一种山核桃蒲壳资源化利用方法

摘要

本发明公开了一种山核桃蒲壳资源化利用方法，将杀菌消毒的松鳞和无害化处理的山核桃蒲壳进行混配作为栽培基质培养铁皮石斛幼苗，综合对比不同配方基质处理对铁皮石斛生长及产量的影响，山核桃蒲壳和松鳞得最佳体积比为6:4，山核桃蒲壳的资源化利用方法为：山核桃蒲壳经快速无害化处置后与杀菌消毒的松鳞按照一定比例混配，用作铁皮石斛的栽培基质，从而有效促进铁皮石斛的生长及产量增加、降低铁皮石斛基质生产成本、保护森林资源及山核桃产区生态环境。本发明利用废弃的山核桃蒲壳，经过快速无害化处理之后，替代松鳞用作铁皮石斛栽培基质，变废为宝，对改善山核桃产区的生态环境，提高产区农民的经济收益具有重要意义。

说明书

技术领域

本发明属于农业废物再利用领域，尤其涉及一种山核桃蒲壳资源化利用方法。

背景技术

地处浙江省西北部的天目山区，是目前中国最大的山核桃生产地，其种植面积 超过20000hm²，占全国总面积的80％以上，并且山核桃产业也是当地最重要的林 业收入来源。山核桃蒲壳占山核桃果实总质量的80％左右，据测算，仅浙江省临安 市平均每年产生7万t左右的山核桃蒲壳。这些废弃物难以处理，被随意堆放，对 生态环境造成了极大的不利影响。山核桃蒲壳中含有生物碱成分，其长期堆积后会 渗漏出具有腐蚀性的黑色汁液，这会造成水源和土壤的污染，同时威胁作物生长。 目前，在浙江省山核桃产区内，每到9月-10月山核桃采收的季节，大量的山核桃 蒲壳被丢弃堆积在河道、山谷旁，受到大雨的冲击后，很多山核桃蒲壳被冲入河水 中，造成了水体的大面积污染，导致鱼类死亡，生态环境破坏十分严重。与此同时， 浙江省是中国率先发展人工栽培铁皮石斛产业的省份，是铁皮石斛类保健食品的生 产基地和消费大省。近年来，随着人们物质生活质量的提高及健康意识的增强，对 健康保健品的需求十分旺盛，铁皮石斛及其产品一直以来深受消费者的青睐，从而 带动了铁皮石斛人工栽培规模的不断扩大。截止2014年，仅浙江省的铁皮石斛人 工栽培超过2万亩，每亩需栽培基质约80m³，而目前铁皮石斛人工栽培基质主要以 松鳞为主，由于需求量增大、资源短缺，不但导致松鳞价格的持续快速上涨，栽培 成本大大增加，而且也造成松林资源的破坏性开采。因此，寻求松鳞替代品，开发 铁皮石斛新型栽培基质成为迫切需求；山核桃蒲壳含有丰富的K、Ca、Fe、Mn、 Mg、Zn、Cu等作物生长所必需的营养元素；且山核桃蒲壳由维管束成网络结构组 成，具有很好的保水储肥功能；经过无害化稳定化处理后，山核桃蒲壳的病菌和病 虫害均被杀灭，无杂质，无异味，通气透水性能好，重量轻，完全具备了用作铁皮 石斛栽培基质的基础条件。因此，利用山核桃蒲壳替代松鳞开发铁皮石斛栽培基质 对于发展浙江省生态高效农业，建设美丽浙江具有十分重要的意义；

针对铁皮石斛产业中松鳞需求量增大、资源短缺、价格不断上升，铁皮石斛基 质栽培成本持续增加的现状，利用量大集中、来源丰富、价格低廉的山核桃蒲壳替 代松鳞，以达到铁皮石斛生产企业降低成本，提高效益，保护环境的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种山核桃蒲壳资源化利用方法，旨在解决山核桃蒲壳 处置利用难，而铁皮石斛产业中松鳞需求量增大、资源短缺、价格高的问题。

本发明是这样实现的，一种山核桃蒲壳资源化利用方法，所述的山核桃蒲壳资 源化利用方法，将松鳞和无害化处理的山核桃蒲壳作为栽培基质培养铁皮石斛幼苗； 包括：

将山核桃蒲壳通过破碎过2cm筛后，按照体积比将90％山核桃蒲壳与10％蚕 沙组合，并添加0.2％的复合菌剂共同堆置发酵18d后，然后按照1立方米物料加 入80g硫磺粉堆置7d后，即达到无害化处置要求，并使处置后物料呈现弱酸性， pH为6.7；

将新鲜的松鳞过2cm筛后，浸没于水中7d，捞出沥干重力水后，放入蒸汽上 方熏蒸2h；

将山核桃蒲壳与松鳞按照6：4比例进行组配，并用物料搅拌机充分搅拌混匀， 备用；

将配制好的基质装入花盆中，基质厚度15-20cm，挑选长势健壮的铁皮石斛一 年驯化苗移入栽培基质中，种植深度以铁皮石斛幼苗根系刚好埋入基质为准；

向基质中移入铁皮石斛后，应视天气情况及基质含水率状况，适时添加水分， 采用喷淋方式向基质中均匀喷撒，直至水分从盆底渗出；期间注意病虫害防治。

进一步，所述山核桃蒲壳的无害化处理方法引选促进好氧发酵的耐高温酵母菌 及纤维素降解菌组成的复合菌剂，采用山核桃蒲壳与蚕沙共同堆置发酵，并通过添 加80g/m³的硫磺粉调节山核桃蒲壳的pH至弱酸性范围内，以满足铁皮石斛栽培条 件要求。

本发明利用废弃的山核桃蒲壳，通过采用90％山核桃蒲壳与10％的蚕沙组合并 添加0.2％的复合菌剂共同堆置发酵18d后再引入80g/m³的硫磺粉堆置7d等高效 处置技术，使山核桃蒲壳的无害化处置周期缩短至25d以内，并使处置后物料呈现 弱酸性(pH为6.7)；经无害化处置的山核桃蒲壳与高温熏蒸消毒的松鳞按照体积 比为6:4充分混合均匀用作铁皮石斛栽培基质，与纯松鳞栽培基质相比，不仅可以 更好的促进铁皮石斛新芽萌发、新芽生长及产量提高，同时还可以将山核桃蒲壳变 废为宝，大大减少松鳞资源的消耗，降低铁皮石斛栽培基质原料成本，山核桃蒲壳 部分替代松鳞用作铁皮石斛栽培基质对改善山核桃产区的生态环境，提高产区农民 的经济收益具有重要意义。

附图说明

图1是本发明实施例提供的山核桃蒲壳资源化利用方法流程图。

图2是本发明实施例提供的不同基质配方处理对铁皮石斛新芽数的影响曲线示 意图。

图3是本发明实施例提供的不同基质配方处理对铁皮石斛新芽株高的影响曲线 示意图。

图4是本发明实施例提供的不同基质配方处理对铁皮石斛产量的影响曲线示意 图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本 发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发 明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

本发明实施例的山核桃蒲壳资源化利用方法，将松鳞和无害化处理的山核桃蒲 壳作为栽培基质培养铁皮石斛幼苗。

进一步，所述的无害化处理的山核桃蒲壳和松鳞得最佳体积比为6:4。

进一步，所述山核桃蒲壳的无害化处理方法为：引选促进堆肥发酵的复合菌剂， 采用山核桃蒲壳与蚕沙共同堆置发酵，通过高温以杀灭山核桃蒲壳中的有害生物， 实现物料性质的稳定，并通过添加硫磺粉调节物料的pH为弱酸性。

如图1所示，本发明实施例的山核桃蒲壳资源化利用方法包括以下步骤：

S101：山核桃蒲壳的无害化处置：将山核桃蒲壳通过破碎过2cm筛后，按照 体积比将90％山核桃蒲壳与10％蚕沙组合，并按照重量比添加0.2％的复合菌剂共 同堆置发酵18d后，然后按照1立方米物料加入80g硫磺粉堆置7d后，即达到无 害化处置要求，并使处置后物料呈现弱酸性(pH约为6.7)，备用；

S102：松鳞处置：将新鲜的松鳞过2cm筛后，浸没于水中7d，捞出沥干重力 水后，放入蒸汽上方熏蒸2h，以杀灭松鳞中的有害病菌、虫卵等有害生物，备用；

S103：基质配制：将山核桃蒲壳与松鳞按照一定比例进行组配，并用物料搅拌 机充分搅拌混匀，备用；

S104：幼苗移栽：将配制好的基质装入花盆中，基质厚度15-20cm，挑选长势 健壮的铁皮石斛一年驯化苗移入栽培基质中，种植深度以铁皮石斛幼苗根系刚好埋 入基质为准，不宜太深；

S105：栽培管理：向基质中移入铁皮石斛后，应视天气情况及基质含水率状况， 适时添加水分，水源宜采用干净无污染的山泉水，如用自来水，应事先将自来水在 储藏罐中储存3d后再使用，采用喷淋方式向基质中均匀喷撒，直至水分从盆底渗 出；期间注意病虫害防治；

S106：从山核桃蒲壳不同配方基质的铁皮石斛栽培效果来看，所述的山核桃蒲 壳与松鳞的最佳组配比例为6:4时，栽培基质对铁皮石斛生长及产量的促进的综合 效应相对最优，且山核桃蒲壳配方基质栽培的铁皮石斛茎中的重金属元素含量均在 安全范围内。

下面结合试验对本发明的应用原理作进一步的描述。

1山核桃蒲壳替代松鳞用作铁皮石斛栽培基质试验

1.1试验材料

新鲜山核桃蒲壳、新鲜松鳞、铁皮石斛1年驯化苗(品种为圣兰8号)、蚕沙、 硫磺粉、复合菌剂(耐高温酵母菌与纤维素降解菌青霉F12)。

表1不同基质材料的基本理化性质

1.2基质材料处理

1.2.1山核桃蒲壳无害化处置：针对山核桃蒲壳的弱碱性及高C/N导致的山核 桃蒲壳直接堆置发酵启动慢(表1)，发酵周期长(40d以上)，最高温度低(＜50℃)， 无害化处置不彻底等缺陷，将山核桃蒲壳过2cm筛后，按照体积比为90％新鲜山 核桃蒲壳与10％蚕沙组合，并接种0.2％复合液体菌剂充分混合均匀后，堆置成宽2 m，高1m的条垛形，次日堆体的温度即达到58℃，第三天更是达到了62℃，且 55℃的高温持续维持了8d以上，物料堆置发酵期间每3d翻堆一次，18d以后按 照80g/m³的标准加入硫磺粉，至25d以后堆体温度接近环境温度，表明山核桃蒲 壳无害化处置完成，此时，堆体中物料的pH为6.7，呈现弱酸性，备用。

1.2.2松鳞的处置：将新鲜的松鳞过2cm筛后，浸没于水中7d，捞出沥干重 力水后，按照体积比加入10％的蚕沙以保证松鳞中有机肥含量与山核桃蒲壳一致， 分批放入锅炉的蒸汽之上熏蒸2h，以杀灭松鳞中的有害病菌、虫卵等有害生物， 备用；

1.3试验设计与基质配制

试验按不同基质的体积比共设六个处理，即CK，100％松鳞；处理1，100％山 核桃蒲壳；处理2，80％山核桃蒲壳+20％松鳞；处理3，60％山核桃蒲壳+40％松鳞； 处理4，40％山核桃蒲壳+60％松鳞；处理5，20％山核桃蒲壳+80％松鳞。将无害化 处置后的山核桃蒲壳与松鳞按照比例混合后，充分搅拌均匀后，装入直径为12cm， 高度为20cm的塑料花盆中，每个配方基质装20盆，备用

1.4铁皮石斛幼苗移栽与管理

向不同配方处理的基质中移入长势一致的铁皮石斛幼苗，每盆1丛；移栽完成 后将基质用水浇透，此后视基质含水率及天气情况，定期补充基质水分，试验开始 后定期考察不同配方铁皮石斛新芽数及新芽株高，试验1年后(2013年4月-2014 年4月)，收获各配方处理的铁皮石斛，称重计产，并取部分样品，烘干后用以测 定各重金属元素的含量。

1.5试验结果与分析

1.5.1不同配方基质处理铁皮石斛新芽数比较

图2显示了6月至7月期间，不同处理的铁皮石斛平均每盆的新芽数。从图上 可以看出，无论是6月份还是7月份，新芽数最多的均为处理4(40％山核桃蒲壳+60％ 松鳞)或处理3(60％山核桃蒲壳+40％松鳞)，新芽数约为8.0个；而CK、处理2、 处理5的新芽数一般为6.0个左右；而处理1(100％山核桃蒲壳)的新芽数相对最 低，平均新芽数仅为4.0-5.0个。说明，山核桃蒲壳替代松鳞的比例为60％和40％ 时，基质对铁皮石斛的新芽数的增加具有明显的促进作用；当替代比例超过60％时， 基质对铁皮石斛新芽的萌发有一定的抑制作用。

1.5.2不同配方基质处理铁皮石斛新芽株高比较

图3显示了6月至10月不同配方基质处理铁皮石斛的平均新芽高度。由图可 以看出，处理5(20％山核桃蒲壳+80％松鳞)的新芽株高始终高于CK，高出数值 在0.2～2.3cm不等；在试验进行的前三个月内，处理3、处理4、处理5的新芽株高 均高于CK，处理1(100％山核桃蒲壳)和处理2(80％山核桃蒲壳+20％松鳞)的 新芽株高低于CK，说明山核桃蒲壳添加比例超过60％对铁皮石斛前期生长速度具 有一定的抑制作用；然而，从10月份的调查结果看，处理1(100％山核桃蒲壳) 的新芽株高仅次于处理5，而明显高于其它几个处理，这可能是由于随着时间的推 移，处理1山核桃蒲壳基质中的生物碱含量及毒性降低，所以该处理的铁皮石斛在 后期生长状况较好。综上所述，山核桃蒲壳替代松鳞的比例为60％以下时对促进新 芽生长具有明显的作用；当山核桃蒲壳完全替代松鳞时，基质对于铁皮石斛新芽前 期生长具有抑制作用。

1.5.3不同配方基质处理铁皮石斛产量比较

不同处理的铁皮石斛平均每盆产量如图4所示。由图可以明显看出，处理3(60％ 山核桃蒲壳+40％松鳞)的产量最高，约为61.7g/盆，比CK高出约9.5g/盆；其次为 处理4(40％山核桃蒲壳+60％松鳞)，达59g/盆，比CK高出约6.9g/盆；处理1的 产量最低，为46g/盆，比CK少约6.1g/盆，比处理3少约15.7g/盆。说明，60％山 核桃蒲壳+40％松鳞配方的基质栽培对铁皮石斛的产量提高最为有利。

1.5.4不同配方基质处理铁皮石斛重金属含量比较

铁皮石斛是我国传统的名贵中药材，在医学上具有重要价值。近几年其在保健 品行业的也越来越受青睐。许多微量元素与药效之间存在紧密的联系，而重金属元 素是衡量药材安全质量的重要指标，其检测与限量已成为影响中药国际贸易中最重 要技术壁垒之一。Cu、Pb、Cd、As、Hg在人体内蓄积至一定量时可引起免疫系统 障碍和多种功能损害，中华人民共和国外经贸行业标准《药用植物及制剂外经贸绿 色行业标准》(WM/T2-2004)规定，Cu≤20.0mg/kg，Pb≤5.0mg/kg，Cd≤0.3mg/kg， As≤2.0mg/kg，Hg≤0.2mg/kg。《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2012)规定，蔬菜中Zn≤20mg/kg，粮食(成品)≤50mg/kg，Ni≤1.0mg/kg， Cr≤0.5mg/kg。

通过对不同基质配方处理的铁皮石斛茎进行Cu、Zn、Cr、Ni、Cd、Hg、Pb、 As含量检测结果显示(表2)，各处理的铁皮石斛茎中Cu、Pb、Cd、As、Hg五种 重金属元素的含量均在《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》规定的限值内。Zn、 Cr、Ni参考《食品安全国家标准食品中污染物限量》，各处理基质栽培的铁皮石斛 茎中Cr和Ni两种元素的含量均低于限量值，纯松鳞基质材料栽培的铁皮石斛茎中 的Zn元素的含量超出食品安全国家标准中蔬菜中Zn含量≤20mg/kg的标准，但是 在粮食中Zn含量≤50mg/kg的范围内。而纯山核桃蒲壳基质栽培的铁皮石斛茎中的 Zn含量为16.22mg/kg，低于限量值。不同配方基质栽培的铁皮石斛茎中的Cu、Zn、 Cr、Ni、Cd、Hg、Pb、As含量相比较，含有山核桃蒲壳基质栽培的铁皮石斛茎中 的重金属元素含量总体上均低于纯松鳞的处理。

综上所述，山核桃蒲壳替代松鳞栽培铁皮石斛对其安全性具有积极意义。

表2不同配方基质处理铁皮石斛中重金属含量

本发明利用废弃的山核桃蒲壳，经过快速无害化处理之后，替代松鳞用作铁皮 石斛栽培基质，变废为宝，对改善山核桃产区的生态环境，提高产区农民的经济收 益具有重要意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范 围之内。