[发明专利]致密质植物纤维材料制造成的生物基质的制备方法

说明书

本发明涉及致密质植物纤维材料制造成的生物基质的制备方法，其特征在于，所述方法如下：步骤1：材料的预处理；步骤2：接种有机物分解菌发酵；步骤3：接种功能菌二次发酵；步骤4：基质的复配。该方案物理性状得到优化，孔隙度优化，本发明的预处理方法基质安全健康：经高温处理后，无杂草种子、大肠杆菌和蛔虫卵等及致病微生物等，更符合卫生要求。

技术领域

本发明涉及一种基质，具体涉及一种致密质植物纤维材料制造成的生物基质的制备方法，属于农业无土栽培技术领域。

背景技术

基质在现代无土栽培和农作物育苗中广泛应用，在农作物生产中的作用越来越重要，成为不可或缺的农业投入品。目前生产上所用的基质主要为草炭、蛭石、珍珠岩、椰糠等材料中的2-3种的混合物，但是目前市场上常用的基质存在以下问题：1)珍珠岩、蛭石是矿产资源，完全不可再生，目前市场价是本发明的1.5～2倍(市价150～200元/立方)，蛭石和珍珠岩烧制过程存在很大的环保问题；2)椰糠属于可再生资源，但产地局限性很大，主要分布在几个亚热带国家和地区，且资源有限，总量不多。同时椰糠在加工过程中需经过水洗脱盐等工艺，存在大量污水有待于处理，其成本也很高，3)草炭属于弱再生矿产资源，我国储量约11亿吨，主要分布在黑龙江和吉林等地，在我国为禁止开采资源，目前国内基质应用的草炭主要为进口，其到岸价均在350元/立方以上，使用成本是稻壳的3～3.5倍；4)现有的基质中会有草籽和秕谷等对植物生长具有危害，也经常带腐霉菌和线虫等病原微生物，对植物的生产具有一定的危险性。因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种致密质植物纤维材料制造成的生物基质的制备方法，该技术方案中的稻壳经过螺杆剪切、破碎等预处理改性后，再经过接种微生物发酵后各项性能得到进一步优化，完全可以代替草炭、蛭石、珍珠岩、椰糠，或者与上述材料任意比例混合，形成优良的育苗和栽培基质。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种致密质植物纤维材料制造成的生物基质的制备方法，所述方法如下：

步骤1：材料的预处理；

步骤2：接种有机物分解菌发酵，使有机质稳定化；

步骤3：接种功能菌二次发酵，扩大功能菌的群体数量，实现功能菌在基质中较持久地保持活性。

步骤4：生物基质的复配；

作为本发明的一种改进，所述步骤1材料的预处理，具体如下，

1)稻壳预湿与软化：用浓度为0.1～0.5％的蔗糖酯、或鼠李糖酯等生物表面活性剂的水溶液、或其他化学合成的表面活性剂、或湿润剂的水溶液和稻壳均匀混合、预湿，使水分浸入稻壳组织，或者用化肥的水溶液或清水浸泡稻壳，稻壳和水溶液(或水)的质量比为1：1.15～1.4；然后使稻壳通过100～110度水蒸汽进一步湿润并使稻壳软化。

2)螺杆剪切、破碎，设定好破碎机螺杆的螺距、调节好进料速度，使得稻壳破碎粒度大小均匀，直径约3.5～4mm,达到设计要求，并有利于在破碎机内形成高温高压，螺杆破碎机可以是单螺杆、双螺杆或多螺杆机械；机体内物料温度达到100～120度、维持压力1.5～2.0个标准大气压。

3)快速降温减压，剪切破碎后的物料暴突输出机体后通过风冷快速降温至80度以下，瞬时减压至1准大气压或以下，使得稻壳组织中水蒸气体积急剧增加、快速释放以打破稻壳组织的细胞间致密层物质，形成微孔隙，即构成基质的通气和持水孔隙。

作为本发明的一种改进，所述步骤2接种有机物分解菌发酵，具体如下，

调节致密质纤维材料的非木质素成分的碳氮元素质量比为20～35：1，氮素可以是硫酸铵、尿素、氨基酸、豆粕等含氮化合物或有机态氮的一种或几种；有机物分解菌为酵母菌、芽孢杆菌、放线菌、曲霉真菌或以上菌株的混合物，接种比例：稻壳混合物：发酵菌(w/w)＝1000：1～3。