专利名称：蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备植生带载体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制备植生带载体的方法，特别涉及一种以蒸汽爆碎秸秆固态 发酵制备植生带载体的方法背景技术近年来，随着我国经济的飞速发展，各地均加大了基础设施建设的力度，在 经济繁荣带来的生活水平普遍提高的同时，人们对生活环境的关注程度越来越 高，绿地已成为城巿美化的标志和城市生态环境改善的重要指标。随着人们对生 活质量要求的提高，城市绿地面积近年来呈飞速发展的趋势，尤其是绿地草坪在 我国年增长速度在30%以上，每年以超过2万公顷的速度递增。而草坪自身的缺 陷和高昂的管理养护费用却成为城市的巨大负担，开发降低建植与养护管理费用 的新技术已经成为城市绿地建设的迫切需要。就目前看来，人工植被是满足这一现状最行之有效的手段，其主要特点是将 植被种子与生长基质复合起来，形成便于人工铺设建植的巻状或带状商品，所以 也称为植生带或人工植被巻，具有施工速度快、不受土壤条件限制的优点，可用 于城市园林绿化、屋顶绿化、高速公路护坡、运动场草坪建植以及水土保持工程 等领域。我国人工植被的研究开始于上世纪90年代末期，与外国相比起步较晚，而 且生产技术与国外相似，主要也是采用天然纤维，如秸秆、椰壳和各种麻类等， 并按比例加入植物种子、肥料与网复合形成毯状或带状产品。但由于受制造工艺 水平的限制，我国人工植被生产的机械化效率低且生产成本较高，导致整体应用 成本高于传统的绿化技术，使其应用受到了限制。如有专利(CN1114697A)采 用再生纤维制成无纺布，并将植物种子与肥料和农药复合在一起，虽有一定作用， 但大量使用会对环境与地下水造成污染；有些产品(CN1732730A)为了降低应 用成本采用废报纸、废棉布、废纸来作为载体，再向其中加入种子和肥料，但这 些未处理的城市废弃物不易降解，而且其中所含有的某些重金属大量积累后会对 造成土壤环境的污染；还有单纯用椰棕(CN2764145Y)作为植生带基体，将种子与保水剂颗粒粘合于椰棕网孔中，但产品中养分含量低，种子的萌发周期长，萌发率不高。发明内容本发明的目的针对现有人工植被技术成本较高，产品作用不明显，不适 合大面积推广，提供一种以蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备植生带载体的方法，可以 避免或大量减少农药与化肥的使用，减少原有载体材料和添加剂的用量，有效地 降低应用成本和环境污染。本发明的思路本发明提供的以蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备植生带载体的 方法，以我国来源丰富的农业废气物秸秆为主要载体，通过蒸汽爆碎处理使秸秆 产生腐殖化且纤维结晶度降低，增加了吸水性和降解性。将汽爆秸秆进行水洗， 分为水洗物料和水洗液，通过水洗物料复合菌系固态发酵使载体具有生物肥料功 效和抗病能力，水洗液的发酵产物黄原胶可用于载体与植物种子的粘合及载体成 型，生产过程中基本无须另外添加农药和化肥，减少了保水剂和粘合剂的用量， 可有效降低绿地建设对优良土壤的需求及建设管理成本，对环境绿色环保。本发明的技术路线本发明提供的以蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备植生带载体的方法，其技术路线为1. 蒸汽爆碎植物秸秆的制备-将整株秸秆粗切至3~5厘米，按秸秆重量1: 1的比例加水浸润10~15分钟， 将浸润后的原料置于汽爆罐中，通入高压蒸汽，将汽爆罐压力控制在1.3~1.6MPa， 压力维持时间5 7分钟，然后迅速打开出料阔泄去罐中压力，秸秆从出料口喷出 并爆碎，制得蒸汽爆碎处理的秸秆原料；2. 复合菌系固态发酵a. 固态发酵基质的配制将蒸汽爆碎秸秆加水振摇水洗，过滤后分为水洗 物料和水洗液，将水洗物料晾干，加入重量15~30%的麸皮搅拌均匀，即制成固 态发酵基质；b. 向固态发酵基质中加水，调整固液比为l: 4~6，灭菌后接入固态发酵基 质重量5~7%的绿色木霉种子液，进行固态发酵培养，25 28'C培养2 3天；c. 接入固态发酵基质重量3~6%的褐色球形固氮菌种子液、3 6%的棕色固氮菌种子液、3~5%的解磷巨大芽孢杆菌种子液、3 5%的冻胶样芽孢杆菌种子液、 4~7%的哈茨木霉种子液，25 28'C培养4 6天，固态发酵的同时向灭菌后的水洗 液接入3 5%的野油菜黄单胞菌种子液，25 28。C培养2~3天；3.固态发酵后物料与水洗液发酵产物黄原胶按1: 0.005-0.01进行复配，常 温干燥即得蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备的植生带载体。所述的整株秸秆为农业废弃物玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆或油菜秆。 所述的将蒸汽爆碎秸秆加水振摇水洗，其加水量为20倍物料重量，水洗时 间为1小时。所述的固态发酵后物料与水洗液发酵产物黄原胶按1: 0.005~0.01进行复配是以两者的干重计。所述的水洗液发酵产物黄原胶可起到复合粘结剂和保水剂的作用。 本发明提供的以蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备的植生带载体，有机质含量〉53%，腐殖酸含量〉12%，有效活菌总数〉2亿/克。
具体实施方式
实施例11. 蒸汽爆碎玉米秸秆的制备将整株玉米秸秆粗切至3 5厘米，按秸秆重量1: 1的比例加水浸润15分钟，将浸润后的原料置入汽爆罐中，通入高压蒸汽，将汽爆罐压力控制在1.6MPa， 压力维持时间6分钟，然后迅速打开出料阀泄去罐中压力，秸秆从出料口喷出并 爆碎，制得蒸汽爆碎处理的玉米秸秆；2. 混合菌系固态发酵a. 固态发酵基质的配制将蒸汽爆碎玉米秸秆加水振摇水洗，过滤后分为 水洗物料和水洗液，将水洗物料晾干，加入重量30%的麸皮搅拌均匀，即制成固 态发酵基质；b. 向固态发酵基质中加水，调整固液比为l: 6，灭菌后接入固态发酵基质 重量7%的绿色木霉种子液，进行固态发酵培养，27'C培养2天；c. 接入固态发酵基质重量4%的褐色球形固氮菌种子液、4%的棕色固氮菌 种子液、4%的解磷巨大芽孢杆菌种子液、4%的冻胶样芽孢杆菌种子液、7%的哈 茨木霉种子液，27'C培养6天，固态发酵的同时向灭菌后的水洗液接入5%的野油菜黄单胞菌种子液，27'C培养2天；3.固态发酵后物料与水洗液发酵产物黄原胶按1: 0.008进行复配，常温干燥即得蒸汽爆碎玉米秸秆固态发酵制备的植生带载体。本发明提供的以蒸汽爆碎玉米秸秆制备的植生带载体，有机质含量为56%， 腐殖酸含量为15%，有效活菌总数约为2.41亿/克。实施例21. 蒸汽爆碎水稻秸秆的制备将整株水稻秸秆粗切至3~5厘米，按秸秆重量1: 1的比例加水浸润10分钟， 将浸润后的原料置入汽爆罐中，通入高压蒸汽，将汽爆罐压力控制在1.5MPa， 压力维持时间7分钟，然后迅速打开出料阀泄去罐中压力，秸秆从出料口喷出并爆碎，制得蒸汽爆碎处理的水稻秸秆；2. 混合菌系固态发酵a. 固态发酵基质的配制将蒸汽爆碎水稻秸秆加水振摇水洗，过滤后分为水洗物料和水洗液，将水洗物料晾干，加入重量15%的麸皮搅拌均匀，即制成固 态发酵基质；b. 向固态发酵基质中加水，调整固液比为l: 4，灭菌后接入固态发酵基质 重量5%的绿色木霉种子液，进行固态发酵培养，26"C培养3天；c. 接入固态发酵基质重量6%的褐色球形固氮菌种子液、6%的棕色固氮菌 种子液、3%的解磷巨大芽孢杆菌种子液、3%的冻胶样芽孢杆菌种子液、5%的哈 茨木霉种子液，28'C培养4天，固态发酵的同时向灭菌后的水洗液接入4%的野 油菜黄单胞菌种子液，27'C培养3天；3. 固态发酵后物料与水洗液发酵产物黄原胶按h 0.005进行复配，常温干 燥即得蒸汽爆碎水稻秸秆固态发酵制备的植生带载体。本发明提供的以蒸汽爆碎水稻秸秆制备的植生带载体，有机质含量为54%， 腐殖酸含量为13%，有效活菌总数约为2.26亿/克。实施例31.蒸汽爆碎小麦秸秆的制备将整株小麦秸秆粗切至3~5厘米，按秸秆重量1: 1的比例加水浸润10分钟， 将浸润后的原料置入汽爆罐中，通入高压蒸汽，将汽爆罐压力控制在1.5MPa， 压力维持时间5分钟，然后迅速打开出料阀泄去罐中压力，秸秆从出料口喷出并 爆碎，制得蒸汽爆碎处理的小麦秸秆；2. 混合菌系固态发酵a. 固态发酵基质的配制将蒸汽爆碎小麦秸秆加水振摇水洗，过滤后分为水洗物料和水洗液，将水洗物料晾干，加入重量25%的麸皮搅拌均匀，即制成固 态发酵基质；b. 向固态发酵基质中加水，调整固液比为l: 5，灭菌后接入固态发酵基质重量6%的绿色木霉种子液，进行固态发酵培养，28"C培养2天；c. 接入固态发酵基质重量3%的褐色球形固氮菌种子液、3%的棕色固氮菌 种子液、5%的解磷巨大芽孢杆菌种子液、4%的冻胶样芽孢杆菌种子液、6%的哈 茨木霉种子液，28'C培养5天，固态发酵的同时向灭菌后的水洗液接入3%的野 油菜黄单胞菌种子液，28'C培养3天；3. 固态发酵后物料与水洗液发酵产物黄原胶按l: 0.01进行复配，常温干燥 即得蒸汽爆碎小麦秸秆固态发酵制备的植生带载体。本发明提供的以蒸汽爆碎小麦秸秆制备的植生带载体，有机质含量为58%， 腐殖酸含量为17%，有效活菌总数约为2.39亿/克。实施例41. 蒸汽爆碎油菜秸秆的制备将整株油菜秸秆粗切至3 5厘米，按秸秆重量1: 1的比例加水浸润15分钟， 将浸润后的原料置入汽爆罐中，通入高压蒸汽，将汽爆罐压力控制在1.3MPa， 压力维持时间7分钟，然后迅速打开出料阀泄去罐中压力，秸秆从出料口喷出并 爆碎，制得蒸汽爆碎处理的油菜秸秆；2. 混合菌系固态发酵a.固态发酵基质的配制将蒸汽爆碎油菜秸秆加水振摇水洗，过滤后分为水洗物料和水洗液，将水洗物料晾干，加入重量20%的麸皮搅拌均匀，即制成固 态发酵基质；b. 向固态发酵基质中加水，调整固液比为l: 5，灭菌后接入固态发酵基质 重量7%的绿色木霉种子液，进行固态发酵培养，25'C培养3天；c. 接入固态发酵基质重量5%的褐色球形固氮菌种子液、5%的棕色固氮菌 种子液、5%的解磷巨大芽孢杆菌种子液、5%的冻胶样芽孢杆菌种子液、7%的哈 茨木霉种子液，25"C培养6天，固态发酵的同时向灭菌后的水洗液接入5%的野 油菜黄单胞菌种子液，26"培养3天；3.固态发酵后物料与水洗液发酵产物黄原胶按1: 0.007进行复配，常温干 燥即得蒸汽爆碎油菜秸秆固态发酵制备的植生带载体。本发明提供的以蒸汽爆碎油菜秆制备的植生带载体，有机质含量为54%，腐殖酸 含量为14%，有效活菌总数约为2.55亿/克。
权利要求
1. 一种蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备植生带载体的方法，其步骤如下1)蒸汽爆碎植物秸秆的制备将整株秸秆粗切至3～5厘米，按秸秆重量1∶1的比例加水浸润10～15分钟，将浸润后的原料置于汽爆罐中，通入高压蒸汽，将汽爆罐压力控制在1.3～1.6MPa，压力维持时间5～7分钟，然后迅速打开出料阀泄去罐中压力，秸秆从出料口喷出并爆碎，制得蒸汽爆碎处理的秸秆原料；2)复合菌系固态发酵a.固态发酵基质的配制将蒸汽爆碎秸秆加水振摇水洗，过滤后分为水洗物料和水洗液，将水洗物料晾干，加入重量15～30％的麸皮搅拌均匀，即制成固态发酵基质；b.向固态发酵基质中加水，调整固液比为1∶4～6，灭菌后接入固态发酵基质重量5～7％的绿色木霉种子液，进行固态发酵培养，25～28℃培养2～3天；c.接入固态发酵基质重量3～6％的褐色球形固氮菌种子液、3～6％的棕色固氮菌种子液、3～5％的解磷巨大芽孢杆菌种子液、3～5％的冻胶样芽孢杆菌种子液、4～7％的哈茨木霉种子液，25～28℃培养4～6天，固态发酵的同时向灭菌后的水洗液接入3～5％的野油菜黄单胞菌种子液，25～28℃培养2～3天；3)固态发酵后物料与水洗液发酵产物黄原胶按1∶0.005～0.01进行复配，常温干燥即得蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备的植生带载体。
2、 如权利要求1所述的蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备植生带载体，其特征在 于所述的整株秸秆为农业废弃物玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆或油菜秆。
3、 如权利要求1所述的蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备植生带载体，其特征在 于所述的将蒸汽爆碎秸秆加水振摇水洗，其加水量为20倍物料重量，水洗时 间为1小时。
4、 如权利要求1所述的蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备植生带载体，其特征在 于所述的固态发酵后物料与水洗液发酵产物黄原胶按1: 0.005-0.01进行复配，是以两者的千重计。
5、 如权利要求1所述的蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备植生带载体，其特征在于所述的水洗液发酵产物黄原胶可起到复合粘结剂和保水剂的作用。
全文摘要
本发明涉及的一种以蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备植生带载体的方法首先将秸秆进行切短和蒸汽爆碎处理，制得汽爆处理的秸秆原料；汽爆秸秆水洗后分为水洗物料和水洗液，水洗物料加入营养物用于复合菌系固态发酵，水洗液进行黄原胶发酵；发酵后将固态发酵产物与黄原胶进行复配，干燥后即得蒸汽爆碎秸秆固态发酵制备的植生带载体。通过蒸汽爆碎处理，秸秆的腐殖化程度提高，纤维结晶度降低，吸水性和降解性增加，固态发酵后载体具有生物肥料功效和抗病能力，黄原胶不仅具有强烈的吸水性，还可用于载体与植物种子的粘合及载体成型。本发明基本无须另外添加农药和化肥，可有效降低绿地建设对优良土壤的需求及建设管理成本，对环境绿色环保。
文档编号C02F11/10GK101254999SQ20081010298
公开日2008年9月3日 申请日期2008年3月28日 优先权日2008年3月28日
发明者宋永民, 张建兴, 陈洪章 申请人:中国科学院过程工程研究所