-15%重量比的EM菌发酵生物饲料，同时在畜禽饮用水中添加EM菌发酵液，并用EM菌发酵液进行环境消毒，最终在获得有机畜禽产品的同时，生态发酵床垫料经3年使用后作为生态型有机基质。
7.根据权利要求1所述的生态农业栽培土壤，其特征在于:用于蔬菜育苗时，其按重量份数计算包括:多功能多元生态肥15-20，生态型有机基质40-50，矿物基质30-40，土壤O ;其中多功能多元生态肥磷矿粉、钾矿粉、麦饭石粉的含量均为O ;用于芽苗菜栽培时，其按重量份数计算包括:多功能多元生态肥15-20，生态型有机基质40-55，矿物基质30-40，土壤O ;其中多功能多元生态肥磷矿粉、钾矿粉、麦饭石粉的含量均为O ;用于叶菜栽培时，其按重量份数计算包括:多功能多元生态肥25-30，生态型有机基质34-42，矿物基质0_30，土壤0-30 ;其中多功能多元生态肥磷矿粉、钾矿粉、麦饭石粉的含量分别为1-2、1-2、1-2 ；用于瓜果菜栽培时，其按重量份数计算包括:多功能多元生态肥35-40，生态型有机基质24-30，矿物基质0-30，土壤0-30 ;其中多功能多元生态肥磷矿粉、钾矿粉、麦饭石粉的含量分别为 1-1.5、2-3、1-1.5。
8.利用权利要求1所述的生态农业栽培土壤制备的生态土壤栽培袋、盘、箱，其特征在于:其依照如下方法制备:依邻多功能多元生态肥EM菌呼吸膜袋式发酵制备室的北侧，建立生态土壤栽培袋、盘、箱加工车间，配备调质混合搅拌机和装袋、盘、箱机；制备时，准确称量生态农业栽培土壤的各组分，用调质混合搅拌机充分混合均匀，再用装袋、盘、箱机制成生态土壤栽培袋、盘、箱，并在生态土壤栽培袋、盘、箱底部两侧各开1-2个漏水孔，以便排出多余水分防止怄根，即得；其中，所述生态土壤栽培袋、盘、箱的规格参数如下表所示，各数值的单位采用cm:
9.权利要求1所述生态农业栽培土壤的使用方法，其特征在于: ①无土利用方式；适用于温室高质高附加值园艺作物育苗生产，如温室穴盘生态土壤种子育苗、温室无纺布容器生态土壤袋嫩枝扦插育苗、需要远距离运输的“商品育苗”、温室芽苗菜、生态土壤立体层架栽培并以“生态活体菜”销售的特菜、温室高档花卉、观赏园艺作物、药食观兼用瓜果菜，此时，为使生态土壤实现“轻质化”，不添加普通土壤，以多功能多元生态肥加生态型有机基质加矿物基质构建生态土壤； ②少土利用方式:适用于温室企业自用生态育苗、温室面向大众消费的蔬菜、果树的生态土壤栽培；此时，为降低生态土壤生产成本，就地取材添加部分土壤，即以生态土壤替代矿物基质，以多功能多元生态肥、生态型有机基质占三分之二重量份，当地土壤占三分之一重量份构建生态土壤； ③多土利用方式:适用于露天果园、大田粮食、经济、饲料、能源作物，在作物根系-根毛密集区构建局部生态土壤，露天果园的新栽果树在其栽植坑内、成年结果期果树在其树冠外沿滴水线挖三分之一至四分之一圈环状沟，构建“局部生态土壤”;大田粮、经济、饲料、能源作物在行下或行侧开挖条状沟，在地面下10-25cm深处构建“局部生态土壤”;在构建局部生态土壤时，当地土壤从配角上升为主角，即以多功能多元生态肥、当地土壤构建生态土壤； 其中，当地土壤选自粘土、壤土、沙壤土，为降低成本则选用当地耕层土壤；若经连年种植，土传病虫害严重，有连作障碍，则选用耕层以下新土或未种植过蔬菜的客土，或对耕层土壤进行暴晒或闷棚消毒处理后再添加应用；若添加土壤比重不高，属少土利用方式，且当地土壤又确有消毒的必要，则取当地土壤与多功能多元生态肥一起采用EM有益菌呼吸膜袋进行发酵处理。
10.权利要求1所述生态农业栽培土壤的回收再利用方法，其特征在于:种植物收获后，生态土壤栽培袋、盘、箱统一回收，先倒出生态土壤，袋、盘、箱先用水清洗干净、晾干，再用EM菌糖酒醋发酵液喷雾消毒后进行回收重复利用；其中，所述EM菌糖酒醋发酵液的制备方法是，取EM菌、红糖、酒、醋、水，重量比为7:7:7:7: (60-84)，塑料桶或发酵罐中厌氧发酵制备；再从倒出生态土壤中拣出残余根茬，测定出经过上一茬种植后生态土壤中氮、磷、钾和有机质的含量及利用率，按测土配方平衡施肥原理和计算方法，确定应补充的多功能多元生态肥的数量、生态型有机基质的数量，再将回收的生态土壤和应补充的多功能多元生态肥、生态型有机基质倒入调质混合搅拌机中，一边搅拌，一边用高压喷雾器喷雾添加经过活化扩繁的EM液体菌剂，EM液体菌剂的用量为生态土壤总重量的千分之一到千分之二，充分搅拌混合均匀，再用装袋、盘、箱机加工成生态土壤栽培袋、盘、箱，投入再利用。
【文档编号】A01G1/00GK103951515SQ201410184182
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】靳玉环 申请人:靳玉环