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蔬菜无土栽培基质及其制备方法.pdf

来源：花匠小妙招时间：2025-01-17 18:31

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310097979.8(22)申请日 2023.02.10(71)申请人上海交通大学地址 200240 上海市闵行区东川路800号(72)发明人周培张霞杨夕佳张丹初少华詹学佳王任远李嘉仪(74)专利代理机构上海交达专利事务所 31201专利代理师王毓理王锡麟(51)Int.Cl.A01G 24/22(2018.01)A01G 24/20(2018.01)A01G 24/15(2018.01)A01G 24/28(2018.01)C05F 15/00(2006.01)C05F 17/2。

2、0(2020.01)(54)发明名称蔬菜无土栽培基质及其制备方法(57)摘要一种蔬菜无土栽培基质及其制备方法，通过将餐厨垃圾和园林废弃物粉碎处理后进行高温好氧堆肥并经陈化腐熟处理后，将所得堆肥产物与草炭、蛭石和珍珠岩组成的复合栽培基质按体积比为1060:4090混合均匀，即得蔬菜复合栽培基质。本发明由餐厨垃圾和园林废弃物的混合堆肥产物、草炭、蛭石和珍珠岩制成，添加的餐厨垃圾降解复合菌剂作用全面，升温快，获得的腐熟肥效好，尤其是对生菜等绿叶蔬菜的促生效果显著。权利要求书1页说明书5页附图2页CN 116058251 A2023.05.05CN 116058251 A1.一种蔬菜无土栽培基质的。

3、制备方法，其特征在于，通过将餐厨垃圾和园林废弃物粉碎处理后进行高温好氧堆肥并经陈化腐熟处理后，将所得堆肥产物与草炭、蛭石和珍珠岩组成的复合栽培基质按体积比为1060:4090混合均匀，即得蔬菜复合栽培基质。2.根据权利要求1所述的蔬菜无土栽培基质的制备方法，其特征是，所述的粉碎处理是指：用粉碎机将餐厨垃圾和园林废弃物分别粉碎成12cm和15mm的粒径。3.根据权利要求1所述的蔬菜无土栽培基质的制备方法，其特征是，所述的高温好氧堆肥是指：将粉碎处理后的餐厨垃圾与园林废弃物按重量比4:1混合均匀，调节初始碳氮比为2530:1；添加1自制的餐厨垃圾降解复合菌剂，将混合物堆置在好氧堆肥反应器中进行强制。

4、通风好氧堆肥，控制通风速率200300L/H，通风方式为间歇式通风，即每通风1015分钟，间歇4550分钟，堆肥过程中的含水率控制在60至70，每24h进行一次翻堆，整个堆肥过程持续28天，其中有超过10天的嗜热期以完全杀死杂草种子和有害病菌。4.根据权利要求3所述的蔬菜无土栽培基质的制备方法，其特征是，所述的餐厨垃圾降解复合菌剂，包括作为载体的麦麸和复合芽孢杆菌，其中：枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)、地衣芽孢杆菌I(Bacillus licheniformis I)、地衣芽。

5、孢杆菌II(Bacilluslicheniformis II)；该餐厨垃圾降解复合菌剂通过分别在相应培养基中接种不同菌种，于30、180rpm恒温摇床中培养24h，活菌数达到108cfu/mL；将不同的菌液按体积比为1:1:1:1吸附到载体上，活菌数达到108cfu/g，即制得复合菌剂。5.根据权利要求1所述的蔬菜无土栽培基质的制备方法，其特征是，所述的陈化腐熟处理是指：转移至大棚或室内进行陈化3周以上，定期进行翻抛腐熟。6.根据权利要求1所述的蔬菜无土栽培基质的制备方法，其特征是，所述的堆肥产物与复合栽培基质混合的比例为40：60；所述的复合栽培基质中草炭、蛭石与珍珠岩的体积比为3:2:2。。

6、7.一种根据权利要求16中任一所述方法制备得到的蔬菜无土栽培基质，其特征在于，其pH值为6.07.5，EC值为0.22.5dS/m，有机质含量为5080，总孔隙度为7085。权利要求书1/1 页2CN 116058251 A2蔬菜无土栽培基质及其制备方法技术领域0001本发明涉及的是一种蔬菜种植领域的技术，具体是一种利用餐厨垃圾、园林废弃物堆肥生产的蔬菜无土栽培基质及其制备方法。背景技术0002基质栽培是现代设施农业发展的重要趋势。草炭被公认为是最理想的栽培基质原材料，草炭结构性质十分稳定，具有非常丰富的营养元素，通气性和持水性良好，且无病菌以及虫卵。草炭来源于沼泽湿地，由沼泽中的动植物在无氧。

7、环境中分解不充分形成的，大多分布于北方纬度较高的地区。由于草炭形成缓慢再加上无限制的大量开采，草炭资源愈发紧张。而且草炭地汇集大气二氧化碳中的碳，对于全球气候变化放缓以及降低温室气体产生起到极其重要的作用。除此之外，草炭沼泽也是生态湿地系统的重要组成部分，草炭的大量开采会对生态环境造成不可逆转的破坏，甚至导致生态系统的崩溃。随着国内外对生态环境问题愈发重视，国际上很多国家都出台一系列法律法规限制草炭的开采。为减少花卉等栽培植物对草炭的依赖，国内外众多学者都在寻找草炭的替代品用于生产栽培基质。发明内容0003本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种蔬菜无土栽培基质及其制备方法，由餐厨垃圾、园林。

8、废弃物、草炭、蛭石和珍珠岩制成，作用全面，升温快，腐熟肥效好，尤其是对生菜等绿叶蔬菜的促生效果显著。0004本发明是通过以下技术方案实现的：0005本发明涉及一种蔬菜无土栽培基质的制备方法，通过将餐厨垃圾和园林废弃物粉碎处理后进行高温好氧堆肥并经陈化腐熟处理后，将所得堆肥产物与草炭、蛭石和珍珠岩组成的复合栽培基质按体积比为1060:4090混合均匀，即得蔬菜复合栽培基质。0006所述的粉碎处理是指：用粉碎机将餐厨垃圾和园林废弃物分别粉碎成12cm和15mm的粒径。0007所述的高温好氧堆肥是指：将粉碎处理后的餐厨垃圾与园林废弃物按重量比4:1混合均匀，调节初始碳氮比为2530:1；添加1自制的。

9、餐厨垃圾降解复合菌剂，将混合物堆置在好氧堆肥反应器中进行强制通风好氧堆肥，控制通风速率200300L/H，通风方式为间歇式通风，即每通风1015分钟，间歇4550分钟，堆肥过程中的含水率控制在60至70，每24h进行一次翻堆，整个堆肥过程持续28天，其中有超过10天的嗜热期(5060)，完全杀死杂草种子和有害病菌。0008所述的餐厨垃圾降解复合菌剂，包括作为载体的麦麸和复合芽孢杆菌，其中：复合芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)、地衣芽孢杆菌I(Bacilluslicheniformis I)、地衣芽孢杆菌II(Bac。

10、illus licheniformis II)，发酵添加的菌种均为抗逆性能力较强的微生物，在常温条件下具有较长的活性周期，为连续发酵的开展提供重要的理论基础；采用可明显缩短餐厨垃圾降解发酵周期，制备的说明书1/5 页3CN 116058251 A3有机肥对植物具有显著促生作用。0009所述的含水率，通过在堆肥过程中根据物料干燥情况添加自来水进行调节，使物料含水率维持在60至70。0010所述的碳氮比，通过调节园林废弃物添加比例的方法使所述的混合物的碳氮质量比为2530，通常碳氮质量比调好后，所述的混合物中餐厨垃圾与园林废弃物的重量比为2.54.5:1，优选为4:1。0011所述的陈化腐熟处理是。

11、指：转移至大棚或室内进行陈化3周以上，定期进行翻抛腐熟。0012所述的堆肥产物与复合栽培基质混合的最佳比例为40：60。0013所述的复合栽培基质中草炭、蛭石与珍珠岩的体积比为3:2:2。0014本发明涉及上述餐厨垃圾降解复合菌剂的制备方法，具体为：分别在相应培养基中接种不同菌种，于30、180rpm恒温摇床中培养24h，活菌数达到108cfu/mL；将不同的菌液按体积比为1:1:1:1吸附到载体上，活菌数达到108cfu/g，即制得复合菌剂。0015本发明涉及上述方法制备得到的蔬菜无土栽培基质，其pH值为6.07.5，EC值为0.22.5dS/m，有机质含量为5080，总孔隙度为7085。技。

12、术效果0016本发明采用的复合芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)、地衣芽孢杆菌I(Bacillus licheniformis I)、地衣芽孢杆菌II(Bacillus licheniformis II)，在常温条件下具有较长的活性周期；采用可明显缩短餐厨垃圾降解发酵周期，制备的有机肥肥效好，尤其是对生菜等绿叶蔬菜的促生效果显著。与现有技术相比，本发明将餐厨垃圾和园林废弃物经过高温好氧堆肥制得的堆肥产物用于制备蔬菜植物的栽培基质，克服餐厨垃圾处理困难，造成环境破坏的现状，增加废弃物的附加价值，打通餐厨垃圾废弃物终端。

13、处理的最后一公里，形成环保且可持续发展的餐厨垃圾处理闭环。本发明的无土栽培基质解决植物栽培过程中基质过度依赖于草炭、基质生产成本居高不下的难题和草炭资源日益枯竭的困境。本发明制备堆肥产物的过程中，混合园林废弃物能够有效改善物料性质，减少污染气体排放的同时提高有机肥的品质，且餐厨垃圾和园林废弃物均主要来源于城市，二者进行联合堆肥能够有效减少因运输产生的成本问题。本发明的无土栽培基质理化性质稳定，酸碱度适中(pH值为6.07.5)，EC值为0.22.5dS/m，有机质含量为5080，容重为0.20.3g/cm3，通气孔隙度为1030，总孔隙度为7085，制备的栽培基质疏松，通透性好，通气性能优良，。

14、理化性能指标符合蔬菜适宜生长的要求，适合用于植物的栽培。本发明制备的无土栽培基质对植物生长的促进作用显著，植株高，根系发达，植株生物量积累高。本发明方法制备的栽培基质达到甚至优于草炭基质品质，因此可以替代草炭基质，大大降低栽培基质的成本。本发明的制备方法工艺简单，可操作性强，产品质量可控，应用前景良好，制备的无土栽培基质的理化性能指标接近甚至优于草炭基质，满足无土栽培基质的要求，同时降低无土栽培基质的成本。附图说明0017图1为实施例2不同类型栽培基质对比试验中生菜植株的生长情况示意图；0018图2为实施例2不同类型栽培基质对比试验中生菜植株的平均茎长示意图；说明书2/5 页4CN 11605。

15、8251 A40019图3为实施例2不同类型栽培基质对比试验中生菜植株的平均根长示意图；0020图4为实施例2不同类型栽培基质对比试验中生菜植株的平均地上部鲜重示意图；0021图5为实施例2不同类型栽培基质对比试验中生菜植株的平均叶绿素含量示意图；0022图6为实施例2不同类型栽培基质对比试验中生菜植株的平均叶面积示意图。具体实施方式实施例10023蔬菜无土栽培基质的制备0024先用粉碎机将餐厨垃圾和园林废弃物分别粉碎成12cm和15mm的粒径，分别测试分析餐厨垃圾和园林废弃物的pH、有机质含量和总氮含量等基本理化性质，将餐厨垃圾(60kg)、园林废弃物(15kg)混合均匀，调节含水率约65，。

16、碳氮比为25，进行高温好氧堆肥；0025在高温好氧堆肥反应器中进行堆肥，堆体大小为60L，强制通风供氧，控制通风速率200300L/H，通风方式为间歇式通风，即每通风1015分钟，间歇4550分钟，堆肥过程中的含水率控制在60至70，每24h进行一次翻堆，整个堆肥过程持续28天，堆肥反应器内温度最高可达65以上，并且连续10天堆体温度超过50，完全杀死杂草种子和有害病菌，堆肥过程结束后即得稳定的堆肥产物；将所得堆肥产物与复合栽培基质(草炭：蛭石：珍珠岩3:2:2(v/v/v)按体积比为1060:4090混合均匀。0026经测定，所得餐厨垃圾和园林废弃物堆肥产物(KWC)与草炭的理化性质如下表所。

17、示：0027表1KWC和草炭的理化性质及成本实施例2说明书3/5 页5CN 116058251 A50028蔬菜无土栽培基质的对比试验0029将实施例1制得的堆肥产物与有机无机复合栽培基质(草炭：蛭石：珍珠岩3:2:2(v/v/v)按体积比混合均匀，形成4种栽培基质，具体配比如下表：0030表2不同类型栽培基质对比试验处理名称基质材料配方比例(体积比)浇灌方式CK复合栽培基质纯复合栽培基质纯水A20堆肥产物KWC+复合栽培基质20:80纯水A40堆肥产物KWC+复合栽培基质40:60纯水A60堆肥产物KWC+复合栽培基质60:40纯水0031将4种基质分别放于口径18cm的花盆中，每盆称量1.。

18、5kg基质，取长势一致的生菜幼苗种植在4种含不同比例KWC基质的花盆中。试验遵循单因素随机分组原则，每个处理组分别设置5个重复，每个花盆种植1株生菜幼苗，共计20盆。所有花盆均随机摆放在平均温度1828的温室中，同时保持环境相对湿度在7080，每隔2天用超纯水浇灌一次。观察42d培养期内不同配比基质对植株生长的影响。0032生长42d后，将生菜从盆栽基质中小心地移除，用超纯水冲洗植株的地上部分，保留完整的根系，用刷子收集附着在根表面12mm的栽培基质，并过2mm筛，即为植物根际土壤样品。将收集到的植株和根际基质样品冻存于80冰箱，用于后续试验分析。0033种植试验结果显示，栽培基质为堆肥产物K。

19、WC：复合栽培基质4:1的各个物理指标均优于其余3种基质。生菜的长势、茎长、根长、地上部鲜重、SPAD和叶面积见图(a)(f)。见各新型栽培基质理化指标具体见表3和表4。0034表3不同栽培基质主要物理指标处理名称容重(g/cm3)通气孔隙度()持水孔隙度()总孔隙度()CK0.3311.1869.4580.631.79A200.3129.5655.0584.620.59A400.2329.7452.8284.201.28A600.2338.4949.2284.721.050035表4不同栽培基质主要化学指标0036与现有技术相比，本发明采用自制餐厨垃圾降解复合菌剂进行高温好氧堆肥后获得的堆肥。

20、产物具有显著促生作用，发酵添加的菌种均为抗逆性能力较强的微生物，在常温条件下具有较长的活性周期，作用全面，升温快。因此，本发明能够最大程度的提高有机肥说明书4/5 页6CN 116058251 A6的生产效率和品质，缩减成本，为餐厨垃圾生物有机肥的终端应用奠定基础。本发明将常见的餐厨垃圾和园林废弃物应用于蔬菜无土栽培基质中，有利于减少环境污染，增加非耕地的农业利用价值，提高自然资源的综合利用水平，促进废弃物资源化处理及循环利用以及自然环境的保护。0037上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。说明书5/5 页7CN 116058251 A7图1图2图3说明书附图1/2 页8CN 116058251 A8图4图5图6说明书附图2/2 页9CN 116058251 A9。