植物纖維廢棄物資源化利用,農用酵素助推農業發展

2021-01-09 對話酵素

種植業和養殖業是我國農業廢棄物的主要來源,按其成分可分為植物纖維性廢棄物和畜禽糞便廢棄物兩大類。植物纖維性廢棄物乾物質養分含量高(氮磷鉀養分合計超過國家有機肥標準),且不含毒害物質,大部分是一種寶貴的有機資源。目前,肥料化仍是植物纖維廢棄物資源化利用的最主要途徑,具體方法有固體堆肥發酵、沼氣工程、農用植物酵素3種。

植物酵素不僅含有豐富的有機營養,也含有充足的有效活菌、天然植物激素及有機酸等,運用於農業有機生產中,能夠改良土壤,建立良好的土壤微生態環境,同時能夠促進作物生長,提高作物產量及品質,起到了良好的生態綜合效應。

因此,利用發酵技術將植物有機廢棄物製成具有多種功效的液體肥和新型植物廢棄物資源化利用的技術和產品——植物酵素營養液,能有效提高植物廢棄物資源化利用率,對發展我國有機農業生產具有重要意義。

植物酵素營養液的製備方法

植物酵素營養液是將紅糖、植物材料與水按一定配比均勻混合後,在設定條件下發酵數月後製備而成。也可通過添加乳酸菌、酵母菌等益生菌提高發酵速率以及腐殖化進程,從而使發酵周期縮短。該種發酵技術通常採用有氧發酵技術,有氧發酵與常規農肥的厭氧發酵不同,通過有氧發酵可以產生大量胺基酸和葡萄糖等有機物質,同時形成多種有益活性菌,有利於作物吸收。植物材料的種類和性狀、原料配比、發酵溫度及發酵時間等,都會對發酵過程產生影響。發酵植物材料需要具備一定的透氣性與持水性,且含有豐富的有機物和營養元素,才能製備出品質較佳的酵素營養液。

植物酵素營養液製備的具體步驟:(1)按照配比稱取原料;(2)將植物材料切細後,放入塑料桶裡,加入紅糖;(3)注入水(自來水即可);(4)塑料桶中預留30%的發酵空間,擰緊蓋子,並將其置於室內涼爽通風處,等待發酵。

植物酵素營養液的特點

安全穩定,施用方便

植物酵素營養液為液體肥,可以穴施、滴灌、噴霧,適用於目前常見的施肥方式,使用方便;製備原料為天然植物,無毒、無害、無殘留、對作物溫和、不汙染環境、安全、穩定性好。

菌肥一體,改良土壤

植物酵素營養液中含有多種活性菌和有機質,不僅可以給土壤補充有機質,讓土壤肥力更持久,還能夠幫助活性菌分解有機質和不溶性磷酸鹽,給作物提供碳營養,改善土壤酸化、鹽漬化等問題。

抗病抗蟲,增收提質

植物酵素營養液施入土壤後,活性菌在作物根系周圍繁殖,可以長期分泌抗生物質,產生維生素、生長促進素,分解有機物、增加抗病力,以達到抗病抗蟲的效果。豐富的有機質能及時補充作物所需的大量元素,全面配合作物的生長;活性菌分泌天然植物生長激素,促進根、莖、葉茁壯生長,增加作物生長過程中乾物質的積累,提升產品質量。

植物酵素營養液在農業上的應用

植物酵素營養液可以改良土壤

植物酵素營養液中含有大量的有益微生物,在作物根部這些微生物能夠大量繁殖,土壤微生物種群結構得到優化,土壤酶活性提高,使得根系的微生態環境得到改善。而微生物代謝會產生各種酶,這些酶能有效分解礦物質,形成的活性元素可被作物吸收利用,也可以降解農藥,還能溶解土壤中被固化的各種微量元素。同時,植物酵素營養液中含有豐富的有機養分、礦質元素以及生理活性物質,能促進土壤形成團粒結構,改善土壤理化性質,有效增加土壤肥力,提高作物對土壤養分的吸收利用率。

植物酵素營養液可以防治病蟲害

隨著農藥的長期大量施用,農作物病蟲害抗藥性日益增加,防治病蟲害的效果下降,同時還引發環境汙染問題。植物酵素營養液呈弱酸性,不利於病原菌的生長;同時,營養液中的有益微生物群體對有害微生物具有很好的抑制作用。植物酵素營養液能夠對防治農作物病蟲害的發生起到積極作用。芳香植物含有生物鹼、酚類和多糖類等多種活性物質,因此,以此類植物為原料製備的酵素營養液抑菌效果更加顯著。

植物酵素營養液可以提高作物產量

植物酵素營養液中不僅含有作物生長所需的氮、磷、鉀和胺基酸等養分,而且含有大量有機酸、維生素以及礦物質等活性物質,有機養分與活性物質相互作用,能夠調節並刺激作物的生長發育,對促進作物生長、提高作物產量具有一定的作用。相關研究表明,施用植物酵素營養液能夠提高作物根系活力,增大吸收面積,改善植株營養狀況,保證農作物健康生長;同時,還可以增加葉綠素含量,增強光合作用,降低呼吸強度,能減少養分消耗,保證養分積累。

植物酵素營養液可以改善農產品的品質

鑑定農作物果實品質的指標是其含有蛋白質、可溶性糖、硝酸鹽、粗纖維以及維生素的量。植物酵素營養液中的有效活性成分能促進作物的生長發育,提高作物礦物質、蛋白質、糖分等營養物質的含量;同時,能夠提升農作物葉片的光合作用能力,增加物質積累,為果實生長發育提供充足的營養。

展望

植物酵素營養液在改良土壤、提高作物產量及品質、增強作物對抗病蟲害抗性等方面功效顯著,同時能夠實現農業廢棄物資源化、無害化,能夠對我國農業生態發展起到促進作用,市場前景廣闊。在我國,植物酵素營養液在農業上的應用與推廣尚處於探索階段,還需要不斷總結摸索,進行系統深入地研究,加強植物酵素營養液在農業生產中的試驗示範。作者針對目前的研究現狀為今後可能的研究方向提出以下幾點建議:

一是加強對酵素營養液的基礎研究,深入系統地研究蔬菜廢棄物的發酵機理。了解發酵過程中所產生的各種化學反應,研究物料在發酵過程中的變化,通過研究不同物料配比下蔬菜廢棄物的降解率,明確發酵參數對蔬菜廢棄物降解效果影響的主次順序,並結合發酵液及殘渣中營養成分的變化,研究適合蔬菜廢棄物處理的發酵參數組合,提高蔬菜廢棄物處理量和發酵速度,為建立製備工藝參數提供理論依據。

二是由於植物廢棄物種類繁多,其所含營養成分和組織結構存在很大差異,因此,要對不同類型作物發酵參數進行優化,還要根據不同類型作物的需要,研究不同植物原料製備的酵素營養液的成分及功效,研究不同天然植物材料酵素營養液對改良土壤、提升作物品質、提高產量、減少病蟲害等方面的影響,根據不同作物特點研發具有針對性、特定性效果的營養液和施用方法。

三是通過研究植物酵素營養液各種養分含量、微生物種類數量以及其他活性物質對作物生長、土壤改良、對抗病蟲害等作用的影響,建立不同種類、不同功效植物酵素營養液產品質量標準與功效評價體系,實現產品標準化。

四是加大溫室、田間原位生產製備設備研發力度,研發發酵、施用、儲存等節約化設備,實現從製備到灌溉應用的規模化、集約化、連續化生產,推動植物酵素營養液生產規模化及產業化。

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