專利名稱:利用農(nóng)林廢棄物制備無土栽培基質(zhì)的方法和無土栽培基質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)林有機(jī)廢棄物的利用方法，特別涉及一種利用農(nóng)林有機(jī)廢棄物 制備栽培基質(zhì)的方法和制備的栽培基質(zhì)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代園林生產(chǎn)過程中，栽培基質(zhì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于花卉苗木育苗栽培、草坪培育、 經(jīng)濟(jì)林育苗、土壤改良及有機(jī)肥制造等生產(chǎn)過程中，并且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代園林產(chǎn)業(yè)的 規(guī)模也迅速擴(kuò)大，從而導(dǎo)致對(duì)基質(zhì)的依賴和需求也與日俱增。基質(zhì)生產(chǎn)原料主要分為有機(jī) 物和無機(jī)物兩類，其中在我國農(nóng)、林、花卉業(yè)生產(chǎn)所需的栽培基質(zhì)中，以泥炭為原料生產(chǎn)的 基質(zhì)產(chǎn)品始終占據(jù)主導(dǎo)地位。
泥炭又稱草炭、泥炭土、黑土、泥煤，是古代低溫、濕地的植物遺體，被埋在地下，經(jīng) 數(shù)千萬年的堆積，在氣溫較低、雨水較少或缺少空氣的條件下，植物殘?bào)w緩慢分解而形成的 特殊有機(jī)物。因含大量有機(jī)質(zhì)，疏松，透氣透水性能好，保水保肥能力強(qiáng)，質(zhì)地輕，無病害孢 子和蟲卵，因此被廣泛應(yīng)用，但是，泥炭基質(zhì)普遍營養(yǎng)單一，很難為種苗的生長提供必要的 營養(yǎng)元素，致使在育苗和栽培過程中造成植物發(fā)芽率低、生根難、成活率低。此外，泥炭基質(zhì) 還存在物理性質(zhì)不穩(wěn)定，吸水性差，在使用過程中容易塌陷等缺陷。
公開號(hào)為CN 101548639A的發(fā)明公開了一種花卉培育基質(zhì)，將粒徑為l_3mm的泥 炭和珍珠巖混合均勻制得基質(zhì)主料，向主料中噴撒殺菌劑；此外，再向其中添加基質(zhì)水分調(diào) 理劑，接著加入PH調(diào)節(jié)劑調(diào)整基質(zhì)的pH值至6-7，然后加入營養(yǎng)啟動(dòng)劑，混合均勻制成培育 基質(zhì)。此基質(zhì)物理性質(zhì)穩(wěn)定，吸水性強(qiáng)，空隙率增大，基質(zhì)塌陷率低，從而有效地防止了泥炭 的塌陷。
目前我國相關(guān)行業(yè)對(duì)栽培基質(zhì)的年需求總量約在1000萬m3左右，市場需求量極 大，且還在逐年遞增，但泥炭作為一種不可再生資源已瀕臨枯竭，尋求泥炭的替代基質(zhì)原料 已迫在眉睫，農(nóng)林有機(jī)廢棄物就是一類理想的替代材料。
農(nóng)林有機(jī)廢棄物是農(nóng)、林、牧、漁各業(yè)，生產(chǎn)加工及農(nóng)民日常生活過程中產(chǎn)生的廢 棄物，主要以秸稈、樹葉、雜草和木屑等為主，還包括相應(yīng)的糧食加工廠、釀造廠、農(nóng)副產(chǎn)品 加工廠的下腳料、加工殘?jiān)?，如糠皮、麥麩、糟渣、玉米芯、豆莢、花生殼、棉籽殼等。作為農(nóng)業(yè) 大國，我國農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量種類豐富的農(nóng)林廢棄物，同時(shí)隨著城市綠化面積 的不斷擴(kuò)大，城市園林植物枯落物及園林綠化修剪產(chǎn)生的枝葉量也必將逐年遞增。這些農(nóng) 林廢棄物往往在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中被隨意棄置或僅僅進(jìn)行簡單的回填焚燒處理，造成了資源的 極大浪費(fèi)，不利于我國農(nóng)林業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。
農(nóng)林有機(jī)廢棄物的化學(xué)組成比較復(fù)雜，僅僅經(jīng)過簡單處理(如堆肥處理)的廢棄 物作為植物生長基質(zhì)對(duì)植物生長影響較大，例如一部分含有易被微生物分解物質(zhì)(如碳 水化合物中的單糖、雙糖、淀粉、半纖維素和纖維素，以及有機(jī)酸等)的有機(jī)廢棄物(如新 鮮麥糠、新鮮玉米芯、草屑、樹枝、葉等)，使用初期由于微生物活動(dòng)，引起強(qiáng)烈的生物化學(xué)變 化，嚴(yán)重影響營養(yǎng)成分的平衡，最明顯的是引起氮素的嚴(yán)重缺乏。因此，需要對(duì)農(nóng)林有機(jī)廢棄物進(jìn)行深度處理。另外，農(nóng)林有機(jī)廢棄物的種類繁多、數(shù)量巨大、分布廣泛、廉價(jià)易得，因 此，利用工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物合成泥炭替代品，既變廢為寶，節(jié)約能源，又減少了環(huán)境污染，對(duì) 農(nóng)林有機(jī)廢棄物的利用已成為目前無土栽培基質(zhì)的選材方向和研究熱點(diǎn)。
公開號(hào)為CN 100998306A的專利申請(qǐng)公開了一種無土栽培基質(zhì)及其制備方法，將 蔗渣10-20、椰渣10-20、植物秸桿20-30和核桃殼10-30與珍珠巖10-15、硅藻土 5_15混 合，經(jīng)粉碎、發(fā)酵、消毒后制成所需基質(zhì)，再添加粘合劑2-15、發(fā)泡劑1-5和硫化劑0. 5-3.5， 進(jìn)一步加工為任意形狀的預(yù)成型基質(zhì)。該無土栽培基質(zhì)中添加了珍珠巖，雖然改善了栽培 基質(zhì)的通透性能，提高了通氣孔隙度，但珍珠巖與泥炭一樣，屬于不可再生資源，此外，該栽 培基質(zhì)需要添加硅藻土作為粘合劑，且物料成分復(fù)雜，質(zhì)量不易控制，成本較高，在無土栽 培生產(chǎn)過程中容易因性質(zhì)不穩(wěn)定而造成損失。
目前，我國對(duì)無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)以郭世榮的《無土栽培學(xué)》(中國農(nóng)業(yè)出版 社，2004，135-143)中的無土栽培固體基質(zhì)的要求為依據(jù)，其中容重0. 1 0. 8g/cm3 ；總孔 隙度54% 96% ；大小孔隙比1 2 4 ；ρΗ6· 5 7. 0 ;EC值0. 5 1. 2mS/cm。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題提供一種利用農(nóng)林有機(jī)廢棄物制 備無土栽培基質(zhì)的方法和制備的無土栽培基質(zhì)，本發(fā)明方法開發(fā)了農(nóng)林有機(jī)廢棄物的新用 途，而且無土栽培基質(zhì)的制備方法工藝簡單，操作方便，產(chǎn)品得率高，制備的無土栽培基質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，酸堿適度，通透性好，理化性能指標(biāo)均達(dá)到無土栽培基質(zhì)的要求，能夠?yàn)橹?物提供良好穩(wěn)定的基質(zhì)環(huán)境，適合用于植物的栽培。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種利用農(nóng)林廢棄物制備無土栽培基質(zhì) 的方法，包括對(duì)農(nóng)林廢棄物進(jìn)行兩次熱解處理，收集固體產(chǎn)物得培育基質(zhì)。
其中，第二次熱解處理的溫度高于第一次熱解處理溫度。
特別是，所述第一次熱解處理的溫度為130_180°C，處理時(shí)間為10-20min ；所述第 二次熱解處理的溫度≥190°C，處理時(shí)間為10-20min。
尤其是，所述第一次熱解處理溫度優(yōu)選為150-160°C ；第二次熱解處理溫度優(yōu)選為 190-400 "C。
其中，所述熱解處理過程中控制氧氣體積百分含量≤ 10%。
特別是，所述的第一次熱解處理過程中，氧氣體積百分含量優(yōu)選為7-10% ；第二次 熱解過程中氧氣體積百分含量優(yōu)選為4-6%。
其中，所述農(nóng)林廢棄物是農(nóng)、林、牧、漁各業(yè)，生產(chǎn)、加工及日常生活過程中產(chǎn)生的 廢棄物。
特別是，所述的農(nóng)林廢棄物選擇麥秸、蘆葦、葵花稈、茅草莖、草屑、花敗、落葉、水 稻秸稈、玉米芯、玉米秸稈，桃核、杏核、李核、花生殼、葵花籽殼、棉籽殼、油茶果殼，椰糠、椰 殼、樹枝、樹皮中的一種或多種。
特別是，所述的農(nóng)林廢棄物還包括糧食加工廠、釀造廠、農(nóng)副產(chǎn)品加工廠的下腳 料、加工殘?jiān)?，如糠皮、麥麩、糟渣、玉米芯、豆莢、花生殼、棉籽殼等。
尤其是，所述的農(nóng)林廢棄物麥秸、蘆葦、葵花稈、茅草莖、草屑、花敗、落葉、水稻秸 稈等的木質(zhì)素質(zhì)量百分含量≤ 15% ；玉米芯、玉米秸稈，桃核、杏核、李核、花生殼、葵花籽殼、棉籽殼、油茶果殼，椰糠、椰殼等的木質(zhì)素質(zhì)量百分含量為16-33% ；樹枝、樹皮等的木質(zhì) 素質(zhì)量百分含量>34%。
特別是，還包括在進(jìn)行熱解處理前，對(duì)農(nóng)林有機(jī)廢棄物進(jìn)行烘干處理，烘干至含水 率彡10%。
特別是，還包括將含水率為15-20%的農(nóng)林有機(jī)廢棄物粉碎制成直徑為10-20mm 的廢棄物顆粒后進(jìn)行所述的烘干處理。
其中，還包括將第二次熱解處理后的廢棄物顆粒浸泡在水中，進(jìn)行脫鹽處理，其中 第二次熱解處理后的廢棄物顆粒與水的體積之比為1 2-3。
尤其是，脫鹽處理時(shí)間1-3小時(shí)，優(yōu)選為2小時(shí)。
特別是，脫鹽處理后的廢棄物顆粒干燥至含水率為15-20%，即得無土栽培基質(zhì)。
其中，如果采用木質(zhì)素質(zhì)量百分含量< 15%的麥秸、蘆葦、葵花稈、茅草莖、草屑、 花敗、落葉、水稻秸稈等農(nóng)林廢棄物，則第二次熱解溫度優(yōu)選為190-220°C ；如果采用木 質(zhì)素質(zhì)量百分含量范圍在16-33%的玉米芯、玉米秸稈，桃核、杏核、李核、花生殼、葵花籽 殼、棉籽殼、油茶果殼，椰糠、椰殼等農(nóng)林廢棄物，則第二次熱解溫度優(yōu)選為220-300°C ；如 果采用木質(zhì)素質(zhì)量百分含量> 34%的樹枝、樹皮等農(nóng)林廢棄物則第二次熱解溫度優(yōu)選為 300-400 "C。
特別是，將烘干后的廢棄物置于容器中，加熱升溫并控制容器內(nèi)的氧氣含量進(jìn)行 所述的第一次熱解處理；將所述的第一次熱解處理后的廢棄物顆粒置于密閉容器中，加熱 升溫并控制容器內(nèi)的氧氣濃度進(jìn)行所述的第二次熱解處理。
其中，控制容器內(nèi)的氧氣含量< 10%。
本發(fā)明又一方面提供一種按照上述任一方法制備而成的無土栽培基質(zhì)。
本發(fā)明的農(nóng)林有機(jī)廢棄物的利用方法具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明方法采用將農(nóng)林有機(jī)廢棄物進(jìn)行熱解，制備無土栽培基質(zhì)，打破了農(nóng)林 有機(jī)廢棄物的利用效率較低，沒有其他任何高附加值的應(yīng)用的現(xiàn)狀，克服了廢物處理困難， 造成環(huán)境破壞的現(xiàn)狀，增加了農(nóng)林廢棄物的附加價(jià)值，綜合利用資源，利于環(huán)境保護(hù)。
2、本發(fā)明方法制備的無土栽培基質(zhì)解決了植物栽培過程中基質(zhì)過度依賴于泥炭、 基質(zhì)生產(chǎn)成本居高不下的難題和泥炭資源日益枯竭的困境。
3、本發(fā)明方法制備的栽培基質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，酸堿度適中(pH6. 55 7. 14)， 電導(dǎo)率為 0. 39-0. 91mS/cm，干容重為 0. 106-0. 179g/cm3，濕容重為 0. 492-0. 645g/cm3，總孔 隙度為76. 5-93. 4%，大小孔隙比為1. 0-1. 7，制備的栽培基質(zhì)疏松，通透性好，通氣性能優(yōu) 良，物理化學(xué)性能指標(biāo)符合園藝植物適宜生長的要求，適合用于植物的栽培。
4、本發(fā)明制備的無土栽培固體基質(zhì)對(duì)植物生長具有促進(jìn)作用，植株冠幅大，植株 高，開花數(shù)目多，花大，花莖高，植株生物量積累高，本發(fā)明制備的無土栽培固體基質(zhì)達(dá)到甚 至超過泥炭基質(zhì)的品質(zhì)。
5、本發(fā)明的制備方法工藝簡單，操作方便，產(chǎn)品得率高，產(chǎn)品質(zhì)量可控，制備的無 土栽培基質(zhì)的理化性能指標(biāo)接近甚至有的優(yōu)于泥炭基質(zhì)，滿足無土栽培基質(zhì)的要求。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。但這些實(shí)施例僅限于說明本發(fā)明而不 用于限制本發(fā)明的范圍。[0038]實(shí)施例1
1、備料
將農(nóng)林廢棄物樹葉風(fēng)干至含水率為15%后粉碎，然后采用造粒機(jī)(北京眾意神龍 機(jī)械有限責(zé)任公司)壓成直徑10-20mm的樹葉顆粒。
2、烘干處理
開啟炭化機(jī)(北京眾意神龍機(jī)械有限責(zé)任公司，SL-II型)，加熱升溫至100°C，然 后加入制備的樹葉顆粒，在溫度為100°c下進(jìn)行烘干處理，獲得含水率為10%的顆粒；
3、第一次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為150°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為10%，在所述條件下進(jìn)行第一次熱解處理，其中熱解處理時(shí)間為20min。
4、第二次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為190°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為5%，在所述條件下進(jìn)行第二次熱解處理，其中熱解處理的時(shí)間為lOmin。
5、脫鹽處理
停止加熱，取出第二次熱解處理后的樹葉顆粒，浸泡于水中，進(jìn)行脫鹽處理，其中 浸泡時(shí)間為2h，水與樹葉顆粒的體積之比為2 1。
6、干燥
將脫鹽處理后樹葉顆粒撈出后，于室溫(25°C)下自然風(fēng)干至含水率為20%，即得。
制備的無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)按照如下方法進(jìn)行檢測
干容重、濕容重、吸水率、總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙、大小孔隙比采用如下方 法測定，具體測定步驟如下
取事先逐一用水量出IOOml體積并做標(biāo)記后烘干的150ml燒杯，燒杯初始重量為 重W，接著加入本實(shí)施例制備的風(fēng)干栽培基質(zhì)原料并稱重，重量為W1,然后按照少量多次的 澆水方法澆透基質(zhì)，到基質(zhì)表面有水膜出現(xiàn)為止，并讓其充分浸水過夜，次日再觀察基質(zhì)表 面是否仍有水膜，若無，則需再澆水，至有水膜出現(xiàn)為止，同時(shí)稱重(《2)，最后將燒杯中的水 分自由浙干后再稱重(W3)，按以下公式進(jìn)行計(jì)算
干容重(g/cm3)= (W1-WqVIOO
濕容重(g/cm3)= (W2-W0)/100
吸水率(％) = (W3-W1)Z(W1-W0) X 100%
總孔隙度(％) = (W2I1)/100X 100%
通氣孔隙(%) = (W2-W3)/100X 100%
持水孔隙(％ )=總孔隙度_通氣孔隙
大小孔隙比=通氣孔隙/持水孔隙
采用pH計(jì)和電導(dǎo)儀測定基質(zhì)原料pH值，EC值
采用重鉻酸鉀容量法測定基質(zhì)原料中的總腐殖酸，具體測定方法如下用焦磷酸 鈉堿性溶液做提取劑，浸提出的基質(zhì)原料的腐殖酸，在強(qiáng)酸性溶液中能被重鉻酸鉀氧化，根 據(jù)重鉻酸鉀的消耗量，計(jì)算出腐殖酸的含量。
氮采用凱氏定氮法測定；磷用H2SO4-H2O2法消煮，鉬銻抗比色法測定；鉀采用H2SO4-H2O2法消煮，火焰光度計(jì)法測定；使用AA-7000型原子吸收儀測定Ca、Mg、Fe、Zn、Mn罔子。
無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表1、2、3所示。
實(shí)施例2
1、備料
將混合農(nóng)作物秸稈(麥秸、葵花稈和水稻秸稈)風(fēng)干至含水率為20%后粉碎，然后 采用造粒機(jī)壓成直徑為IOmm的混合顆粒。
2、烘干處理
開啟炭化機(jī)，加熱升溫至105°C，然后加入制備的混合顆粒，在溫度為105°C下進(jìn) 行烘干處理，獲得含水率為8%的顆粒；
3、第一次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為130°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為8%，在所述條件下進(jìn)行第一次熱解處理，其中熱解處理時(shí)間為15min。
4、第二次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為220°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為4%，在所述條件下進(jìn)行第二次熱解處理，其中熱解處理的時(shí)間為15min。
5、冷卻
停止加熱，取出處理后的混合基質(zhì)顆粒，冷卻至室溫，即得。
制備的無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表1、2、3所示。
實(shí)施例3
1、備料
將農(nóng)作物秸稈麥秸風(fēng)干至含水率為15%后粉碎，然后采用造粒機(jī)壓成直徑為 15-20mm的混合顆粒。
2、烘干處理
開啟炭化機(jī)，加熱升溫至105°C，然后加入制備的混合顆粒，在溫度為110°C下進(jìn) 行烘干處理，獲得含水率為9%的顆粒；
3、第一次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為160°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為7%，在所述條件下進(jìn)行第一次熱解處理，其中熱解處理時(shí)間為20min。
4、第二次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為200°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為6%，在所述條件下進(jìn)行第二次熱解處理，其中熱解處理的時(shí)間為lOmin。
5、脫鹽處理
停止加熱，取出第二次熱解處理后的混合顆粒后浸泡于水中，進(jìn)行脫鹽處理，其中 浸泡時(shí)間為2h，水與混合顆粒的體積之比為2 1。
6、干燥
將脫鹽處理后混合顆粒撈出后，在室溫(20°C )下風(fēng)干至含水率為15%，即得。
制備的無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表1、2、3所示。
實(shí)施例4[0092]1、備料
將混合廢棄物蘆葦、茅草莖、草屑及花敗風(fēng)干至含水率為18%后粉碎，然后采用造 粒機(jī)壓成直徑為10-15mm的混合顆粒。
2、烘干處理
開啟炭化機(jī)，加熱升溫至105°C，然后加入制備的混合顆粒，在溫度為105°C下進(jìn) 行烘干處理，獲得含水率為9%的顆粒；
3、第一次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為150°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為9%，在所述條件下進(jìn)行第一次熱解處理，其中熱解處理時(shí)間為20min。
4、第二次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為210°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為5%，在所述條件下進(jìn)行第二次熱解處理，其中熱解處理的時(shí)間為lOmin。
5、脫鹽處理
停止加熱，取出第二次熱解處理后的混合顆粒后浸泡于水中，進(jìn)行脫鹽處理，其中 浸泡時(shí)間為lh，水與混合顆粒的體積之比為3 1。
6、干燥
將脫鹽處理后混合顆粒撈出后，在室溫(20°C )下風(fēng)干至含水率為15%，即得。
制備的無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表1、2、3所示。
實(shí)施例5
1、備料
將玉米芯風(fēng)干至含水率為15%后粉碎成直徑IOmm的顆粒。
2、烘干處理
開啟炭化機(jī)，加熱至100°C，然后加入制備的玉米芯顆粒，在溫度為100°C下進(jìn)行 烘干處理，獲得含水率為10%的玉米芯顆粒；
3、第一次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為180°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為10%，在所述條件下進(jìn)行第一次熱解處理，其中熱解處理時(shí)間為15min。
4、第二次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為260°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為4%，在所述條件下進(jìn)行第二次熱解處理，其中熱解處理的時(shí)間為15min。
5、冷卻:
停止加熱，取出第二次熱解處理后的玉米芯基質(zhì)顆粒，冷卻至室溫，即得。
制備的無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表1、2、3所示。
實(shí)施例6
1、備料:
將果核混合物桃核、杏核及李核烘干至含水率為16%后粉碎，然后采用造粒機(jī)壓 成直徑為20mm的混合顆粒。
2、烘干處理
開啟炭化機(jī)，加熱至105°C，然后加入制備的混合果核顆粒，在溫度為150°C下進(jìn)行烘干處理，獲得含水率為5%的顆粒；
3、第一次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為130°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為9%，在所述條件下進(jìn)行第一次熱解處理，其中熱解處理時(shí)間為lOmin。
4、第二次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為300°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為5%，在所述條件下進(jìn)行第二次熱解處理，其中熱解處理的時(shí)間為12min。
5、冷卻
停止加熱，取出第二次熱解處理后的混合果核顆粒，冷卻至室溫，即得。
制備的無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表1、2、3所示。
實(shí)施例7
1、備料
將混合果殼花生殼、葵花籽殼、棉籽殼及油茶果殼烘干至含水率為20%后粉碎，然 后采用造粒機(jī)壓成直徑為10-15mm的混合顆粒。
2、烘干處理
開啟炭化機(jī)，加熱至110°C，然后加入制備的混合果殼顆粒，在溫度為110°C下進(jìn) 行烘干處理，獲得含水率為8%的顆粒；
3、第一次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為150°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為10%，在所述條件下進(jìn)行第一次熱解處理，其中熱解處理時(shí)間為18min。
4、第二次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為220°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為4%，在所述條件下進(jìn)行第二次熱解處理，其中熱解處理的時(shí)間為lOmin。
5、脫鹽處理
停止加熱，取出混合果殼顆粒，浸泡于水中，進(jìn)行脫鹽處理，其中浸泡時(shí)間為3h，水 與混合基質(zhì)顆粒的體積之比為2. 5 1。
6、干燥
將脫鹽后的混合果殼顆粒撈出，于室溫(25°C )下自然風(fēng)干至含水率為18%，即得。
制備的無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表1、2、3所示。
實(shí)施例8
1、備料
將含水率為15%的椰糠及椰殼的混合廢棄物粉碎后，采用造粒機(jī)壓成直徑為 15-20mm的混合顆粒。
2、烘干處理
開啟炭化機(jī)，加熱至100°C，然后加入制備的混合顆粒，在溫度為100°C下進(jìn)行烘 干處理，獲得含水率為7%的顆粒；
3、第一次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為160°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積百分含量為9%，在所述條件下進(jìn)行第一次熱解處理，其中熱解處理時(shí)間為lOmin。
4、第二次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為300°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為5%，在所述條件下進(jìn)行第二次熱解處理，其中熱解處理的時(shí)間為15min。
5、冷卻
停止加熱，取出第二次熱解處理后的混合基質(zhì)顆粒，冷卻至室溫，即得。
制備的無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表1、2、3所示。
實(shí)施例9
1、備料
將風(fēng)干至含水率為18%的枯樹枝粉碎后采用造粒機(jī)壓成直徑10_15mm的顆粒。
2、烘干處理
開啟炭化機(jī)，加熱至105°C，然后加入制備的樹枝顆粒，在溫度為105°C下進(jìn)行烘 干處理，獲得含水率為10%的顆粒；
3、第一次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為150°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為10%，在所述條件下進(jìn)行第一次熱解處理，其中熱解處理時(shí)間為lOmin。
4、第二次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為400°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為4%，在所述條件下進(jìn)行第二次熱解處理，其中熱解處理的時(shí)間為20min。
5、脫鹽處理
停止加熱，取出第二次熱解后的枯樹枝顆粒，浸泡于水中，進(jìn)行脫鹽處理，其中浸 泡時(shí)間為3h，水與枯枝顆粒的體積之比為3 1。
6、干燥
將脫鹽處理后枯樹枝顆粒撈出后，于室溫(25°C )下自然風(fēng)干至含水率為15%，
即得。
制備的無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表1、2、3所示。
實(shí)施例10
1、備料:
將含水率為20%的枯樹枝及樹皮的混合廢棄物粉碎后采用造粒機(jī)壓成直徑為 20mm的混合顆粒。
2、烘干處理
開啟炭化機(jī)，加熱至110°c，然后加入制備的混合顆粒，在溫度為110°C下進(jìn)行烘 干處理，獲得含水率為8%的混合顆粒；
3、第一次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為160°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為8%，在所述條件下進(jìn)行第一次熱解處理，其中熱解處理時(shí)間為15min。
4、第二次熱解處理
繼續(xù)加熱，使炭化機(jī)內(nèi)的溫度升高并維持為300°C，同時(shí)控制炭化機(jī)內(nèi)的氧氣體積 百分含量為5%，在所述條件下進(jìn)行第二次熱解處理，其中熱解處理的時(shí)間為20min。[0179]5、脫鹽處理
停止加熱，取出第二次熱解處理后的混合顆粒，浸泡于水中，進(jìn)行脫鹽處理，其中 浸泡時(shí)間為3h，水與混合基質(zhì)顆粒的體積之比為2. 5 1。
6、干燥
將脫鹽處理后混合顆粒撈出后，于室溫(20°C )下自然風(fēng)干至含水率為15%，即得。
制備的無土栽培基質(zhì)的性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表1、2、3所示。
對(duì)照例
以丹麥品氏(Pindstrup)泥炭為對(duì)照。對(duì)照例基質(zhì)的基質(zhì)容重、吸水率、孔隙度、 PH值、EC值、總腐殖酸含量，N、P、K和其他金屬元素含量測定如實(shí)施例1中所述方法進(jìn)行。 檢測結(jié)果如表1、2、3所示。
表1栽培基質(zhì)基本物理性狀
權(quán)利要求
1.一種利用農(nóng)林廢棄物制備無土栽培基質(zhì)的方法，包括如下步驟首先對(duì)農(nóng)林有機(jī)廢 棄物進(jìn)行烘干處理，烘干至含水率≤ 10 %，然后對(duì)農(nóng)林有機(jī)廢棄物進(jìn)行兩次熱解處理，收集 固體產(chǎn)物獲得無土栽培基質(zhì)，其中第一次熱解處理的溫度為130-180°c，處理時(shí)間為10-20min ；第二次熱解處理的溫度 ≥190°C，處理時(shí)間為10-20min，所述熱解處理過程中控制氧氣體積百分含量≤10%。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征是所述烘干處理溫度為100-110°C。
3.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征是所述的第一次熱解處理的溫度為150-160°C。
4.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征是所述的第二次熱解處理的溫度為190-400°C。
5.如權(quán)利要求
1所的方法，其特征是還包括將第二次熱解處理后的廢棄物顆粒浸泡在 水中，進(jìn)行脫鹽處理，其中第二次熱解處理后的廢棄物顆粒與水的體積之比為1 2-3。
6.一種無土栽培基質(zhì)，其特征是按照如權(quán)利要求
1-5任一所述方法制備而成。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種利用農(nóng)林有機(jī)廢棄物制備無土栽培基質(zhì)的方法和制備的無土栽培基質(zhì)，包括對(duì)農(nóng)林有機(jī)廢棄物進(jìn)行兩次熱解處理，收集固體產(chǎn)物得到培育基質(zhì)，其中，第二次熱解處理的溫度高于第一次熱解處理溫度。本發(fā)明的制備方法工藝簡單，操作方便，產(chǎn)品得率高，制備的無土栽培基質(zhì)通透性好，理化性能指標(biāo)均達(dá)到無土栽培基質(zhì)的要求，能夠?yàn)橹参锾峁┝己梅€(wěn)定的基質(zhì)環(huán)境，適合用于植物的栽培。
文檔編號(hào)A01G31/00GKCN101715721 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 201010104425
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年2月1日
發(fā)明者孫向陽, 索琳娜, 陳剛 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan