一种蔬菜生长基质块及其制备方法和使用方法

本发明属于植物秸秆资源化利用和蔬菜种植，特别是涉及一种蔬菜生长基质块及其制备方法和使用方法。

背景技术：

1、随着人们生活水平的提高，对蔬菜品质的要求越来越高；蔬菜传统的栽培方式采用土壤基质存在重金属、化工废弃物、农药有机污染物等污染的风险，同时传统蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量高，对人体造成不同程度的危害，这制约人们生活品质的提高；另外传统栽培方式，蔬菜生长周期偏长，产量偏低，这也导致蔬菜的价格偏高。因此，开发新的蔬菜生长基质，提高蔬菜的品质和产量是推动居民饮食水平提高的关键。

2、现有的蔬菜生长基质存在应用范围小，制备的基质透气性差，植物可利用的营养量少，基质利用周期短，运行和维护成本高。目前尚无制备的基质能实现显著降低蔬菜体内硝酸盐和亚硝酸含量，提高蔬菜品质。目前关于蔬菜栽培基质的制备存在成本高、种植的蔬菜产量低、蔬菜品质不高、生长周期偏长、操作复杂等一种或多种缺陷，严重影响蔬菜品质提升的快速发展。因此，开发一种蔬菜生长基质块，实现低成本和高品质蔬菜的栽培具有重要意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种蔬菜生长基质块及其制备方法和使用方法，以解决蔬菜栽培基质的制备存在成本高、种植的蔬菜产量低、蔬菜品质不高、生长周期偏长、操作复杂等问题。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种蔬菜生长基质块，所述生长基质块为圆形基质块和方形基质块中的一种，所述圆形基质块和方形基质块均包括对应形状的基质体和基质内芯，所述基质内芯设置在基质体的中心位置，所述基质体上开设有营养通道，所述圆形基质块的基质体上在与基质内芯连接处设置有嵌入孔，所述方形基质块的基质内芯中心位置设置有注水孔，所述蔬菜生长基质块废弃后作为树苗的营养基质包利用。

3、更进一步的，所述基质体设置在托盘内，所述圆形基质块的基质体厚度为0.1-0.2m，直径为0.1-0.3m，所述圆形基质块的基质内芯为上大下小的结构，厚度为0.05-0.1m，上直径为0.05-0.15m，下直径为0.04-0.12m，所述圆形基质块的营养通道数量为4-6个，营养通道均匀分布于基质内芯的外侧，营养通道与基质内芯的净距为0.01-0.05m，营养通道的直径为0.02-0.05m；所述嵌入孔的直径为0.01-0.03m，嵌入孔设置在基质内芯中心及沿基质内芯中心辐射90度间隔布置，深度为0.025-0.05m。

4、更进一步的，所述方形基质块的基质体边长为0.5-1.5m，厚度为0.08-0.12m，所述方形基质块的基质内芯各边边长为同方向基质体边长的0.3-0.5倍，所述方形基质块的营养通道沿基质体的长度方向均布，纵向间距为横向间距的1.5-2.0倍，横向间距为0.1-0.2m，营养通道直径为0.02-0.03m，设置6个或8个，所述注水孔边长为0.05-0.1m。

5、本发明还提供一种蔬菜生长基质块的制备方法，所述生长基质块采用模具压制的方式制备基质体，所述圆形基质块的基质体预留基质内芯、营养通道和嵌入孔的位置，然后填充基质内芯、营养通道和嵌入孔，最后压制基质内芯，圆形基质块成型；所述方形基质块的基质体预留基质内芯、营养通道和注水孔的位置，然后填充基质内芯、营养通道和注水孔，最后压制基质内芯，方形基质块成型；所述基质体采用玉米秸秆、生物炭、粘土、膨润土、熟米粉、苞米叶或稻草和薄荷秸秆混合制备，混合配比为1：(0.1-0.2)：(0.05-0.1)：(0.05-0.1)：(0.02-0.05)：(0.1-0.3)：(0.02-0.04)，其中玉米秸秆、生物炭的粒径分别为5-10mm和3-8mm，苞米叶或稻草的长度为15-35mm，薄荷秸秆长度为5-10mm，粘土、膨润土和熟米粉为粒径小于0.075mm的粉末状；所述基质内芯采用玉米芯、生物炭和熟米粉按1：(0.1-0.15)：(0.03-0.06)混合制备，其中玉米芯和生物炭的粒径分别为5-8mm和3-6mm；所述营养通道和嵌入孔中均填充玉米秸秆皮，玉米秸秆皮的长度为5-10mm；所述注水孔内填充稻草秸秆和小麦秸秆的混合物，稻草秸秆和小麦秸秆粉碎长度均为20-35mm，混合比例为1:(0.2-0.5)。

6、更进一步的，所述基质体的制备压力为0.2-0.5mpa，所述基质内芯的制备压力为0.1-0.3mpa，所述营养通道和嵌入孔填充压力为0.05-0.1mpa，所述注水孔填充压力为0.02-0.06mpa，所述基质体材料、基质内芯材料、营养通道和嵌入孔填充材料压制前调整至含水量为10-20％。

7、更进一步的，所述玉米秸秆、粘土、苞米叶或稻草、玉米芯和小麦秸秆均通过105-120℃蒸汽5-10分钟杀菌热处理；所述熟米粉为糯米在蒸汽条件下蒸煮5-10分钟，然后烘干粉碎制备；所述膨润土为钠基膨润土，黏度大于30(600r/min)/(mpa·s)，75μm筛余小于4.0％，所述粘土粘粒含量超过65％。

8、更进一步的，所述基质体中的生物炭采用玉米秸秆的皮或小麦秸秆制备，制备条件为缺氧条件下400-500℃热解1.0-2.0小时制备，制备的生物炭经过醋酸浸泡和清洗，所用醋酸中总酸5-10g/l。

9、更进一步的，所述基质体和基质内芯中n+p2o5+k2o的质量分数为3.0-5.0％，其中总氮含量为2.0-4.0％。

10、本发明还提供了一种蔬菜生长基质块的使用方法，所述生长基质块使用前喷水增湿至含水量达到60％以上，停留2-4小时，然后将生长基质块放置到托盘中，蔬菜幼苗或发芽的种子种植到基质内芯中，每隔5-7天浇灌水，成熟后收获果实或茎叶；所述方形基质块放置于支架上向阳倾斜，根据接收光不低于70％的要求在支架上分多层布设，注水孔每间隔30-70小时注水一次，注水量为200-1000ml，所述蔬菜生长环境温度为18-30℃。

11、更进一步的，每季种植完成后，圆形基质块通过营养通道和基质内芯添加液体氮肥补充基质块营养；方形基质块种植完成后，通过营养通道添加液体氮肥补充基质块营养，通过注水孔补充水分；所述生长基质块在种植2-4茬后，回收热解处理，热解温度为300-400℃，时间为1.0-3.0小时，热解处理为限氧条件下进行，热解后的生长基质块继续使用2-4次；所述的营养基质包内部由废弃蔬菜生长基质块和有机肥组成，外部采用稻草或玉米叶包裹，营养基质包首次利用时浸泡至含水量为45％-65％，有机肥添加量为5-8％(重量比)。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过研发一种蔬菜生长基质块及其制备方法和使用方法，实现植物秸秆高价值利用，提高蔬菜的产量，减少养分和水分流失，确保蔬菜食品安全；统计结果表明，该基质块喷水增湿后，体积膨胀增加0.5-1.0倍，透气性提高35％以上，减少氮磷钾和有机质的流失量30％以上，单位面积提高蔬菜产量50％以上，蔬菜生长周期缩短20％以上，基质在运行期间无发霉发臭现象发生，蔬菜体内硝酸盐和亚硝酸盐含量降低50％，完全符合绿色蔬菜的标准要求；该基质块由传统的1-2次需更换基质提高到4次以上才更换基质，节约成本70％以上；该技术可靠，耗能低，应用价值高，工艺简单，操作性强。

13、本发明以秸秆为主要原料，通过配制复合基质，解决植物生长有机质、氮磷钾等营养不足及制备成本高的问题；通过肥效缓释作用，降低硝化作用，进而降低蔬菜体内硝酸盐和亚硝酸盐含量；通过提升植物生长条件，进而提高蔬菜的产量和品质，缩短蔬菜生长周期。本发明制备的蔬菜生长基质块成本低，应用效果好，使用方式简单便捷，对推动蔬菜栽培技术的发展具有重要意义。

14、本发明通过制备蔬菜生长基质块为蔬菜的生长提供载体和营养成分，实现提高蔬菜的生长能力。由于制备的蔬菜生长基质块无污染，栽培的蔬菜达到绿色标准要求，确保了食品安全；蔬菜生长基质块使用周期长，减少病虫害发生概率；制备的蔬菜生长基质块透气性好，适合多种蔬菜的生长需要；蔬菜生长基质块制备工艺简单，耗能少，具有较高的推广应用价值。