一种木纤维与牛粪、牛尿生态循环的动态发酵工艺
1.技术领域:本发明涉及植物栽培技术领域，具体涉及一种木纤维与牛粪、牛尿生态循环的动态发酵工艺。
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背景技术：
木纤维是由木质化的增厚的细胞壁和具有细裂缝状纹孔的纤维细胞所构成的机械组织，是构成木质部的主要成分之一。木纤维常用于纺织服装行业，往往将木材进行粉碎、高温蒸煮制成木浆后，再剔除其中的糖和脂分，最后进行提取植物纤维素，重塑其纤维素分子而获得纺织原材料。另外，也见使用木纤维用作绿化喷播的现有技术。但上述两种木纤维的用途，均对生产木纤维的原材料有一定要求，大部分园林剪枝、废弃木材并不适合用作原材料；并且，现有高温高压生产木纤维的工艺，会消耗大量的蒸汽，即消耗大量的能源，不够环保。
3.而栽培基质最初起源于无土栽培的概念，是指作物周围的土壤环境已恶化，严重影响了作物的产量和品质，人们转而寻找替代品，用固体基质（介质）固定植物根系，并通过基质吸收营养液和氧气。在现代化农业生产过程中，往往使用栽培基质进行育苗作业或无土栽培。但是，传统栽培基质的配方中含有草炭，依靠草炭作为有机物的主要来源。而草炭是沼泽发育过程中的产物，又名“泥炭”，亦叫作“泥煤”，形成于第四纪，由沼泽植物的残体，在多水的嫌气条件下，不能完全分解堆积而成。含有大量水分和未被彻底分解的植物残体、腐殖质以及一部分矿物质。草炭是煤化程度最低的煤（为煤最原始的状态），乃有机物质，属于珍稀资源；目前，已经有多个国家已经禁止了草炭的开采，因此需要开发新的工艺方法，使用新的物质来替代草炭为栽培基质提供有机物质。
4.而在现代化牛养殖的工艺中，使用有牛卧床，牛卧床是指为牛提供休息的地方，能够规范牛的休息位置。根据各种牛的体型定制，采用镀锌钢管煨制而成。现场混凝土浇铸固定，牛颈轨配合牛卧栏规范牛在卧栏上的位置。在牛休息时，为了防止夜间着凉，需要在牛卧床上添加填料，为牛提供保温效果；所添加的填料经过牛的践踏，并且混合有牛排泄物，因此需要定期更换。
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技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种实现了园林作物剪枝废弃物—牛养殖—园艺作物栽培—园林作物栽培的大循环，大大提高了物料利用率，减少环境污染，降低生产成本，提高了生产工艺的附加价值的木纤维与牛粪、牛尿生态循环的动态发酵工艺。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：本发明的一种木纤维与牛粪、牛尿生态循环的动态发酵工艺，包括以下步骤：一、原料收集，上述原料为含有丰富木质素的固体废弃物，包括葡萄枝条、园林修剪废弃物和不成材的废弃木料；二、在常温常压下生产木纤维；三、将生产出的木纤维铺在牛卧床上用作卧床垫料；四、收集牛卧床上使用过的木纤维，与从链板模式收集系统中刮板收集到的牛粪
牛尿，按木纤维与牛粪加牛尿体积1：1-3的比例混合，持续收集两种原料按比例添加，实现动态生热不断发酵，集中堆放，再静置发酵15-30天后，得到一次不完全混合的发酵物料；五、收集一次不完全混合的发酵物料，进行堆放使其继续发酵或陈化，制成适用园艺作物的栽培基质主原料，然后用栽培基质主原料制作栽培基质；六、将栽培基质装袋或填入栽培槽或用作无土栽培基质，栽培蔬菜类作物；七、待蔬菜作物完成若干茬生产周期后回收栽培基质；八、将回收栽培基质第二次与牛粪、牛尿混合，混合以牛粪、牛尿占30-70%、回收栽培基质占30-70%的比例，根据基质中的园艺作物残留根系的含量，使其碳氮比达到20-30:1；九、集中发酵，直至完成第二次发酵；十、制作园林育苗或栽培基质，并加入2%—5%的糠醛渣，调整基质的ph值在6.5—7.5之间；十一、进行园林育苗作业。
7.优选地：上述步骤二中常温常压下生产木纤维包括以下步骤：将葡萄枝条、园林修剪废弃物和不成材的废弃木料切削成条状、片状或块状；经过风选杂质并经磁铁磁选铁件后送入研磨设备；研磨设备研磨成木纤维。
8.优选地：上述步骤四中按木纤维与牛粪加牛尿体积1：1-3的比例混合，发酵15-30天后得到的一次不完全混合发酵物，其碳氮比为20-30:1，含水量为45-75%，发酵过程的温度为50-70℃；上述步骤五中，发酵或陈化的过程持续1-3个月。
9.优选地：上述步骤四中，待木纤维与牛粪、牛尿混合均匀后，接入发酵菌剂；上述发酵菌剂的用量为木纤维与牛粪、牛尿总重量的千分之一。
10.优选地：上述步骤四后，执行步骤五之前，若一次不完全混合发酵物中的木纤维体积低于总物料的15％，则再将一次不完全混合发酵物集中发酵5-35天，并在发酵过程中再增加10%-15%的木纤维与牛粪、牛尿；若一次不完全混合发酵物中的木纤维体积高于总物料的15％，则直接执行步骤五。
11.优选地：上述步骤五中，用栽培基质主原料制作栽培基质的操作包括以下步骤：将栽培基质主原料与泥炭、蛭石或珍珠岩按25-45:10-25:10-25：10-25的比例混合均匀；将混合物建成梯形堆体后进行好氧发酵；待堆体温度升高到55℃后进行翻堆；此后按照2-7天一次的频率进行翻堆，持续8次以上；取用40％的翻堆物料进行破碎后与剩余的翻堆物料混合均匀，即得到栽培基质。
12.优选地：上述栽培基质主原料与泥炭、蛭石或珍珠岩按25-45:10-25:10-25：10-25的比例混合均匀后，接入与所种植蔬菜病害有关的拮抗菌菌剂。
13.优选地：上述步骤九中，集中发酵为将牛粪、牛尿与回收的栽培基质混合物放入发酵场地，集中发酵60天以上。
14.优选地：上述步骤九中，在第二次发酵过程中接入发酵增温菌种；上述发酵增温菌种包括含有vt菌或酵母菌或放线菌的菌粉剂。
15.优选地：上述步骤十中制作园林育苗基质包括以下步骤：将第二次集中发酵产物与泥炭和蛭石和珍珠岩按25-50:10-25:10-25：10-25的比例混合均匀；将混合物建成梯形堆体后进行好氧发酵；待堆体温度升高到55℃后进行第一次翻堆；此后按照5-7天每次的频率进行翻堆，持续10次以上；取用35％的翻堆物料进行破碎后与剩余的翻堆物料混合均匀，即得到园林育苗或栽培基质。
16.本发明的有益效果在于：提出了低温低压生产木纤维的概念，并创造性地将木纤维用作牛卧床填料，再将其与牛排泄物混合发酵，实现了园林作物剪枝废弃物—牛养殖—园艺作物栽培—园林作物栽培的生态循环，大大提高了物料利用率，减少了环境污染，降低了生产成本，提高了生产工艺的附加价值，实现了极高的经济效益。
17.具体实施方式：下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明：实施例：一种木纤维与牛粪、牛尿生态循环的动态发酵工艺，包括以下步骤：一、原料收集，上述原料为含有丰富木质素的固体废弃物，包括葡萄枝条、园林修剪废弃物和不成材的废弃木料；收集的原料均为现有技术中作为废弃物的废材，实现了废物利用，减少了环境污染，提高了物料利用率。
18.二、在常温常压下生产木纤维；常温常压下生产木纤维的过程，包括以下步骤：1.将葡萄枝条、园林修剪废弃物和不成材的废弃木料切削成条状、片状或块状；2.经过风选杂质并经磁铁磁选铁件后送入研磨设备；3.研磨设备研磨成木纤维。
19.在常温常压下生产木纤维，使用的研磨设备与现有技术使用的木纤维生产设备的区别在于不接入高温高压蒸汽，这样生产出的木纤维蓬松度较低，不能直接用于农业生产，但大大减少了蒸汽的消耗，即大大节省了能源的消耗，减少了环境污染，符合节能减排、碳中和碳达标的理念。另外，若使用现有技术中高温高压生产木纤维的工艺所生产的高蓬松度的木纤维，亦可，满足本发明的工艺需求。
20.三、将生产出的木纤维铺在牛卧床上用作卧床垫料；将木纤维铺在牛卧床上后，可为牛提供保温效果，并且物料干净、病菌少，能大幅减少牛生病的概率；并且能吸收一部分牛尿，进一步提升牛棚的洁净程度。
21.四、收集牛卧床上使用过的木纤维，与从链板模式收集系统中刮板收集到的牛粪牛尿，按木纤维与牛粪加牛尿体积1：2的比例混合，持续收集两种原料按比例添加，实现动态生热不断发酵，集中堆放，再静置发酵20天后，得到一次不完全混合的发酵物，其碳氮比为25:1，含水量为60%，发酵过程的温度为65℃；待木纤维与牛粪、牛尿混合均匀后，受温度、气候的影响，若担心发酵效果不佳，可接入发酵菌剂（发酵菌剂也可不添加），上述发酵菌剂的用量为木纤维与牛粪、牛尿总重量的千分之一。其中：链板模式收集系统是指现代化牛养殖工艺中，集中收集牛粪、牛尿的刮板收集系统；在传统工艺中，收集到的牛粪、牛尿，需要暂存在池子中，等待集中处理。另外，若步骤一种选择的原料为葡萄藤等适宜牛食用的植物，亦可将一次不完全混合发酵物直接用作牛饲料使用。
22.在执行步骤五之前，可进行一次对一次不完全混合发酵物的定量分析，若一次不完全混合发酵物中的木纤维体低于总物料的15％，则再将一次不完全混合发酵物集中发酵12天，并在发酵过程中再增加12%的木纤维与牛粪、牛尿；若一次不完全混合发酵物中的木纤维体积高于总物料的15％，则直接执行步骤五。
23.五、收集一次不完全混合的发酵物料，进行堆放使其继续发酵或陈化，发酵或陈化的过程持续2个月，即可制成适用园艺作物的栽培基质主原料，然后用栽培基质主原料制作栽培基质，其过程包括以下步骤：1.将栽培基质主原料与泥炭、蛭石和珍珠岩按30:15:20：20的比例混合均匀；2.将混合物建成梯形堆体后进行好氧发酵；3.待堆体温度升高到55℃后进行翻堆；此后按照3天一次的频率进行翻堆，持续12次；4.取用40％的翻堆物料进行破碎后与剩余的翻堆物料混合均匀，即得到栽培基质。在该步骤中生产出的栽培基质，非常适宜园艺作物的生长，故而用作园艺栽培，这样的设计与现有技术对比，避免了草炭的使用，即解决了草炭被禁止使用的问题，也保护了珍稀资源，而且完全不影响园艺栽培的效果。
24.另外，上述栽培基质主原料与泥炭、蛭石和珍珠岩按比例混合均匀后，还可接入与所种植蔬菜病害有关的拮抗菌菌剂（拮抗菌菌剂也可不添加）。
25.六、将栽培基质装袋或填入栽培槽或用作无土栽培基质，栽培蔬菜类作物；七、待蔬菜作物完成若干茬生产周期后回收栽培基质；此时回收到的栽培基质，其肥力有所下降，但混合有植物的根系，植物的根系作为有机物，可在后续过程中进一步发酵分解成基质的一部分。
26.八、将回收栽培基质第二次与牛粪、牛尿混合，混合以牛粪、牛尿占35%、回收栽培基质占65%的比例，根据基质中的各种作物根系含量，使其碳氮比达到25:1；九、集中发酵，直至完成第二次发酵，该过程具体是指将牛粪、牛尿与回收的栽培基质混合物放入发酵场地，集中发酵60天；并且，在第二次发酵过程中可接入发酵增温菌种（发酵增温菌种也可不添加），上述发酵增温菌种包括含有vt菌或酵母菌或放线菌的菌粉剂。
27.十、制作园林育苗基质，具体过程包括以下步骤：1.将第二次集中发酵产物与泥炭和蛭石或珍珠岩按30:15:20：20的比例混合均匀；2.将混合物建成梯形堆体后进行好氧发酵；3.待堆体温度升高到55℃后进行第一次翻堆；4.此后按照6天每次的频率进行翻堆，持续12次；5.取用35％的翻堆物料进行破碎后与剩余的翻堆物料混合均匀，由于二次发酵和栽培基质多茬栽培，导致ph值升高，所以在栽培基质和园林基质调配时，可以增加2%—5%的糠醛渣，确保调整基质的ph值在6.5—7.5之间，即得到园林育苗或栽培基质。
28.十一、进行园林育苗作业；实现了园林作物剪枝废弃物—牛养殖—园艺作物栽培—园林作物栽培的大循环，大大提高了物料利用率，减少环境污染，降低生产成本，提高了生产工艺的附加价值。