一種有機栽培介質及其應用方法

2023-10-09 10:55:14 1

專利名稱：一種有機栽培介質及其應用方法
技術領域：
本發明涉及一種有機栽培介質及其應用方法，特別是指一種適用於植栽的有機栽培介質，而該有機栽培介質是以一種複合土壤微生物製劑組合經發酵作用分解農業廢棄物和廢棄汙泥中有機物，並再與一般土壤按比例混合作為農作物栽培系統中的有機土壤。
背景技術：
由於目前非常重視綠化與環保，故對於處理農業廢棄物、廢棄汙泥及有機垃圾的問題是越來越重視，而目前常見的有機廢棄物、有機廢料及其處理方法為1、秸稈根據統計，全世界每年約有纖維素資源1000億噸，中國約有50億噸，其中農作物秸稈(表秸、稻草、玉米秸等)就達6億噸左右；這些農作物秸稈能用於青貯飼料的是少數， 其它20%在田裡被就地焚燒，秸稈焚燒不僅造成資源的浪費，而且造成環境汙染。此外，每年農村還生產大量的其它農產廢棄物如菜秧、雜草和樹葉等，此外還有菇渣、鋸末、煤灰、骨粉、稻殼、蔗渣等。在農村這些原料相當的多，過去大多都被當作柴火燒掉或丟棄。不但利用率低，而且汙染空氣、水源等；而目前秸稈的再利用大多以肥料(包括直接還田)，佔秸稈資源的36. 6%，其次是燃料和飼料量，分別佔秸稈資源的23. 7%和22. 6%，其它如工業原料(造紙等)、焚燒和棄置亂堆共佔17% ；對於秸稈的不正常利用，會導致下列問題(1)富含大量木質的纖維素秸稈，因為沒有辦法被充分利用而造成資源的大量浪費；(2)汙染環境、影響交通和危害人們健康，因利用秸杆的加工處理方法若是使用物理性加工方法或是化學處理方法，在處理秸稈過程中會對環境造成一定的汙染(如處理後廢液廢渣等)。但是目前一般農業廢棄物均兼具汙染性及資源性，而施用未腐熟的有機物，容易造成土壤過度還原性及釋出毒性物質等問題，因此有機廢棄物需經過適當的堆肥化處理以除去不良有機成分及毒性物質等限制作物生長的因子，並能轉化為農業生產系統中的養分源(氮、磷、鉀)及能源(碳)，因此將農業廢棄物回歸於農田，不僅合乎資源再利用的自然法則，也可藉此處理如此大量的有機廢棄物；因此藉由微生物法在秸稈轉化中有營養價值高、汙染少、效益高等優點，而秸稈主要來自稻草、玉米、小麥、油料、花生、青稞以及各種草本植物等，而秸稈組成如下(1)化學元素秸稈作為農業的副產品，是一種有用的資源。秸稈中有機質含量平均為15%，平均含碳44. 22%、氮0. 62%、磷0. 25%、鉀1. 44%，還含有鎂、鈣、硫等元素，這些都是農作物生長所必需的營養元素；(2)化合物秸稈主要含碳水化合物，還有少量蛋白質、脂肪、木質素、醇類、醛、 酮和有機酸等，而碳水化合物主要成份是纖維素、半纖維素和木質素(三者構成木質纖維素)。
而構成秸杆的這三種聚合物彼此通過非共價鍵及共價鍵緊密連接，然而纖維素的纖絲嵌在木質素和半纖維素的不定形基質中，木質素與半纖維素以共價鍵形式結合，將纖維素分子包埋在其中，由於這三種聚合物化學性質比較穩定、結構複雜，因此秸稈不易被微生物降解；現在對木質纖維素的微生物降解機理已經基本弄清楚，能降解纖維素的微生物都可分泌纖維素酶，它是複合酶，是由Cl酶、Cx酶(又叫β-1，4葡聚糖酶)和β-葡萄糖苷酶組成，這三種酶共同作用把纖維素降解成葡萄糖；降解半纖維素的酶也主要有三種酶 內切酶、外切酶和糖苷酶，這三種酶將半纖維素降解為單糖和糖醛酸；降解木質素的酶也主要有三種酶木質素過氧化物酶、依賴Mn (II)的過氧化物酶和醌還原酶，產物包含Cl、C2、 C3等含碳化合物，以及氫醌等。2、畜禽糞便畜禽糞便是一種產量巨大、價值寶貴的資源，同時也是發展無公害農業、生產綠色食品、有機食品使用的最好有機肥原料，市場前景很好；目前中國禽畜糞便資源總量約8. 5 億噸，其中牛糞5. 78億噸、豬糞2. 59億噸、雞糞0. 1億噸...各種糞便(糞、豬糞、雞糞、羊糞、鳥糞等等)，若不經過發酵腐熟處理會有很多危害，例如傳染病蟲害、燒苗毒氣危害、土壤缺氧、肥效緩慢、未經處理直接使用、有機物料體積大、有效成分低、運輸不便及使用成本高，據報導1000頭規模的奶牛場日產糞尿50噸，1000頭規模的肉牛場日產糞尿20噸；這些糞尿、汙水及廢棄物除部分作為肥料外，相當數量是排放在畜牧場周圍，汙物產生的臭氣及孳生的蚊蠅，影響周邊環境，又據中國農業部環境保護科研監測所估測，中國家養動物和動物廢棄物甲烷排放量每年為661萬噸(1990年)，其中反芻動物排放量達567 萬噸，佔89. 4%。且排放量平均每年大約以2. 34%的速度遞增。而不同畜糞的特點有(1)豬糞，由於豬的飼料相對較細，糞中纖維素較少，含蠟質較多，質地較細，C/N 較低，但含水量較多，纖維分解菌少，分解較慢，產生的熱量較少、陽離子交換量高，吸附能力較強。(2)牛糞，因為牛是反芻動物，飼料可反覆消化，糞質細密，含水量大，C/N約 21 1，分解比豬糞慢，腐熟過程中產生的熱量少，故有冷性肥料之稱。(3)馬糞和羊糞。馬糞疏鬆多孔，纖維素含量高，並含有較多的高溫纖維分解細菌， C/N約為13 1，含水分較少，腐熟過程中能產生較多的熱量，故有熱性肥料之稱。羊糞的性質與馬糞相似，糞乾燥而緻密，C/N約12 1，也屬熱性肥料。3、有機垃圾有機垃圾主要指農、漁、牧業的廢棄物或下腳料，另包括廚餘、動物糞尿、茶葉渣、 咖啡渣、各類有機汙泥(含食品等汙泥)、市場肉品及果菜的下腳料等，而有機垃圾量含量約佔一般垃圾的三成以上，但含大量水份(廚餘最高含水量約85%以上)，以往將其歸類為可燃性垃圾，其實是不正確的說法；如將廚餘等有機垃圾加以焚燒，不僅降低焚化爐溫度， 反而會減低其使用年限；臺灣每人每天的垃圾製造量為1. 15公斤，其中可回收資源佔40%以上，而廚餘約有30%左右，所謂「廚餘」就是家庭和大團體(如學校、公司、工廠、部隊等)廚房的剩餘物，它包括了果皮、剩菜販、魚、肉、骨頭、茶葉等。廚餘原本屬於垃圾，若將其加以發酵處理後，即可再生變成「廚肥」。在臺北市的垃圾當中，廚餘也佔全部垃圾量的1/4以上，可見減少廚餘量在垃圾減量方面的重要性；另外據統計，臺灣地區一年產生垃圾總量約849萬公噸，其中含有機質的有機垃圾約佔1/5，若能將此類有機垃圾資源化轉製成有機肥，除可大幅減少垃圾量，延長垃圾場使用年限，減少焚化爐興建及垃圾處理成本外，更裨益於目前嚴重酸化中的臺灣土壤，降低垃圾帶來的社會成本。在臺北市每日產生的3，800公噸垃圾中，約有900餘噸是動物內臟、屍體、廚餘等有機性廢棄物，其中400噸來自果菜、魚肉市場，其餘則來自餐廳所產生的廚餘，故對於臺北地區而言，果菜廢棄物的處理更有其急迫性；而臺北縣市果菜廢棄物日產量約為594. 57 公噸(1993年資料)依目前臺北市以衛生掩埋方式處理垃圾的單位成本估算，每年約需花費M4，012萬元用於處理果菜廢棄物上；北京市市政管理委員會相關統計顯示，北京市每天產生垃圾約1.84萬噸，其中廚餘垃圾佔64%。廚餘垃圾具有含水率、有機物量、油脂及含鹽量高、易腐敗等特點，大部分都是進行填埋處理，這樣就產生了浪費土地、產生惡臭氣體等問題。然而，一些廚餘垃圾處理地點並不具備消毒設備，而是直接粉碎和包裝，銷售給養殖場。這樣製作成動物飼料，大量有毒有害物質通過豬肉轉嫁給人類，導致人畜共患病，對人們的生命安全構成嚴重的威脅；目前許多國家都進行將都市垃圾及動物殘渣或糞便進行堆肥處理，但效果並不甚理想，其原因之一可能是一般傳統方法處理速度太慢，而處理後仍無法脫離其原來髒臭的特性，質量較差，購買使用效果不佳，堆放也不方便。4、城市汙泥和河j 11湖泊底泥近年來，隨著城市化進程的加快，城市汙水處理量大幅增長。據環境保護部最新統計，截至2007年中國已經投入運行的城鎮汙水處理設施達到1178個，總設計處理能力 7243萬噸/日，平均每天處理汙水5320萬噸。據此估算，2007年全中國產生汙泥約1460 萬噸(80%含水率的泥餅)。汙泥產生量的與日俱增與汙泥處理能力的嚴重不足、處理手段的嚴重落後形成尖銳的矛盾，大量的溼汙泥隨意外運、簡單填埋或堆放，致使許多城市出現了「汙泥圍城」的現象，汙泥處理問題已經成為中國無法迴避的城市環境問題。汙泥中含有大量的有機物和豐富的氮、磷等營養物質，任意排入水體，將會大量消耗水體中的氧，導致水體水質惡化，嚴重影響水生生物的生存；汙泥中的營養物質又會使水體富營養化，藻類大量繁殖中，從而使水質惡化，漁業產量下降；除此之外，汙泥中還有多種有毒物質、重金屬和致病菌、寄生蟲卵等有害物質，如果處理不當，會傳播疾病，汙染土壤和作物，並通過生物鏈轉嫁人類。所以，汙泥不經妥善處理而任意排放和堆置，必將對周圍環境造成嚴重的汙染。 故汙泥必須先經處理，以達到減容化、穩定化和無害化，然後再作土壤利用等最終處置。由上述內容可知，近年來，在都市垃圾及動物殘渣或糞便的處理上投入了相當多的人力物力，同時因為一些位於亞熱帶地區的國家(如臺灣)長期以來過度施用化學肥料 (因為這些國家的氣候大多高溫多溼，加上高度密集耕作的利用土壤，使土壤中的有機物質加速分解消耗，而耕地土壤由於有機質缺乏使生產力降低，故農民為維持作物的高產，勢必增加化學肥料的施用量，而造成肥料浪費，甚至在無法提高土壤生產力下，使作物質量降低，也間接造成病害增加及環境汙染)，導致化學毒素侵蝕土壤，形成土質酸化，不但土壤肥力系統失去均衡，土壤物理化學性質亦日益惡劣，實為農業發展的一大隱憂，故目前全世界先進國家皆已摒棄有害化學肥料施肥，而採用有機肥料改良土壤；另外臺灣的作物栽培環境，由於化學農藥及肥料的過度使用，除了破壞土壤環境外，並導致作物病菌害蟲的抗藥性產生，回歸自然的栽培管理方式將可舒緩及延遲自然界環境選汰壓力的產生，使用有機質堆肥，除了使有用資源能回收再利用，並可用於土壤改善土壤質地及團粒結構，而堆肥在製作過程中所產生的優勢微生物積類，除可使堆肥有效養分均勻釋放外，這些微生物並可在作物根部聚集累積促進作物生長，相關學者並發現這些微生物可拮抗多種病原菌為害。因此，利用農業廢棄物或城市泥經過發酵腐熟過程，有效改善土壤團粒結構、富含豐富有機質、促進植物根系生長，不含雜草種子及有害病菌。發展保水保肥力強的有機栽培介質(例如有機土壤)資材，將是一個發展有機農業中的重要一環； 而針對不同有機廢棄物、有機廢料的堆肥處理方法如下1、秸稈(1)高溫堆肥利用高溫型菌種厭氧發酵玉米、小麥、水稻、豆科植物等作物秸稈， 快速堆慪成高效、優質有機肥。(2)催腐劑堆肥、速腐劑堆肥、酵素菌堆肥第一種堆肥是選用適合有益微生物營養要求的化學藥品配製成定量N、P、K、Ca、 Mg、Fe、S、Cl等營養的化學製劑，有效改善了有益微生物的生態環境，加速了有機物分解腐第二種堆肥是將速腐劑加入秸稈中，能在短期內將秸杆粗纖維分解，施入土壤後迅速培肥土壤，減輕作物病蟲害，刺激作物增產，實現用地養地相結；第三種堆肥是利用酵素菌(細菌、酵母菌和放線菌三大類)產生活性很強的各種水解酶，具有很強的好氣性發酵能力，對秸稈進行糖化和氨化分解，使之在短時間內轉化成有機肥料；在降解過程中既產生對人畜完全無毒無害的酶，又可以殺死土壤中的病原菌。酵素菌堆肥能增加團粒結構，從而改善土壤的微生態環境，提高土壤的通氣性和保水抗旱能力。2、畜禽糞便牛羊糞便的處理是以高溫堆肥為主，高溫堆肥集有機和無機物質、微生物及微量元素為一體，發酵時間短，營養全面，肥效持久，並且處理設備佔地面積小，管理方便，生產成本低，預期效益好。根據需要還可以摻入一定量的氮、磷、鉀肥，生產多種作物需要的專用複合肥。堆肥作物莖稈、綠肥、雜草等植物性物質與泥土、人糞尿、垃圾等混合堆置，經好氣微生物分解形成肥料。基肥，施用量大，可提供營養元素和改良土壤性狀，尤其對改良砂土、 粘土和鹽漬土有較好效果；而堆制方法，按原料的不同，分高溫堆肥和普通堆肥。高溫堆肥以纖維含量較高的植物物質為主要原料，在通氣條件下堆制發酵，產生大量熱量，堆內溫度高(50 60°C )，因而腐熟快，堆制快，養分含量高；高溫發酵過程中能殺死其中的病菌、蟲卵和雜草種子，普通堆肥一般摻入較多泥土，發酵溫度低，腐熟過程慢，堆制時間長，堆制中使養分化學組成改變，碳氮比值降低，能被植物直接吸收的礦質營養成分增多，並形成腐殖質。3、有機垃圾廚餘垃圾處理可以有效達到廢棄物減量，廚餘垃圾可利用複合微生物在短時間內將其分解、減量。在生物分解前初步處理，經由絞碎機分解，再利用微生物厭氣性使其發酵，分解成二氧化碳及水，大約二十四小時的時間，約可減量至原來的十分之一，並能充當有機廢料使用，廚餘的發酵與分解廚餘因是有機物質且水分含量多(有時高達八、九成)，故極易腐爛、散發惡臭，而引來蚊蠅、老鼠等病媒。廚餘的腐爛、發臭是由於雜菌侵入而引起。廚餘回收可使垃圾減量最高達35%。廚餘回收可延長焚化爐的壽命，由於高鹽分的廚餘，傷害爐體運轉，如再遇到PVC塑料，馬上會產生戴奧辛。廚餘桶內的濾液(大約廚餘放入三至四天就產生水分)，除臭及分解有機物，避免滋生蚊蠅，增加焚化爐熱能功效、增加生活質量， 經處理後變成農地的有機肥料，永續土地生機。將回收的廚餘製成優質有機肥，供綠化種菜之用，將廚餘垃圾變黃金。4、城市汙泥與河)11湖泊底泥由於汙泥含有豐富的有機質和N、P、K等植物生長必需元素，但也含有病原體、重金屬和有機有毒汙染物，體積大，含水率高，分散性差，且具有惡臭氣味等，直接利用容易引起環境二次汙染。汙水汙泥經過堆肥化處理後，病原物被大部分殺滅，重金屬和有機毒物被稀釋、或降解，汙泥體積變小，含水率降低，惡臭氣味消失，植物可利用有效養分提高，成為方便運輸和施用的疏鬆物料，利用環境風險降低。因此將城市汙水汙泥或湖泊底泥經高溫堆肥減量少、無害化處理後作為林地、草地、城市綠化、林草育苗基質、嚴重擾動的採石場、採礦場植被恢復等環境綠化植物基肥，或製成汙泥林草複合專用肥作為綠化植物追肥，既避開食物鏈，又實現了城市汙水汙泥的安全處置和資源化利用，是一條很有發展前景的利用途徑。另外關於設施栽培方式與栽培介質間的關係為1、設施栽培的優點目前精緻農業相當普及的設施栽培方式(在玻璃溫室、塑料布溫室、網室和塑料布隧道棚等內栽培作物策施)，因為鍍鋅鋼管、鋼架和透明塑料布容易就近取得，價格又合宜，所以大型塑料布溫室的土耕栽培面積逐年增加，而設施栽培都是比較高價的園藝作物， 農民對於收成品的質量和產量都抱著很大的期望。2、使用設施栽培所發現的問題(1)栽培土壤養分富化往往設施內作物的生長都比露天栽培的旺盛，所以設施農民的施肥次數和量就會比較高，再加上求好心切，就更會額外再多施一點肥料，結果土壤溶液中的養分濃度相對的就提高了 ；另外的一個狀況也會導致設施栽培的土壤容易積蓄養分，就是當露天栽培在下雨時，土壤的養分會隨雨水溶脫，往水平或向下的方向移動，降低培地土壤養分濃度；然而設施內的培地，一則沒有受雨水溶脫的情形，再則因設施內溫度高，土壤水分有從地下往地面蒸發的現象，造成土壤中的養分向土表積聚的情形。(2)鹽類集積(accumulation of salt)設施栽培的土壤電導度比露天的高，且比較容易在土壤表面看到鹽斑 (saltcast)，使電導度升高的重要因子是肥料成分的N03_離子和肥料副成分的S042_離子。這些離子濃度高時也使得土壤PH降低，當施用石灰材料和土壤酸性時，便產生了鈣鹽 (calcium salts)，例如硝酸鈣、氯化鈣等鹽類。這些鹽類隨著土壤毛細管水往土壤表面上升，在表土上集積、濃縮，進一步鹽析時便呈現灰白色鹽斑。(3) 土壤有機質含量明顯降低
設施栽培由於作物生長快，再加上室溫也較室外高，所以土壤有機質分解消耗速度也快。土壤有機質減少後，一方面土壤緩衝力降低，土壤溶液中的養分內容隨酸鹼度變化快速失去平衡。栽培者若不細心觀察，常會認為作物生長不良可能是肥料不夠所致，而採用增加施肥量的不正確操作。也有栽培者知道要施用有機質材料補充土壤有機質含量，但因對所使用的有機質材料的性狀不清楚，選錯了有機質材料的情形也是常有的事。(4) 土壤pH顯著降低，EC顯著升高電導度(EC)的測定值可以代表土壤溶液中鹽類的濃度，土壤溶液中存在NH4+、 Na+、K+、Ca2+、Mg2+等陽離子，以及N03_、Cl_、S042_等陰離子，這些離子含量高，EC值就相對增高。肥料施到土壤中，很快就溶解成離子狀態，所以施肥后土壤EC值會升高。氮肥中的 Urea-N和NH4-N,在土壤中很快就被微生物轉換成NO3-N ；然而作物對氮肥的需求很高時，氮肥的施用量和頻度也就相對較高，因此，栽培土壤中N03_濃度經常維持在高的狀態。加上在設施內的土壤不受雨水淋洗，且因設施內溫度高，土壤水分是往土表方向上移，所以設施內土壤的N03_濃度就會集積。比較土壤EC值和N03_濃度的相對應值，可以得到相關係數很高的圖形，也就是由EC值可以推測N03_濃度，間接判斷土壤中氮素營養的狀況；而使用量最大的三要素單質肥料，例如(NH4)2SCV KC1、過磷酸鈣都是有副成分的肥料，以這三種單質肥料製成的複合肥料也會帶進相同的副成分，施肥後容易殘留SO42-和 Cl_，並都有集積的效應；因此在設施栽培的施肥處理中，肥料的副成分會使土壤pH值降低和使土壤EC升高，連作越多次影響越為嚴重。(5) 土壤營養過剩引起作物生理障害以往在露天栽培情況下，由作物表徵發現的營養生理障害通常是因為營養要素欠缺所導致。一般採用葉片或土壤營養分析，診斷出缺少的營養要素，然後加以補充即能矯正
生理障害；然而設施內土壤營養過剩引起作物生理障害的原因很複雜，例如土壤溶液的鹽類濃度上升，使根和根圈土壤的浸透壓差縮小，以致根的吸水性降低，導致某些養分吸收不足的現象。另外，土壤中磷酸過剩的情況很普遍，由於各種磷酸鹽有溶解度積的平衡關係，會引起鉀、鎂、鐵、鋅、錳等磷酸鹽不溶解的反應，使得這些營養元素不能溶解到土壤溶液中， 最終發生吸收不足的營養缺乏生理病。其它如營養元素之間的比例失衡，引起作物生理的複雜交感反應，就更加難以克服。3、設施栽培的土壤管理技術(1)積極的消除累積鹽類每作栽培終了時，觀察乾燥部分的土表，如有白色至灰白色的鹽晶析出情形，則將表土層0 3公分的表面土壤剷除，有必要時再添加新土 ；日本愛知縣農試單位，追蹤設施花卉連作土壤，以菊花為例，表面土壤(0 3公分)的EC高達6.42mS/cm，其它需要肥料量比較低的花卉的表面土壤EC也高達^is/cm以上；許多例子都顯示在栽培後進行表層3公分的排土操作，即可很顯著地降低EC值，維持作物正常生長。(2)進行土質改良地下水位高的場合，為了避免水分從下層經土壤毛細管不斷往上升，造成水分控制的困擾，應設置暗渠排水；而理想的栽培土，在物理性質上最好能保持固相20 35%，液相45 60%，氣相15 20%，並且從土壤剖面觀察可見團粒構造是十分發達的，在此情況下，土壤表現出通氣性好，透水性佳，保水力高的優點；另外在化學性質上，土壤pH要控制在6.0 6.5 ；鹽基飽和度要控制在80 90%; 有效態磷酸要控制在40 80mg/100g ；EC 一般要控制在0. 3 1. OmS/cm,耐肥的作物則EC 可控制在1. 0 1. 5mS/cm ；可施用有機資材，其目的是要改善土壤理化生物性質(營養多樣性、物理性、化學性、生物性)，但若是施用有機質資材，每年每公頃則必須要持續施用2 3公噸有機質資材，以維持穩定的土壤有機質含量；若使用的有機資材是富含營養成分的禽畜糞堆肥，則土壤會有氮、磷和鉀富化的問題。又，氮以NO3-N形態存在，很容易被吸收蓄積在作物體內；然而含高濃度NO3-N的蔬果在市場上是不受歡迎的。所以設施栽培使用的有機質資材要優先選用物理性改良效果較大的稻殼堆肥、樹皮堆肥、稻草堆肥和多纖泥炭苔(peat moss)，這與露天栽培慣用禽畜糞便堆肥有很大的差別。由此可見，上述常用方式仍有諸多缺失，實非一良善設計，而亟待加以改良。本案發明人鑑於上述常用方法所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功完成本件一種有機栽培介質及其應用方法。

發明內容
本發明的目的在於提供一種有機栽培介質及其應用方法，從而改善土壤理化生物性質(營養多樣性、物理性、化學性、生物性)；本發明的有機栽培介質及其應用方法，經由微生物活動和繼續腐植化的過程，促進了土壤形成團粒構造和增加土壤腐植質的含量，從而提高土壤的緩衝力和保肥力；增加了土壤的粗孔隙率，使通氣性變佳，並促進土壤微生物增殖和促成微生物相多樣化，提供土壤高靜菌能量；解決了在溫室與大棚內栽種作物時所遭遇的嚴重問題，包括二氧化碳0)2嚴重不足、冬天大棚內地表溫度過低、病蟲害問題嚴重，加重使用農藥、土壤板結鹽漬化現象嚴重等等問題；達成上述發明目的的一種有機栽培介質及其應用方法，包括一有機肥料主要基質，其可以是一種或是多種有機原料，而該有機原料包含有機廢棄物、汙泥土壤；一有機肥料輔助基質，其為配合有機肥料主要基質進行使用，例如木屑、骨粉、草木灰；—複合土壤微生物製劑，其由土壤微生物菌群所組成，並具有強效分解蛋白質、醣糖類、生產抗氧化物質與抗菌物質以及生產植物疫苗、固氮、溶磷、解鉀之的能力；所述有機栽培介質的製備是混合有機肥料主要基質、有機肥料輔助基質及複合土壤微生物製劑，再經由發酵、酵素分解及沼氣化等模式進行無害化發酵處理後，形成一種有機栽培介質，而該有機栽培介質系是按比例與微量元素、保水劑與促根劑混合配製後，與一般土壤混合形成有機土壤；而該有機栽培介質、微量元素、保水劑或是促根劑所佔全部混合配製比例的0. 001 100%，另外該經過混合配製後的有機栽培介質或是一般土壤的混合使用比例佔全部的0. 001 100%，可視作物情況而定。該有機廢棄物可選自秸稈、畜禽糞便或有機垃圾。其中，該秸稈包含稻草、玉米、小麥、油料、花生、青稞以及各種草本植物，而該秸稈使用前必須先經過粉碎、澆水後，再添加生物腐熟劑讓使秸稈迅速腐熟，而秸稈經發酵與無害化處理，即可使用；該有機垃圾包含廚餘、動物糞尿、茶葉渣、咖啡渣、各類有機汙泥、市場肉品等有機垃圾，而該有機垃圾使用前必須先混合發酵菌種及碳銨，並進行物料自然發酵，待發酵腐熟完成，並風乾過篩即可使用；該畜禽糞便包含牛糞、豬糞、雞糞等各種動物糞便，而該畜禽糞便使用前必須單獨腐熟處理，而動物糞肥以腐熟有機肥與適量土壤混合堆肥經發酵無害化處理，堆好後覆膜保溫保溼，堆放腐熟後晾乾粉碎即可使用。該汙泥土壤可選自城市或工業汙泥、河川湖泊底土或廢土，而該汙泥土壤使用前必須搭配其它資材，在經過汙泥堆肥化後使其物理、化學及生物性質均趨於穩定，並降解有機汙染物後，即可使用。其中，該汙泥堆肥必須使用分散劑，以增加其結構強度，提高其空隙率。該汙泥堆肥可選擇應用的輔料有膨脹劑、水分調節劑、營養調節劑、高溫好氧堆肥或重金屬鈍化劑。其中，該重金屬鈍化劑加入該有機土壤中，可減少作物對重金屬離子的吸收，而該重金屬鈍化劑可選自粉煤灰、磷礦粉、鍛石、沸石或草炭。該土壤微生物菌群可將有機廢棄物、汙泥土壤中不穩定的有機組成分加以分解。 該土壤微生物菌群包括乳酸菌、光合菌、酵母菌、放線菌、絲狀真菌、醋酸桿菌、枯草芽胞菌、 木黴菌菌群，並將各種菌群進行混合共生培養，形成複合的微生物菌群。本發明的另一個目的是提供一種有機栽培介質應用方法。該有機栽培介質可應用於植物與農作物的栽植，並根據植物與農作物的營養需求特點，按比例與微量元素、保水劑與促根劑混合配製後，與一般土壤混合形成有機土壤，再放置在設施栽培系統中，進行農作物、蔬果、花卉或中草藥植物等的栽培。其中，該設施栽培系統可選自植栽用方盆、盆栽用花盆、花園、菜園、溫室之栽培槽、塑料大棚之栽培槽、人工防滲漏栽培槽體或特定容器。在該植栽用方盆中混合有機栽培介質與一般土壤，形成有機土壤後，直接用於植物栽培。在該盆栽用花盆中混合有機栽培介質與一般土壤，形成有機土壤後，再將植物直接種植於花盆內即可。其中，先在該花園、菜園中的植物與植物間挖一條溝渠，並混合有機栽培介質與挖出土壤，形成有機土壤後，再將混合後的土壤覆蓋回去即可。該溫室的栽培槽、塑料大棚的栽培槽、人工防滲漏栽培槽體，必須先採用地下挖溝，再鋪上塑料膜的方法形成栽培槽，也可替代使用磚槽或其它材料的栽培槽，並鋪上塑料布，以防水肥滲漏及經土壤傳播病原菌。該有機栽培介質可分解釋放出二氧化碳，並產生熱量，因此與一般土壤混合使用後，可提高光合作用效率，並可以提高設施栽培系統中環境溫度。該有機栽培介質與一般土壤混合使用後，可增加植物免疫刺激物、生物防治效應， 可減少發病率，以降低農藥使用量。該保水劑可供種子和植物根部緩慢吸收水分，本身也可以反覆釋放和吸收水分， 保水劑還可以提高土壤的透氣性，改善土壤結構和抗板結，並有一定的保溫效果。
其中，該有機廢棄物(包括秸稈、畜禽糞便、廚餘、食品加工下腳料)、汙泥土壤(城市或工業汙泥、河川湖泊底土或廢土)為有機肥料基質主要成分，以木屑、骨粉、草木灰等為輔助成分，並搭配複合土壤微生物製劑後，再經由發酵、酵素分解及沼氣化等模式進行無害化發酵處理後，形成一種富含有機物質、植物營養元素、抗菌物質與植物免疫刺激物的有機栽培介質(複合土壤微生物製劑搭配發酵有機物質，可促進(X)2與熱量釋放藉以提高光合作用效應與熱量效應)，並再根據植物根系的營養需求特點，結合保水劑、植物疫苗、微量元素、促根劑等生物科技產品，配製出適合各種植物、蔬果、花卉、草藥植物生長的精確量化有機栽培介質。當其與一般土壤共同應用於設施栽培系統(人工防滲漏栽培槽體或特定容器)中時，除了能促進作物產量外，亦具有減少化學肥料與農藥使用的功能；由於使用有機廢棄物必定要經過適當的堆肥化處理，而堆肥化作用利用廣泛分布於自然界的微生物，在控制的條件下，將廢棄物中不穩定的有機物成分加以分解，轉換為安定的腐植質成份，即腐熟的堆肥。在堆肥化過程中，有機物基質中所含的碳水化合物會迅速被微生物作用而分解，同時微生物的增殖必須吸收氮、磷等營養成份以合成微生物體質 (biomass)，所以堆肥化前有機物基質中應含有豐富的營養要素成份，並需將堆肥化前有機物基質中各種成份調整至適宜比例範圍內，以利於微生物進行堆肥化作用；因此微生物在堆肥化過程中，擔任有機物分解與堆肥穩定化的重要角色，而不同的堆積材料如能接種適當的微生物菌種，可以加速堆肥發酵；另外為達到最有效率的堆肥化作用，除了添加適當的微生物菌種外，在堆積材料環境中，維持微生物最適宜的生長條件，使微生物充分的活動與繁殖，亦能加強堆肥材料的發酵與分解。為了增進堆肥材料發酵分解效率，針對不同有機物材料特性，施予適當的微生物菌種，將是堆肥製作過程的重要步驟之一；一般土壤中微生物菌群可分為合成菌群(synthetic microbes)、酵素分解菌群(zymogene microbes)、抑菌菌群(disease-suppressing microbes)、致病菌群等的菌群(disease-inducing microbes)等所組成，而土壤中具有分解能力的分解微生物菌群 (composite microbes)則包括合成菌群、酵素分解菌群、抑菌菌群；而本發明中複合土壤微生物製劑是採用適當的比例和獨特的發酵工藝將從土壤篩選出來的有益微生物經共生(symbiotic)培養，形成複合的微型土壤微生物菌群(Soil Complex Beneficial Micro-organisms, SCBM)，並產生有益物質及其分泌物質，通過共生 (symbiosis)增殖關係組成了複雜而又相對穩定的微生態系統。本發明中複合土壤微生物製劑是根據土壤微生物組成，由乳酸菌、光合菌、酵母菌、放線菌、絲狀真菌、醋酸桿菌、枯草芽胞菌、木黴菌等菌群採用適當的比例和獨特的發酵工藝將從土壤篩選出來的有益微生物混合共生(symbiosis)培養，形成複合的微生物菌群，並產生有益物質及其分泌物質，是一種複雜而又相對穩定的微生態系統，並能使複合土壤微生物製劑具有極強分解能力，造就良性生態(土壤與水體)的能力。本發明中所採用土壤複合微生物製劑中的微生物菌群，它們共生共榮，狀態穩定，酵素與分解功能齊全、同時也分泌各種有益物質，包括維生素、有機酸、抗氧化物質、螯合礦物質等(利用API酵素檢測本發明的土壤複合微生物製劑所含的酵素，發現共包含
Alkaline phosphatase++Λ Esterase Lipase++Λ Lipase++Λ Leucine anylamidase++、 Valine anylamidase++、Acid phosphatase++、Naphthol—As—Bl-phosphydrolase++、α -galactosidase++> β -galactosidase++> α -glucosidase++> β -glucosidase++> N-acetyl-β -glucosaminidase++)；間接也維持了土壤中的氮、磷、鉀與碳氮比(C/N ratio)，可產生多種抗菌物質，好酸性及高溫，能以寄生方式攻擊病源絲狀菌；詳細菌群分類如下(1)乳酸菌群以嗜酸乳桿菌為主導，它靠攝取光合細菌、酵母菌產生的糖類形成乳酸。乳酸具有很強的殺菌能力，能有效抑制有害微生物的活動和有機物的急劇腐敗分解，並維持生態平衡，另被稱為「後抗生素」；乳酸菌在有機物發酵分解上發揮著重要作用，它能分解在常態下不易分解的木質素和纖維素，並消除未分解有機物產生的種種弊端；合成各種胺基酸、維生素、產生消化酵、促進新陳代謝，還有溶化不溶性無機磷的能力；另外乳酸菌還能抑制連作障礙產生的致病菌，維護作物茁壯生長，本發明中所使用的乳酸菌例如 Lactobacillus plantarum、Lactobacillus casei、 Lactobaci 1 Iusfermentum> Lactobacillus salivarius> Lactobacillus delbrueckii、 Lactobaci1lusbulgaricus> Propionibacterium freudenreichi i > Pediococcus halophilus、Streptococcuslactisand and Streptococcus faecalis. L. Iactis subsp. Lactis、L. pentosus。(2)光合菌群Rhodobacter sp，具有固氮作用，並屬於獨立營養微生物，能自我增殖；而菌體本身含60%以上的蛋白質，且富含多種維生素，還含有輔酵Q10、抗病毒物質和促生長因子； 它以土壤接受的光和熱為能源，將土壤中的硫氫和碳氫化合物中的氫分離出來，使有害物質成為無害物質，並以植物根部的分泌物、土壤中的有機物、有害氣體(硫化氫等)及二氧化碳、氮等為基質，合成抗氧化物質、糖類、胺基酸類、維生素類、氮素化合物、抗病毒物質和生理活性物質等；是肥沃土壤和促進動植物生長的重要力量。光合菌的代謝物質或者被植物直接吸收，或者成為其它微生物繁殖的養分，光合細菌如果能夠增殖，其它的有益微生物也會增殖。特別是對貧瘠土地上(如丘陵、山地)植物的根系發育有極重要作用，光合菌群的代謝物質可以被植物直接吸收，還可以成為其它微生物繁殖的養分；光合細菌如果增殖，其它的有益微生物也會增殖。例如VA菌根菌以光合菌分泌的胺基酸為食餌，它既能溶解不溶性磷，又能與固氮菌共生，使其固氮能力成倍提升，本發明中所使用的光合菌例如 Rhodopseudomonas palustris、Rhodobacter sphaeroides (aka R. Spheroides)Rhodobacter capsulatus、Rhodospirillum rubrum，Chromatium okenii and Chlorobium limicola.、Rhodopseudomonas marina、Rhodopseudomonas acidophila、 Rhodopseudomonasgelatinosaλ Rhodopseudomonas globiformis、 Rhodopseudomonas palustri、Rhodopseudomonas rutila、hodopseudomonas su1fidophi1 a、 hodopseudomonasviridis、 Rhodospirillum fulvum、 Rhodospirillum salinarium、 Rubrivivax gelatinosus。(3)酵母菌群利用植物根部產生的分泌物、光合菌合成的胺基酸、糖類及其它有機物質產生發酵力，合成促進根系生長及細胞分裂的活性化物質，酵母菌在複合土壤微生物製劑中對於促進其它有益微生物增殖所需要的基質(食物)提供重要的給養保障；此外，酵母菌產生的單細胞蛋白是動物不可缺少的養分；可見，各類微生物都各自發揮著重要作用，只要施用恰當，它們就會迅速落戶並與周遭良性力量迅速結合，產生抗氧化物質，清除氧化物質，消除腐敗和惡臭，預防和抑制病原菌，形成適於動植物生長的良好環境；同時，它還產生大量易為動植物吸收的有益物質， 如胺基酸、有機酸、多醣類、各種維生素、各種生化酵、促生長因子、抗氧化物質、抗生素和抗病毒物質等，提升動植物的免疫功能，促進健康生長。從而使勞動者減輕勞動、降低成本、提升產量、改善品性，產品提前上市，使人們吃(用)上無汙染的安全的和高質量內含物且外觀更美的產品，提升全社會的生產水平和生活質量，保護地球環境和人類美好的家園；本發明中所使用的酵母菌例如Saccharomyces cerevisiae、 Saccharomyceslactis and Candida utilis> Saccharomyces fibuligera、P.pastoris。(4)放線菌產生各種抗生物質，可以直接抑制病原菌，並創造出其它有益微生物增殖的生存環境，例如放線菌Mi^ptomyces griseus可產生抗生物質、維生素、酶、抑菌。放線菌和光合細菌組成混合，其淨菌作用會成倍增加；本發明中所使用的放線菌例如Sti^ptomyces albus、 Streptoverticilliumbaldaccii> Nocardia asteroides、Micromonospora chalcea 以及 Rhodococcusrhodochrous。(5)絲狀真菌類Fungi (黴菌、曲菌)、米麴黴(Aspergillus oryzae)毛黴屬(Mucor)，具有抗氧化作用、消除惡臭；另外，被放線菌及黴菌分解的物質容易被動物吸收，從而增強動物對各種病害的抵抗力和免疫力。本發明中所使用的真菌例如 Aspergillus japonicus、Aspergillus oryzae、 Mucorhiemalis。(6)醋酸桿菌acetobacter. sp，醋酸桿菌從光合細菌中攝取糖類固態物，一部分還給光合細菌， 形成好氣性和嫌氣性細菌架構的共生態，接種固氮醋酸桿菌可以顯著提高植物組培苗的生物量和葉片葉綠素含量，其有利於植株生長和氮營養的改善；本發明中所使用的醋酸桿菌例如Acetobacter diazotrophicus。(7)枯草芽胞菌芽胞桿菌常見於土壤或枯草中，為革蘭氏陽性杆狀細菌。固氮芽胞桿菌含有很高固氮酵素，對作物有促生作用，且對根際土壤的全氮、有效磷、速效鉀含量都有一定程度的提高。芽胞桿菌具耐熱性，對醣類、蛋白質的分解力強，繁殖速度快，可產生廣效抗生物質， 對多種病原菌具有強力抗菌活性。芽胞桿菌屬於會形成芽胞的菌種，在製劑中也以芽胞的型態存在；枯草桿菌會與病原菌競爭根系中的營養分，進而成為優勢菌種，降低病原菌的危害；加上可以產生內生孢子，在逆境下容易存活；且在產孢過程中，可產生對多種病原菌有抑制作用的抗生物質，應用性極廣。因而在植物病害防治藥劑的開發上倍受重視。枯草桿菌屬(Bacillus spp.)是經常在土壤中被分離到的格蘭氏陽性(Gram positive)好氣菌。由於枯草桿菌必須在惡劣的土壤生態環境中存活，因此具有許多特殊的功能，使其在環境中具有競爭力。枯草桿菌在其代謝過程中，至少會產生66種不同的抗生素。因此對於許多植物病原菌和細菌具有拮抗作用。本發明中所使用的芽胞桿菌例如Bacillus circulans、Bacillus 1icheniformis、Baci1Ius coagulans、Baci1Ius pumiIus、Baci1Ius lentus> Bacillus cercus、Baci1lusmegaterium、Baci1Ius firmus、Baci1Ius toyoi、 bcilluss amyloliquefaciens> Bacilluspolymyxa ；Bacillus macerans、Bacillus stearothermophiIus、BacillusmarisflavibaciIlus Sabina、PaenibaciIlus azotofixans>Brevibacillus brevis。(8)木黴菌(Trichoderma spp.)木黴菌可分泌多種纖維酵素，且可分泌木黴毒素，可抑制其它真菌病原菌菌絲生長，同時可強烈分解纖維素。其可作為生物防制(bio-control)菌株。木黴菌添加於堆肥原料中可減少臭味與加速堆肥腐熟。直接用於植株可促進植株生長與刺激植物免疫反應；本發明使用的木黴菌例如 Trichoderma reesei、Τ. piluliferum、Τ. polysporum、 Τ.hamatum、Τ.koningii、Τ.aureoviride、Τ.harzianum、Τ. longibrachiatum、 Τ.pseudokoningii 及 Τ. viride。本發明使用上述微生物，在控制的條件下，將有機廢棄物、汙泥土壤中不穩定的有機組成分加以分解，因此，設施栽培所要的有機質資材，應該以能供給多量腐植質和改良土壤物理性的稻草堆肥、稻殼堆肥、和樹皮堆肥為優先選擇；至於肥料成分高的禽畜糞堆肥， 因為其肥料量多寡和肥分釋放速率難以控制，在設施栽培上建議不要採用，改以施用化學肥料作精準的給肥控制。而經由微生物處理後，植物受到病原菌的侵染，其體內的過氧化物酶 (Peroxidase, POD)、 ^ M M ^ B (Polyphenol oxidase, PP0)、 ￥ M M Sl 角軍 M Bl (Phenylanine atmnonialyase,PAL)等氧化酶的活性增強，其中過氧化物酶、多酚氧化酶能夠促進木質素(Iignin)和酚類氧化物的形成，加強細胞壁的結構，苯丙氨酸解氨酶參與植物植保素、木質素、抗毒素及酚類化合物的形成，木質素被認為是抵抗病原物侵入和擴展的重要手段；植物是通過誘導植物免疫抗性進而起到增強免疫能力，促進生長，對環境友好、安全和無殘留的一種新型環保的農藥，其作用機理為當啟動蛋白(activator protein)接觸到植物器官的表面後，可以與植物細胞膜上的受體蛋白結合，當膜受體蛋白一旦接收到植物啟動蛋白的信號後，激發抗性信號分子產生如NO、H202、Ca2+、茉莉酸等，經過信號轉導， 激發抗性基因表達，產生抗性物質如植物抗毒素、幾丁質酶、苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、 過氧化物酶、過氧化氫酶、超氧化物歧化酶、β "I. 3葡聚糖酶等，從而達到防治病害的目的；在啟動植物免疫抗病的過程中產生的水楊酸和茉莉酸等抗菌性物質，又可以對害蟲產生趨避性，植物啟動蛋白通過激發植物防禦免疫系統，提高植物抗病蟲能力，同時促進植物生長發育，提高作物產量和質量。植物使用啟動蛋白後，體內脯氨酸、過氧化物酶、根系脫氫酶等含量均有所提高。這些酶與植物抗逆直接相關，啟動和誘導這些酶活性增強，就意味著增強了植物的抗病和抗逆的能力。植物啟動蛋白可從交鏈胞菌(Alternaria spp.)、紋才古病菌(Rhizoctoniasolani)、黃麴黴菌(Aspergillus spp.)、葡萄胞菌(Botrytis spp.)、 禾 13(Piriculariaoryzae) ^ 1 (Penicillium spp.)、木霄菌(Trichoderma spp·)、 鐮刀菌(Fusariumspp.)等多種真菌中篩選、分離、純化出的一種新型蛋白，真菌交鏈孢 (Alternariaspp.)的禾直·啟^] (activator protein)ap36。由上述可知，使用有機肥料對設施栽培的好處如下(1)從供給肥料養分的觀點，有機物來自家禽、家畜的排洩物和植物體，會有或多或少的氮、磷、鉀、硫、鈣、鎂和微量要素，可供給比化學肥料更多樣性的營養分。以禽畜糞便為主要成分的堆肥，其肥料成分較多，有機質較少；以稻草、麥稈、稻殼、樹皮、木屑等纖維素材為主要成分的堆肥，其肥料成分較少，有機質較多。(2)從化學性改良的觀點，含有多量腐植質的有機質資材，當其施到土壤中後，經由微生物活動和繼續腐植化的過程，促進土壤形成團粒構造和增加土壤腐植質的含量，從而提高土壤的緩衝力和保肥力。(3)從物理性改良的觀點，含有豐富的纖維質和較粗大顆粒的有機質資材，能鬆化硬實的土壤，增加土壤的粗孔隙率，使通氣性變佳。從生物性改良的觀點，含有較高碳氮比的有機質資材，能提供微生物活動和繁殖所需的碳素營養，促進土壤微生物增殖和促成微生物相多樣化，提供土壤高靜菌能量。


請參閱以下有關本發明一較佳實施例的詳細說明及其附圖，可進一步了解本發明的技術內容及其目的功效；有關該實施例的附圖為圖IA為本發明有機栽培介質及其應用方法的栽培槽體實施示意圖；圖IB為本發明有機栽培介質及其應用方法的栽培槽體實施示意圖；圖IC為本發明有機栽培介質及其應用方法的栽培槽體實施示意圖；圖2為本發明有機栽培介質及其應用方法的有機栽培介質成品的測試結果圖。附圖標記說明1-坑洞；2-塑料布；3-栽培槽體；4-有機土壤。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明，應該理解的是，這些實施例僅用於例證的目的，決不限制本發明的保護範圍。本發明有機栽培介質及其應用方法，其中該有機栽培介質包含一有機肥料主要基質，該有機肥料主要基質可以選擇一種或多種有機原料，而該有機原料包含機廢棄物(包括秸稈、畜禽糞便、有機垃圾)、汙泥土壤(城市汙泥、河川湖泊底泥)，然而這些有機原料在使用前必須進行前處理，其處理內容如下1、秸稈其原料來源比較廣泛，主要是玉米秸，其次是麥秸或其它秸稈。用各種秸稈及植物的莖和葉配製有機土壤栽培基質之前，首先要將各自腐熟，進行腐熟的目的就是對有機廢棄物進行降解和無害化處理。腐熟的時間一般在夏季，其方法是先把各種秸稈等用粉碎機進行粉碎；撒一層碎秸稈，要撒一層秸稈生物腐熟劑，還要澆透水，添加生物腐熟劑有助於促進秸稈的迅速腐熟。堆砌成堆後，澆透水然後蓋上塑料薄膜保溫保溼，堆上7 10天以後，最好翻堆一下，使其上下比較均勻一些，使用時會更好用一些。經過15 20天的秸稈腐熟，秸稈經發酵與無害化處理，其中的有害微生物均被殺滅，成分相對穩定即可使用了， 處理至秸稈成深褐色即可。2、畜禽糞便動物糞肥需要單獨腐熟處理，動物糞肥以腐熟有機肥與適量土壤混合堆肥經發酵無害化處理，堆好後覆膜保溫保溼，堆放後定期翻一下即可，腐熟後晾乾粉碎即可使用。3、有機垃圾、城市汙泥與河)11湖泊底泥根據廢棄物資源和土壤理化特點，利用汙泥、粉煤灰與木屑進行混合堆肥，對於促進汙水汙泥的資源化利用具有重大的現實意義；而汙泥的化學性質(PH值、營養元素含量、 重金屬含量、揮發性固體物含量及有機汙染物含量等)會影響植物生長和土壤理化性質；汙泥中微生物族群對有機質的分解速率常是非常重要的因素，在土地施用時，汙泥所含的病原菌是汙泥的另一個重要生物特性，因此汙泥土地施用前最好能搭配其它資材，在經過堆肥化後使其物理、化學及生物性質均趨於穩定並降解有機汙染物後，才施入土壤中，而本發明中使用的堆肥發酵方式有(1)湖泊地泥與工廠汙泥堆吧發酵工法將含水率為30-35%左右的汙泥，曝曬至含水率25%左右的疏鬆狀泥塊，加入2-3%的尿素，0. 2% CBM菌液。混勻，堆積，保溫發酵 48-72小時後翻堆，然後再堆慪48小時，晾乾水分至20%左右，用塑膠袋包裝即可得有機肥料，這種肥料易貯存，肥效好；另外進行發酵1噸汙泥(有機物料，鮮料約2. 5噸)，添加1 2公升CBM菌，按每公斤CBM發酵劑加5公斤米糠(或麩皮、玉米粉等替代物)，稀釋後再均勻撒入物料堆，混拌，進行好氧發酵7天 14天。適宜的含水量為原料溼重的50 70%，即為用手緊握時稍有液體出現在手縫中而不下滴為最佳。(2)廚餘垃圾加汙泥堆肥發酵一種環保生態有機肥，是利用分撿後的城市廚餘垃圾，排水溝汙泥及禽畜糞便為混合料與發酵菌種和尿素或碳銨製成，比例以重量計算城市垃圾混合料2500kg 5000kg，發酵菌種5公升 10公升(0. 2% )，尿素或碳銨25kg 100kg (1 % )，將以上原料混合，加入發酵菌種及碳銨，並加入適量水份調整溼度達60%，一層垃圾混合料，一層發酵菌液及尿素或碳銨，可連堆棧5 10層，外蓋黑色塑料薄膜，進行物料自然發酵，每15天翻動一次，約20天左右發酵腐熟完成。風乾過篩，包裝。(3)好氣和厭氣堆吧或綜合堆吧方法汙泥堆肥一般有兩種模式，一種為厭氣堆肥方法，一種為工業化生產的好氣堆肥方法，前者佔地面積大，堆肥時間長O個月以上)， 但成本低。後者需要供氣設備、堆制要求高，消耗一定的電力，成本相對較高，但佔地面積小，完全可以工廠化生產；汙泥厭氣堆肥可以較大的肥堆，每半個月機械翻堆一次，主要是控制堆內充分發酵，發酵溫度50°C以上，而汙泥好氣堆肥只能按供氣和通風要求成堆，一般堆長不限，堆高不超過1. 2m,上堆寬1. 5m,下堆寬3. Om,此種堆肥M小時供氣，3天翻拌一次，15天即可成肥，發酵溫度40°C以上，夏季溫度可達50°C以上；而城市汙水處理廠產生的汙泥，其特點是有機物含量約50 60%左右，C/N比一般在(10 20) 1的範圍內，經脫水後其含水率為70 80%，是生產肥料的極好原料；但是汙泥含水率高，粘性大，無結構強度，不摻入分散劑改變其性能，氧氣難以進入，不易進行好氧發酵。
因此，汙泥生產堆肥必須使用適當的分散劑(如使用經前處理過的垃圾)，增加其結構強度，提高其空隙率，汙泥與垃圾的前處理，實際上是以垃圾用作汙泥的分散劑，混合均勻，進入後續工藝。汙泥與垃圾混合重量比為3 7，混合後最佳含水率為45 55%。在實際應用中，可通過檢測混合物料的含水率，調整汙泥與垃圾的混合重量比；另外有關汙泥堆肥效率的影響因子(1)高溫好氧堆肥工藝可以分為條垛堆肥工藝、強制通風靜態垛工藝和發酵槽工藝；(2)初始含水率50% 70% (高含水率用於強制通風堆肥)；(3)通氣量200 250L f 1HiirT1或含氧量為5 15% ；(4)溫度45 70°C，55°C以上至少保持3d ；(5) C/N比和C/P比分別為20 30，75 150之間；(6)pH值6 8(—般不必調整)。而汙泥堆肥可選擇應用的輔料有(1)常用的膨脹劑刨花、鋸末、樹葉、乾草、團粒垃圾、秸稈、破碎成顆粒的胎環、 花生殼、爐渣等物質。對於含水率80%的脫水泥餅來說，膨脹劑與汙泥最佳比例為1 1， 有些膨脹劑篩分後可以循環使用數次；(2)水分調節劑水分調節劑是一些吸水性物質，能夠吸收汙泥中的自由水使整個堆體水分分布比較均勻，從而改善汙泥顆粒的透氣性能；水分調節劑可以是木屑、作物秸稈、軋棉廢料、廢紙、煤灰等；(3)營養調節劑堆flE過稈中有機質的降解是微牛物活動的結果，微牛物繁殖諫度受營養豐缺的制約，有效營養豐富，微生物繁殖速度就快；城市汙泥C/N比通常低於10， 而堆肥合適的C/N比為20 30，因此可以添加一些C/N比較高的物質調整堆料C/N比；由表1中可知，木屑、樹皮、作物秸稈比動物糞便、雜草和廚餘更適合作為汙泥堆肥的營養調節劑；表1常見有機物的C/N比
權利要求
1.一種有機栽培介質，其特徵在於，包括有機肥料主要基質，其是一種或多種有機原料，而該有機原料包含有機廢棄物、汙泥土壤；有機肥料輔助基質，其是配合有機肥料主要基質進行使用，所述有機肥料輔助基質選自木屑、骨粉、草木灰；複合土壤微生物製劑，其由土壤微生物菌群組成，並具有強效分解蛋白質、糖類、生產抗氧化物質與抗菌物質以及生產植物疫苗、固氮、溶磷、解鉀的能力；該有機栽培介質的製備是混合有機肥料主要基質、有機肥料輔助基質及複合土壤微生物製劑，再經由發酵、酵素分解及沼氣化的模式進行無害化發酵處理後而形成，而該有機栽培介質是按比例與微量元素、保水劑與促根劑混合配製後，與一般土壤混合形成有機土壤。
2.如權利要求1所述的有機栽培介質，其特徵在於，該有機廢棄物選自秸稈、畜禽糞便或有機垃圾。
3.如權利要求2所述的有機栽培介質，其特徵在於，該秸稈包含稻草、玉米、小麥、油料、花生、青稞以及各種草本植物，而該秸稈使用前必須先經過粉碎、澆水後，再添加生物腐熟劑使秸稈迅速腐熟，所述秸稈經發酵與無害化處理後，即可使用。
4.如權利要求2所述的有機栽培介質，其特徵在於，該畜禽糞便包含動物糞便，所述動物糞便包括牛糞、豬糞、雞糞，該畜禽糞便使用前必須單獨腐熟處理，而動物糞便以腐熟有機肥與適量土壤混合堆肥經發酵無害化處理，堆好後覆膜保溫保溼，堆放腐熟後晾乾粉碎即可使用。
5.如權利要求2所述的有機栽培介質，其特徵在於，該有機垃圾包含廚餘、動物糞尿、 茶葉渣、咖啡渣、各類有機汙泥、市場肉品類有機垃圾，該有機垃圾使用前必須先混合發酵菌種及碳銨，並進行物料自然發酵，待發酵腐熟完成，並風乾過篩後即可使用。
6.如權利要求1所述的有機栽培介質，其特徵在於，該有機栽培介質是按比例與微量元素、保水劑與促根劑混合配製，該有機栽培介質、微量元素、保水劑或是促根劑所佔全部混合配製的比例可為0. 001 100%，視作物情況而定。
7.如權利要求1所述的有機栽培介質，其特徵在於，該有機栽培介質是按比例與微量元素、保水劑與促根劑混合配製後，與一般土壤混合形成有機土壤，其中混合配製後的有機栽培介質或是一般土壤的混合使用比例佔全部混合配製的0.001 100%，視作物情況而定。
8.如權利要求1所述的有機栽培介質，其特徵在於，該汙泥土壤選自城市或工業汙泥、 河川湖泊底土或廢土，而該汙泥土壤使用前必須搭配其它資材，即在經過汙泥堆肥化後使其物理、化學及生物性質均趨於穩定，並降解有機汙染物後，即可使用。
9.如權利要求8所述的有機栽培介質，其特徵在於，該汙泥堆肥必須使用分散劑，以增加其結構強度，提高其空隙率。
10.如權利要求8所述的有機栽培介質，其特徵在於，該汙泥堆肥可選擇應用的輔料有膨脹劑、水分調節劑、營養調節劑、高溫好氧堆肥或重金屬鈍化劑。
11.如權利要求10所述的有機栽培介質，其特徵在於，該重金屬鈍化劑加入該有機土壤中，可減少作物對重金屬離子的吸收，而該重金屬鈍化劑選自粉煤灰、磷礦粉、鍛石、沸石或草炭。
12.如權利要求1所述的有機栽培介質，其特徵在於，該土壤微生物菌群可將有機廢棄物、汙泥土壤中不穩定的有機組成分加以分解。
13.如權利要求12所述的有機栽培介質，其特徵在於，該土壤微生物菌群包括乳酸菌、 光合菌、酵母菌、放線菌、絲狀真菌、醋酸桿菌、枯草芽胞菌、木黴菌菌群，並將各種菌群進行混合共生培養，形成複合的微生物菌群。
14.一種有機栽培介質應用方法，其特徵在於，該有機栽培介質可應用於植物與農作物的栽植，並根據植物與農作物的營養需求特點，按比例與微量元素、保水劑與促根劑混合配製後，與一般土壤混合形成有機土壤，放置於設施栽培系統中，進行農作物、蔬果、花卉或中草藥植物的栽培。
15.如權利要求14所述的應用方法，其特徵在於，該設施栽培系統可選擇植栽用方盆、 盆栽用花盆、花園、菜園、溫室栽培槽、塑料大棚栽培槽、人工防滲漏栽培槽體或特定容器。
16.如權利要求15所述的應用方法，其特徵在於，在該植栽用方盆中混合有機栽培介質和一般土壤，形成有機土壤後，直接用於植物栽培。
17.如權利要求15所述的應用方法，其特徵在於，該盆栽用花盆中進行混合有機栽培介質與一般土壤，形成有機土壤後，再將植物直接種植於花盆內即可。
18.如權利要求15所述的應用方法，其特徵在於，該花園、菜園中先在植物與植物間挖一條溝渠，並混合有機栽培介質和挖出土壤，形成有機土壤後，再將混合後的土壤覆蓋回去即可。
19.如權利要求15所述的應用方法，其特徵在於，該溫室栽培槽、塑料大棚栽培槽、人工防滲漏栽培槽體，必須先採用地下挖溝，再鋪上塑料膜的方法形成栽培槽，也可替代使用磚槽或其它材料的栽培槽，並鋪上塑料布，以防水肥滲漏及經土壤傳播病原菌。
20.如權利要求14所述的應用方法，其特徵在於，該有機栽培介質可分解釋放出二氧化碳，並產生熱量，因此與一般土壤混合使用後，可提高光合作用效率，並可以提高設施栽培系統中環境溫度。
21.如權利要求14所述的應用方法，其特徵在於，該有機栽培介質與一般土壤混合使用後，可增加植物免疫刺激物、生物防治效應，可減少發病率，以降低農藥使用量。
22.如權利要求14所述的應用方法，其特徵在於，該保水劑可供種子和植物根部緩慢吸收水分，本身也可以反覆釋放和吸收水分，保水劑還可以提高土壤的透氣性，改善土壤結構和抗板結，並有一定的保溫效果。
全文摘要
一種有機栽培介質及其應用方法，該有機栽培介質是由包含有機廢棄物(包括秸稈、畜禽糞便、有機垃圾)、汙泥土壤(城市汙泥、河川湖泊底泥)及複合土壤微生物製劑的混合物發酵而成，該有機栽培介質可應用於植物與農作物的栽植，並根據植物與農作物的營養需求特點，可按比例與微量元素、保水劑和促根劑混合配製後，與一般土壤混合形成有機土壤，再放置於人工防滲漏栽培槽體或特定容器栽培系統中，進行農作物、蔬果、花卉或中草藥植物等的栽培。
文檔編號A01G1/00GK102217469SQ20101015097
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月19日 優先權日2010年4月19日
發明者曹建華, 陸振岡 申請人:曹建華, 陸振岡