一种适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质及其制备方法

1.本发明涉及农作物培养技术领域，具体是一种适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质及其制备方法。


背景技术：

[0002][0003][0004]
作为农业大国，在农业生产中会产生大量的农业废弃物，其中椰糠作为一种特殊的农业资源，含有丰富的营养成分，且含有大量的纤维组织结构，其理化性状非常适合作为复合基质材料。同时，由于椰子产量的不断提高，椰糠作为椰子副产品的利用也提上日程，因此，将椰糠作为复合基质材料进行开发利用，实现了资源的再利用，降低成本，提高经济效益，在推进资源的可持续利用具有重要意义，同时也为椰糠资源的合理利用奠定基础。
[0005]
cn115399219a公开了一种农作物栽培用椰糠基质体及其制备方法，所述农业栽培用椰糠基质体由如下质量份数的原料制备而成：椰糠70-75份、改性二异氰酸酯25-30份、ph调节剂0-0.5份、生根剂0-0.5份、水20-35份；其中所述改性二乙酸酯为摩尔比为1：(1-1.5)的二异氰酸酯与聚氧乙烯醚在50-60℃进行聚合反应5-6小时制备得到。该发明得到的基质体可直接用于农作物种植，具有固根、省肥、省力和便于管理的优点，且能有效阻断土壤病害传播。
[0006]
cn114271172a公开了一种番茄复合基质配方，所述复合基质配方由如下材料按照体积比例混合而成；绣球菌菌渣0-60份、珍珠岩0-30份、椰糠0-30份。该发明可促进设施番茄营养生长和生殖。
[0007]
cn113396807a公开了一种应用椰糠基质快速育成容器大苗的方法，所述的一种应用椰糠基质快速育成容器大苗是用椰糠和蛭石按比例做成基质并放置于容器中得到栽培容器的，在苗木生长期间定期进行淋施营养液，提供柑橘生长所需营养，以此促进根系生长，提高大苗下地时的抗逆性，且椰糠和蛭石基质疏松，有利于根系的延展，同时相较于土培育苗，椰糠基质更加轻便，操作便利，节省体力。
[0008]
但上述专利以及现有技术中提供复合基质的性能具有局限性，只适合于育苗栽培，移栽土壤时会因环境差异导致幼苗出现不适现象，不适用于荒漠土地的特点，且在现实中实施时，不适合标准化及大面积机械化野外移栽，具有高成本和难以应用的情况，限制了其广泛发展。
[0009]
因此，开发一种育苗栽植一体化，适用于荒漠化土地，同时可标准化、机械化大面积移栽以及成本较低且效果优异的土壤复合基质模块复合，是本领域目前急需解决的技术问题。


技术实现要素：

[0010]
本发明的目的在于提供适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0011]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0012]
一种适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质，由以下材料按照质量份混合而成，其中风沙土1-4份、椰糠3-6份、泥炭1份、有机肥3份。
[0013]
作为本发明进一步的方案：由以下材料按照质量份混合而成，其中风沙土1份、椰糠3份、泥炭1份、有机肥3份。
[0014]
作为本发明再进一步的方案：由以下材料按照质量份混合而成，其中风沙土4份、椰糠6份、泥炭1份、有机肥3份。
[0015]
作为本发明再进一步的方案：由以下材料按照质量份混合而成，其中风沙土3份、椰糠4份、泥炭1份、有机肥3份。
[0016]
作为本发明再进一步的方案：所述椰糠经过腐熟及发酵处理。
[0017]
作为本发明再进一步的方案：所述有机肥经过腐熟处理。
[0018]
作为本发明再进一步的方案：还包括水，水所占的质量百分比含量为40％-80％。
[0019]
为实现育苗栽植一体化，本发明还提供了一种技术方案：
[0020]
一种适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质的制备方法，包括以下步骤：
[0021]
s1将椰糠进行粉碎，使椰糠长度不超过2cm；
[0022]
s2将步骤s1中获得的椰糠与风沙土、泥炭、有机肥按照质量比例混合均匀，形成混掺物；
[0023]
s3将s2步骤中获得的混掺物和水混合，形成堆料，经过工具、机器压制，得到所述模块化土壤复合基质。
[0024]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0025]
将风沙土、椰糠、泥炭、有机肥按照质量比混合为模块化基质，以风沙土、椰糠、泥炭、有机肥作为主要成分，水作为润滑剂，柱状工具作为器械，形成具有较好的理化特性和水分常数的模块化基质，能够直接用于作物栽培种植，具有保水、固根、省肥、省力和便于管理等优点，并且能够有效的阻断土传病害传播，同时在助力荒漠化土壤改良和生态修复、推进无污染可循环经济农业、蔬菜绿色发展和提高资源可持续利用率方面具有重要意义。
附图说明
[0026]
图1为适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质的制备模具。
[0027]
图2为适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质的结构示意图。
[0028]
图3为30天株高实测图。
[0029]
图4为60天株高实测图。
[0030]
图5为60天茎粗实测图。
[0031]
图中：1-主体、2-种植孔。
具体实施方式
[0032]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0034]
本发明首先是经过成型、轻量化、抗跌碎率等试验获得，以便后期工业化的实施，其次通过了水力与入渗特性实验及数学方法寻优获得的，为后期戈壁特色农业服务。
[0035]
提供了一种适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质，模块化土壤复合基质由以下材料按照质量份数混合而成，风沙土1-4质量份、椰糠3-6质量份、泥炭1质量份、有机肥3质量份。
[0036]
风沙土的保水保肥能力差，故而其生产力低，但是风沙土质地有利于作物根系健康、发育更为健壮。
[0037]
椰糠拥有良好的通气和保水性能，清洁而环保，并且使用椰糠实现资源的循环利用。
[0038]
泥炭(草炭)，其具有独特的物理化学特性，是一种被广泛应用在园艺行业的优质栽培基质，其容重小、吸水、透气且缓冲能力强，常和其他基质混合，是最佳的复合原料之一。人造泥炭价格低廉、来源广泛，且技术不断优化，有效的减少了污染。
[0039]
上述材料相互混合，具有取长补短的效果，能有效防止作物因环境问题导致的根系脆弱、保水太强而导致烂根的情况，也可为作物生长发育提供必须的营养物质。
[0040]
本发明还提供了一种适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质的制备方法，包括以下步骤：
[0041]
s1将椰糠进行粉碎，使椰糠长度不超过2cm；
[0042]
s2将步骤s1中获得的椰糠与风沙土、泥炭、有机肥按照质量比例混合均匀，形成混掺物；
[0043]
s3将s2步骤中获得的混掺物和水混合，形成堆料，经过工具、机器压制，得到所述模块化土壤复合基质。
[0044]
如图1、图2所示，在进行实际的模块化土壤复合基质制作时，将s3步骤中的堆料装入到图1中的模具中，待定型后取出，形成带有种植孔2的主体1结构，即为成型的模块化土壤复合基质。
[0045]
在实际制作时，成型的模块化土壤复合基质可为圆柱形结构，主体高12cm,直径为10cm，种植孔径2为4-5cm的圆形孔，孔深为5cm。
[0046]
水分常数的主要表达的意义是本基质保水、持水能力强，更加适合荒漠戈壁干旱土地上的作物栽培种植。按上述质量份混合之后，通过具体试验测定的本技术中的水分常数、理化指标均利于植株良好的生长。
[0047]
具体的，制作完成的模块化土壤复合基质的理化指标为ph值6.01-6.43，电导率2.13-2.96ms
·
cm-1
，总氮0.97-1.51g
·
kg-1
，水解氮127.00-145.00mg
·
kg-1
，总磷1.97-2.61g
·
kg-1
，有效磷130.66-150.31mg
·
kg-1
，有效钾301.26-371.26mg
·
kg-1
，有机质含量
40.03％-65.43％。
[0048]
模块化土壤复合基质的水分常数为田间持水量44.35％-52.36％，全有效水29.93％-38.74％，速效水30.02％-35.26，迟效水1.62％-3.35％，萎蔫系数13.23％-15.80％。
[0049]
如下表1所示，本发明提供了不同配比的模块化土壤复合基质配方表。t1、t2、t3、t4、t5分别对应实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5。其余为对照组，用于本发明实施例结果进行比对。
[0050]
表1
[0051][0052]
实施例1
[0053]
步骤1、按照表1中的实验设计配制模块化土壤复合基质t1，形成如图2所示的风沙土、椰糠、泥炭、有机肥混合形成的土壤模块化基质，其顶面柱状中心位置设有一个能容纳幼苗的种植孔2。土壤复合基质体高为12cm,直径为10cm，种植孔径2为4-5cm的圆形孔，孔深为5cm。
[0054]
步骤2、采用饱和浸提法结合相关仪器测定模块化土壤复合基质的理化性质，理化性质包括ph值、电导率值、总氮、总磷、水解氮、有效磷、有效钾。
[0055]
步骤3、采用离心机(型号cr21gii)测定模块化土壤复合基质水分特征曲线,并求出土壤复合基质体的水分常数，水分常数包括田间持水量、全有效水、速效水、迟效水、萎蔫系数。
[0056]
步骤4、植株定植5天后统计定成活率，定植15天、30天后分别观察植株长势，利用钢卷尺测定株高，游标卡尺测定茎粗，计数法测定叶片数，方格法测定叶面积，株高保留2位小数，茎粗保留2位小数，叶片数保留1位小数，叶面积保留2位小数，不同土壤复合基质体测定9株，采用origin2018对获得的数据进行分析。
[0057]
实施例2-5：
[0058]
按照表1的实验设计配制实施例2-5对应的土壤复合基质体，辣椒植株检测方法均与实施例1相同。
[0059]
对照组：
[0060]
按照表1的实验设计配制对照组对应的土壤复合基质体，辣椒植株检测方法均与实施例1相同，用ck表示对照组。
[0061]
实施例1-5以及对照处理的模块化土壤复合基质的理化性质测定结果风沙土、椰糠、泥炭、有机肥混合的模块化土壤复合基质，模块化土壤复合基质的理化性质变化下表2所示。
[0062]
表2
[0063][0064]
由表2能够看出，不同质量份的土壤复合机基质体的ph值在6.01-6.43之间，ck的ph值最高6.75，模块化土壤复合基质t5的ph值最低6.01，基本满足辣椒生长需求；t5的电导率、总氮、总磷、有效钾、有机质含量均为最高，对照ck最低，电导率、总氮、总磷、有效磷、有效钾、有机质含量与椰糠含量呈正相关；t3的水解氮含量最高，ck的水解氮含量最低。
[0065]
实施例1-5以及对照处理的模块化土壤复合基质的相关水分常数测定结果风沙土、椰糠、泥炭、有机肥混合的模块化土壤复合基质，模块化土壤复合基质的水分常数变化如表3所示。
[0066]
表3
[0067][0068]
由表3能够看出，t5的田间持水量、全有效水、速效水、迟效水、萎蔫系数均为最高，对照ck最低，田间持水量、全有效水、速效水、迟效水、萎蔫系数含量与椰糠含量呈正相关。
[0069]
实施例1-5以及对照处理的模块化土壤复合基质对辣椒植株成活率以及长势的影
响，具体结果如表4、表5所示。
[0070]
表4
[0071][0072]
表5
[0073][0074]
其中，表5引入了60天的植株生长情况。
[0075]
由表4能够看出，不同配比下模块化土壤复合基质定植辣椒的成活率均为100％，但植株长势不同，其中处理组整体上均优于对照ck。测定结果显示定植15d后，株高t4》t5》t2》t3》t1》ck，t4株高最高为16.21cm，ck株高最低为14.62cm。定植30天后，t4株高最高，为24.63cm,与t2、t3差异不显著，极显著高于对照ck，ck植株最低，为18.64cm,株高t4》t3》t2》t5》t1》ck；测定结果显示定植15d后，茎粗t3》t4》t2》t5》t1》ck，t3茎粗最大为3.84mm，ck茎粗最小为3.52mm。定植30天后，t3茎粗最大，为4.44mm,与t4、t2、t5差异不显著，极显著高于对照ck，ck茎粗最小，为3.96mm,茎粗t3》t4》t2》t5》t1》ck；测定结果显示定植15d后，叶片数t3》t5》t2》t4》t1》ck，t3叶片数最多为6.8，ck叶片数最少为6.0。定植30天后，t3叶片数最多，为9.8，极显著高于对照ck，ck叶片数最少，为7.6,叶片数t3》t2》t5》t1》t4》ck；测定结果显示定植15d后，植株叶面积t5》t3》t2》t4》ck》t1，t5叶面积最大为62.08cm2，t1叶面积最小为50.01cm2。定植30天后，t3植株叶面积最大，为103.88cm2，极显著高于对照ck，ck叶面积最小，为77.52cm2,植株叶面积t3》t2》t5》t4》t1》ck。
[0076]
综上所述，模块化土壤复合基质理化性质、相关水分常数、栽培辣椒生长效果均优于对照ck。具体的模块化土壤复合基质按照不同质量份风沙土1-4份、椰糠3-6份、泥炭1份、有机肥3份混合性能优良。
[0077]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0078]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质，其特征在于，由以下材料按照质量份混合而成，其中风沙土1-4份、椰糠3-6份、泥炭1份、有机肥3份。2.根据权利要求1所述的适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质，其特征在于，由以下材料按照质量份混合而成，其中风沙土1份、椰糠3份、泥炭1份、有机肥3份。3.根据权利要求1所述的适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质，其特征在于，由以下材料按照质量份混合而成，其中风沙土4份、椰糠6份、泥炭1份、有机肥3份。4.根据权利要求1所述的适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质，其特征在于，由以下材料按照质量份混合而成，其中风沙土3份、椰糠4份、泥炭1份、有机肥3份。5.根据权利要求1-4任一所述的适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质，其特征在于，所述椰糠经过腐熟及发酵处理。6.根据权利要求5所述的适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质，其特征在于，所述有机肥经过腐熟处理。7.根据权利要求6所述的适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质，其特征在于，还包括水，水所占的质量百分比含量为40％-80％。8.一种如权利要求7所述的适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1将椰糠进行粉碎，使椰糠长度不超过2cm；s2将步骤s1中获得的椰糠与风沙土、泥炭、有机肥按照质量比例混合均匀，形成混掺物；s3将s2步骤中获得的混掺物和水混合，形成堆料，经过工具、机器压制，得到所述模块化土壤复合基质。

技术总结
一种适用于辣椒作物栽培的模块化土壤复合基质,涉及农作物培养技术领域，由以下材料按照质量份混合而成，其中风沙土1-4份、椰糠3-6份、泥炭1份、有机肥3份。将风沙土、椰糠、泥炭、有机肥按照质量比混合为模块化基质，以风沙土、椰糠、泥炭、有机肥作为主要成分，水作为润滑剂，柱状工具作为器械，形成具有较好的理化特性和水分常数的模块化基质，能够直接用于作物栽培种植，具有保水、固根、省肥、省力和便于管理等优点，并且能够有效的阻断土传病害传播，同时在助力荒漠化土壤改良和生态修复、推进无污染可循环经济农业、蔬菜绿色发展和提高资源可持续利用率方面具有重要意义。资源可持续利用率方面具有重要意义。资源可持续利用率方面具有重要意义。


技术研发人员：王之君 王志伟 陈蒋 赵晨希 黄磊
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/10/7