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    一种 有机 栽培 介质 及其 应用 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201010150971.6

    申请日:

    2010.04.19

    公开号:

    CN102217469A

    公开日:

    2011.10.19

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):A01G 1/00申请公布日:20111019|||实质审查的生效IPC(主分类):A01G 1/00申请日:20100419|||公开
    IPC分类号: A01G1/00; C05G3/04 主分类号: A01G1/00
    申请人: 陆振冈; 曹建华
    发明人: 陆振冈; 曹建华
    地址: 中国台湾台北县
    优先权:
    专利代理机构: 北京科龙寰宇知识产权代理有限责任公司 11139 代理人: 孙皓晨
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201010150971.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2013.10.16|||2011.11.30|||2011.10.19

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种有机栽培介质及其应用方法,该有机栽培介质是由包含有机废弃物(包括秸秆、畜禽粪便、有机垃圾)、污泥土壤(城市污泥、河川湖泊底泥)及复合土壤微生物制剂的混合物发酵而成,该有机栽培介质可应用于植物与农作物的栽植,并根据植物与农作物的营养需求特点,可按比例与微量元素、保水剂和促根剂混合配制后,与一般土壤混合形成有机土壤,再放置于人工防渗漏栽培槽体或特定容器栽培系统中,进行农作物、蔬果、花卉或中草药植物等的栽培。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种有机栽培介质,其特征在于,包括:
    有机肥料主要基质,其是一种或多种有机原料,而该有机原料包含有机废弃物、污泥土壤;
    有机肥料辅助基质,其是配合有机肥料主要基质进行使用,所述有机肥料辅助基质选自木屑、骨粉、草木灰;
    复合土壤微生物制剂,其由土壤微生物菌群组成,并具有强效分解蛋白质、糖类、生产抗氧化物质与抗菌物质以及生产植物疫苗、固氮、溶磷、解钾的能力;
    该有机栽培介质的制备是:混合有机肥料主要基质、有机肥料辅助基质及复合土壤微生物制剂,再经由发酵、酵素分解及沼气化的模式进行无害化发酵处理后而形成,而该有机栽培介质是按比例与微量元素、保水剂与促根剂混合配制后,与一般土壤混合形成有机土壤。

    2.  如权利要求1所述的有机栽培介质,其特征在于,该有机废弃物选自秸秆、畜禽粪便或有机垃圾。

    3.  如权利要求2所述的有机栽培介质,其特征在于,该秸秆包含稻草、玉米、小麦、油料、花生、青稞以及各种草本植物,而该秸秆使用前必须先经过粉碎、浇水后,再添加生物腐熟剂使秸秆迅速腐熟,所述秸秆经发酵与无害化处理后,即可使用。

    4.  如权利要求2所述的有机栽培介质,其特征在于,该畜禽粪便包含动物粪便,所述动物粪便包括牛粪、猪粪、鸡粪,该畜禽粪便使用前必须单独腐熟处理,而动物粪便以腐熟有机肥与适量土壤混合堆肥经发酵无害化处理,堆好后覆膜保温保湿,堆放腐熟后晾干粉碎即可使用。

    5.  如权利要求2所述的有机栽培介质,其特征在于,该有机垃圾包含厨余、动物粪尿、茶叶渣、咖啡渣、各类有机污泥、市场肉品类有机垃圾,该有机垃圾使用前必须先混合发酵菌种及碳铵,并进行物料自然发酵,待发酵腐熟完成,并风干过筛后即可使用。

    6.  如权利要求1所述的有机栽培介质,其特征在于,该有机栽培介质是按比例与微量元素、保水剂与促根剂混合配制,该有机栽培介质、微量元素、保水剂或是促根剂所占全部混合配制的比例可为0.001~100%,视作物情况而定。

    7.  如权利要求1所述的有机栽培介质,其特征在于,该有机栽培介质是按比例与微量元素、保水剂与促根剂混合配制后,与一般土壤混合形成有机土壤,其中混合配制后的有机栽培介质或是一般土壤的混合使用比例占全部混合配制的0.001~100%,视作物情况而定。

    8.  如权利要求1所述的有机栽培介质,其特征在于,该污泥土壤选自城市或工业污泥、河川湖泊底土或废土,而该污泥土壤使用前必须搭配其它资材,即在经过污泥堆肥化后使其物理、化学及生物性质均趋于稳定,并降解有机污染物后,即可使用。

    9.  如权利要求8所述的有机栽培介质,其特征在于,该污泥堆肥必须使用分散剂,以增加其结构强度,提高其空隙率。

    10.  如权利要求8所述的有机栽培介质,其特征在于,该污泥堆肥可选择应用的辅料有膨胀剂、水分调节剂、营养调节剂、高温好氧堆肥或重金属钝化剂。

    11.  如权利要求10所述的有机栽培介质,其特征在于,该重金属钝化剂加入该有机土壤中,可减少作物对重金属离子的吸收,而该重金属钝化剂选自粉煤灰、磷矿粉、锻石、沸石或草炭。

    12.  如权利要求1所述的有机栽培介质,其特征在于,该土壤微生物菌群可将有机废弃物、污泥土壤中不稳定的有机组成分加以分解。

    13.  如权利要求12所述的有机栽培介质,其特征在于,该土壤微生物菌群包括乳酸菌、光合菌、酵母菌、放线菌、丝状真菌、醋酸杆菌、枯草芽胞菌、木霉菌菌群,并将各种菌群进行混合共生培养,形成复合的微生物菌群。

    14.  一种有机栽培介质应用方法,其特征在于,该有机栽培介质可应用于植物与农作物的栽植,并根据植物与农作物的营养需求特点,按比例与微量元素、保水剂与促根剂混合配制后,与一般土壤混合形成有机土壤,放置于设施栽培系统中,进行农作物、蔬果、花卉或中草药植物的栽培。

    15.  如权利要求14所述的应用方法,其特征在于,该设施栽培系统可选择植栽用方盆、盆栽用花盆、花园、菜园、温室栽培槽、塑料大棚栽培槽、人工防渗漏栽培槽体或特定容器。

    16.  如权利要求15所述的应用方法,其特征在于,在该植栽用方盆中混合有机栽培介质和一般土壤,形成有机土壤后,直接用于植物栽培。

    17.  如权利要求15所述的应用方法,其特征在于,该盆栽用花盆中进行混合有机栽培介质与一般土壤,形成有机土壤后,再将植物直接种植于花盆内即可。

    18.  如权利要求15所述的应用方法,其特征在于,该花园、菜园中先在植物与植物间挖一条沟渠,并混合有机栽培介质和挖出土壤,形成有机土壤后,再将混合后的土壤覆盖回去即可。

    19.  如权利要求15所述的应用方法,其特征在于,该温室栽培槽、塑料大棚栽培槽、人工防渗漏栽培槽体,必须先采用地下挖沟,再铺上塑料膜的方法形成栽培槽,也可替代使用砖槽或其它材料的栽培槽,并铺上塑料布,以防水肥渗漏及经土壤传播病原菌。

    20.  如权利要求14所述的应用方法,其特征在于,该有机栽培介质可分解释放出二氧化碳,并产生热量,因此与一般土壤混合使用后,可提高光合作用效率,并可以提高设施栽培系统中环境温度。

    21.  如权利要求14所述的应用方法,其特征在于,该有机栽培介质与一般土壤混合使用后,可增加植物免疫刺激物、生物防治效应,可减少发病率,以降低农药使用量。

    22.  如权利要求14所述的应用方法,其特征在于,该保水剂可供种子和植物根部缓慢吸收水分,本身也可以反复释放和吸收水分,保水剂还可以提高土壤的透气性,改善土壤结构和抗板结,并有一定的保温效果。

    说明书

    说明书一种有机栽培介质及其应用方法
    技术领域
    本发明涉及一种有机栽培介质及其应用方法,特别是指一种适用于植栽的有机栽培介质,而该有机栽培介质是以一种复合土壤微生物制剂组合经发酵作用分解农业废弃物和废弃污泥中有机物,并再与一般土壤按比例混合作为农作物栽培系统中的有机土壤。
    背景技术
    由于目前非常重视绿化与环保,故对于处理农业废弃物、废弃污泥及有机垃圾的问题是越来越重视,而目前常见的有机废弃物、有机废料及其处理方法为:
    1、秸秆
    根据统计,全世界每年约有纤维素资源1000亿吨,中国约有50亿吨,其中农作物秸秆(表秸、稻草、玉米秸等)就达6亿吨左右;这些农作物秸秆能用于青贮饲料的是少数,其它20%在田里被就地焚烧,秸秆焚烧不仅造成资源的浪费,而且造成环境污染。此外,每年农村还生产大量的其它农产废弃物如菜秧、杂草和树叶等,此外还有菇渣、锯末、煤灰、骨粉、稻壳、蔗渣等。在农村这些原料相当的多,过去大多都被当作柴火烧掉或丢弃。不但利用率低,而且污染空气、水源等;
    而目前秸秆的再利用大多以肥料(包括直接还田),占秸秆资源的36.6%,其次是燃料和饲料量,分别占秸秆资源的23.7%和22.6%,其它如工业原料(造纸等)、焚烧和弃置乱堆共占17%;对于秸秆的不正常利用,会导致下列问题:
    (1)富含大量木质的纤维素秸秆,因为没有办法被充分利用而造成资源的大量浪费;
    (2)污染环境、影响交通和危害人们健康,因利用秸杆的加工处理方法若是使用物理性加工方法或是化学处理方法,在处理秸秆过程中会对环境造成一定的污染(如处理后废液废渣等)。
    但是目前一般农业废弃物均兼具污染性及资源性,而施用未腐熟的有机物,容易造成土壤过度还原性及释出毒性物质等问题,因此有机废弃物需经过适当的堆肥化处理以除去不良有机成分及毒性物质等限制作物生长的因子,并能转化为农业生产系统中的养分源(氮、磷、钾)及能源(碳),因此将农业废弃物回归于农田,不仅合乎资源再利用的自然法则,也可藉此处理如此大量的有机废弃物;
    因此藉由微生物法在秸秆转化中有营养价值高、污染少、效益高等优点,而秸秆主要来自稻草、玉米、小麦、油料、花生、青稞以及各种草本植物等,而秸秆组成如下:
    (1)化学元素:秸秆作为农业的副产品,是一种有用的资源。秸秆中有机质含量平均为15%,平均含碳44.22%、氮0.62%、磷0.25%、钾1.44%,还含有镁、钙、硫等元素,这些都是农作物生长所必需的营养元素;
    (2)化合物:秸秆主要含碳水化合物,还有少量蛋白质、脂肪、木质素、醇类、醛、酮和有机酸等,而碳水化合物主要成份是纤维素、半纤维素和木质素(三者构成木质纤维素)。
    而构成秸杆的这三种聚合物彼此通过非共价键及共价键紧密连接,然而纤维素的纤丝嵌在木质素和半纤维素的不定形基质中,木质素与半纤维素以共价键形式结合,将纤维素分子包埋在其中,由于这三种聚合物化学性质比较稳定、结构复杂,因此秸秆不易被微生物降解;现在对木质纤维素的微生物降解机理已经基本弄清楚,能降解纤维素的微生物都可分泌纤维素酶,它是复合酶,是由C1酶、Cx酶(又叫β-1,4葡聚糖酶)和β-葡萄糖苷酶组成,这三种酶共同作用把纤维素降解成葡萄糖;降解半纤维素的酶也主要有三种酶:内切酶、外切酶和糖苷酶,这三种酶将半纤维素降解为单糖和糖醛酸;降解木质素的酶也主要有三种酶:木质素过氧化物酶、依赖Mn(II)的过氧化物酶和醌还原酶,产物包含C1、C2、C3等含碳化合物,以及氢醌等。
    2、畜禽粪便
    畜禽粪便是一种产量巨大、价值宝贵的资源,同时也是发展无公害农业、生产绿色食品、有机食品使用的最好有机肥原料,市场前景很好;目前中国禽畜粪便资源总量约8.5亿吨,其中牛粪5.78亿吨、猪粪2.59亿吨、鸡粪0.1亿吨...各种粪便(粪、猪粪、鸡粪、羊粪、鸟粪等等),若不经过发酵腐熟处理会有很多危害,例如传染病虫害、烧苗毒气危害、土壤缺氧、肥效缓慢、未经处理直接使用、有机物料体积大、有效成分低、运输不便及使用成本高,据报导1000头规模的奶牛场日产粪尿50吨,1000头规模的肉牛场日产粪尿20吨;
    这些粪尿、污水及废弃物除部分作为肥料外,相当数量是排放在畜牧场周围,污物产生的臭气及孳生的蚊蝇,影响周边环境,又据中国农业部环境?;た蒲屑嗖馑啦?,中国家养动物和动物废弃物甲烷排放量每年为661万吨(1990年),其中反刍动物排放量达567万吨,占89.4%。且排放量平均每年大约以2.34%的速度递增。
    而不同畜粪的特点有:
    (1)猪粪,由于猪的饲料相对较细,粪中纤维素较少,含蜡质较多,质地较细,C/N较低,但含水量较多,纤维分解菌少,分解较慢,产生的热量较少、阳离子交换量高,吸附能力较强。
    (2)牛粪,因为牛是反刍动物,饲料可反复消化,粪质细密,含水量大,C/N约21∶1,分解比猪粪慢,腐熟过程中产生的热量少,故有冷性肥料之称。
    (3)马粪和羊粪。马粪疏松多孔,纤维素含量高,并含有较多的高温纤维分解细菌,C/N约为13∶1,含水分较少,腐熟过程中能产生较多的热量,故有热性肥料之称。羊粪的性质与马粪相似,粪干燥而致密,C/N约12∶1,也属热性肥料。
    3、有机垃圾
    有机垃圾主要指农、渔、牧业的废弃物或下脚料,另包括厨余、动物粪尿、茶叶渣、咖啡渣、各类有机污泥(含食品等污泥)、市场肉品及果菜的下脚料等,而有机垃圾量含量约占一般垃圾的三成以上,但含大量水份(厨余最高含水量约85%以上),以往将其归类为可燃性垃圾,其实是不正确的说法;如将厨余等有机垃圾加以焚烧,不仅降低焚化炉温度,反而会减低其使用年限;
    台湾每人每天的垃圾制造量为1.15公斤,其中可回收资源占40%以上,而厨余约有30%左右,所谓“厨余”就是家庭和大团体(如:学校、公司、工厂、部队等)厨房的剩余物,它包括了果皮、剩菜贩、鱼、肉、骨头、茶叶等。厨余原本属于垃圾,若将其加以发酵处理后,即可再生变成“厨肥”。在台北市的垃圾当中,厨余也占全部垃圾量的1/4以上,可见减少厨余量在垃圾减量方面的重要性;
    另外据统计,台湾地区一年产生垃圾总量约849万公吨,其中含有机质的有机垃圾约占1/5,若能将此类有机垃圾资源化转制成有机肥,除可大幅减少垃圾量,延长垃圾场使用年限,减少焚化炉兴建及垃圾处理成本外,更裨益于目前严重酸化中的台湾土壤,降低垃圾带来的社会成本。
    在台北市每日产生的3,800公吨垃圾中,约有900余吨是动物内脏、尸体、厨余等有机性废弃物,其中400吨来自果菜、鱼肉市场,其余则来自餐厅所产生的厨余,故对于台北地区而言,果菜废弃物的处理更有其急迫性;而台北县市果菜废弃物日产量约为594.57公吨(1993年资料)依目前台北市以卫生掩埋方式处理垃圾的单位成本估算,每年约需花费244,012万元用于处理果菜废弃物上;
    北京市市政管理委员会相关统计显示,北京市每天产生垃圾约1.84万吨,其中厨余垃圾占64%。厨余垃圾具有含水率、有机物量、油脂及含盐量高、易腐败等特点,大部分都是进行填埋处理,这样就产生了浪费土地、产生恶臭气体等问题。然而,一些厨余垃圾处理地点并不具备消毒设备,而是直接粉碎和包装,销售给养殖场。这样制作成动物饲料,大量有毒有害物质通过猪肉转嫁给人类,导致人畜共患病,对人们的生命安全构成严重的威胁;
    目前许多国家都进行将都市垃圾及动物残渣或粪便进行堆肥处理,但效果并不甚理想,其原因之一可能是一般传统方法处理速度太慢,而处理后仍无法脱离其原来脏臭的特性,质量较差,购买使用效果不佳,堆放也不方便。
    4、城市污泥和河川湖泊底泥
    近年来,随着城市化进程的加快,城市污水处理量大幅增长。据环境?;げ孔钚峦臣?,截至2007年中国已经投入运行的城镇污水处理设施达到1178个,总设计处理能力7243万吨/日,平均每天处理污水5320万吨。据此估算,2007年全中国产生污泥约1460万吨(80%含水率的泥饼)。污泥产生量的与日俱增与污泥处理能力的严重不足、处理手段的严重落后形成尖锐的矛盾,大量的湿污泥随意外运、简单填埋或堆放,致使许多城市出现了“污泥围城”的现象,污泥处理问题已经成为中国无法回避的城市环境问题。污泥中含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质,任意排入水体,将会大量消耗水体中的氧,导致水体水质恶化,严重影响水生生物的生存;污泥中的营养物质又会使水体富营养化,藻类大量繁殖中,从而使水质恶化,渔业产量下降;除此之外,污泥中还有多种有毒物质、重金属和致病菌、寄生虫卵等有害物质,如果处理不当,会传播疾病,污染土壤和作物,并通过生物链转嫁人类。所以,污泥不经妥善处理而任意排放和堆置,必将对周围环境造成严重的污染。故污泥必须先经处理,以达到减容化、稳定化和无害化,然后再作土壤利用等最终处置。
    由上述内容可知,近年来,在都市垃圾及动物残渣或粪便的处理上投入了相当多的人力物力,同时因为一些位于亚热带地区的国家(如台湾)长期以来过度施用化学肥料(因为这些国家的气候大多高温多湿,加上高度密集耕作的利用土壤,使土壤中的有机物质加速分解消耗,而耕地土壤由于有机质缺乏使生产力降低,故农民为维持作物的高产,势必增加化学肥料的施用量,而造成肥料浪费,甚至在无法提高土壤生产力下,使作物质量降低,也间接造成病害增加及环境污染),导致化学毒素侵蚀土壤,形成土质酸化,不但土壤肥力系统失去均衡,土壤物理化学性质亦日益恶劣,实为农业发展的一大隐忧,故目前全世界先进国家皆已摒弃有害化学肥料施肥,而采用有机肥料改良土壤;
    另外台湾的作物栽培环境,由于化学农药及肥料的过度使用,除了破坏土壤环境外,并导致作物病菌害虫的抗药性产生,回归自然的栽培管理方式将可舒缓及延迟自然界环境选汰压力的产生,使用有机质堆肥,除了使有用资源能回收再利用,并可用于土壤改善土壤质地及团粒结构,而堆肥在制作过程中所产生的优势微生物积类,除可使堆肥有效养分均匀释放外,这些微生物并可在作物根部聚集累积促进作物生长,相关学者并发现这些微生物可拮抗多种病原菌为害。因此,利用农业废弃物或城市泥经过发酵腐熟过程,有效改善土壤团粒结构、富含丰富有机质、促进植物根系生长,不含杂草种子及有害病菌。发展保水保肥力强的有机栽培介质(例如有机土壤)资材,将是一个发展有机农业中的重要一环;而针对不同有机废弃物、有机废料的堆肥处理方法如下:
    1、秸秆
    (1)高温堆肥:利用高温型菌种厌氧发酵玉米、小麦、水稻、豆科植物等作物秸秆,快速堆沤成高效、优质有机肥。
    (2)催腐剂堆肥、速腐剂堆肥、酵素菌堆肥:
    第一种堆肥是选用适合有益微生物营养要求的化学药品配制成定量N、P、K、Ca、Mg、Fe、S、Cl等营养的化学制剂,有效改善了有益微生物的生态环境,加速了有机物分解腐烂;
    第二种堆肥是将速腐剂加入秸秆中,能在短期内将秸杆粗纤维分解,施入土壤后迅速培肥土壤,减轻作物病虫害,刺激作物增产,实现用地养地相结;
    第三种堆肥是利用酵素菌(细菌、酵母菌和放线菌三大类)产生活性很强的各种水解酶,具有很强的好气性发酵能力,对秸秆进行糖化和氨化分解,使之在短时间内转化成有机肥料;在降解过程中既产生对人畜完全无毒无害的酶,又可以杀死土壤中的病原菌。酵素菌堆肥能增加团粒结构,从而改善土壤的微生态环境,提高土壤的通气性和保水抗旱能力。
    2、畜禽粪便
    牛羊粪便的处理是以高温堆肥为主,高温堆肥集有机和无机物质、微生物及微量元素为一体,发酵时间短,营养全面,肥效持久,并且处理设备占地面积小,管理方便,生产成本低,预期效益好。根据需要还可以掺入一定量的氮、磷、钾肥,生产多种作物需要的专用复合肥。堆肥作物茎秆、绿肥、杂草等植物性物质与泥土、人粪尿、垃圾等混合堆置,经好气微生物分解形成肥料?;?,施用量大,可提供营养元素和改良土壤性状,尤其对改良砂土、粘土和盐渍土有较好效果;
    而堆制方法,按原料的不同,分高温堆肥和普通堆肥。高温堆肥以纤维含量较高的植物物质为主要原料,在通气条件下堆制发酵,产生大量热量,堆内温度高(50~60℃),因而腐熟快,堆制快,养分含量高;高温发酵过程中能杀死其中的病菌、虫卵和杂草种子,普通堆肥一般掺入较多泥土,发酵温度低,腐熟过程慢,堆制时间长,堆制中使养分化学组成改变,碳氮比值降低,能被植物直接吸收的矿质营养成分增多,并形成腐殖质。
    3、有机垃圾
    厨余垃圾处理可以有效达到废弃物减量,厨余垃圾可利用复合微生物在短时间内将其分解、减量。在生物分解前初步处理,经由绞碎机分解,再利用微生物厌气性使其发酵,分解成二氧化碳及水,大约二十四小时的时间,约可减量至原来的十分之一,并能充当有机废料使用,厨余的发酵与分解厨余因是有机物质且水分含量多(有时高达八、九成),故极易腐烂、散发恶臭,而引来蚊蝇、老鼠等病媒。厨余的腐烂、发臭是由于杂菌侵入而引起。厨余回收可使垃圾减量最高达35%。厨余回收可延长焚化炉的寿命,由于高盐分的厨余,伤害炉体运转,如再遇到PVC塑料,马上会产生戴奥辛。厨余桶内的滤液(大约厨余放入三至四天就产生水分),除臭及分解有机物,避免滋生蚊蝇,增加焚化炉热能功效、增加生活质量,经处理后变成农地的有机肥料,永续土地生机。将回收的厨余制成优质有机肥,供绿化种菜之用,将厨余垃圾变黄金。
    4、城市污泥与河川湖泊底泥
    由于污泥含有丰富的有机质和N、P、K等植物生长必需元素,但也含有病原体、重金属和有机有毒污染物,体积大,含水率高,分散性差,且具有恶臭气味等,直接利用容易引起环境二次污染。污水污泥经过堆肥化处理后,病原物被大部分杀灭,重金属和有机毒物被稀释、或降解,污泥体积变小,含水率降低,恶臭气味消失,植物可利用有效养分提高,成为方便运输和施用的疏松物料,利用环境风险降低。
    因此将城市污水污泥或湖泊底泥经高温堆肥减量少、无害化处理后作为林地、草地、城市绿化、林草育苗基质、严重扰动的采石场、采矿场植被恢复等环境绿化植物基肥,或制成污泥林草复合专用肥作为绿化植物追肥,既避开食物链,又实现了城市污水污泥的安全处置和资源化利用,是一条很有发展前景的利用途径。
    另外关于设施栽培方式与栽培介质间的关系为:
    1、设施栽培的优点:
    目前精致农业相当普及的设施栽培方式(在玻璃温室、塑料布温室、网室和塑料布隧道棚等内栽培作物策施),因为镀锌钢管、钢架和透明塑料布容易就近取得,价格又合宜,所以大型塑料布温室的土耕栽培面积逐年增加,而设施栽培都是比较高价的园艺作物,农民对于收成品的质量和产量都抱着很大的期望。
    2、使用设施栽培所发现的问题:
    (1)栽培土壤养分富化
    往往设施内作物的生长都比露天栽培的旺盛,所以设施农民的施肥次数和量就会比较高,再加上求好心切,就更会额外再多施一点肥料,结果土壤溶液中的养分浓度相对的就提高了;另外的一个状况也会导致设施栽培的土壤容易积蓄养分,就是当露天栽培在下雨时,土壤的养分会随雨水溶脱,往水平或向下的方向移动,降低培地土壤养分浓度;然而设施内的培地,一则没有受雨水溶脱的情形,再则因设施内温度高,土壤水分有从地下往地面蒸发的现象,造成土壤中的养分向土表积聚的情形。
    (2)盐类集积(accumulation of salt)
    设施栽培的土壤电导度比露天的高,且比较容易在土壤表面看到盐斑(saltcast),使电导度升高的重要因子是肥料成分的NO3-离子和肥料副成分的SO42-离子。这些离子浓度高时也使得土壤pH降低,当施用石灰材料和土壤酸性时,便产生了钙盐(calcium salts),例如硝酸钙、氯化钙等盐类。这些盐类随着土壤毛细管水往土壤表面上升,在表土上集积、浓缩,进一步盐析时便呈现灰白色盐斑。
    (3)土壤有机质含量明显降低
    设施栽培由于作物生长快,再加上室温也较室外高,所以土壤有机质分解消耗速度也快。土壤有机质减少后,一方面土壤缓冲力降低,土壤溶液中的养分内容随酸碱度变化快速失去平衡。栽培者若不细心观察,?;崛衔魑锷げ涣伎赡苁欠柿喜还凰?,而采用增加施肥量的不正确操作。也有栽培者知道要施用有机质材料补充土壤有机质含量,但因对所使用的有机质材料的性状不清楚,选错了有机质材料的情形也是常有的事。
    (4)土壤pH显著降低,EC显著升高
    电导度(EC)的测定值可以代表土壤溶液中盐类的浓度,土壤溶液中存在NH4+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等阳离子,以及NO3-、Cl-、SO42-等阴离子,这些离子含量高,EC值就相对增高。肥料施到土壤中,很快就溶解成离子状态,所以施肥后土壤EC值会升高。氮肥中的Urea-N和NH4-N,在土壤中很快就被微生物转换成NO3-N;然而作物对氮肥的需求很高时,氮肥的施用量和频度也就相对较高,因此,栽培土壤中NO3-浓度经常维持在高的状态。加上在设施内的土壤不受雨水淋洗,且因设施内温度高,土壤水分是往土表方向上移,所以设施内土壤的NO3-浓度就会集积。比较土壤EC值和NO3-浓度的相对应值,可以得到相关系数很高的图形,也就是由EC值可以推测NO3-浓度,间接判断土壤中氮素营养的状况;
    而使用量最大的三要素单质肥料,例如(NH4)2SO4、KCl、过磷酸钙都是有副成分的肥料,以这三种单质肥料制成的复合肥料也会带进相同的副成分,施肥后容易残留SO42-和Cl-,并都有集积的效应;因此在设施栽培的施肥处理中,肥料的副成分会使土壤pH值降低和使土壤EC升高,连作越多次影响越为严重。
    (5)土壤营养过剩引起作物生理障害
    以往在露天栽培情况下,由作物表征发现的营养生理障害通常是因为营养要素欠缺所导致。一般采用叶片或土壤营养分析,诊断出缺少的营养要素,然后加以补充即能矫正生理障害;
    然而设施内土壤营养过剩引起作物生理障害的原因很复杂,例如土壤溶液的盐类浓度上升,使根和根圈土壤的浸透压差缩小,以致根的吸水性降低,导致某些养分吸收不足的现象。另外,土壤中磷酸过剩的情况很普遍,由于各种磷酸盐有溶解度积的平衡关系,会引起钾、镁、铁、锌、锰等磷酸盐不溶解的反应,使得这些营养元素不能溶解到土壤溶液中,最终发生吸收不足的营养缺乏生理病。其它如营养元素之间的比例失衡,引起作物生理的复杂交感反应,就更加难以克服。
    3、设施栽培的土壤管理技术
    (1)积极的消除累积盐类
    每作栽培终了时,观察干燥部分的土表,如有白色至灰白色的盐晶析出情形,则将表土层0~3公分的表面土壤铲除,有必要时再添加新土;日本爱知县农试单位,追踪设施花卉连作土壤,以菊花为例,表面土壤(0~3公分)的EC高达6.42mS/cm,其它需要肥料量比较低的花卉的表面土壤EC也高达4ms/cm以上;许多例子都显示在栽培后进行表层3公分的排土操作,即可很显著地降低EC值,维持作物正常生长。
    (2)进行土质改良
    地下水位高的场合,为了避免水分从下层经土壤毛细管不断往上升,造成水分控制的困扰,应设置暗渠排水;而理想的栽培土,在物理性质上最好能保持固相20~35%,液相45~60%,气相15~20%,并且从土壤剖面观察可见团粒构造是十分发达的,在此情况下,土壤表现出通气性好,透水性佳,保水力高的优点;
    另外在化学性质上,土壤pH要控制在6.0~6.5;盐基饱和度要控制在80~90%;有效态磷酸要控制在40~80mg/100g;EC一般要控制在0.3~1.0mS/cm,耐肥的作物则EC可控制在1.0~1.5mS/cm;
    可施用有机资材,其目的是要改善土壤理化生物性质(营养多样性、物理性、化学性、生物性),但若是施用有机质资材,每年每公顷则必须要持续施用2~3公吨有机质资材,以维持稳定的土壤有机质含量;若使用的有机资材是富含营养成分的禽畜粪堆肥,则土壤会有氮、磷和钾富化的问题。又,氮以NO3-N形态存在,很容易被吸收蓄积在作物体内;然而含高浓度NO3-N的蔬果在市场上是不受欢迎的。所以设施栽培使用的有机质资材要优先选用物理性改良效果较大的稻壳堆肥、树皮堆肥、稻草堆肥和多纤泥炭苔(peat moss),这与露天栽培惯用禽畜粪便堆肥有很大的差别。
    由此可见,上述常用方式仍有诸多缺失,实非一良善设计,而亟待加以改良。
    本案发明人鉴于上述常用方法所衍生的各项缺点,乃亟思加以改良创新,并经多年苦心孤诣潜心研究后,终于成功完成本件一种有机栽培介质及其应用方法。
    发明内容
    本发明的目的在于提供一种有机栽培介质及其应用方法,从而改善土壤理化生物性质(营养多样性、物理性、化学性、生物性);
    本发明的有机栽培介质及其应用方法,经由微生物活动和继续腐植化的过程,促进了土壤形成团粒构造和增加土壤腐植质的含量,从而提高土壤的缓冲力和保肥力;增加了土壤的粗孔隙率,使通气性变佳,并促进土壤微生物增殖和促成微生物相多样化,提供土壤高静菌能量;解决了在温室与大棚内栽种作物时所遭遇的严重问题,包括二氧化碳CO2严重不足、冬天大棚内地表温度过低、病虫害问题严重,加重使用农药、土壤板结盐渍化现象严重等等问题;
    达成上述发明目的的一种有机栽培介质及其应用方法,包括:
    一有机肥料主要基质,其可以是一种或是多种有机原料,而该有机原料包含有机废弃物、污泥土壤;
    一有机肥料辅助基质,其为配合有机肥料主要基质进行使用,例如木屑、骨粉、草木灰;
    一复合土壤微生物制剂,其由土壤微生物菌群所组成,并具有强效分解蛋白质、醣糖类、生产抗氧化物质与抗菌物质以及生产植物疫苗、固氮、溶磷、解钾之的能力;
    所述有机栽培介质的制备是:混合有机肥料主要基质、有机肥料辅助基质及复合土壤微生物制剂,再经由发酵、酵素分解及沼气化等模式进行无害化发酵处理后,形成一种有机栽培介质,而该有机栽培介质系是按比例与微量元素、保水剂与促根剂混合配制后,与一般土壤混合形成有机土壤;而该有机栽培介质、微量元素、保水剂或是促根剂所占全部混合配制比例的0.001~100%,另外该经过混合配制后的有机栽培介质或是一般土壤的混合使用比例占全部的0.001~100%,可视作物情况而定。
    该有机废弃物可选自秸秆、畜禽粪便或有机垃圾。
    其中,该秸秆包含稻草、玉米、小麦、油料、花生、青稞以及各种草本植物,而该秸秆使用前必须先经过粉碎、浇水后,再添加生物腐熟剂让使秸秆迅速腐熟,而秸秆经发酵与无害化处理,即可使用;
    该有机垃圾包含厨余、动物粪尿、茶叶渣、咖啡渣、各类有机污泥、市场肉品等有机垃圾,而该有机垃圾使用前必须先混合发酵菌种及碳铵,并进行物料自然发酵,待发酵腐熟完成,并风干过筛即可使用;
    该畜禽粪便包含牛粪、猪粪、鸡粪等各种动物粪便,而该畜禽粪便使用前必须单独腐熟处理,而动物粪肥以腐熟有机肥与适量土壤混合堆肥经发酵无害化处理,堆好后覆膜保温保湿,堆放腐熟后晾干粉碎即可使用。
    该污泥土壤可选自城市或工业污泥、河川湖泊底土或废土,而该污泥土壤使用前必须搭配其它资材,在经过污泥堆肥化后使其物理、化学及生物性质均趋于稳定,并降解有机污染物后,即可使用。
    其中,该污泥堆肥必须使用分散剂,以增加其结构强度,提高其空隙率。该污泥堆肥可选择应用的辅料有膨胀剂、水分调节剂、营养调节剂、高温好氧堆肥或重金属钝化剂。
    其中,该重金属钝化剂加入该有机土壤中,可减少作物对重金属离子的吸收,而该重金属钝化剂可选自粉煤灰、磷矿粉、锻石、沸石或草炭。
    该土壤微生物菌群可将有机废弃物、污泥土壤中不稳定的有机组成分加以分解。该土壤微生物菌群包括乳酸菌、光合菌、酵母菌、放线菌、丝状真菌、醋酸杆菌、枯草芽胞菌、木霉菌菌群,并将各种菌群进行混合共生培养,形成复合的微生物菌群。
    本发明的另一个目的是提供一种有机栽培介质应用方法。
    该有机栽培介质可应用于植物与农作物的栽植,并根据植物与农作物的营养需求特点,按比例与微量元素、保水剂与促根剂混合配制后,与一般土壤混合形成有机土壤,再放置在设施栽培系统中,进行农作物、蔬果、花卉或中草药植物等的栽培。
    其中,该设施栽培系统可选自植栽用方盆、盆栽用花盆、花园、菜园、温室之栽培槽、塑料大棚之栽培槽、人工防渗漏栽培槽体或特定容器。
    在该植栽用方盆中混合有机栽培介质与一般土壤,形成有机土壤后,直接用于植物栽培。
    在该盆栽用花盆中混合有机栽培介质与一般土壤,形成有机土壤后,再将植物直接种植于花盆内即可。
    其中,先在该花园、菜园中的植物与植物间挖一条沟渠,并混合有机栽培介质与挖出土壤,形成有机土壤后,再将混合后的土壤覆盖回去即可。
    该温室的栽培槽、塑料大棚的栽培槽、人工防渗漏栽培槽体,必须先采用地下挖沟,再铺上塑料膜的方法形成栽培槽,也可替代使用砖槽或其它材料的栽培槽,并铺上塑料布,以防水肥渗漏及经土壤传播病原菌。
    该有机栽培介质可分解释放出二氧化碳,并产生热量,因此与一般土壤混合使用后,可提高光合作用效率,并可以提高设施栽培系统中环境温度。
    该有机栽培介质与一般土壤混合使用后,可增加植物免疫刺激物、生物防治效应,可减少发病率,以降低农药使用量。
    该保水剂可供种子和植物根部缓慢吸收水分,本身也可以反复释放和吸收水分,保水剂还可以提高土壤的透气性,改善土壤结构和抗板结,并有一定的保温效果。
    其中,该有机废弃物(包括秸秆、畜禽粪便、厨余、食品加工下脚料)、污泥土壤(城市或工业污泥、河川湖泊底土或废土)为有机肥料基质主要成分,以木屑、骨粉、草木灰等为辅助成分,并搭配复合土壤微生物制剂后,再经由发酵、酵素分解及沼气化等模式进行无害化发酵处理后,形成一种富含有机物质、植物营养元素、抗菌物质与植物免疫刺激物的有机栽培介质(复合土壤微生物制剂搭配发酵有机物质,可促进CO2与热量释放藉以提高光合作用效应与热量效应),并再根据植物根系的营养需求特点,结合保水剂、植物疫苗、微量元素、促根剂等生物科技产品,配制出适合各种植物、蔬果、花卉、草药植物生长的精确量化有机栽培介质。当其与一般土壤共同应用于设施栽培系统(人工防渗漏栽培槽体或特定容器)中时,除了能促进作物产量外,亦具有减少化学肥料与农药使用的功能;
    由于使用有机废弃物必定要经过适当的堆肥化处理,而堆肥化作用利用广泛分布于自然界的微生物,在控制的条件下,将废弃物中不稳定的有机物成分加以分解,转换为安定的腐植质成份,即腐熟的堆肥。在堆肥化过程中,有机物基质中所含的碳水化合物会迅速被微生物作用而分解,同时微生物的增殖必须吸收氮、磷等营养成份以合成微生物体质(biomass),所以堆肥化前有机物基质中应含有丰富的营养要素成份,并需将堆肥化前有机物基质中各种成份调整至适宜比例范围内,以利于微生物进行堆肥化作用;
    因此微生物在堆肥化过程中,担任有机物分解与堆肥稳定化的重要角色,而不同的堆积材料如能接种适当的微生物菌种,可以加速堆肥发酵;另外为达到最有效率的堆肥化作用,除了添加适当的微生物菌种外,在堆积材料环境中,维持微生物最适宜的生长条件,使微生物充分的活动与繁殖,亦能加强堆肥材料的发酵与分解。为了增进堆肥材料发酵分解效率,针对不同有机物材料特性,施予适当的微生物菌种,将是堆肥制作过程的重要步骤之一;
    一般土壤中微生物菌群可分为合成菌群(synthetic microbes)、酵素分解菌群(zymogene microbes)、抑菌菌群(disease-suppressing microbes)、致病菌群等的菌群(disease-inducing microbes)等所组成,而土壤中具有分解能力的分解微生物菌群(composite microbes)则包括合成菌群、酵素分解菌群、抑菌菌群;
    而本发明中复合土壤微生物制剂是采用适当的比例和独特的发酵工艺将从土壤筛选出来的有益微生物经共生(symbiotic)培养,形成复合的微型土壤微生物菌群(Soil Complex Beneficial Micro-organisms,SCBM),并产生有益物质及其分泌物质,通过共生(symbiosis)增殖关系组成了复杂而又相对稳定的微生态系统。
    本发明中复合土壤微生物制剂是根据土壤微生物组成,由乳酸菌、光合菌、酵母菌、放线菌、丝状真菌、醋酸杆菌、枯草芽胞菌、木霉菌等菌群采用适当的比例和独特的发酵工艺将从土壤筛选出来的有益微生物混合共生(symbiosis)培养,形成复合的微生物菌群,并产生有益物质及其分泌物质,是一种复杂而又相对稳定的微生态系统,并能使复合土壤微生物制剂具有极强分解能力,造就良性生态(土壤与水体)的能力。
    本发明中所采用土壤复合微生物制剂中的微生物菌群,它们共生共荣,状态稳定,酵素与分解功能齐全、同时也分泌各种有益物质,包括维生素、有机酸、抗氧化物质、螯合矿物质等(利用API酵素检测本发明的土壤复合微生物制剂所含的酵素,发现共包含有Alkaline phosphatase++、Esterase Lipase++、Lipase++、Leucine anylamidase++、Valine anylamidase++、Acid phosphatase++、Naphthol-As-Bl-phosphydrolase++、α-galactosidase++、β-galactosidase++、α-glucosidase++、β-glucosidase++、N-acetyl-β-glucosaminidase++);间接也维持了土壤中的氮、磷、钾与碳氮比(C/N ratio),可产生多种抗菌物质,好酸性及高温,能以寄生方式攻击病源丝状菌;
    详细菌群分类如下:
    (1)乳酸菌群
    以嗜酸乳杆菌为主导,它靠摄取光合细菌、酵母菌产生的糖类形成乳酸。乳酸具有很强的杀菌能力,能有效抑制有害微生物的活动和有机物的急剧腐败分解,并维持生态平衡,另被称为“后抗生素”;乳酸菌在有机物发酵分解上发挥着重要作用,它能分解在常态下不易分解的木质素和纤维素,并消除未分解有机物产生的种种弊端;合成各种氨基酸、维生素、产生消化酵、促进新陈代谢,还有溶化不溶性无机磷的能力;
    另外乳酸菌还能抑制连作障碍产生的致病菌,维护作物茁壮生长,本发明中所使用的乳酸菌例如Lactobacillus plantarum、Lactobacillus casei、Lactobacillusfermentum、Lactobacillus salivarius、Lactobacillus delbrueckii、Lactobacillusbulgaricus、Propionibacterium freudenreichii、Pediococcus halophilus、Streptococcuslactisand and Streptococcus faecalis.L.lactis subsp.Lactis、L.pentosus。
    (2)光合菌群
    Rhodobacter sp,具有固氮作用,并属于独立营养微生物,能自我增殖;而菌体本身含60%以上的蛋白质,且富含多种维生素,还含有辅酵Q10、抗病毒物质和促生长因子;它以土壤接受的光和热为能源,将土壤中的硫氢和碳氢化合物中的氢分离出来,使有害物质成为无害物质,并以植物根部的分泌物、土壤中的有机物、有害气体(硫化氢等)及二氧化碳、氮等为基质,合成抗氧化物质、糖类、氨基酸类、维生素类、氮素化合物、抗病毒物质和生理活性物质等;是肥沃土壤和促进动植物生长的重要力量。光合菌的代谢物质或者被植物直接吸收,或者成为其它微生物繁殖的养分,光合细菌如果能够增殖,其它的有益微生物也会增殖。
    特别是对贫瘠土地上(如丘陵、山地)植物的根系发育有极重要作用,光合菌群的代谢物质可以被植物直接吸收,还可以成为其它微生物繁殖的养分;光合细菌如果增殖,其它的有益微生物也会增殖。例如:VA菌根菌以光合菌分泌的氨基酸为食饵,它既能溶解不溶性磷,又能与固氮菌共生,使其固氮能力成倍提升,本发明中所使用的光合菌例如Rhodopseudomonas palustris、Rhodobacter sphaeroides(aka R.Spheroides)Rhodobacter capsulatus、Rhodospirillum rubrum,Chromatium okenii and Chlorobium limicola.、Rhodopseudomonas marina、Rhodopseudomonas acidophila、Rhodopseudomonasgelatinosa、Rhodopseudomonas globiformis、Rhodopseudomonas palustri、Rhodopseudomonas rutila、hodopseudomonas  sulfidophila、hodopseudomonasviridis、Rhodospirillum fulvum、Rhodospirillum salinarium、Rubrivivax gelatinosus。
    (3)酵母菌群
    利用植物根部产生的分泌物、光合菌合成的氨基酸、糖类及其它有机物质产生发酵力,合成促进根系生长及细胞分裂的活性化物质,酵母菌在复合土壤微生物制剂中对于促进其它有益微生物增殖所需要的基质(食物)提供重要的给养保障;此外,酵母菌产生的单细胞蛋白是动物不可缺少的养分;
    可见,各类微生物都各自发挥着重要作用,只要施用恰当,它们就会迅速落户并与周遭良性力量迅速结合,产生抗氧化物质,清除氧化物质,消除腐败和恶臭,预防和抑制病原菌,形成适于动植物生长的良好环境;同时,它还产生大量易为动植物吸收的有益物质,如氨基酸、有机酸、多醣类、各种维生素、各种生化酵、促生长因子、抗氧化物质、抗生素和抗病毒物质等,提升动植物的免疫功能,促进健康生长。从而使劳动者减轻劳动、降低成本、提升产量、改善品性,产品提前上市,使人们吃(用)上无污染的安全的和高质量内含物且外观更美的产品,提升全社会的生产水平和生活质量,?;さ厍蚧肪澈腿死嗝篮玫募以?;
    本发明中所使用的酵母菌例如Saccharomyces cerevisiae、Saccharomyceslactis and Candida utilis、Saccharomyces fibuligera、P.pastoris。
    (4)放线菌
    产生各种抗生物质,可以直接抑制病原菌,并创造出其它有益微生物增殖的生存环境,例如放线菌Streptomyces griseus可产生抗生物质、维生素、酶、抑菌。放线菌和光合细菌组成混合,其净菌作用会成倍增加;
    本发明中所使用的放线菌例如Streptomyces albus、Streptoverticilliumbaldaccii、Nocardia asteroides、Micromonospora chalcea以及Rhodococcusrhodochrous。
    (5)丝状真菌类
    Fungi(霉菌、曲菌)、米曲霉(Aspergillus oryzae)毛霉属(Mucor),具有抗氧化作用、消除恶臭;另外,被放线菌及霉菌分解的物质容易被动物吸收,从而增强动物对各种病害的抵抗力和免疫力。
    本发明中所使用的真菌例如Aspergillus japonicus、Aspergillus oryzae、Mucorhiemalis。
    (6)醋酸杆菌
    acetobacter.sp,醋酸杆菌从光合细菌中摄取糖类固态物,一部分还给光合细菌,形成好气性和嫌气性细菌架构的共生态,接种固氮醋酸杆菌可以显著提高植物组培苗的生物量和叶片叶绿素含量,其有利于植株生长和氮营养的改善;
    本发明中所使用的醋酸杆菌例如Acetobacter diazotrophicus。
    (7)枯草芽胞菌
    芽胞杆菌常见于土壤或枯草中,为革兰氏阳性杆状细菌。固氮芽胞杆菌含有很高固氮酵素,对作物有促生作用,且对根际土壤的全氮、有效磷、速效钾含量都有一定程度的提高。芽胞杆菌具耐热性,对醣类、蛋白质的分解力强,繁殖速度快,可产生广效抗生物质,对多种病原菌具有强力抗菌活性。芽胞杆菌属于会形成芽胞的菌种,在制剂中也以芽胞的型态存在;
    枯草杆菌会与病原菌竞争根系中的营养分,进而成为优势菌种,降低病原菌的危害;加上可以产生内生孢子,在逆境下容易存活;且在产孢过程中,可产生对多种病原菌有抑制作用的抗生物质,应用性极广。因而在植物病害防治药剂的开发上倍受重视??莶莞司?Bacillus spp.)是经常在土壤中被分离到的格兰氏阳性(Gram positive)好气菌。由于枯草杆菌必须在恶劣的土壤生态环境中存活,因此具有许多特殊的功能,使其在环境中具有竞争力??莶莞司谄浯还讨?,至少会产生66种不同的抗生素。因此对于许多植物病原菌和细菌具有拮抗作用。
    本发明中所使用的芽胞杆菌例如Bacillus circulans、Bacillus licheniformis、Bacillus coagulans、Bacillus pumilus、Bacillus lentus、Bacillus cercus、Bacillusmegaterium、Bacillus firmus、Bacillus toyoi、bcilluss amyloliquefaciens、Bacilluspolymyxa;Bacillus macerans、Bacillus stearothermophilus、Bacillusmarisflavibacillus Sabina、Paenibacillus azotofixans、Brevibacillus brevis。
    (8)木霉菌(Trichoderma spp.)
    木霉菌可分泌多种纤维酵素,且可分泌木霉毒素,可抑制其它真菌病原菌菌丝生长,同时可强烈分解纤维素。其可作为生物防制(bio-control)菌株。木霉菌添加于堆肥原料中可减少臭味与加速堆肥腐熟。直接用于植株可促进植株生长与刺激植物免疫反应;
    本发明使用的木霉菌例如Trichoderma reesei、T.piluliferum、T.polysporum、T.hamatum、T.koningii、T.aureoviride、T.harzianum、T.longibrachiatum、T.pseudokoningii及T.viride。
    本发明使用上述微生物,在控制的条件下,将有机废弃物、污泥土壤中不稳定的有机组成分加以分解,因此,设施栽培所要的有机质资材,应该以能供给多量腐植质和改良土壤物理性的稻草堆肥、稻壳堆肥、和树皮堆肥为优先选择;至于肥料成分高的禽畜粪堆肥,因为其肥料量多寡和肥分释放速率难以控制,在设施栽培上建议不要采用,改以施用化学肥料作精准的给肥控制。
    而经由微生物处理后,植物受到病原菌的侵染,其体内的过氧化物酶(Peroxidase,POD)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)、苯丙氨酸解氨酶(Phenylanine atmnonialyase,PAL)等氧化酶的活性增强,其中过氧化物酶、多酚氧化酶能够促进木质素(lignin)和酚类氧化物的形成,加强细胞壁的结构,苯丙氨酸解氨酶参与植物植保素、木质素、抗毒素及酚类化合物的形成,木质素被认为是抵抗病原物侵入和扩展的重要手段;
    植物是通过诱导植物免疫抗性进而起到增强免疫能力,促进生长,对环境友好、安全和无残留的一种新型环保的农药,其作用机理为:当启动蛋白(activator protein)接触到植物器官的表面后,可以与植物细胞膜上的受体蛋白结合,当膜受体蛋白一旦接收到植物启动蛋白的信号后,激发抗性信号分子产生如NO、H2O2、Ca2+、茉莉酸等,经过信号转导,激发抗性基因表达,产生抗性物质如植物抗毒素、几丁质酶、苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、β-1.3葡聚糖酶等,从而达到防治病害的目的;
    在启动植物免疫抗病的过程中产生的水杨酸和茉莉酸等抗菌性物质,又可以对害虫产生趋避性,植物启动蛋白通过激发植物防御免疫系统,提高植物抗病虫能力,同时促进植物生长发育,提高作物产量和质量。植物使用启动蛋白后,体内脯氨酸、过氧化物酶、根系脱氢酶等含量均有所提高。这些酶与植物抗逆直接相关,启动和诱导这些酶活性增强,就意味着增强了植物的抗病和抗逆的能力。植物启动蛋白可从交链胞菌(Alternaria spp.)、纹枯病菌(Rhizoctoniasolani)、黄曲霉菌(Aspergillus spp.)、葡萄胞菌(Botrytis spp.)、稻瘟菌(Piriculariaoryzae)、青霉菌(Penicillium spp.)、木霉菌(Trichoderma spp.)、镰刀菌(Fusariumspp.)等多种真菌中筛选、分离、纯化出的一种新型蛋白,真菌交链孢(Alternariaspp.)的植物启动蛋(activator protein)ap36。
    由上述可知,使用有机肥料对设施栽培的好处如下:
    (1)从供给肥料养分的观点,有机物来自家禽、家畜的排泄物和植物体,会有或多或少的氮、磷、钾、硫、钙、镁和微量要素,可供给比化学肥料更多样性的营养分。以禽畜粪便为主要成分的堆肥,其肥料成分较多,有机质较少;以稻草、麦秆、稻壳、树皮、木屑等纤维素材为主要成分的堆肥,其肥料成分较少,有机质较多。
    (2)从化学性改良的观点,含有多量腐植质的有机质资材,当其施到土壤中后,经由微生物活动和继续腐植化的过程,促进土壤形成团粒构造和增加土壤腐植质的含量,从而提高土壤的缓冲力和保肥力。
    (3)从物理性改良的观点,含有丰富的纤维质和较粗大颗粒的有机质资材,能松化硬实的土壤,增加土壤的粗孔隙率,使通气性变佳。
    从生物性改良的观点,含有较高碳氮比的有机质资材,能提供微生物活动和繁殖所需的碳素营养,促进土壤微生物增殖和促成微生物相多样化,提供土壤高静菌能量。
    附图说明
    请参阅以下有关本发明一较佳实施例的详细说明及其附图,可进一步了解本发明的技术内容及其目的功效;有关该实施例的附图为:
    图1A为本发明有机栽培介质及其应用方法的栽培槽体实施示意图;
    图1B为本发明有机栽培介质及其应用方法的栽培槽体实施示意图;
    图1C为本发明有机栽培介质及其应用方法的栽培槽体实施示意图;
    图2为本发明有机栽培介质及其应用方法的有机栽培介质成品的测试结果图。
    附图标记说明:1-坑洞;2-塑料布;3-栽培槽体;4-有机土壤。
    具体实施方式
    下面结合实施例对本发明作进一步说明,应该理解的是,这些实施例仅用于例证的目的,决不限制本发明的?;し段?。
    本发明有机栽培介质及其应用方法,其中该有机栽培介质包含:
    一有机肥料主要基质,该有机肥料主要基质可以选择一种或多种有机原料,而该有机原料包含机废弃物(包括秸秆、畜禽粪便、有机垃圾)、污泥土壤(城市污泥、河川湖泊底泥),然而这些有机原料在使用前必须进行前处理,其处理内容如下:
    1、秸秆
    其原料来源比较广泛,主要是玉米秸,其次是麦秸或其它秸秆。用各种秸秆及植物的茎和叶配制有机土壤栽培基质之前,首先要将各自腐熟,进行腐熟的目的就是对有机废弃物进行降解和无害化处理。腐熟的时间一般在夏季,其方法是先把各种秸秆等用粉碎机进行粉碎;撒一层碎秸秆,要撒一层秸秆生物腐熟剂,还要浇透水,添加生物腐熟剂有助于促进秸秆的迅速腐熟。堆砌成堆后,浇透水然后盖上塑料薄膜保温保湿,堆上7~10天以后,最好翻堆一下,使其上下比较均匀一些,使用时会更好用一些。经过15~20天的秸秆腐熟,秸秆经发酵与无害化处理,其中的有害微生物均被杀灭,成分相对稳定即可使用了,处理至秸秆成深褐色即可。
    2、畜禽粪便
    动物粪肥需要单独腐熟处理,动物粪肥以腐熟有机肥与适量土壤混合堆肥经发酵无害化处理,堆好后覆膜保温保湿,堆放后定期翻一下即可,腐熟后晾干粉碎即可使用。
    3、有机垃圾、城市污泥与河川湖泊底泥
    根据废弃物资源和土壤理化特点,利用污泥、粉煤灰与木屑进行混合堆肥,对于促进污水污泥的资源化利用具有重大的现实意义;而污泥的化学性质(pH值、营养元素含量、重金属含量、挥发性固体物含量及有机污染物含量等)会影响植物生长和土壤理化性质;
    污泥中微生物族群对有机质的分解速率常是非常重要的因素,在土地施用时,污泥所含的病原菌是污泥的另一个重要生物特性,因此污泥土地施用前最好能搭配其它资材,在经过堆肥化后使其物理、化学及生物性质均趋于稳定并降解有机污染物后,才施入土壤中,而本发明中使用的堆肥发酵方式有:
    (1)湖泊地泥与工厂污泥堆肥发酵工法:将含水率为30-35%左右的污泥,曝晒至含水率25%左右的疏松状泥块,加入2-3%的尿素,0.2%CBM菌液?;煸?,堆积,保温发酵48-72小时后翻堆,然后再堆沤48小时,晾干水分至20%左右,用塑料袋包装即可得有机肥料,这种肥料易贮存,肥效好;
    另外进行发酵1吨污泥(有机物料,鲜料约2.5吨),添加1~2公升CBM菌,按每公斤CBM发酵剂加5公斤米糠(或麸皮、玉米粉等替代物),稀释后再均匀撒入物料堆,混拌,进行好氧发酵7天~14天。适宜的含水量为原料湿重的50~70%,即为用手紧握时稍有液体出现在手缝中而不下滴为最佳。
    (2)厨余垃圾加污泥堆肥发酵:一种环保生态有机肥,是利用分捡后的城市厨余垃圾,排水沟污泥及禽畜粪便为混合料与发酵菌种和尿素或碳铵制成,比例以重量计算:城市垃圾混合料2500kg~5000kg,发酵菌种5公升~10公升(0.2%),尿素或碳铵25kg~100kg(1%),将以上原料混合,加入发酵菌种及碳铵,并加入适量水份调整湿度达60%,一层垃圾混合料,一层发酵菌液及尿素或碳铵,可连堆栈5~10层,外盖黑色塑料薄膜,进行物料自然发酵,每15天翻动一次,约20天左右发酵腐熟完成。风干过筛,包装。
    (3)好气和厌气堆肥或综合堆肥方法:污泥堆肥一般有两种模式,一种为厌气堆肥方法,一种为工业化生产的好气堆肥方法,前者占地面积大,堆肥时间长(2个月以上),但成本低。后者需要供气设备、堆制要求高,消耗一定的电力,成本相对较高,但占地面积小,完全可以工厂化生产;
    污泥厌气堆肥可以较大的肥堆,每半个月机械翻堆一次,主要是控制堆内充分发酵,发酵温度50℃以上,而污泥好气堆肥只能按供气和通风要求成堆,一般堆长不限,堆高不超过1.2m,上堆宽1.5m,下堆宽3.0m,此种堆肥24小时供气,3天翻拌一次,15天即可成肥,发酵温度40℃以上,夏季温度可达50℃以上;而城市污水处理厂产生的污泥,其特点是有机物含量约50~60%左右,C/N比一般在(10~20)∶1的范围内,经脱水后其含水率为70~80%,是生产肥料的极好原料;但是污泥含水率高,粘性大,无结构强度,不掺入分散剂改变其性能,氧气难以进入,不易进行好氧发酵。
    因此,污泥生产堆肥必须使用适当的分散剂(如使用经前处理过的垃圾),增加其结构强度,提高其空隙率,污泥与垃圾的前处理,实际上是以垃圾用作污泥的分散剂,混合均匀,进入后续工艺。污泥与垃圾混合重量比为3∶7,混合后最佳含水率为45~55%。在实际应用中,可通过检测混合物料的含水率,调整污泥与垃圾的混合重量比;另外有关污泥堆肥效率的影响因子:
    (1)高温好氧堆肥工艺可以分为条垛堆肥工艺、强制通风静态垛工艺和发酵槽工艺;
    (2)初始含水率50%~70%(高含水率用于强制通风堆肥);
    (3)通气量200~250L t-1min-1或含氧量为5~15%;
    (4)温度45~70℃,55℃以上至少保持3d;
    (5)C/N比和C/P比分别为20~30,75~150之间;
    (6)pH值6~8(一般不必调整)。
    而污泥堆肥可选择应用的辅料有:
    (1)常用的膨胀剂:刨花、锯末、树叶、干草、团粒垃圾、秸秆、破碎成颗粒的胎环、花生壳、炉渣等物质。对于含水率80%的脱水泥饼来说,膨胀剂与污泥最佳比例为1∶1,有些膨胀剂筛分后可以循环使用数次;
    (2)水分调节剂:水分调节剂是一些吸水性物质,能够吸收污泥中的自由水使整个堆体水分分布比较均匀,从而改善污泥颗粒的透气性能;水分调节剂可以是木屑、作物秸秆、轧棉废料、废纸、煤灰等;
    (3)营养调节剂:堆肥过程中有机质的降解是微生物活动的结果,微生物繁殖速度受营养丰缺的制约,有效营养丰富,微生物繁殖速度就快;城市污泥C/N比通常低于10,而堆肥合适的C/N比为20~30,因此可以添加一些C/N比较高的物质调整堆料C/N比;由表1中可知,木屑、树皮、作物秸秆比动物粪便、杂草和厨余更适合作为污泥堆肥的营养调节剂;
    表1常见有机物的C/N比
     C/N比  C/N比  稻草、麦秆、稻壳 70~100  牛粪  8~26  杂草 12~19  猪粪  7~15  木屑 200~1700  鸡粪  5~10  树皮 100~350  厨余  20~25
    (4)高温好氧堆肥:在该过程中每一种微生物群体都在较短时间内适应自身生长繁殖的环境条件,并对某一种有机物质分解起作用。污泥∶木屑∶回流堆肥为1∶1∶1时(体积比),堆体顺利达到设定温度并维持了6d以上;
    (5)重金属钝化剂:即为加入有机土壤中,使重金属形态发生变化。有机土壤具有降低重金属离子活性:有机土壤中添加有机含碳化合物羊粪、玉米秸、菜籽饼和碱性基质粉煤灰,有机含碳化合物含有丰富的有机质,吸附垃圾中重金属离子,形成不溶性的络合物,使作物不能吸收,从而降低作物体内重金属离子浓度;在有机土壤中添加碱性基质粉煤灰,提高人工合成有机土壤的pH值,重金属离子的有效性随pH值升高而降低,pH值在7.5~8.2时,可以钝化垃圾中重金属离子,减少作物对重金属离子的吸收;
    常用的钝化剂有粉煤灰、磷矿粉、锻石、沸石、草炭等,研究表明从对交换态重金属的钝化效果来说,粉煤灰和磷矿粉是经济有效的钝化剂,合适的投加比例分别是25%和20%,根据堆料的含水率控制要求,透过堆料衡算确定污泥质量为1093kg,木屑质量为349kg,使搅拌后的初始物料含水率在65%左右,初始C/N比为19.4。
    然而有机栽培介质基本上是由1至3种主要原料配成,其中腐熟秸秆体积占50%左右,腐熟有机肥体积占25%左右,其为颗粒大小适中的有机废弃物(如菇渣、锯末、油菜秆等)及少量的添加剂、保水剂、有益微生物,将其按一定比例混合均匀,装入栽培槽体,而有机栽培介质与一般土壤(栽培介质)约为1∶5至1∶9,并再施放于设施栽培系统(人工防渗漏栽培槽体或特定容器)中,其内容如下:
    1、植栽用有机土壤(以厨余、动物粪肥、秸秆堆肥基质与土壤制作)
    (1)于长方型的方盆中,装入2/3的一般土壤;
    (2)再将干厨余倒入(一般土壤与有机栽培介质比例为2∶1)后,搅拌混合后加水放置阴凉处1~3个月;
    (3)形成有机土壤后,可直接用于植物栽培。
    2、盆栽用有机土壤(以有机基质与土壤制作)
    (1)于花盆内装入4~5公分的土壤及1公分的厨余或有机堆肥(一般土壤∶有机基质=4~5∶1);
    (2)将土壤与干厨余作均匀的混合与搅拌;
    (3)再将植物直接种植于花盆内即可。
    3、花园或菜园用有机土壤(以有机栽培介质与土壤制作)
    (1)取植物与植物间适当的距离挖一条沟渠;
    (2)将挖出的土壤与有机栽培介质作均匀的混合与搅拌;
    (3)将混合后的土壤覆盖回去,并于上层表面铺上约2公分的一般土壤。
    设施栽培系统中亦可使用栽培槽体,即在一般设施栽培(温室green house、塑料大棚plastic tunnel)中可采用地下挖坑洞1后,再铺上塑料膜(塑料布2)的方法形成栽培槽3后,再放入混合过的有机土壤4(该有机土壤4为有机栽培介质与土壤混合而成),此方法成本最低,效果最好,一般槽宽0.5m、高0.2m,长6m,每667m2共需有机土壤40m3左右,亦可用砖槽或其它材料的栽培槽(如砖槽,一般为高4层砖,宽3块砖,槽内铺塑料膜防止渗漏),无论使用哪一种材质的槽,均需铺塑料布,以防水肥渗漏及经土壤传播病原菌(如图1A~图1C所示);
    另外安装膜下灌溉系统及棚室定植前处理,有机土壤栽培系统必须采用滴灌,滴灌系统供水均匀、便于控制,为降低成本,可选用低成本的回水管式薄壁式滴灌系统,该系统防堵性好,使用成本低,平均每667m2仅需300元,加上施肥器才500元,设置好滴灌系统后,再覆盖上透明地膜,然后浇透水闷棚高温处理5~7天,通风降温后便可定植;
    施栽培系统中亦可使用保水剂(微型水库),保水剂是一种无毒、不会燃烧、和无腐蚀性的功能性高分子聚合物,能吸收自身重量100~250倍的天然水,易于降解,降解物对土壤有益,而所吸水水分不能被简单物理方法挤出,有强烈的保水性,可供种子和植物根部缓慢吸收,本身可以反复释放和吸收水分;
    保水剂如与微量元素、促根剂等结合使用,还可使它们缓慢释放,提高利用率。此外,为了降低保水剂的成本,提高保水剂吸水后的凝胶强度,在制备过程中添加凹凸棒或膨润土。凹凸棒和膨润土本身就是一种土壤,保水剂中含有大量凹凸棒或膨润土,容易使保水剂被土壤同化和吸收,对环境?;な钟幸?;
    若是保水剂、无机营养物质(磷酸氢二铵、尿素)与有机土壤混合,其中含保水剂视植物和地区而定,一般在5~20%,保水剂粒度一般在120目以上,可提高出苗率,且使根系发达,苗壮、节水、省工和增产,拌土使用保水剂可节水50-70%,节肥30%以上,保水剂还可以提高土壤的透气性,改善土壤结构和抗板结,并有一定的保温效果。采用保水剂的最大直观效果是植物粗壮有力。
    请参阅图2,为本发明有机栽培介质及其应用方法的有机栽培介质成品的测试结果图,本实施例中的有机栽培介质采用的是污水处理厂的污泥,但未经消化处理,污泥脱水后含水率75~80%。其它配料为稻草秸秆(1.5~2.0cm)5%,木锯沫5%,米糠1%,人工搅拌后,堆成长宽高2.0×2.0×1.5米的台形堆,堆底下设排水沟和通风管,用空压机供气,风压0.4MPa,每天供气6小时,供气量240m3核计每m3肥料每天供气量40m3,污泥腐熟时间24天,腐熟时间与温度变化;
    从图2中可知,生物好氧消化过程中,产生大量热量,污泥堆内温度不断上升,第23天达到最高,之后温度下降,说明生物在养料充足时,消化能力强,有机物大量分解产生热量,当有机物分解40天以上后,污泥处于基本腐熟状态,产生的热量减少,堆内温度不断下降。堆肥42天,污泥肥料呈淡褐色,无明显臭味,肥料较为松散,含水率低于50%;
    而本实施例由于供气设备原因非连续供气模式,因此,污泥腐熟时间较长(23天),经过核算以正常24小时供气计,13-15天即可腐熟;
    另外本实施例中制成的有机栽培介质(有机污泥肥料),其应用试验如下:
    1、果树施肥:有机栽培介质脱水后(含水率80%),可直接向果树施肥,方法如下:
    (1)首先在果树以外1.5米周遭挖0.5米宽、0.8米深的沟渠,再将填入有机土壤沟渠底0.3米深,再加0.2米深土层,再填土壤0.2米深,以0.1米深土覆盖之后灌满清水,二年内无需施肥;
    (2)有机土壤应用与果树种植时应注意,?;ぶ鞲挡凰鸹?,尽可能有机栽培介质距树杆有一定的距离。有机栽培介质的深度不能太深,小树应将有机栽培介质与一般土壤1∶0.5混合后施用。
    2、农作物使用有机土壤:将有机栽培介质与一般土壤混合,种植玉米和水稻中期仅需追加少量化肥,土壤松软、抗旱性能好,作物桔杆变成枯黄的时间延长10天左右,粮食增产5~15%。多年使用土壤有机质增加,改良土壤,创造长期增产条件。
    3、草地使用有机土壤:将有机栽培介质与一般土壤混合,平整土地,布撒草种或移栽草坪,适时撒水,有机栽培介质可以与一般土壤1∶0.5混合成种草土基,敷设2.0cm在无纺布上,种上草籽,覆盖无纺布透气薄模,适时撒水,2个月左右可产出带土的草坪卷,一年产草坪三次,土地利用率很高;大型草场可将有机栽培介质与一般土壤混合,土壤可以是生土,敷设后种草生产草皮卷,不影响原有土地基本条件;
    经现场考察,果树施用污泥肥料后,生长茂盛,抗旱能力强,果实艳丽;玉米桔杆粗状,有一定的抗旱能力;水稻色深绿,长势良好;种植的各种观赏草,生长茂密,叶长,色深绿与正常种植的草相比,根系发达,抗旱能力强,其有机栽培介质成品分析结果如下:
    (1)外观呈褐色,松散,无臭味,含水率40%~50%;
    (2)肥分化验结果,全氮平均为2.33%,全磷为2.89%,全钾为0.35%,其中速效磷平均为148.7mg/L,速效钾511.15mg/L,水解氮为577.25mg/100g泥;
    (3)使用有机土壤作物生长良好,经实测其结果见表2及表3可知,使用有机土壤可提升产量。
    表2玉米生长与产量
      施肥量  株高(米) 百粒重(g) 茎杆重(g)  化肥  2.40 39.5 6605  有机土壤  2.40 40 6575
    表3水稻生长与产量
      施肥量  株高(米) 百粒重(g) 茎杆重(g)  化肥  80.67  30.25  3967  有机土壤  81.75  31.33  3675
    另外本发明有另一实施例,主要是利用秸秆发酵技术生产有机栽培介质,为了解决在温室与大棚内栽种作物时所遭遇的严重问题,包括二氧化碳CO2严重不足、冬天大棚内地表温度过低、病虫害问题严重,加重使用农药、土壤板结盐渍化现象严重等等问题;而本实施例应用于设施栽培的方式为:
    (1)在2个目光温室冬暖设施栽培塑料大棚内,每个棚长60m,占地540m2,一个大棚采用秸秆发酵上覆盖土壤的秸秆发酵栽培槽进行蔬菜种植试验,另一个采用传统的栽培方式作为对照,栽培作物都是黄瓜,品种为白剌王,其它栽培管理措施相同。
    (2)准备物料及操作时间:植物秸秆60t/hm2,麦麸1350~1800kg/hm2,饼肥900~1200kg/hm2,牛、羊等草食动物粪便60m3/hm2,菌种120kg/hm2,于黄瓜定植前15~20d制作秸秆发酵栽培槽。
    (3)菌种处理:按1公升复合益生菌种加入15kg麦麸对13kg水的比例搅拌均匀,堆积4~5h后使用。如当天使用不完,摊放于阴暗处,厚度5~8cm,第2天继续使用。
    (4)棚内操作步骤:定植前在种植行的位置上挖沟,沟内铺设防渗漏塑料布,沟深15~20cm,沟宽一般比黄瓜种植行窄15cm,而后填加秸秆(秸杆不用处理)于沟内,铺匀踏实,厚度30cm,沟两头露出10cm秸秆茬,以便将来随时补充氧气;填完秸秆后,按每沟所需菌种量均匀撒在秸秆上,按大棚种植行9m计算,每行需下菌种1.5kg;再把起出的土回填于秸秆上,浇水湿透秸秆,2~3d后,整平起垄,使秸秆上土层厚度保持15cm左右。放入黄瓜苗,覆土、浇水、盖膜,最后用钢筋在每行两棵之间各打孔2个,孔距10cm,孔深以穿透秸秆层为准。
    而本实施例应用于设施栽培的试验结果为:
    (1)对气温、地温影响:选定当地一年气温最低的12月份,每天早上9时、中午12时、下午4时、晚上22时对2个棚(相同的位置)内的气温和20cm的地温进行调查记录,共调查120次,经汇总对比,试验棚与对照棚相比如下:
    a、上午气温为1.25℃,地温为3.15℃;
    b、中午气温相同,地温为4.8℃;
    c、下午气温为2.85℃,地温为5℃;
    d、晚间气温为2.45℃,地温为3.1℃,
    e、综合平均每天气温为1.65℃,地温为3.81℃。
    (2)对生育期影响:自黄瓜定植后,调查记录黄瓜定植、开花结瓜、摘瓜、盛瓜、拉秧等主要生育时期,调查结果表明,采用秸秆生物反应堆及植物疫苗技术比传统栽培的提前12d摘瓜上市,延长黄瓜生育期28d。
    (3)对植株生长高度影响:于12月中旬,在2个棚内确定5棵长势相当的植株每天测量一下植株高度,记录每天的生长量,连续测量15d,对调查资料汇总,结果表明,采用该技术比对照平均每天每棵增高0.23cm。
    (4)对黄瓜产量影响:在2个棚内相同位置上分别均匀选定3行(共26m2)作为产量计量点,从开始摘瓜到收获结束分别记录每次采瓜重量,最后折实产量。结果表明,采用该项技术显著增加黄瓜产量,增产31.92t/hm2,增产幅度为39.8%。
    (5)对棚内二氧化碳浓度影响:从黄瓜植株长势调查发现,采用该技术的植株节间短而粗、长势壮、叶片厚、表面有光泽、墨绿色;而对照棚黄瓜植株明显长势弱、节间长而细、叶片黄而薄,这些现象证明了试验棚内二氧化碳浓度高,光合作用强。
    故本实施例使用人工有机栽培介质,综合了土壤栽培和基质栽培的优点,其特点有:
    (1)有机质含量高,结构疏松,有机改良土壤效应可使土壤有机质提高10倍以上。肥料利用率提高、根条数增加与根系鲜度增加;
    (2)有机质分解释放出二氧化碳补充了温室内二氧化碳的不足,在秸秆在分解过程中可增加释放CO2,二氧化碳效应可使浓度提高4~8倍,而光合效率提高50%以上;
    (3)一千克秸秆可放出3037千卡的热量,热量效应可使晚秋、冬季、早春20厘米地温增加4~6℃,气温增加2~3℃;
    (4)水分利用率提高127%以上;
    (5)植物免疫刺激物增加,生物防治效应(Bio-control)可减少发病率,降低农药使用量。
    本发明所提供的有机栽培介质及其应用方法,与其它常用技术相比较时,更具备下列优点:
    1、本发明的有机栽培介质及其应用方法,其有机栽培介质的有机质含量高,结构疏松,有机改良土壤效应可使土壤有机质提高10倍以上。肥料利用率提高、根条数增加与根系鲜度增加。
    2、本发明的有机栽培介质及其应用方法,其有机质可分解释放出二氧化碳补充了温室内二氧化碳的不足,在秸秆在分解过程中可增加释放CO2,二氧化碳效应可使浓度提高4~8倍,而光合效率提高50%以上。
    3、本发明的有机栽培介质及其应用方法,可使得植物免疫刺激物增加,生物防治效应(Bio-control)可减少发病率,降低农药使用量。
    4、本发明的有机栽培介质及其应用方法,与传统土壤栽培相比,作物与蔬果使用有机土壤栽培技术是采取与地下隔开的沟槽式栽培,减少了施肥面积和有机肥、灌溉水的地下渗漏,从而提高了有机肥利用率(一般有机肥667平方米施用量仅10立方米,与普通土壤栽培相当,但施用效率提升50%以上)。
    5、本发明的有机栽培介质及其应用方法,由于蔬果使用有机土壤栽培技术是采用滴灌,有机土壤基质保水性强,有效地防止了地下渗漏,大大提升了肥料利用率,因此化肥用量明显低于土壤栽培,节约了生产成本。
    6、本发明的有机栽培介质及其应用方法,通过对农产废弃物利用,包括各种农作物秸秆及动物粪肥、厨余、食品加工下脚料等农业废弃物的综合利用,可提高了土壤有机质含量,改善了土壤结构。同时由于有机肥的集中施用提高了基质土壤的肥力水平,可降低了化肥、农药施用量,从而大幅度降低了生产数据的资金投入(每667平方米有机土壤栽培原料成本仅1000元左右),而原料来源广且不受地域限制,因此推广前景极为广阔。
    7、本发明的有机栽培介质及其应用方法,采用环保型有机土壤栽培不施化肥,可以用于生产有机叶菜(例如油麦菜、小油菜、生菜等),其蔬果产品的硝酸盐含量较普通土壤栽培降低50%~90%,从而大大提升了叶菜类蔬菜的食用安全性。
    8、本发明的有机栽培介质及其应用方法,用于温室内西红柿、黄瓜、甜椒等果菜类蔬菜生产时,由于根际生长环境改善,蔬菜表现出成熟早、产量高、质量好的特点,其产量与草炭、蛭石的基质栽培基本相当,较普通土壤栽培增产20%以上,营养物含量提高10%,而且有机土壤栽培完全使用有机肥可以生产出符合有机食品标准的有机蔬菜产品。
    以上所述仅为本发明的较佳实施例,对本发明而言仅仅是说明性的,而非限制性的。本专业技术人员理解,在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变,修改,甚至等效,但都将落入本发明的?;し段?。

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