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一种基于蚯蚓粪与绿化废弃物绿色低碳生产园艺覆盖物和园林土壤改良基质系列产品的方法

花匠小妙招
2025-05-13 11:24

本发明属于农林与环境领域，具体涉及一种基于蚯蚓粪与绿化废弃物绿色低碳生产园艺覆盖物和园林土壤改良基质一系列产品的方法。

背景技术：

1、利用绿化废弃物和蚯蚓粪共发酵生产园艺土壤覆盖物和园林土壤改良基质一系列产品的研究并不多见，特别是蚯蚓粪，是一种天然的生产基质的原材料，因其含有大量的活性物质及粘多糖，腐殖酸等团聚物质，所生产的园艺覆盖物、园林土壤改良基质活性强，营养物质、团聚物质及有益微生物丰富，发酵出的园林绿化废弃物是别具一格的生物温和型产品。多数人研究园艺覆盖物、园林土壤改良基质只从其植物营养角度出发或从各个物料所占比例不同进行研发生产，得到的覆盖物、有机肥或基质产品，因其对物料本身物理性质关注不够，常因物料非常复杂，颗粒、容重大小不同，质量性状不同形成性状上的巨大差异，对产品产生巨大影响，造成园艺覆盖物或土壤改良基质产品性状不稳定，而且经常不考虑低碳处理，现在市场上的园艺覆盖物利用蚯蚓粪共发酵的不多，分成不同粒级再重新组合成目标机械组成的个性化产品的研究更不多见，现在市场上的覆盖物主要是没有经过发酵过程的染色覆盖物，多出于美化环境的需要铺设，而土壤改良基质研发生产没有从粒级分布出发调控孔径分布，达不到目标水气构型。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于蚯蚓粪与绿化废弃物绿色低碳处理生产园艺覆盖物和园林土壤改良基质一系列产品的方法。

2、本发明所提供的基于蚯蚓粪与绿化废弃物绿色低碳处理生产园艺覆盖物和园林土壤改良基质系列产品的方法，包括如下步骤：

3、1)原料粉碎：采用大功率粉碎机对绿化废弃物进行粉碎，最大直径＜20㎝，厚度≤2㎝，其中，粉碎的块状废弃物长径＜12cm，厚度≤2cm；

4、2)发酵：以粉碎的绿化废弃物和蚯蚓粪作为主要发酵原料，加入无机添加剂、固氮有机物质、有机添加剂及相关菌剂、农用稀土，混合均匀，条垛式发酵或槽式发酵，控制发酵方式和加氧过程保障供氧充分，后熟，得到发酵产物；

5、3)对所得发酵产物进行颗粒分级-分筛及机械组成重组，获得一系列各类产品：

6、发酵后熟完成后，过10cm筛，筛上物风干或低温烘干(也可湿保存)得到10-20cm超大粒级(a粒级)颗粒；筛下物过5cm筛，筛上物风干或低温烘干(也可湿保存)，得到5-10cm大块粒级(b粒级)颗粒；上一级完成过筛后，筛下物过3cm筛，筛上物风干或低温烘干得到3-5cm中块粒级(c粒级)颗粒；上一级筛下物过1.0cm筛，筛上物为1.0-3.0cm小块粒级(d粒级)颗粒；上一级筛下物即为＜1.0cm粒级(e粒级)颗粒；

7、块状园林覆盖物：

8、发酵后熟完成后，过6cm筛，筛上物风干或低温烘干(也可以含水保存)得到6-12cm大粒级(a2粒级)颗粒；筛下物过2cm筛，筛上物风干或低温烘干(也可湿保存)，得到2-6cm中块粒级(b2粒级)颗粒；上一级完成过筛后，筛下物归于上述(c粒级)过筛处理；

9、4)对发酵分级产物进行机械组成重组，获得目标孔径分布产品：

10、园艺覆盖物制作：

11、一级复合覆盖物：由20-40％的a粒级、20-40％的b粒级和20-60％c粒级组成；推荐20％的a粒级+30％的b粒级+50％c粒级；

12、二级复合覆盖物：由20-50％的b粒级和50-80％的c粒级组成；推荐30％的b粒级+70％的c粒级；

13、三级复合覆盖物：由20-50％的c粒级和50-80％的d粒级组成；推荐30％的c粒级+70％的d粒级；

14、同粒级覆盖物：单独的三个粒级前两个不进行混合，

15、一级覆盖物：10-20cm粒级；适用于具有一定的流量的路边或粗糙土表覆盖；

16、二级覆盖物：5-10cm粒级；适用于具有景观价值的大树下，路边树下；

17、三级覆盖物a)3-5cm粒级；适用于景观地段灌木丛、花草下，美观且保湿；

18、三级覆盖物b)：1-3cm粒级可以单独使用或a)+b)各占50％；适用于景观地段灌木丛、花草下，美观且保湿；

19、块状园艺覆盖物制作：

20、一级大块状覆盖物：6-12cm粒级(长径＜10cm颗粒占比不＜80％)；适用于景观造型和大树下压草、美观且保湿；

21、二级中块状覆盖物：2-6cm粒级；适用于景观造型和花灌木下压草、美观且保湿；

22、园林土壤改良基质系列制作：

23、一级土壤改良基质(渣土、粗骨土改良基质)：发酵产物(70-90％)+无机调节物质(壤土、黏土10-30％)，总量100％混合，其中发酵产物的组成为：d粒级30-40％+e粒级40-60％+c粒级余量；推荐：e粒级60％+d粒级30％+c粒级10％；

24、二级土壤改良基质(重壤土、黏土改良基质)：发酵产物(70-80％)+无机调节物质(粉沙土20-30％)，总量100％混合，其中发酵产物的组成为e粒级60-90％(其中＜0.5cm粒级＞60％)+d粒级10-30％；推荐：e粒级80％(其中＜0.5cm粒级＞60％)+d粒级20％；

25、通用园林土壤改良基质：

26、发酵产物(70-80％)+无机调节物质(粉沙土20-30％)，总量100％混合，其中，发酵产物的组成为：＜1cm粒级占比＞80％，且＜0.5cm粒径＞60％；≥1cm颗粒粒级＜20％且＞5cm颗粒粒级＜10％，且＞10cm为0％，为生土、粗沙土壤改良用；在粒级组成不符合条件的情况下直接作为改良基质，个别粒级有差别，通过粒级填补满足条件，作为通用园林土壤改良基质。

27、上述方法步骤1)中，所述粉碎的绿化废弃物与蚯蚓粪的体积比可为：50-80:20-50；

28、所述蚯蚓粪为生蚯蚓粪；

29、所述绿化废弃物包括嫩枝鲜叶、鲜花茎秆、草坪修剪物、乔灌木枝干修剪物，

30、其中，乔、灌木枝干修剪物粉碎至2-20cm，厚度在2cm以下；块状长径＜12cm，厚度≤2cm。

31、嫩枝绿废物(包括嫩枝鲜叶、鲜花茎秆、草坪修剪物)粉碎至0.5-5cm；

32、所述无机添加剂选自蛭石、黄黏土、膨润土和普通过磷酸钙中至少一种，

33、其中，基于粉碎的绿化废弃物与蚯蚓粪的总体积为100l，蛭石的质量占比为5-9kg、黄黏土的质量占比为6-10kg、膨润土的质量占比为5-8kg、普通过磷酸钙的质量占比为3-5kg；优选膨润土的质量占比为3kg、5kg；更优选，粒径＜0.25mm普通过磷酸钙，其质量占比为3-5kg；

34、所述固氮有机物质选自：生物黑炭、木酢液、草木灰和氢醌中至少一种；其中，基于粉碎的绿化废弃物与蚯蚓粪的总体积为100l，生物黑炭的质量占比为5-6kg、木酢液的质量占比为2kg、草木灰的质量占比3-5kg、氢醌的质量占比0.05-0.1kg；具体可为＜200目生物黑炭，其质量占比为5kg；

35、加水量由物料发酵湿度调控计算得出，调整湿度在65-80％；

36、随水添加相关菌剂、农用稀土和有机添加剂，

37、所述相关菌剂具体可为良土微农源益生菌(北京良土良生生物科技有限公司)；

38、其中，基于粉碎的绿化废弃物与蚯蚓粪的总体积为100l，相关菌剂的质量占比为1-0.1kg，具体可为0.3kg或1kg。

39、基于粉碎的绿化废弃物与蚯蚓粪的总体积为100l，农用稀土质量占比为3kg；

40、所述农用稀土来自：北京中研航科科技发展有限公司(商品名：浩稀)；

41、所述有机添加剂选自：生物黑炭、腐殖酸类物料；所述有机添加剂具体可为腐殖酸，基于粉碎的绿化废弃物与蚯蚓粪的总体积为100l，腐殖酸的添加量为5-6l。

42、所述条垛式发酵的操作为：地面硬化，铺设通气管道，在通气管上打通气孔洞，在通气孔洞上侧覆盖铁网，上料前，在管道上侧铁网上方覆盖粗料，然后上料，堆顶覆盖纳米膜或塑料布，翻堆前打开膜或塑料布，翻堆；

43、其中，所述地面宽2-3m，长30-60m；每隔50cm铺设一条通气管道，管道延着长向铺设有0.5％坡度，利于管道冲洗疏通；管道低于硬化地面1-3cm,管道材质10-20cm硬质塑料管；在通气管上每隔20cm间距打一个通气孔洞，一共两排，排距5-10cm；两排气孔孔洞的直径为一厘米，相互错开排列，上侧覆盖铁网；

44、粗料的高度为10-20cm，上料高度为1.5-2米。

45、以物料总量(质量)控制在100％，湿基湿度控制在65-80％，总发酵时间在480小时以上；

46、发酵过程中的温度控制：第1次翻堆：在堆温升至65℃以上72小时(指65℃以上维持72小时)翻堆，堆温再升至65℃后120小时第2次翻堆，以后55℃以上，每48小时翻堆一次，其中，启始温度低于10℃，加入5‰尿素加速温度提升；

47、其中，55℃高温至少连续240小时以上；温度降至40℃以下，水分35％以下进入后熟阶段；后熟堆置30-50天。

48、步骤4)中，所述无机调节物质(壤土、黏土)、无机调节物质(粉沙土)来自韩农-韩源道(商品名：浩稀)。

49、由上述方法制得的园艺覆盖物和园林土壤改良基质系列产品也属于本发明的保护范围。

50、为了使得覆盖物或土壤改良基质产品性状稳定，并且采用低碳处理方式，我们通过对覆盖物基质原料严谨的控制与规范，用低碳处理手段，生产出标准的发酵原色覆盖物和现代化园林土壤改良基质系列产品。

51、本发明的低碳处理体现在以下6点：1)大量的绿废无需过细加工，最大长径＜20cm即可，块状原料长径＜12cm,厚度≤2cm，大大降低了粉碎能耗成本；2)创造缩短厌氧发酵时间和环境；3)添加抑制厌氧发酵和反硝化物质，4)添加固氮物质；5)覆盖物不必进行染色，颜色为发酵后的灰、黑原色产品，回归自然本色，减少能耗和对环境的污染；6)与蚯蚓粪共发酵，形成性状温和型的系列土壤改良、土壤保护的产品，有利于解决一系列土壤障碍问题。覆盖效果除了保土、保水、保肥，增加土壤微生物种群及生物总量，同时增加土壤动物、有益微生物总量及土壤团聚物质、活性物质，特别是通过目标水气调控，大、中小粒径合理配比，形成适宜的机械组成产品，覆盖物及基质调整土壤物理状态准确，活性强，生态环保。

52、通过适量的蚯蚓粪与适量的绿化废弃物进行混合发酵，添加适量的低碳发酵物质，使其中有毒物质分解降低；有害病、虫及草种高温失活；最低耗能，最低释放甲烷气体、增加土壤营养与活性物质，生产覆盖物和土壤改良基质。

53、绿化废弃物组分非常复杂，嫩枝鲜叶、鲜花茎秆、草坪修剪物与不同乔灌木枝干修剪物有着明显区别。我们可以分类粉碎，分类发酵；也可以混合发酵，尔后分选。与蚯蚓粪共同发酵的产物，细粒部分继续发酵直至形成标准的有机肥；粗粒部分分选生产园林覆盖物、园林土壤改良基质，此项技术由于携带蚯蚓粪的团聚物质、活性物质，可以同时生产一系列改良土壤、保护土壤、活化土壤的产品。发酵产物通过筛分，分成若干组粒级，然后根据园林土壤现状的水气构型的个性化需要，进行不同粒级颗粒组配，形成合理的粒级组合既机械组成，使其孔隙总量、大小孔隙比、持水量、保肥量达到需要水平，这是一种通过人工构建理想基质的新式方法。通用土壤改良基质尽管加工简单，但因存在大量的发酵粗糙木块、木屑，可以通过缓慢分解带来大量的细菌、真菌、放线菌及土壤动物，有利于粗糙土壤熟化改良。沙土、粉沙土熟化团聚，提高土壤保蓄能力。

54、园林覆盖物和土壤改良基质是依据园林绿地不同地段情况，解决不同问题的土壤修复与保护的材料。大颗粒覆盖物是应用于行道树下或公园路边的覆盖材料，可以起到保土、保水的作用，还可以起到保持土壤活性通气透水的作用，研究表明：覆盖可以增加土壤微生物种群及微生物呼吸，二氧化碳通量增加，并增加表层土壤养分。中、小型覆盖物一般应用与园林景观地段的树下，灌丛下，花丛下保土、保水、保肥，客观上还可以增加土壤动物和土壤微生物种群，增加土壤活性。所以研发复合型覆盖物非常重要，也就是各个粒级的占比合理，可以起到土壤生态修复的作用。

55、土壤改良基质依据土壤障碍因素，调节＜1cm以下各个粒级占比，矿山修复时，还可以增加＞1cm甚至＞10cm粒级占比。首先解决土壤紧实，通透性差的问题可以依据土壤不同状况，调节各个粒级占比，通过调整土壤粒级分布，调节土壤孔径分布。渣土、粗骨土大中、小颗粒特别要调整合理，太小了，当年随水流失，太大了作用缓慢。本研究重点调整好不同障碍因素的适宜粒级的机械组成及其相应的活性物质添加。其次还要选择适宜的菌剂、发酵活性物质、厌氧抑制物、反硝化物质、固养物质及功能物质，使得整个粉碎-发酵-分级分选-机械组成重组过程低碳、高效、环保。有效的低碳发酵、发酵产物的分级与重组、覆盖物的粒级优化、不同障碍因素改良基质的机械组成与活性物质添加，比较系统的解决园林、园艺土壤的一系列问题。