技术领域
[0001] 本
发明涉及基质使用技术领域，具体是指一种有机芽苗菜生产及有机基质循环利用技术。
背景技术
[0002] 近年来
无土栽培发展迅速，无土栽培基质除了支持、固定植株外，其最主要的作用是把
营养液中的
水分、营养物质等转运给
植物，方便植物根系吸收。现有的一些无土栽培基质在经过种植后，大部分被废弃，这无疑增加了无土栽培生产成本，另外作为废弃物也污染环境。
发明内容
[0003] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种有机芽苗菜生产及有机基质循环利用技术，它包括下列步骤：
[0004] (1)初始基质：初始基质由醋糟育苗基质、干燥椰糠及天然有机
泥炭组合混合均匀，外加少量水搅拌使湿度达到65-70％；然后堆置加透气型
覆盖布保温保湿，使其中
微生物活化；
[0005] (2)分装
播种：将基质分装在7升容量(54×27×6cm3)的标准育苗盘中，浇清洁水润湿至其达饱和水状态，各项物理-生化指标，如容气，融水，电离度达到均匀稳定状态；基质湿润后，播撒
种子；为保护芽体和根尖，加盖少量清洁“浮土”覆盖种子保湿保芽；需要时，将苗盘落盘并置于干净清洁凉爽的场所，场所无污染源及杂物；
[0006] (3)生长过程管理：
[0007] (3-1)待种子全面发芽后，将种苗盘由叠落状展开铺平，并见光，透
风和补水，每日观察生长情况，适时补充生长用水；生长环境远离周边污染源，生长环境中使用的
通风系统，外风进入时进行过滤；如遇阴湿天气芽苗出现腐烂，霉变，虫害等情况时，将有问题的苗盘及时剔除，其中的基质连同问题芽苗倒入密闭桶提前利用腐熟过程灭菌，后随其他腐熟基质进行高温
蒸汽灭菌；
[0008] (3-2)待芽苗菜成熟后，将其顶部剪去，制成菜品，剩余物随即倒入密封专业降解腐熟桶；腐熟桶250-300升，可装50至55个苗盘残余物，集中放置于基质回收再生管理区；专业腐熟桶是一种密闭型容器，可保证回收的残余物在腐熟降解过程中与大气污染沉降物，雾霾等零
接触，确保了再生基质的清洁，特别是其中的微生物菌群的
净化；
[0009] (4)降解腐熟灭菌过程：将收割完的后续基质残留物回收，装入专业腐熟桶内，在夏季，一般2-3星期，各种根茎叶鲜物质便可降解腐烂，此时加以初步搅拌；搅拌后1-2周基质内部开始升温，有机物逐步被腐熟，基质由回收时的菜青味逐渐转变为纯净的“
土壤”味；当基质由
块状转变到松散颗粒状时，进行二次深度搅拌，并进行高温蒸汽或紫外线日光消毒；消毒后连同装盘过程进行第三次搅拌，让再生基质进行好
氧呼吸使其中的微生物充分呼吸活化和繁殖，使基质达到最佳播种状态；根据季节必要时，适当添加一些其他惰性基质椰糠，提高循环基质的透气透水性，之后便可进行使用；
[0010] (2)再生基质：初始基质经过多品种组合式芽苗菜系列的种植过程及成苗采割后，将各类生长剩余物进行混合回收；回收后在特定容器内对它们进行降解、腐熟、灭菌、有氧搅拌等四道工序处理，使这些回收的生长后续物形成二次再生“堆肥”基质(COMPOST)，并再次用于后续芽苗菜生产中；周而复始，形成“使用-再生”循环型“堆肥”基质(RECYCLING COMPOST)；
[0011] (3)循环基质：循环型有机基质除拥有初始基质特点外，随着“使用-再生”循环的轮次增多，基质的结构和养分配比逐步发生演变，形成拥有适应芽苗菜生产自身特性的特种有机基质。
[0012] 作为改进，步骤(1)初始基质配制、混合、搅拌工作在不锈
钢“池型容积体”中进行，与其他物质零接触，
温度随室温变化；混合均匀后，继续堆放24小时待用，每次配置500立升左右，采用人工或机器配制。
[0013] 作为改进，步骤(2)中清洁水为“过滤磁化水”或“过滤生活用水”。
[0014] 作为改进，步骤(2)中种子为经清洁催芽或基质诱导催芽后的种子，有较高的清洁度。
[0015] 作为改进，采用有机基质种植芽苗菜的生产周期平均为两周左右，基质使用后回收腐熟周期一般在半个月左右，因此，一组基质使用循环后再次使用为期3个月，一年可循环四次左右。
[0016] 作为改进，初始基质的配置量与苗盘的使用量相当。
[0017] 作为改进，初始基质的配置加工过程中要避免接触有污染的土壤、避免使用未过滤的水、避免暴露于室外可能发生的酸雨、雾霾等环境下、避免混入任何使用过
农药、化肥及可疑植物或杂物。
[0018] 作为改进，在再生基质步骤中回收参与基质过程中，一旦采割工作完成后，苗盘及收割残物会被迅速集中，并将基质和残余物倒入腐熟桶并密闭封装，置于通风，清洁和温暖的环境下，按期分类，苗盘集中清洗和晾晒。
[0019] 作为改进，在密闭腐熟桶内，残物中鲜物质，如叶类、根茎等在2-3周即可降解，此时，需对基质进行翻滚和搅拌一次；再放置2-3周后，基质开始内部升温腐熟。此时，可以通过开盖及摇动腐熟桶等操作促进基质有氧呼吸，使其进行深度腐熟和自我灭菌等过程。
[0020] 作为改进，为了确保芽苗菜在生长过程中不出现病害，需对循环再生基质进行灭虫灭菌。
[0021] 本发明具有如下优点：本发明通过初始基质的配置、初始基质的使用、基质的回收、降解和再利用过程，展示了无土栽培中基质的基质使用、后续残物回收以及降解腐熟等循环利用的过程控制，提供了一种有效的
可持续农业的运作模式。
附图说明
[0022] 图1为本发明一种有机芽苗菜生产及有机基质循环利用技术的结构示意图。
具体实施方式
[0023] 结合附图1，一种有机芽苗菜生产及有机基质循环利用技术，它包括下列步骤：
[0024] (1)初始基质：初始基质由醋糟育苗基质、干燥椰糠及天然有机泥炭组合混合均匀，外加少量水搅拌使湿度达到65-70％；然后堆置加透气型覆盖布保温保湿，使其中微生物活化；
[0025] (2)分装播种：将基质分装在7升容量(54×27×6cm3)的标准育苗盘中，浇清洁水润湿至其达饱和水状态，各项物理-生化指标，如容气，融水，电离度达到均匀稳定状态；基质湿润后，播撒种子；为保护芽体和根尖，加盖少量清洁“浮土”覆盖种子保湿保芽；需要时，将苗盘落盘并置于干净清洁凉爽的场所，场所无污染源及杂物；
[0026] (3)生长过程管理：
[0027] (3-1)待种子全面发芽后，将种苗盘由叠落状展开铺平，并见光，透风和补水，每日观察生长情况，适时补充生长用水；生长环境远离周边污染源，生长环境中使用的通风系统，外风进入时进行过滤；如遇阴湿天气芽苗出现腐烂，霉变，虫害等情况时，将有问题的苗盘及时剔除，其中的基质连同问题芽苗倒入密闭桶提前利用腐熟过程灭菌，后随其他腐熟基质进行高温蒸汽灭菌；
[0028] (3-2)待芽苗菜成熟后，将其顶部剪去，制成菜品，剩余物随即倒入密封专业降解腐熟桶；腐熟桶250-300升，可装50至55个苗盘残余物，集中放置于基质回收再生管理区；专业腐熟桶是一种密闭型容器，可保证回收的残余物在腐熟降解过程中与大气污染沉降物，雾霾等零接触，确保了再生基质的清洁，特别是其中的微生物菌群的净化；
[0029] (4)降解腐熟灭菌过程：将收割完的后续基质残留物回收，装入专业腐熟桶内，在夏季，一般2-3星期，各种根茎叶鲜物质便可降解腐烂，此时加以初步搅拌；搅拌后1-2周基质内部开始升温，有机物逐步被腐熟，基质由回收时的菜青味逐渐转变为纯净的“土壤”味；当基质由块状转变到松散颗粒状时，进行二次深度搅拌，并进行高温蒸汽或紫外线日光消毒；消毒后连同装盘过程进行第三次搅拌，让再生基质进行好氧呼吸使其中的微生物充分呼吸活化和繁殖，使基质达到最佳播种状态；根据季节必要时，适当添加一些其他惰性基质椰糠，提高循环基质的透气透水性，之后便可进行使用；
[0030] (2)再生基质：初始基质经过多品种组合式芽苗菜系列的种植过程及成苗采割后，将各类生长剩余物进行混合回收；回收后在特定容器内对它们进行降解、腐熟、灭菌、有氧搅拌等四道工序处理，使这些回收的生长后续物形成二次再生“堆肥”基质(COMPOST)，并再次用于后续芽苗菜生产中；周而复始，形成“使用-再生”循环型“堆肥”基质(RECYCLING COMPOST)；
[0031] (3)循环基质：循环型有机基质除拥有初始基质特点外，随着“使用-再生”循环的轮次增多，基质的结构和养分配比逐步发生演变，形成拥有适应芽苗菜生产自身特性的特种有机基质。
[0032] 作为本
实施例较佳实施方案的是，步骤(1)初始基质配制、混合、搅拌工作在
不锈钢“池型容积体”中进行，与其他物质零接触，温度随室温变化；混合均匀后，继续堆放24小时待用，每次配置500立升左右，采用人工或机器配制。
[0033] 作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(2)中清洁水为“过滤磁化水”或“过滤生活用水”。
[0034] 作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(2)中种子为经清洁催芽或基质诱导催芽后的种子，有较高的清洁度。
[0035] 作为本实施例较佳实施方案的是，采用有机基质种植芽苗菜的生产周期平均为两周左右，基质使用后回收腐熟周期一般在半个月左右，因此，一组基质使用循环后再次使用为期3个月，一年可循环四次左右。
[0036] 作为本实施例较佳实施方案的是，初始基质的配置量与苗盘的使用量相当。
[0037] 作为本实施例较佳实施方案的是，初始基质的配置加工过程中要避免接触有污染的土壤、避免使用未过滤的水、避免暴露于室外可能发生的酸雨、雾霾等环境下、避免混入任何使用过农药、化肥及可疑植物或杂物。
[0038] 作为本实施例较佳实施方案的是，在再生基质步骤中回收参与基质过程中，一旦采割工作完成后，苗盘及收割残物会被迅速集中，并将基质和残余物倒入腐熟桶并密闭封装，置于通风，清洁和温暖的环境下，按期分类，苗盘集中清洗和晾晒。
[0039] 作为本实施例较佳实施方案的是，在密闭腐熟桶内，残物中鲜物质，如叶类、根茎等在2-3周即可降解，此时，需对基质进行翻滚和搅拌一次；再放置2-3周后，基质开始内部升温腐熟。此时，可以通过开盖及摇动腐熟桶等操作促进基质有氧呼吸，使其进行深度腐熟和自我灭菌等过程。
[0040] 作为本实施例较佳实施方案的是，为了确保芽苗菜在生长过程中不出现病害，需对循环再生基质进行灭虫灭菌。
[0041] 一、本发明中初始基质经过6个品种20个批次，三个月的试验，证明基质的组成合理，物理特性明显，营养释放等生化特性稳定，满足大
密度快速种植芽苗菜的特殊要求。试验过程设计与种植系统设计基本一直。该6个品种的产品与国内采用
水培法培育的同类产品对比，由该初始基质培育的芽苗菜具有：体型大、叶面厚、
单体重、
纤维少、口感浓、营养色素充分以及耐储存等特性。
[0042] 初始基质选料技术原理概述如下：
[0043] 1)蔬菜型人工育苗基质
[0044] a)初始基质中所采用的醋槽基质属于蔬菜育苗基质。育苗基质在开发过程中已将基质结构、
营养元素、调酸能
力、病害控制等进行综合权衡，配制成易于生根，养分缓释的基质产品。用户一般不需要再进行基质调配，添加
肥料，喷药防病等作业。初始基质采用该型基质主要是利用该基质快速“坐根”和养分缓释的综合特性。
[0045] b)醋糟基质残留有大量
发酵菌，并采用了综合菌群进行深度降解，形成富含微生物的生物型基质。初始基质选用该种基质是为了利用基质中的微生物菌群降解未来生产过程中回收的有机残留物，实现基质可循环再生功能。
[0046] 2)花卉型天然泥炭
[0047] a)天然泥炭是一种可自行降解的有机物质，而且是缓慢型降解物质。这个缓慢降解的特性，对基质使用后与采用本基质生长的残留物一同回收处理，进行再生利用有重要的生物氧化作用，即对基质中微生物菌群的新陈代谢过程起着稳定、延展和
支撑的综合作用。
[0048] b)国际上关于天然泥炭降解的级别划分为：A级：H1-H3淡色长纤维,初始分解腐烂；B级：H4-H6褐色短纤维，深度分解腐烂；C级：H7-H10黑色细纤维，充分完全腐烂。这些级别表明了泥炭中有机物降解的程度，对基质的设计和配制起着判定作用。
[0049] c)此次初始基质开发配制工作中，部分采用了适合于国际基准的H2-H6淡褐融合，长短结合，潜度分解的德国COMPACTPEAT天然泥炭原料。该原料是按种植花卉的要求配制加工的，属于远期长效释放基质材料，降解速度一般为2-3年。该原料的长效性可以有效的保证初始基质在未来进入循环过程时，发挥稳定剂的作用。与醋糟基质中的微生物菌群可相互作用，肥效长短结合，相得益彰。
[0050] 3)椰糠纤维
[0051] a)椰子纤维属细长纤维型基质原料，其颗粒度，纤维细密度等都远高于购置的泥炭原料。经水浸后，具有疏松、多孔、保水和通气的综合特性。可弥补上述两种组分的透气、保水、密质均衡度的不足；
[0052] b)与泥炭成分相比，椰糠纤维材质含较高的磷和
钾，易于芽苗菜在光合作用下吸收，但其他元素氮、
钙、镁等含量很少。此外，椰糠中可降解的半
纤维素很低,相反有较多的木质素和纤维素,属惰性基质原料范畴；
[0053] c)鉴于椰糠原料养分较低的特征，在进行初始基质设计时，通过种植系统补充设计来完成基质养分添加和完善的工作。如在选择芽苗菜品种和种植比例，乃至市场营销重点时，根据豆科类植物固氮的特性，确保含有一定比例的豆科类芽苗菜品种的种植和残留物回收，使基质在回收再生时，不断有氮元素补充。
[0054] 4)定型的初始基质经过以上配制过程，初始基质的性能表现如下：
[0055] a)基质中长-短纤维，颗粒度等搭配比例均匀合理，使基质的持水性、透气性适度，容重能力处于最佳状态；
[0056] b)活性-惰性有机物搭配比例均衡合理，使基质的养分含量适度，释放平稳，充分考虑了基质循环再生的进化过程；
[0057] c)微生物-有机物组合合理，使基质中既有可供微生物生存的温湿结构环境也有供其新陈代谢的有机食物链组成，使基质不断的处于供养和制养的过程。
[0058] 综合以上工作，可以得出芽苗菜初始基质达到了“养分配比精确，长效缓效平衡，保水容根系数匹配”的技术要求。初始基本性能指标参数范围为见表：
[0059]
[0060]
[0061] 二、循环型有机基质除拥有初始基质特点外，随着“使用-再生”循环的轮次增多，基质的结构和养分配比逐步发生演变，形成拥有适应芽苗菜生产自身特性的特种有机基质。主要包括：
[0062] 1)由于种植品种有内在比例，使得他们的残余物回收混合腐熟后，其营养元素反映种植品种原生特征和比例。如70％叶类芽苗菜和30％豆科类芽苗菜的种植，使剪去顶部芽苗后剩余的根茎残留物，经过混合腐熟后，其中的氮-
碳元素比例接近7:3，因此再生基质拥有良好的营养元素比例，满足未来种植多品种芽苗菜的需要。
[0063] 2)限定的生长周期使回收的残余物成分中拥有不同的纤维及颗粒度比例。如生长周期7天与生长周期21天的芽苗菜拥有不同的干物质或纤维素比例，降解需要的时间亦不尽相同，使再生基质物理结构，如孔隙度-持水性等，化解成多重连续的层次结构，保证了基质连续稳定的生化特性。这种特性以人工配制的方式几乎很难实现。
[0064] 3)由于同步进行多品种芽苗菜的种植，因此，残留物中拥有多元结构的营养元素。各类新鲜的根茎及初始的有机基质组分在不断地使用、降解和腐熟过程中，养分可以得到多重元素的补充，丰富的营养元素在有机物降解腐熟过程中培育了庞大的微
生物群落，微生物群落又使再生基质不断重新获得新的生物养分，使基质一直保持其生物活性。因此，由于种植过程和基质再生过程的紧密结合，使再生基质由初始基质逐渐演变成一个具生物活性的微生物基质。这个生物型基质拥有“土壤”、“肥料”和“生物”总合特性，最大限度地接近自然界生态循环状态。
[0065] 4)如果芽苗菜的销售有稳定的市场拉动，芽苗菜生产元素将相对稳定，如种植品种，生产方式，生产周期以及生产运行的标准化作业模式等。如果生产后的所有残余物能进行及时的回收，按统一步骤进行处理，那么，循环基质中的微生物群落将会在统一的
框架下，统一的流程中进行循环繁衍，一旦这个群落得以稳定和强大，则其他的有害菌，虫害等微生物将难以对主群落造成危害。因此说，一旦“使用-再生”稳定，主菌群将成为一种生物
抗体，使循环基质成为一种健康正态的基质。
[0066] 5)基质循环使用后，基质配比将发生变化，其趋势和规律有：
[0067] a)醋糙基质部分逐步转
化成循环基质的物理结构，初始状态时的发酵菌和深度降解的综合菌群继续不断的起着对新鲜有机物的降解作用，同时不断强化，成为主要的微生物菌群。该主菌群在冬季仍可起较好的促进有机物降解作用，但在夏季，该主菌群发展的速度和作用力度非常强大。
[0068] b)泥炭原料部分随着使用-回收过程的不断重复，在其他有机物和微生物的作用下，H2-H6逐渐向H7-H10转化，即腐熟降解的深度加大加快了。提高基质有机物的含量，降低了一部分基质养分释放的缓冲功能。
[0069] c)椰糠材料部分由于椰糠纤维具有强烈的惰性基质特性，因此，循环基质中椰糠比例较稳定，随添加量增加而增加。它起着结构稳定的作用，进而起到生化稳定的作用，使基质的性能趋于柔和。
[0070] d)种植回收废料主要是芽苗菜成熟剪切后剩余的残根、残叶和“根-基”一体化的种植基质。这些残余物含有丰富的有机物，包括纤维素、碳-氮元素、各种微量元素及微生物等。他们将逐渐成为循环基质成分的主导。其中，高纤维的豆科类芽苗菜残物即补充了氮元素又添加了纤维结构。新鲜的有机物还供养了各种微生物群落，通过新陈代谢，使得循环基质始终保持应用的活性。
[0071] e)根据生长需要和生长状态分析，为提高上述性能，还需适度添加矿物养分和
有机肥等。
[0072] 三、为了确保芽苗菜在生长过程中不出现病害，需对循环再生基质进行灭虫灭菌。灭虫灭菌可分为高温蒸汽灭虫灭菌和紫外线灭虫灭菌。其中，高温蒸汽灭虫灭菌是对腐熟降解的有机物进行高温闷蒸，杀死有机物中的虫卵，灭杀病害菌，窒息
杂草种子等。同时可
加速或增强有机物的腐熟度，使有机物向高
质量的种植基质转化。期间还培养基质中适应特定温度生存环境的微生物群落，确保基质中生物活性稳定单一可控。
[0073] 四、随着基质循环使用过程的
频率的增多，初始基质的组分及特征将逐渐减弱，种植物及回收残物的特征将逐渐加强。芽苗菜剪切后，一般残余物中根茎残物与基质的比例为1比1，在不断腐熟过程中，各轮次的残余物转化物比例会越来越高，使基质最终演变成“种植对象降解腐熟物基质”。这种基质经北美某芽苗菜生产专业农场十几年的实践发现，“种植对象降解腐熟物基质”是由生产对象，生产系统，生产步骤整体演化而成，其各方面性能更适合同类对象芽苗菜的种植，性能更稳定，肥效更柔和，生物群落更丰富，芽苗菜生长更茁壮。
[0074] 随着残余物回收频率的增多，基质中消耗的部分得到不断补充，芽苗菜生长也变得更茁壮和茂盛。由于基质结构更趋于完善，基质电离度加强，基质生物活性能够快速形成，养分得到有效释放。由于具有稳定的回收、降解和腐熟控制过程，所以，基质中的微生物群落得到周期性的培育和繁衍，使基质生物活性延续和加强，有机特性也逐渐完善。种植的芽苗菜健康茁壮，营养丰富，口味奇特，便于储藏。
[0075] 在本
说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0076] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、
修改、替换和变型。
