一种用于大蒜的有机培土基质及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及农业环保领域， 具体涉及一种用于大蒜的有机培土基质及其制备方法。 背景技术
目前， 我国耕地的化肥施用量呈增加趋势。 存在经济作物施肥过量， 养分利用率低 的问题， 其中一个重要的原因就是土壤的 C/N 比失调。农田土壤碳氮含量、 比例和存在形态 是影响土壤养分生态调节功能和肥力水平的主要因素之一。近年来， 在局部区域大蒜成为 农民种植的主要经济作物之一， 大蒜的根系分布浅， 根毛少， 吸肥能力弱， 对肥料的数量和 质量要求比较高。由于农民注重大蒜经济效益较， 施肥主要以氮肥 （尿素为主） ， 目前的施肥 普遍存在的问题是使得土壤的 C/N 比失调， 农田土壤碳氮含量没有得到有效控制， 加之施 肥不当， 致使大蒜的抗逆性能逐步降低、 氮吸收利用率低、 氮流失风险加大。
经研究表明， 通过增加有机质能够提高土壤养分利用率， 因此通过增加有机质能 够使大蒜增产增值。有机培肥基质是一种以农林废弃物为主要原料、 辅以养殖粪便加工制 作而成的新型基质产品。用于大蒜的有机培土基质以缓解有机质为主， 通过强化土壤生物 代谢强度、 土壤中氮素形态的转变提高土壤的肥力水平， 在保证作物产量前提下可减少农 田氮流失量。
农业废弃物 （agricultural residue） 是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机 类物质， 主要包括 ： 农林种植生产过程中产生的植物残余类废弃物 ； 养殖业生产过程中产 生的动物类残余废弃物 ； 农产品加工过程中产生的加工类残余废弃物， 它们含有丰富的有 机质和一定的氮、 磷、 钾等作物养分， 在农田生态系统中还起着重要的调节作用， 具有很高 的循环利用价值。 据调查， 2006 年中国作物秸秆资源数量超过 7.6 亿吨， 其中， 作物秸秆氮、 磷 （P2O5） 、 钾 （K2O） 养分资源数量分别达到 776 万吨、 249 万吨、 1342 万吨。从作物秸秆利用 方向来看， 作物秸秆还田、 秸秆饲用、 秸秆燃烧以及其他用途所占比例分别为 24.3%、 29.9%、 35.3% 和 10.5%。秸秆还田比例仍然有很大的提升空间。另外， 随着各地养殖业的大力发 展， 养殖户对动物的粪便随意堆放的比例很大， 而将动物粪便用于还田的时间控制不合理， 使得动物粪便的养分损失严重， 且极易造成水体以及地下水污染。
因此， 研究利用农业废弃物以及动物粪便制备一种用于大蒜的有效的有机培肥基 质有着重要的意义。 发明内容 根据上述存在的问题或不足， 本发明的目的在于， 提供一种用于大蒜的有机培土 基质及其制备方法， 本发明将农业秸秆压榨后， 与腐熟动物粪便配比， 经过 “高温干发酵 法” ， 得到本发明的具有高 C/N 比有机培肥基质。本发明的用于大蒜的有机培土基质原料来 源丰富， 生产工艺简单， 产品外观好、 农业废弃物利用率高， 产品使用方便， 用于大蒜田后效 果显著， 并且对目前减少土壤氮素流失， 延缓土壤氮素释放， 以及环境方面有着很重要的作
用。 为了达到以上目的， 本发明采用如下的技术解决方案 ： 一种用于大蒜的有机培土基质， 该用于大蒜的有机培土基质含水量为 18%， C/N 为 30-40， 包含的主要养分为 ： 易腐解有机质 < 5% ； N+P2O5 +K2O 的总养分含量 < 5% ； 缓解有机 质 > 40%， 制得的用于大蒜的有机培土基质由以下原料及其重量百分比组成 ： 禽畜粪便及 有机生物残体 ： 35-85% ； 农业或林业鲜秸秆 ： 15-65%。
所述的原料中农业或林业鲜秸秆的 C/N > 40%。
所述的原料中禽畜粪便及有机生物残体的 C/N < 30%。
上述用于大蒜的培土基质的制备方法， 包括如下步骤 ： ①用扎割机将鲜秸秆切成 10cm 然后进行压榨， 将鲜秸秆的水分降低到 30% 以下， 使鲜 秸秆脱水、 脱小分子碳 ； ②用禽畜粪肥及有机生物残体与压榨后的鲜秸秆混合成为发酵原料， 从而调节压榨后 的鲜秸秆的 C/N ； ③将发酵原料采用 “厌氧高温发酵” 进行腐解， 厌氧高温发酵的发酵时间为 10 天， 温度 上升到 60 ～ 70℃即止， 从而去除发酵原料中的易腐解有机质， 使有机培肥基质中易腐解有 机质含量小于 5% ； ④将腐解好的发酵原料进行冷却、 干燥、 粉碎、 过筛， 最后包装得有机培肥基质， 颗粒长 度为 0.5 ～ 1cm。
所述的脱水、 脱小分子碳， 是指通过压榨鲜秸秆， 将鲜秸秆中单糖、 多糖等小分子 去除， 实现碳源过滤。
所述调节压榨后的鲜秸秆的 C/N 是用禽畜粪便及有机生物残体来调节。
所述厌氧高温发酵后培肥基质处于半发酵状态。
本发明的用于大蒜的有机培土基质有利于培肥土壤， 提高土壤有机质含量， 发展 生态农业， 环保农业， 保护土壤资源， 提高了农业废弃物及牲畜粪便的利用率， 可在农业上 大量推广应用。
附图说明
图 1 本发明的用于大蒜的有机培土基质的制备方法的工艺流程图。 以下结合附图与实施例对本发明作进一步的详细说明。具体实施方式
一种用于大蒜的有机培土基质， 其特征在于， 该用于大蒜的有机培土基质含水量 为 18%， C/N 为 30-40， 包含的主要养分为 ： 易腐解有机质 < 5% ； N+P2O5 +K2O 的总养分含量 < 5% ； 缓解有机质 > 40%， 制得的用于大蒜的有机培土基质由以下原料及其重量百分比组成 ： 禽畜粪便及有机生物残体 ： 35-85%， 禽畜粪便及有机生物残体的 C/N < 30% ； 农业或林业鲜 秸秆 ： 15-65%， 农业或林业鲜秸秆的 C/N > 40%。
上述用于大蒜的有机培土基质的制备方法， 包括如下步骤 ： ①对鲜秸秆进行压榨， 使鲜秸秆脱水、 脱小分子碳 ； 用扎割机将鲜秸秆切成 10cm 然后 进行压榨， 将鲜秸秆的水分降低到 30% 以下 ； 所述的脱水、 脱小分子碳， 是指通过压榨鲜秸秆， 将鲜秸秆中单糖、 多糖等小分子去除， 实现碳源过滤。
②用禽畜粪肥及有机生物残体与压榨后的鲜秸秆混合成为发酵原料， 从而调节压 榨后的鲜秸秆的 C/N ； 所述调节压榨后的鲜秸秆的 C/N 是用禽畜粪便及有机生物残体来调 节。
③将发酵原料采用 “厌氧高温发酵” 进行腐解， 厌氧高温发酵的发酵时间为 10 天， 温度上升到 60 ～ 70℃即止， 从而去除发酵原料中的易腐解有机质， 使有机培肥基质中易腐 解有机质含量小于 5% ； 所述厌氧高温发酵后培肥基质处于半发酵状态。
④将腐解好的发酵原料进行冷却、 干燥、 粉碎、 过筛， 最后包装得有机培肥基质， 颗 粒长度为 0.5 ～ 1cm。
本发明的用于大蒜的有机培土基质与传统有机肥相比， 具体区别如下 ： 1、 含有的有机质成分不同 本发明的用于大蒜的有机培土基质与传统有机肥的有机质成分比较如表 1 ： 表1 传统有机肥与培土有机质培土基质指标由表 1 所示， 传统有机肥的有机质以难解有机质为主， 传统有机肥在发酵 （厌氧高温发 酵、 兼痒发酵、 简单堆肥） 过程中， 将易腐解有机质和缓解有机质完全分解至稳定状态。
而本发明的用于大蒜的有机培土基质中的有机质以缓解有机质为主， 用于大蒜的 有机培土基质在厌氧高温发酵过程中， 通过控制发酵时间和发酵温度 (60-70℃ )， 使得有 机质处于半发酵状态。
2、 施用的目的不同 传统有机肥是为作物提供营养物质为目的， 在发酵过程中， 传统有机肥的易解有机质 和缓解有机质中的养分完全释放， 使得养分充分供应给作物。 而本发明的用于大蒜的有机培土基质以激发土壤中微生物活性， 把土壤无机氮转 化成有机氮固持为目的， 其有机质主要以缓解有机质为主， 当施入土壤后激发土壤生物的活 性， 达到无机氮和有机氮转化固持并缓慢释放， 达到提升土壤质量、 减少氮流失量的目的。
3、 加工工艺条件不同 与传统有机肥生产工艺相比， 本发明的加工工艺中多了压榨鲜秸秆的脱小分子碳过 程， 高温厌氧发酵在 10 天内把发酵原料中的易腐解有机质充分分解， 而缓解有机质基本没 有分解， 最终保证用于大蒜的有机培土基质中的有机质处于半发酵状态。
实施例 1 ： 玉米秸秆和牛粪为主要原料的用于大蒜的有机培土基质 牛粪 80% 玉米秸秆 20% 用于大蒜的有机培土基质的制备过程如下 ：
对鲜秸秆进行压榨使之脱水、 脱小分子碳， 使得其有机质主要以缓解有机质为主 ； 用禽 畜粪肥及有机生物残体与压榨后的鲜秸秆混合成为发酵原料， 从而调节压榨后的鲜秸秆的 C/N ； 保证发酵后有机培肥基质的 C/N 为 30 ～ 40 ； 将发酵原料采用 “厌氧高温发酵” 进行腐 解， 从而去除发酵原料中的易腐解有机质， 使得用于大蒜的有机培土基质中易腐解有机质 含量小于 5% ； 厌氧高温发酵的发酵时间在 10 天， 温度上升到 60 ～ 70oC 即止。厌氧高温发 酵后培土基质处于半发酵状态 ； 将腐解完全的发酵原料进行冷却、 干燥、 粉碎、 过筛， 最后包 装得用于大蒜的有机培土基质， 颗粒长度为 0.5 ～ 1cm。
运用本实施例制备的用于大蒜的有机培土基质， 在云南大理州洱海流域进行了大 蒜田间试验。处理设置为 ： 空白 - 不施任何肥料 ； 习惯 - 农民习惯施肥， 农民自产有机肥 0.6t/ 亩、 化肥氮 （N） 45kg/ 亩、 化肥磷 (P2O5)12kg/ 亩、 化肥钾 （K2O） 25kg/ 亩 ； 有机培肥基 质 - 施用该基质 0.6t/ 亩， 将基质均匀覆盖在大蒜种子上后覆土、 化肥氮 （N） 25kg/ 亩、 化肥 磷 (P2O5)12kg/ 亩、 化肥钾 （K2O） 25kg/ 亩。
试验结果见表 2、 表 3， 由于大蒜种子存在低温冷藏数周使丫蒜诱变成独蒜的过 程， 其诱变率不稳定， 因此在这里用经济效益来核算其效果。 （1） 产值方面 ： 空白处理 10.95 万元 /ha、 习惯处理 13.86 万元 /ha、 基质处理 14.64 万元 /ha。基质处理较空白经济效益提 高 33.8%， 较习惯施肥经济效益提高 5.63%。 （2） 环境方面 ： 在大蒜采收后， 空白、 习惯和基 -1 -1 质三个处理耕作层 （0-30cm） 土壤无机氮含量分别 13.73mg.kg 、 103.3mg.kg 和 30.7mg. kg-1， 施用该基质以习惯施肥相比可减少氮流失风险 272kg.ha-1。
实施例 2 ： 玉米秸秆和鸡粪为主要原料的有机培肥基质 本实施例按照以下原料配制 ： 鸡粪 40% 玉米秸秆 60% 制备方法同实施例 1， 田间试验同样能够对大蒜有很好的增产作用。
在云南大理州洱海流域进行了大蒜田间试验。 处理设置为 ： 空白 - 不施任何肥料 ； 习惯 - 农民习惯施肥， 农民自产有机肥 0.6t/ 亩、 化肥氮 （N） 45kg/ 亩、 化肥磷 (P2O5)12kg/ 亩、 化肥钾 （K2O） 25kg/ 亩 ； 有机培肥基质 - 施用该基质 0.6t/ 亩， 将基质均匀覆盖在大蒜种 子上后覆土、 化肥氮 （N） 25kg/ 亩、 化肥磷 (P2O5)12kg/ 亩、 化肥钾 （K2O） 25kg/ 亩。
试验结果见表 2、 表 3， 由于大蒜种子存在低温冷藏数周使丫蒜诱变成独蒜的过 程， 其诱变率不稳定， 所以在这里用经济效益来核算其效果。 （1） 产值方面 ： 空白处理 10.95 万元 /ha、 习惯处理 13.86 万元 /ha、 基质处理 14.64 万元 /ha。基质处理较空白经济效益提 高 33.8%， 较习惯施肥经济效益提高 5.63%。 （2） 环境方面 ： 在大蒜采收后， 空白、 习惯和基 -1 -1 质三个处理耕作层 （0-30cm） 土壤无机氮含量分别为 13.73mg.kg 、 103.3mg.kg 和 28.7mg. -1 -1 kg ， 施用该基质以习惯施肥相比可减少氮流失风险 279kg.ha 。
实施例 3 ： 玉米秸秆和猪粪为主要原料的有机培肥基质 猪粪 50% 玉米秸秆 50% 制备方法同实施例 1， 田间试验同样能够对大蒜有很好的增产作用。
在云南大理州洱海流域进行了大蒜田间试验。 处理设置为 ： 空白 - 不施任何肥料 ； 习惯 - 农民习惯施肥， 农民自产有机肥 0.6t/ 亩、 化肥氮 （N） 45kg/ 亩、 化肥磷 (P2O5)12kg/亩、 化肥钾 （K2O） 25kg/ 亩 ； 有机培肥基质 - 施用该基质 0.6t/ 亩， 将基质均匀覆盖在大蒜种 子上后覆土、 化肥氮 （N） 25kg/ 亩、 化肥磷 (P2O5)12kg/ 亩、 化肥钾 （K2O） 25kg/ 亩。
试验结果见表 2、 表 3， 由于大蒜种子存在低温冷藏数周使丫蒜诱变成独蒜的过 程， 其诱变率不稳定， 所以在这里用经济效益来核算其效果。 （1） 产值方面 ： 空白处理 10.95 万元 /ha、 习惯处理 13.86 万元 /ha、 基质处理 15.34 万元 /ha。基质处理较空白经济效益提 高 33.8%， 较习惯施肥经济效益提高 10.64%。 （2） 环境方面 ： 在大蒜采收后， 空白、 习惯和基 -1 -1 质三个处理耕作层 （0-30cm） 土壤无机氮含量分别为 13.73mg.kg 、 103.3mg.kg 和 33.9mg. -1 -1 kg ， 施用该基质以习惯施肥相比可减少氮流失风险 260kg.ha 。
表 2 不同配方大蒜经济效益比较表3不同配方的用于大蒜的有机培土基质对耕作层土壤 （0-30cm） 氮流失风险比较本发明不限于以上几个实施例， 本发明的原料配比可以根据所在地区土壤现状进行调 整， 均可达到满意效果。