本发明涉及一种保水透气型铁皮石斛栽培基质的制备方法，属于栽培基质制备技术领域。
背景技术：
铁皮石斛是传统名贵中药，自古以来被认为是滋阴补益的珍品。现代医学也证实铁皮石斛含有石斛碱、石斛次碱等生物碱及次甲基石斛素、石斛醌、挥发油和多糖等有效成分。铁皮石斛为附生兰类，对生长环境的要求极为苛刻，尤其是对环境的湿度、光照及根部的透气性相当讲究，野生状态下多生于峭壁岩石或树木上，自然生长非常缓慢，加之长期无节制的采挖，致使野生资源日渐枯竭，我国已将其列为濒危的中药保护品种之一。铁皮石斛植株比较矮小、生长发育缓慢、叶片面积小、光合强度低，试管苗移栽的成活率低，使试管苗到大田栽培成为制约铁皮石斛大规模发展的瓶颈。
目前铁皮石斛的栽培基质一般以锯木或松树皮或朽木等通过发酵处理后作为铁皮石斛的栽培基质。但是松树皮存在吸水不均匀，容易上部干燥下部潮湿，透气性不好，导致铁皮石斛根系生长不良、根部腐烂，使铁皮石斛小苗生根成活率低。此外，现有技术方法制备的用于栽培铁皮石斛的基质，在透气性、保肥性、保水性上还存在缺陷，并且价格较高。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前铁皮石斛的栽培基质一般以锯木或松树皮或朽木等通过发酵处理后制得，但是松树皮存在吸水不均匀，容易上部干燥下部潮湿，透气性不好，导致铁皮石斛根系生长不良、根部腐烂，使铁皮石斛小苗生根成活率低的缺陷，本发明以油菜花粉为模板，利用花粉表面含有大量羟基活性位的特征，以正硅酸乙酯为硅源，采用水解沉积法使二氧化硅晶体均匀的附着在花粉表面，高温煅烧去除花粉模板得到中空微球，再经富含亲水氨基的菠萝汁改性，得到自制保水基质，再以疏松多孔的山核桃蒲壳为原料，炭化后和富含肥料和微生物的物质共同发酵改性，得到透气性极佳的壳炭肥料基质，将其和自制保水基质复配后即可制得保水和透气性俱佳的栽培基质，解决了传统铁皮石斛栽培基质存在吸水不均匀，透气性不好的问题，具有广阔的应用前景。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）用毛笔在油菜花的雄蕊上刷取5～10g花粉并用干净的玻璃瓶收集备用，量取100～200mL质量浓度为25%氨水加入到装有900～1000mL质量浓度为80%乙醇溶液的烧杯中，将烧杯移入 40～60℃的水浴锅，将备用的花粉倒入烧杯，搅拌混合30～40min得到混合液；
（2）量取100～200mL正硅酸乙酯以3～5mL/min速率逐滴滴入上述混合液中，保温搅拌反应2～4h后得到白色悬浮液，待其冷却至室温后用卧式离心机以3000～4000r/min转速离心分离得到下层白色沉淀，自然风干后放入马弗炉，在500～600℃下保温煅烧3～4h，自然冷却至室温，出料得中空二氧化硅微球；
（3）称取1～2kg菠萝人工切片榨汁，用纱布过滤分离去除滤渣，得到菠萝汁，按固液比为1:5将上述得到的中空二氧化硅微球和菠萝汁混合后装入陶瓷罐中，在30～35℃下自然发酵改性1～5周，发酵结束后离心分离得到滤渣，放入布氏漏斗，分别用无水乙醇和蒸馏水抽滤洗涤3～5遍，得到自制保水基质，备用；
（4）称取700～800g山核桃蒲壳用气流粉碎机粉碎后得到粒径为0.8～1.0cm的蒲壳颗粒，将蒲壳颗粒放入超声清洗仪中并加水直至将其完全浸没，以200～300W功率超声清洗15～20min，将清洗后的蒲壳颗粒晾干后将其放入炭化炉，在氮气氛围下以500～600℃的温度炭化2～4h，得到山核桃蒲壳炭颗粒；
（5）按质量比为2:3:5:5依次称取上述制得的山核桃蒲壳炭颗粒、蚕砂、羊粪和牛的瘤胃内容物混合均匀，堆置成底面直径为30～50cm的圆锥状发酵堆，用薄膜将其掩盖，自然堆置发酵20～30天；
（6）发酵结束后，用去离子水冲洗发酵物，过滤分离得到改性后的山核桃蒲壳炭颗粒，按质量比为3:1将山核桃蒲壳炭颗粒和备用的自制保水基质一起装入混料机中混料30～40min，出料后包装即得保水透气型铁皮石斛栽培基质。
本发明的应用方法：将上述制备的保水透气型铁皮石斛栽培基质平铺于铁皮石斛栽培架上，控制基质铺设的厚度为8～11cm，待铺设完成后，将铁皮石斛幼苗按2～4株为一穴栽种，控制横距8～10cm，纵距为10～15cm，于光照强度为10000～20000LX，湿度为85～90％的环境中进行培养，待培养6个月后，发现幼苗成活率达到97.5％以上。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的保水透气型铁皮石斛栽培基质保水性能好，吸水均匀，使得幼苗成活率提高到97.5％以上；
（3）本发明制备步骤简单，原材料获取简单，节约成本，可提高经济效益。
具体实施方式
首先用毛笔在油菜花的雄蕊上刷取5～10g花粉并用干净的玻璃瓶收集备用，量取100～200mL质量浓度为25%氨水加入到装有900～1000mL质量浓度为80%乙醇溶液的烧杯中，将烧杯移入 40～60℃的水浴锅，将备用的花粉倒入烧杯，搅拌混合30～40min得到混合液；量取100～200mL正硅酸乙酯以3～5mL/min速率逐滴滴入上述混合液中，保温搅拌反应2～4h后得到白色悬浮液，待其冷却至室温后用卧式离心机以3000～4000r/min转速离心分离得到下层白色沉淀，自然风干后放入马弗炉，在500～600℃下保温煅烧3～4h，自然冷却至室温，出料得中空二氧化硅微球；再称取1～2kg菠萝人工切片榨汁，用纱布过滤分离去除滤渣，得到菠萝汁，按固液比为1:5将上述得到的中空二氧化硅微球和菠萝汁混合后装入陶瓷罐中，在30～35℃下自然发酵改性1～5周，发酵结束后离心分离得到滤渣，放入布氏漏斗，分别用无水乙醇和蒸馏水抽滤洗涤3～5遍，得到自制保水基质，备用；接着称取700～800g山核桃蒲壳用气流粉碎机粉碎后得到粒径为0.8～1.0cm的蒲壳颗粒，将蒲壳颗粒放入超声清洗仪中并加水直至将其完全浸没，以200～300W功率超声清洗15～20min，将清洗后的蒲壳颗粒晾干后将其放入炭化炉，在氮气氛围下以500～600℃的温度炭化2～4h，得到山核桃蒲壳炭颗粒；再按质量比为2:3:5:5依次称取上述制得的山核桃蒲壳炭颗粒、蚕砂、羊粪和牛的瘤胃内容物混合均匀，堆置成底面直径为30～50cm的圆锥状发酵堆，用薄膜将其掩盖，自然堆置发酵20～30天；发酵结束后，用去离子水冲洗发酵物，过滤分离得到改性后的山核桃蒲壳炭颗粒，按质量比为3:1将山核桃蒲壳炭颗粒和备用的自制保水基质一起装入混料机中混料30～40min，出料后包装即得保水透气型铁皮石斛栽培基质。
实例1
首先用毛笔在油菜花的雄蕊上刷取10g花粉并用干净的玻璃瓶收集备用，量取200mL质量浓度为25%氨水加入到装有1000mL质量浓度为80%乙醇溶液的烧杯中，将烧杯移入60℃的水浴锅，将备用的花粉倒入烧杯，搅拌混合30min得到混合液；量取100mL正硅酸乙酯以3mL/min速率逐滴滴入上述混合液中，保温搅拌反应2h后得到白色悬浮液，待其冷却至室温后用卧式离心机以3000r/min转速离心分离得到下层白色沉淀，自然风干后放入马弗炉，在500℃下保温煅烧3h，自然冷却至室温，出料得中空二氧化硅微球；再称取1kg菠萝人工切片榨汁，用纱布过滤分离去除滤渣，得到菠萝汁，按固液比为1:5将上述得到的中空二氧化硅微球和菠萝汁混合后装入陶瓷罐中，在30℃下自然发酵改性1周，发酵结束后离心分离得到滤渣，放入布氏漏斗，分别用无水乙醇和蒸馏水抽滤洗涤3遍，得到自制保水基质，备用；接着称取700g山核桃蒲壳用气流粉碎机粉碎后得到粒径为0.8cm的蒲壳颗粒，将蒲壳颗粒放入超声清洗仪中并加水直至将其完全浸没，以200W功率超声清洗15min，将清洗后的蒲壳颗粒晾干后将其放入炭化炉，在氮气氛围下以500℃的温度炭化2h，得到山核桃蒲壳炭颗粒；再按质量比为2:3:5:5依次称取上述制得的山核桃蒲壳炭颗粒、蚕砂、羊粪和牛的瘤胃内容物混合均匀，堆置成底面直径为30cm的圆锥状发酵堆，用薄膜将其掩盖，自然堆置发酵20天；发酵结束后，用去离子水冲洗发酵物，过滤分离得到改性后的山核桃蒲壳炭颗粒，按质量比为3:1将山核桃蒲壳炭颗粒和备用的自制保水基质一起装入混料机中混料30min，出料后包装即得保水透气型铁皮石斛栽培基质。
将上述制备的保水透气型铁皮石斛栽培基质平铺于铁皮石斛栽培架上，控制基质铺设的厚度为11cm，待铺设完成后，将铁皮石斛幼苗按4株为一穴栽种，控制横距10cm，纵距为15cm，于光照强度为20000LX，湿度为90％的环境中进行培养，待培养6个月后，发现幼苗成活率达到97.7％。
实例2
首先用毛笔在油菜花的雄蕊上刷取5g花粉并用干净的玻璃瓶收集备用，量取100mL质量浓度为25%氨水加入到装有900mL质量浓度为80%乙醇溶液的烧杯中，将烧杯移入 40℃的水浴锅，将备用的花粉倒入烧杯，搅拌混合40min得到混合液；量取200mL正硅酸乙酯以5mL/min速率逐滴滴入上述混合液中，保温搅拌反应4h后得到白色悬浮液，待其冷却至室温后用卧式离心机以4000r/min转速离心分离得到下层白色沉淀，自然风干后放入马弗炉，在600℃下保温煅烧4h，自然冷却至室温，出料得中空二氧化硅微球；再称取2kg菠萝人工切片榨汁，用纱布过滤分离去除滤渣，得到菠萝汁，按固液比为1:5将上述得到的中空二氧化硅微球和菠萝汁混合后装入陶瓷罐中，在35℃下自然发酵改性5周，发酵结束后离心分离得到滤渣，放入布氏漏斗，分别用无水乙醇和蒸馏水抽滤洗涤5遍，得到自制保水基质，备用；接着称取800g山核桃蒲壳用气流粉碎机粉碎后得到粒径为1.0cm的蒲壳颗粒，将蒲壳颗粒放入超声清洗仪中并加水直至将其完全浸没，以300W功率超声清洗20min，将清洗后的蒲壳颗粒晾干后将其放入炭化炉，在氮气氛围下以600℃的温度炭化4h，得到山核桃蒲壳炭颗粒；再按质量比为2:3:5:5依次称取上述制得的山核桃蒲壳炭颗粒、蚕砂、羊粪和牛的瘤胃内容物混合均匀，堆置成底面直径为50cm的圆锥状发酵堆，用薄膜将其掩盖，自然堆置发酵30天；发酵结束后，用去离子水冲洗发酵物，过滤分离得到改性后的山核桃蒲壳炭颗粒，按质量比为3:1将山核桃蒲壳炭颗粒和备用的自制保水基质一起装入混料机中混料40min，出料后包装即得保水透气型铁皮石斛栽培基质。
将上述制备的保水透气型铁皮石斛栽培基质平铺于铁皮石斛栽培架上，控制基质铺设的厚度为8cm，待铺设完成后，将铁皮石斛幼苗按2株为一穴栽种，控制横距8cm，纵距为10cm，于光照强度为10000LX，湿度为85％的环境中进行培养，待培养6个月后，发现幼苗成活率达到97.9％。
实例3
首先用毛笔在油菜花的雄蕊上刷取7g花粉并用干净的玻璃瓶收集备用，量取150mL质量浓度为25%氨水加入到装有950mL质量浓度为80%乙醇溶液的烧杯中，将烧杯移入 50℃的水浴锅，将备用的花粉倒入烧杯，搅拌混合35min得到混合液；量取150mL正硅酸乙酯以4mL/min速率逐滴滴入上述混合液中，保温搅拌反应3h后得到白色悬浮液，待其冷却至室温后用卧式离心机以3500r/min转速离心分离得到下层白色沉淀，自然风干后放入马弗炉，在550℃下保温煅烧3h，自然冷却至室温，出料得中空二氧化硅微球；再称取1kg菠萝人工切片榨汁，用纱布过滤分离去除滤渣，得到菠萝汁，按固液比为1:5将上述得到的中空二氧化硅微球和菠萝汁混合后装入陶瓷罐中，在32℃下自然发酵改性4周，发酵结束后离心分离得到滤渣，放入布氏漏斗，分别用无水乙醇和蒸馏水抽滤洗涤4遍，得到自制保水基质，备用；接着称取750g山核桃蒲壳用气流粉碎机粉碎后得到粒径为0.9cm的蒲壳颗粒，将蒲壳颗粒放入超声清洗仪中并加水直至将其完全浸没，以250W功率超声清洗17min，将清洗后的蒲壳颗粒晾干后将其放入炭化炉，在氮气氛围下以550℃的温度炭化3h，得到山核桃蒲壳炭颗粒；再按质量比为2:3:5:5依次称取上述制得的山核桃蒲壳炭颗粒、蚕砂、羊粪和牛的瘤胃内容物混合均匀，堆置成底面直径为40cm的圆锥状发酵堆，用薄膜将其掩盖，自然堆置发酵25天；发酵结束后，用去离子水冲洗发酵物，过滤分离得到改性后的山核桃蒲壳炭颗粒，按质量比为3:1将山核桃蒲壳炭颗粒和备用的自制保水基质一起装入混料机中混料35min，出料后包装即得保水透气型铁皮石斛栽培基质。
将上述制备的保水透气型铁皮石斛栽培基质平铺于铁皮石斛栽培架上，控制基质铺设的厚度为10cm，待铺设完成后，将铁皮石斛幼苗按3株为一穴栽种，控制横距9cm，纵距为12cm，于光照强度为15000LX，湿度为87％的环境中进行培养，待培养6个月后，发现幼苗成活率达到98.5％。