一种可持续性有机营养液的制备方法及应用与流程

1.本发明属于农业种植技术领域，尤其涉及一种可持续性有机营养液的制备方法及应用。


背景技术：

2.我国现正步入中高速发展的阶段，产业结构由以往的农业为主演变成现在的多样化产业。但发展商业和工业都需要大量土地，这无疑减少了农业用地。传统农业需要用天然土壤和大片土地进行耕种，为了适应目前的发展趋势并满足对农产品日益增加的需求，有必要寻求新的种植方向，以确保农业的持续发展和商业工业的繁荣兴旺。
3.水耕种植是一种有别于传统农业的技术，只需要在室内设置好种植条件，不需要天然土壤，也可以全天候不受季节和气候影响进行种植作业。这种新技术可使农作物能在一个稳定的环境下快速生长，不但避免了农药的使用，而且用水量也仅是传统农耕的十分之一。同时，此技术还能有效利用一些市区的工业大厦作为种植场，特别是所使用的垂直耕作技术可以在相同种植面积的地方上将产量加倍。虽然这种技术能缓和日渐加剧的土地供应紧张问题，但随着国民生活质量的提高，对食品的质量和安全也有了更高要求。国民对于水耕农产品的印象往往是人造农产品、不天然，认为用于灌溉的营养液都是人工化合物调配出来的等，这些顾虑阻碍了推行水耕的步伐。
4.再者，以上新型的无土种植技术虽然在硬件配套方面(例如灯光应用、环境调控设备)已经开始普及，而且亦容易从坊间购置，但在软件配套方面(例如所用的无机营养液)则没有统一的标淮。例如，不同种植者所使用的无机培养液成分不一，因此种植的效果变得参差不齐，也削弱了水耕种植的可靠性和普及性。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种配方明确、水溶以及完全由天然成分组成的可持续性有机营养液的制备方法及应用，该有机营养液可在一定程度上解决耕种土地面积不够的问题，提高耕种土地的利用率。
6.本发明提供了一种可持续性有机营养液的制备方法，包括：
7.s1)将氮源与钙源混合研磨，得到混合原料；所述氮源选自面粉、花生麸、奶粉、豆类与海藻粉中的一种或多种；所述钙源选自骨粉肥料、骨粉与蛋壳中的一种或多种；
8.s2)将所述混合原料与清水混合，然后加入红糖、木霉菌、枯草杆菌、酵母与鱼菜共生系统饲养池的水，得到混合液；
9.s3)将所述混合液的ph值调节至弱酸性，密闭，发酵，得到发酵液；
10.s4)将所述发酵液的ph值调节至中性，过滤，得到可持续性有机营养液。
11.优选的，所述氮源与钙源的质量比为(40～85)：(50～75)。
12.优选的，所述清水的体积为混合原料体积的4～6倍。
13.优选的，所述红糖的质量为混合原料质量的0.8～1.2倍。
14.优选的，所述木霉菌的体积为混合液体积的0.5％～1.5％；所述枯草杆菌的体积为混合液体积的0.5％～1.5％；所述酵母的体积为混合液体积的0.5％～1.5％；所述鱼菜共生系统饲养池的水的体积为混合液体积的8％～12％。
15.优选的，所述木霉菌的体积为混合液体积的1％；所述枯草杆菌的体积为混合液体积的1％；所述酵母的体积为混合液体积的1％；所述鱼菜共生系统饲养池的水的体积为混合液体积的10％。
16.优选的，所述混合原料的目数为200目；所述步骤s3)中采用磷酸将所述混合液的ph值调节至5。
17.优选的，所述发酵的温度为25℃～35℃；所述发酵的时间为3～5天。
18.本发明还提供了上述制备方法所制备的可持续性有机营养液。
19.本发明还提供了上述制备方法所制备的可持续性有机营养液在菊科植物和/或十字花科植物种植中的应用。
20.本发明提供了一种可持续性有机营养液的制备方法，包括：s1)将氮源与钙源混合研磨，得到混合原料；所述氮源选自面粉、花生麸、豆类与海藻粉中的一种或多种；所述钙源选自奶粉、骨粉肥料、骨粉与蛋壳中的一种或多种；s2)将所述混合原料与清水混合，然后加入红糖、木霉菌、枯草杆菌、酵母与鱼菜共生系统饲养池的水，得到混合液；s3)将所述混合液的ph值调节至弱酸性，密闭，发酵，得到发酵液；s4)将所述发酵液的ph值调节至中性，过滤，得到可持续性有机营养液。与现有技术相比，本发明提供的有机营养液由天然组分材料组成，有别于用人工合成化合物调配的无机营养液，成份也具有统一标淮，与成份混杂的有机肥料相比具有明确的成份比例，可同时应用于新型无土种植场地和传统农耕场地，通过结合有机耕种和水耕种植两方面的优势，提供新的种植方向并提高国民对水耕农产品的信心。
附图说明
21.图1为本发明所用发酵装置的结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例，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。
23.本发明提供了一种可持续性有机营养液的制备方法，包括：s1)将氮源与钙源混合研磨，得到混合原料；所述氮源选自面粉、花生麸、豆类与海藻粉中的一种或多种；所述钙源选自奶粉、骨粉肥料、骨粉与蛋壳中的一种或多种；s2)将所述混合原料与清水混合，然后加入红糖、木霉菌、枯草杆菌、酵母与鱼菜共生系统饲养池的水，得到混合液；s3)将所述混合液的ph值调节至弱酸性，密闭，发酵，得到发酵液；s4)将所述发酵液的ph值调节至中性，过滤，得到可持续性有机营养液。
24.其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
25.将氮源与钙源混合研磨，得到混合原料；其中氮源主要提供氮、磷与钾，所述氮源
为面粉、花生麸、奶粉、豆类与海藻粉中的一种或多种，更优选为面粉、奶粉与豆粉中的一种或多种、花生麸与海藻粉；所述面粉、奶粉与豆粉中的一种或多种、花生麸与海藻粉的质量比优选为(20～40)：(1～5)：(30～50)，更优选为(20～40)：(2～4)：(35～45)，再优选为(20～40)：3：40；钙源在主要提供钙质的同时，还提供适量的氮、磷与钾，所述钙源为骨粉肥料、骨粉与蛋壳中的一种或多种，更优选为骨粉肥料和/或骨粉与蛋壳；所述骨粉肥料和/或骨粉与蛋壳的质量比优选为40：(10～20)，更优选为40：(13～18)，再优选为40：15；所述氮源与钙源的质量比优选为(40～85)：(50～75)，更优选为(43～85)：(55～75)，再优选为(63～85)：55；在本发明提供的实施例中，所述氮源与钙源的质量比具体为85：55或63：55；所述研磨优选采用研磨仪器；所述研磨优选至200目，得到混合原料，即所述混合原料的目数优选为200目。
26.将混合原料与清水混合；所述清水的体积优选为混合原料体积的4～6倍，更优选为4.5～5.5倍，再优选为5倍。
27.然后加入红糖、木霉菌、枯草杆菌、酵母与鱼菜共生系统饲养池的水，得到混合液；所述红糖的质量优选为混合原料质量的0.8～1.2倍，更优选为1倍，红糖可助长发酵，释放出的醇能分解原料以提取原料中更多的营养成分；所述木霉菌的体积优选为混合液体积的0.5％～1.5％，更优选为1％；所述枯草杆菌的体积优选为混合液体积的0.5％～1.5％，更优选为1％；所述酵母的体积优选为混合液体积的0.5％～1.5％，更优选为1％；所述鱼菜共生系统饲养池的水的体积优选为混合液体积的8％～12％，更优选为10％，池水主要提供氮肥和其他已知叶菜类需要的基本微量元素；在本发明中，优选采用物理搅拌器彻底混合后，得到混合液。
28.将所述混合液的ph值调节至弱酸性，密闭，发酵，得到发酵液；在本发明中，优选采用磷酸调节混合液的ph值；优选将其ph值调节至4～6，更优选为4.5～5.5，再优选为5；所述发酵的温度优选为25℃～35℃，更优选为28℃～32℃，再优选为30℃；所述发酵的时间优选为3～5天。
29.将所述发酵液的ph值调节至中性，过滤，得到可持续性有机营养液；在本发明中优选采用生石灰将发酵液的ph值调节至中性，更优选调节至ph值为7；所述过滤优选采用500目过滤网，使得到的可持续性有机营养液为清液状态。
30.为了方便操作，本发明优选采用图1所示的发酵装置进行制备；所述发酵装置包括天然材料发酵池、可调角度金属载架与漏斗；所述天然材料发酵池位于可调角度金属载架内；所述漏斗内优选设置有滤板，用于过滤发酵液。
31.按照本发明，优选还包括第二可调角度金属载架；所述漏斗优选设置于第二可调角度金属载架内，方便倾倒发酵混合物和后续的残渣清理。
32.在本发明中，优选将所有原材料在天然发酵池中发酵持续数天，然后调整金属载架角度倾倒发酵产物到大型金属漏斗，漏斗中设置得滤板阻隔固体残渣，过滤出有机营养液，收集有机营养液后将其送往检测成份，确认其中各种离子含量，最后并用清水稀释达到统一的浓度封瓶成为供优化的水溶性有机营养液。
33.本发明提供的有机营养液由天然组分材料组成，有别于用人工合成化合物调配的无机营养液，成份也具有统一标淮，与成份混杂的有机肥料相比具有明确的成份比例，可同时应用于新型无土种植场地和传统农耕场地，通过结合有机耕种和水耕种植两方面的优
势，提供新的种植方向并提高国民对水耕农产品的信心。
34.本发明还提供了一种上述方法制备的可持续性有机营养液。
35.本发明还提供了上述方法制备的可持续性有机营养液在菊科植物和/或十字花科植物种植中的应用。
36.在本发明中可按照以下方法对制备得可持续性有机营养液进行评价。
37.种植实验起始化：搭建三个室内垂直种植架，并进行种植的初始化。首先，利用坊间可供售卖的无机营养液种植几种菊科和十字花科的叶菜类植物。在此期间对种植架的不同参数进行调整优化产率(例如使用不同光谱比例的光源、光照时间的长短、水循环周期等)。第一期的种植实验会在优化这些参数后进行。
38.第一期种植实验：利用两个种植架测试几种由本发明制备的有机营养液。第三个种植架则利用无机营养液种植(作为对照实验)。蔬菜的成长周期、产量等会被详细记录下来。
39.第二期种植实验：通过以上数据，分析出现阶段有机营养液的不足之处，然后对有机营养液的化学成分进行微调，并再次进行种植实验以测试新有机溶液的种植效果。
40.测试有机营养液的化学稳定性：由于有机营养液的主要成分都是天然材料，所以有可能在空气下或水中变得不稳定。因此，需要监察有机营养液的化学稳定性。如果营养液在短时间内出现不稳定的情况，需开发营养液稳定剂以延长其保质期，并同时研究营养液稳定剂会否影响有机营养液的种植效果。此外，比较新开发的有机营养液和市场上可采购的无机营养液在同一种植环境参数下的效率(例如光源的光谱比例、光照时间等等)，在指定期限(例如30日、50日、70日等收割日)收成后量度整棵农作物的重量作为一项指标，希望能定出一个最佳的指定期限内收割农作物达到产量最大化的基本标准和指引。
41.测试有机营养液的农产品成效。有机营养液会用于测试种植某几种十字花科和菊科类有机农产品。此优化过程会在户外种植场进行，种植方法跟有机种植法一样，只是将有机肥料换作有机营养液进行栽培。比较使用有机营养液和有机肥料栽培同一种农产品的效果，从而再优化于有机耕种用的有机营养液成份。
42.为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种可持续性有机营养液的制备方法及应用进行详细描述。
43.以下实施例中所用的试剂均为市售，本发明实施例中涉及的原料的成份含量比例如下供参考：
44.面粉
–
蛋白质(～9.5％)
45.花生麸
–
氮(～5.5％)、磷(～1.2％)、钾(～1.3％)
46.海藻粉
–
氮(～1.0％)、磷(～1.5％)、钾(～16％)、镁(～0.5％)
47.骨粉
–
磷(～20％)
48.蛋壳
–
钙(～30％)
49.黄豆粉
–
蛋白质(～33％)
50.奶粉
–
氮(～30％)
51.本发明所使用的鱼菜共生系统内容如下：
52.所饲养鱼类：罗非鱼
53.饲养池水温度：～18℃
54.鱼苗更换周期：20～24周，视乎鱼类生长情况。
55.日均饲料用量：60公克/平方米种菜植床面积；当中途有出现换鱼苗的情况，日均饲料用量减少30％；当全部鱼苗也更换后，日均饲料用量减少90％。视鱼类生长情况慢慢将日均饲料用量调回正常水平。
56.池水含氧量：5毫克/公升。
57.实施例1
58.(1)首先将用于发酵分解的原料面粉，花生麸，海藻粉，骨粉，蛋壳(面粉，花生麸，海藻粉，骨粉，蛋壳的质量比为40:3:40:40:15)利用研磨仪器磨碎至200目。
59.(2)将研磨好的原料加进清水(清水是原料体积5倍的份量)，然后加入跟原料相当份量的红糖、占总体积1％木霉、1％枯草杆菌粉，1％酵母和占总体积的10％鱼菜共生系统的水。
60.(3)其后将混合液用物理搅拌器彻底混和，并使用磷酸将混合液ph调制为5.0。
61.(4)将混合溶液封上盖子，并置于30℃的环境下发酵5天。
62.(5)发酵完毕后，使用生石灰将混合液ph值调整至7.0，并用500目过滤网将混合溶液过滤并得到清液状态的有机营养液。
63.以实施例1制备的有机营养液种植牛油生菜，有机营养液需要先稀释5倍，再用来灌溉。
64.生长周期：35天
65.炼苗阶段条件：蓝红混合光或白光，稀释后的有机营养液高度刚覆盖种子，种植温度维持在19℃～22℃，相对湿度75％～90％，维持5天。
66.育苗阶段条件：蓝红混合光或白光，株间距离25cm，稀释后的有机营养液高度不超过根部的2/3，种植温度维持在19℃～22℃，相对湿度75％～90％，维持15天。
67.分栽阶段条件：蓝红混合光或白光，种植密度为育苗阶段的1/6，株间距离25cm，稀释后的有机营养液高度不超过根部的1/3，种植温度维持在19℃～22℃，相对湿度75％～90％，维持20天。
68.分栽阶段完结后，正式收割，所收割的生菜平均每株重330克左右。
69.将实施例1中得到的有机营养液稀释5倍后利用离子色谱测试其中各种离子浓度，得到结果见表1。
70.表1稀释5倍后有机营养液中离子的种类及浓度
71.[0072][0073]
实施例2
[0074]
(1)首先将用于发酵分解的原料黄豆粉，花生麸，海藻粉，骨粉，蛋壳(黄豆粉，花生麸，海藻粉，骨粉，蛋壳的质量比为20:3:40:40:15)利用研磨仪器磨碎至200目。
[0075]
(2)将研磨好的原料加进清水(清水是原料体积5倍的份量)，然后加入跟原料相当份量的红糖、占总体积1％木霉、1％枯草杆菌粉，1％酵母和占总体积的10％鱼菜共生系统的水。
[0076]
(3)其后将混合液用物理搅拌器彻底混和，并使用磷酸将混合液ph调制为5.0。
[0077]
(4)将混合溶液封上盖子，并置于30℃的环境下发酵5天。
[0078]
(5)发酵完毕后，使用生石灰将混合液ph值调整至7.0，并用500目过滤网将混合溶液过滤并得到清液状态的有机营养液。
[0079]
以实施例2制备的有机营养液种植牛油生菜，有机营养液需要先稀释5倍，再用来灌溉。
[0080]
生长周期：35天
[0081]
炼苗阶段条件：蓝红混合光或白光，稀释后的有机营养液高度刚覆盖种子，种植温度维持在19℃～22℃，相对湿度75％～90％，维持5天。
[0082]
育苗阶段条件：蓝红混合光或白光，株间距离25cm，稀释后的有机营养液高度不超过根部的2/3，种植温度维持在19℃～22℃，相对湿度75％～90％，维持15天。
[0083]
分栽阶段条件：蓝红混合光或白光，种植密度为育苗阶段的1/6，株间距离25cm，稀释后的有机营养液高度不超过根部的1/3，种植温度维持在19℃～22℃，相对湿度75％～90％，维持20天。
[0084]
分栽阶段完结后，正式收割，所收割的生菜平均每株重375克左右。
[0085]
将实施例2中得到的有机营养液稀释5倍后利用离子色谱测试其中各种离子浓度，得到结果见表2。
[0086]
表2稀释5倍后有机营养液中离子的种类及浓度
[0087]
元素浓度氮160mg/l磷40mg/l钾120mg/l硫40mg/l镁40mg/l
铜0.05mg/l钙160mg/l铁4mg/l锌0.15mg/l锰1.50mg/l钼0.025mg/l硼2mg/l
[0088]
实施例3
[0089]
(1)首先将用于发酵分解的原料奶粉，花生麸，海藻粉，骨粉，蛋壳(奶粉，花生麸，海藻粉，骨粉，蛋壳的质量比为20:3:40:40:15)利用研磨仪器磨碎至200目。
[0090]
(2)将研磨好的原料加进清水(清水是原料体积5倍的份量)，然后加入跟原料相当份量的红糖、占总体积1％木霉、1％枯草杆菌粉，1％酵母和占总体积的10％鱼菜共生系统的水。
[0091]
(3)其后将混合液用物理搅拌器彻底混和，并使用磷酸将混合液ph调制为5.0。
[0092]
(4)将混合溶液封上盖子，并置于30℃的环境下发酵5天。
[0093]
(5)发酵完毕后，使用生石灰将混合液ph值调整至7.0，并用500目过滤网将混合溶液过滤并得到清液状态的有机营养液。
[0094]
以实施例3制备的有机营养液种植牛油生菜，有机营养液需要先稀释5倍，再用来灌溉。
[0095]
生长周期：35天
[0096]
炼苗阶段条件：蓝红混合光或白光，稀释后的有机营养液高度刚覆盖种子，种植温度维持在19℃～22℃，相对湿度75％～90％，维持5天。
[0097]
育苗阶段条件：蓝红混合光或白光，株间距离25cm，稀释后的有机营养液高度不超过根部的2/3，种植温度维持在19℃～22℃，相对湿度75％～90％，维持15天。
[0098]
分栽阶段条件：蓝红混合光或白光，种植密度为育苗阶段的1/6，株间距离25cm，稀释后的有机营养液高度不超过根部的1/3，种植温度维持在19℃～22℃，相对湿度75％～90％，维持20天。
[0099]
分栽阶段完结后，正式收割，所收割的生菜平均每株重310克左右。
[0100]
将实施例3中得到的有机营养液稀释5倍后利用离子色谱测试其中各种离子浓度，得到结果见表3。
[0101]
表3稀释5倍后有机营养液中离子的种类及浓度
[0102]
元素浓度氮140mg/l磷26mg/l钾100mg/l硫34mg/l镁26mg/l铜0.07mg/l钙150mg/l
铁5mg/l锌0.25mg/l锰2mg/l钼0.05mg/l硼0.78mg/l