本发明涉及栽培技术领域，尤其涉及一种固体培养基及其制备方法及应用。
背景技术：
农作物栽培可以分为露地栽培和设施栽培，设施栽培是指将不利于培植作物的环境人为调节为适合作物生长的所有种类的栽培方式，包括简单的塑料大棚、利用挡风、隧道、玻璃温室等设施进行栽培的方式。设施栽培的栽培环境可以分为害虫、病、杂草等生物环境；以及光、温度、湿度、养分等无生物环境，通过完善这些环境或调节到最佳状态，使作物产量大幅增加。通过调节栽培季节可以在全年栽培，具有更高的经济效益。种植面积正在逐年增加。设施栽培中两种主要方法为水耕栽培和培养基栽培两种。
固态培养基内通气容易，可调节根部供氧率高，由根部供应的水分量，以非循环方式降低设备费用的同时，可以防止土壤传染病的传播，其优点是培养基内水分丰富，即使泵停止，也不会造成相当长时间的损失。
现在使用的大部分培养基都是利用压缩椰子(去除椰子果实上的纤维)制作而成。椰子做的培养基里的椰子因为盐分含量高所以必须经过洗涤，洗涤过程中所有的营养物质都会被去除掉，培养基内部没有营养物质。而另一方面，来自玉米，甘蔗，水稻，芦苇等农作的秸秆含有丰富的氮磷钾三大营养元素，以及钙，镁，硫等多种微量元素。但是由于缺乏有效的循环利用方法，在中国大部分地区都依然是利用焚烧或土埋的方式进行。
微生物发酵秸秆是一种可以尝试的方法，然而，目前大部分的微生物发酵方法存在一个普遍的问题，由于微生物菌种选取的原因，发酵温度最高基本在40摄氏度左右，无法达到更高的温度，从而导致发酵不彻底，秸秆中的有害菌和病虫无法彻底杀死，从而无法给农作物提供一个更好的成长条件。
因此，现有技术还有待进一步发展。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供了一种固体培养基及其制备方法及应用。
本发明提供了以下技术方案：
一种固体培养基的制备方法，其中，将农作物秸秆或椰子皮粉碎后加入营养供给组分混合，之后加入复合微生物菌剂发酵，制得固体培养基，其中，所述营养供给组分由油粕、醋糟、豆渣、畜禽粪便、食物垃圾中一种或两种组成，所述复合微生物菌剂。
所述复合微生物菌剂包括主要微生物菌和辅助微生物菌。其中，主要微生物菌由芽孢杆菌、乳酸杆菌、酵母菌组成，占微生物总量的60-70％。辅助微生物菌包括以下微生物中的一种或多种：放线菌(actinomysessp)、炭疽杆菌(bacillusanthracis)、巴氏杆菌(bacillusbadius)、双歧杆菌(bifidobacteriumsp.)、禽波氏杆菌(bordetellaavium)、博代氏杆菌(bordetellahinzii)、霍氏肠杆菌(enterobacterhormaechei)、肠杆菌属(enterobactersp.)、粪肠球菌(enterococcusfaecalis)、副肠系膜样明串珠菌(leuconostocparamesenteroides)、酯香微杆菌(microbacteriumestermaticum)、微球菌(micrococcussp.)、类芽孢杆菌(paenibacilluscineris)、巴氏葡萄球菌(staphylococcuspasteuri)、白色链霉菌(streptomycesalbus)、拟杆菌(unculturedbacteoidetesbacterium)、葡萄球菌(unculturedstaphylococcussp.)、赫伦魏斯氏菌(weissellahellenica)。
其中，主要微生物菌中的芽孢杆菌选自蜡样芽孢杆菌(bacilluscereus)、地衣芽孢杆菌(bacilluslicheniformis)、巨大芽孢杆菌(bacillusmegaterium)、索诺拉沙漠芽孢杆菌(bacillussonorensis)、芽孢杆菌ks-2(bacillussp.ks-2)、枯草芽孢杆菌(bacillussubtilis)、热噬淀粉芽孢杆菌(bacillusthermoamylovorans)。酵母菌选自酿酒酵母(saccharomycescerevisiae)、粟酒裂殖酵母(schizosaccharomycespombe)、卡氏酵母(saccharomycescarlsbergensis)。
优选地，上述固体培养基的原料中碳氮的比例为1:25-1:40。该碳氮比最利于原料的充分发酵，发酵得到的营养物质更优化，不仅满足植物生长所需的营养，并且吸收利用率高。本领域技术人员在本发明公开的技术方案的技术上，可根据不同植物对营养的需求特点，对上述固体培养基的原料中的作物秸秆、营养供给组分和复合微生物菌剂的组成进行选择，制备相应的固体培养基，可见具体实施例。
可选地，农作物秸秆或椰子皮为玉米、稻草、豆杆、小麦、芦苇、甘蔗中的一种或多种作物的秸秆或椰子皮，所述畜禽粪便为猪粪、鸡粪、牛粪中一种或几种。
优选的，将农作物秸秆粉碎成粒径20mm以下，含水率达到10-20％。
优选的，复合微生物菌剂以1:200倍稀释后加入混合料。加入复合微生物菌剂到混合料中搅拌，搅拌后物料含水率55-65％。
较佳实施例中，将加入复合微生物菌剂的混合料密封发酵，发酵时间为25-30日，发酵温度为55-70摄氏度。进一步的，达到预定发酵时间后，解除混合料密封状态，并在常温下再次发酵。
优选地，上述固体培养基制作方法为：
1、选择培养用器皿体积比例推荐为1000*200*150；如器皿采用乙烯成分塑料；
2、在培养用器皿里放入作物秸秆、营养供给组分和复合微生物菌剂进行发酵培养。具体培养条件见上述内容。
3、结束培养后，将器皿的一侧打开，将得到的发酵培养基压缩到含水率在30％以下的状态下后放入器皿中存放，得到固体培养基，存放器皿体积推荐为1000*200*70；
4、待到使用前，向存放发酵压缩的固体培养基的器皿中充分浇水，待培养基膨胀填满器皿后，所述固体培养基即可使用。所述器皿为不封闭的容器，包括塑料袋或其他容器。
本发明还提供一种固体培养基，其中，利用如上所述的方法制备得到。所述固体培养基可广泛应用于栽培蔬菜、水果、花朵、人参等所有可在玻璃温室或者大棚里面种植的植物。所述固体培养基不仅制备成本低，应用广泛，并且便于储存和运输。
本发明还提供上述固体培养基的应用，其中，为进行水耕栽培的应用。
有益效果：
本发明针对培养基原料设计专门的制备方法和微生物，能够在很短时间内分解有机物并达到高温发酵降解秸秆，将其转换为有机肥和培养基，同时能够有效杀灭有害菌和病虫，解决秸秆焚烧和土埋存在污染环境、资源浪费、转化率低的问题，为秸秆的回收利用提供一种有效而环保的方法，所制备的培养基用于农作物种植有助于改善作物生长环境，提高种植效率和产量。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的固体培养基的制备方法包括以下步骤：
1.将干燥后的玉米秸秆(或者其他农业残留物，如椰子皮)粉碎粒径至20mm以下。
2.将发酵用的复合微生物菌剂以1:200倍稀释后投入复合微生物菌剂中。所述复合微生物由主要微生物菌和辅助微生物菌等多种相互协同作用的微生物菌组成。
3.再加入醋糟、酒糟、豆腐渣、畜禽粪便和食物垃圾中的一种或几种营养供给组分，搅拌后使含水率保持在55-65％。
4.盖上塑料或者盖子发酵到高温25天，其中，保证55度以上的条件维持15日。
5.打开塑料或者盖子搅拌(1-2回)后再次在常温下发酵。
6.温度达到常温后，对发酵物进行干燥并压缩成型(压缩成的发酵物的规格为100cm*15cm*5cm)，形成易于存放的固体培养基。
7.用规格为100cm*15cm*10cm的培养基塑料对上述成型固体培养基进行包装，便于存放和运输。
8.使用前，充分用水将上述固体培养基浇透，使其充分膨胀后，即可将该固体培养基用于进行作物栽培。
利用上述方法制备的固体培养基营养充足，使得栽培作物对营养液的需求明显减少，减少量达到30％以上，并且能够使作物根部吸收能力更强，促进作物生机、增加产量。
本发明的固体培养基可广泛应用于各种植物的栽培，包括各式蔬菜、水果等经济作物，下述具体实施例分别以不同作物番茄、大白菜、草莓为例，提供相适用的具体培养基及其制备方法，对本发明的技术方案进行阐述。
实施例一
1、本实施例提供一种栽培番茄用培养基，其制备方法如下：
(1)椰子壳发酵物的制备
将干燥的椰子壳进行粉碎，粉碎成粒径20mm左右的颗粒；培养枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、卡式酵母菌、裂殖酵母、光合细菌后，处理得到混合菌液，并将其稀释50-100倍后得到复合微生物菌液，随后将复合微生物菌液均匀喷洒于粉碎好的椰子壳后搅拌，再加入营养供给组分搅拌后，形成椰子壳发酵堆，保持椰子壳含水率在55-65％。
用覆盖物将椰子壳发酵堆进行掩盖，于55～85℃的逐渐升高温度条件下高温发酵25天(其中，保证在55～85℃的温度条件下维持发酵15天)。接着，除去覆盖物搅拌1-2次后继续发酵至常温，最后得到椰子壳发酵物。
本实施例中，上述营养供给组分为质量比为1:1:1的醋糟、酒糟、豆腐渣的混合物。
上述复合微生物菌液中枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、卡式酵母菌、裂殖酵母、光合细菌的比例为：28：21：19：13：9，复合微生物菌液中菌体浓度(稀释后)为：104～105cfu/g，复合微生物菌液接种于秸秆混合物中的接种量为：1:(200～500)。
(2)将以下重量份数的各成分混合：1份的白糖、103份的椰子壳发酵物，保持混合物的湿度为55-65％；最后将得到的培养基混合物进行压缩成型，得到固体培养基。
2、实验测试和结果：将本实施例制备得到的上述培养基进行番茄的种植，同时以传统设施栽培法培养基作为对照组进行对比实验。对照组采用培养基由以下质量百分数的组分组成：糖1％，椰子壳10％。将这些原料干料混合后，加水翻拌均匀至含水量60％左右。
实验结果发现：与对照组相比，本发明的固体培养基种植的西红柿含糖量提高20％，西红柿产量提高30％。
实施例2
1、本实施例提供一种用于栽培大白菜的固体培养基，其制备方法如下：
(1)芦苇秸秆发酵物的制备
制备方法具体参照实施例1，区别在于，本实施例中，农作物秸秆采用芦苇，营养供给组分具体采用质量比为0.8:1:1.3的酒糟、豆腐渣和畜禽粪便的混合物；复合微生物菌液由比例为28：24：19：16:10的枯草芽孢杆菌、索诺拉沙漠芽孢杆菌(bacillussonorensis)、乳酸杆菌、酿酒酵母、白色链霉菌(streptomycesalbus)组成。
(2)将以下重量份数的各成分混合：1份的白糖、95份的芦苇秸秆发酵物，保持混合物的湿度为55-65％；最后将得到的培养基混合物进行压缩成型，得到固体培养基。
2、大白菜种植：实验组采用本实施例制备得到的固体培养基进行大白菜种植，同时以传统设施栽培法培养基作为对照组进行对比实验。对照组的培养基原料干料由以下质量百分数的组分组成：糖1％，芦苇99％。这些原料干料混合后，加水翻拌均匀至含水量60％左右。
3、实验结果：实验组大白菜未发现蚜虫、斜纹夜蛾等病虫害；相对于对照组，实验组的白菜的单个大小得到提高，平均产量提高了50％。
实施例3
1、本实施例提供一种用于栽培草莓的固体培养基，其制备方法如下：
(1)作物秸秆发酵物的制备
制备方法具体参照实施例1，本实施例中，农作物秸秆采用甘蔗，有机肥料具体采用质量比为1.5:1:0.5的酒糟、豆腐渣和畜禽粪便的混合物。本实施例中，复合微生物菌液由比例为30：24：18：16:10的枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、酿酒酵母、裂殖酵母和巴氏葡萄球菌组成。
(2)将以下重量份数的各成分混合：1.5份的白糖、90份的作物秸秆发酵物；保持混合物的湿度为55-65％；最后将得到的培养基混合物进行压缩成型，形成固体培养基。
2、草莓种植：实验组采用本实施例制备得到的固体培养基进行草莓种植，同时以传统设施栽培法培养基作为对照组进行对比实验。对照组的培养基原料干料由以下质量百分数的组分组成：糖1.5％，甘蔗98.5％。这些原料干料混合后，加水翻拌均匀至含水量60％左右。
3、实验结果：与对照组相比，实验组种植的草莓的含糖量提高40％；且草莓单个大小得到显著提高，其平均产量提高了20％。
本发明针对培养基原料设计专门的制备方法和微生物组合，能够在很短时间内分解有机物并达到高温发酵降解秸秆，将其转换为有机肥和培养基，同时能够有效杀灭有害菌和病虫，解决秸秆焚烧和土埋存在污染环境、资源浪费、转化率低的问题，为秸秆的回收利用提供一种有效而环保的方法，所制备的培养基用于农作物种植有助于改善作物生长环境，提高种植效率和产量。
需要指出的是，实施例是本发明的几种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。