專(zhuān)利名稱(chēng)：一種生物碳漂浮育苗基質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種育苗基質(zhì)，特別涉及一種生物碳育苗基質(zhì)。
背景技術(shù)：
隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了提高種子的發(fā)芽率、成苗率以及作物產(chǎn)量等，采用育苗基質(zhì)替代傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)土育苗成為一種趨勢(shì)。目前育苗基質(zhì)的有機(jī)材料絕大部分都使用草炭，無(wú)機(jī)質(zhì)材料基本使用膨化珍珠巖和蛭石，比如申請(qǐng)?zhí)枮?00410046612. O的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)、申請(qǐng)?zhí)枮?01010588518. 3的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，以及申請(qǐng)?zhí)枮?01110251996. X的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)。這些專(zhuān)利都不同程度地提高了種子的發(fā)芽率、成苗率、以及作物產(chǎn)量等，例如，申請(qǐng)?zhí)枮?01010588518. 3的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，它是采用體積比為50_70%、15_25%、15-25%的草炭或沼渣、珍珠巖和蛭石作為育苗基質(zhì)，其發(fā)芽率能達(dá)到90%，成苗率能達(dá)到88%。但是，這些專(zhuān)利申請(qǐng)最大的缺點(diǎn)是草炭使用的局限性和環(huán)境破壞性，具體地，每年全國(guó)的草炭采挖量 上億立方米，單一的取材方式必然導(dǎo)致草炭這種被視為不可再生的珍貴自然資源的枯竭，造成對(duì)珍貴的濕地資源不可逆轉(zhuǎn)的破壞，常規(guī)漂浮育苗基質(zhì)的大面積使用會(huì)造成該資源的枯竭，替代草炭的新型基質(zhì)迫在眉睫，另外，現(xiàn)有的育苗基質(zhì)，對(duì)于成苗率、壯苗率、移栽成活率仍不理想，正如前面所述，申請(qǐng)?zhí)枮?01010588518. 3的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的發(fā)芽率僅達(dá)到90%，成苗率僅達(dá)到88%，不能滿足規(guī)?；a(chǎn)的要求，育苗的效率仍然較低，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)成本也較聞。生物質(zhì)碳是生物質(zhì)在缺氧或厭氧條件下經(jīng)碳化熱解所得的一類(lèi)具有高度芳香化物質(zhì)，國(guó)內(nèi)將其譯為Biochar，常用描述語(yǔ)還有生物碳、生物碳及生物質(zhì)焦。通常認(rèn)為，屬于黑碳(black carbon,簡(jiǎn)稱(chēng)BC范疇，主要區(qū)別是BC包括生物質(zhì)微碳化到燃燒生成黑煙顆粒的整個(gè)過(guò)程。土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)是土壤肥力的重要指標(biāo)，也是陸地生態(tài)系統(tǒng)主要的碳匯來(lái)源之一。大量研究表明，生物質(zhì)碳表面極性官能團(tuán)較多，親水性較強(qiáng)，比表面積及多孔性等特性促使生物質(zhì)碳有效吸附水分中的養(yǎng)分，具有保肥性能，可作為草炭替代基質(zhì)材料。另一方面，目前一些農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物的秸桿，比如小麥秸桿、稻谷秸桿、烤煙秸桿等等，目前一般處理方式為就地焚燒還田，給環(huán)境造成了很多污染。尤其是在烤煙生產(chǎn)區(qū)，每年產(chǎn)生大量的烤煙秸桿，目前除了焚燒外，尚未有效地綜合利用技術(shù)，給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了較大壓力，烤煙秸桿作為病原菌過(guò)冬場(chǎng)所，對(duì)煙區(qū)病害綜合防治造成了較大壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的之一在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種高壯苗率、高農(nóng)移栽成活率、高農(nóng)作物產(chǎn)量的新型生物碳漂浮育苗基質(zhì)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的一種生物碳漂浮育苗基質(zhì)，由下列物質(zhì)組成，按體積百分含量計(jì)，
生物碳45%-65%
珍珠巖 15%-25%蛭石 20%-30%。作為優(yōu)選所述三類(lèi)物質(zhì)組成的育苗基質(zhì)，按體積比計(jì) 生物碳48%-52%
珍珠巖18%-22%
蛭石 26%-30%。作為最優(yōu)選所述三類(lèi)物質(zhì)組成的育苗基質(zhì)，按體積比計(jì)，生物碳珍珠巖蛭石=5:2:3。作為優(yōu)選根據(jù)權(quán)利要求I所述一種生物碳漂浮育苗基質(zhì)，其特征在于所述珍珠 巖為膨脹珍珠巖，由珍珠巖礦砂經(jīng)預(yù)熱、瞬時(shí)高溫焙燒膨脹后制成的一種內(nèi)部為蜂窩狀結(jié)構(gòu)的白色顆粒狀的材料。本發(fā)明的目的之二，是提供一種還能回收利用煙草秸桿資源并起到環(huán)保作用的新型生物碳漂浮育苗基質(zhì)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為所述生物碳是由烤煙秸桿制備的生物碳，制備方法為將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，進(jìn)行升溫、在400-600°C下煅燒碳化，碳化時(shí)間為4_6h、煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩。對(duì)于在烤煙生產(chǎn)區(qū)的大量的烤煙秸桿，目前還沒(méi)有用于制備生物碳的報(bào)道，更沒(méi)有將其用于制備育苗基質(zhì)的報(bào)道。本發(fā)明通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，將大量的烤煙秸桿采用特定的工藝制備成生物碳，并用于制備育苗基質(zhì)，一方面對(duì)烤煙秸桿進(jìn)行了合理地回收利用，變廢為寶，大大減少了目前普遍采用的焚燒的方式帶來(lái)的環(huán)境污染；另一方面，將烤煙生產(chǎn)區(qū)的烤煙秸桿采用這種方式處理后，也起到了清除烤煙生產(chǎn)區(qū)病原菌的作用，防止了病原菌的傳播，大大減輕了煙區(qū)病害綜合防治的壓力；再一方面，烤煙秸桿制成生物碳中營(yíng)養(yǎng)元素N、K含量較高，其中，全氮含量9. 63g -kg^1全鉀含量16. 77g -kg^1,且其本身活性比較高，生物碳表面含有豐富的-C00H、-COH和-OH等含氧官能團(tuán)，增強(qiáng)了基質(zhì)陽(yáng)離子交換量，對(duì)保持基質(zhì)養(yǎng)分含量，增強(qiáng)其對(duì)植株幼苗持續(xù)供肥能力，從而保證了植株幼苗壯苗率，增強(qiáng)植株幼苗田間長(zhǎng)勢(shì)，同時(shí)此配方使用的烤煙秸桿制成生物碳比表面積427m3 · g_\密度為O. 58 g · cm_3，使得該基質(zhì)具有良好的吸附性及保水能力，增強(qiáng)了植株幼苗田間移栽成活率，減少還苗時(shí)間，增強(qiáng)了植株田間后期長(zhǎng)勢(shì)，為產(chǎn)質(zhì)量的提高建立了基礎(chǔ)。再一方面烤煙秸桿制成生物碳是在高溫下煅燒而成，同草炭相比無(wú)需再進(jìn)行消毒，杜絕了病原菌及雜草種子的存在，減少了幼苗病蟲(chóng)害發(fā)生率。本發(fā)明的目的之三，是提供一種上述生物碳漂浮育苗基質(zhì)的制備方法，采用的技術(shù)方案為將生物碳粉碎后，用40-60目方孔篩進(jìn)行篩分，再加入所述比例的珍珠巖和蛭石混合均勻，即得。本發(fā)明的育苗基質(zhì)無(wú)需另外加入肥料進(jìn)行配置，其本身所含營(yíng)養(yǎng)元素可滿足物幼苗前期萌發(fā)、生長(zhǎng)，后期可視幼苗長(zhǎng)勢(shì)靈活加入肥料，方便實(shí)現(xiàn)人工對(duì)作物幼苗生長(zhǎng)進(jìn)行精確控制。本發(fā)明的育苗基質(zhì)配方能夠長(zhǎng)期保持水分含量50%_60%，能夠促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)，使作物小苗根系發(fā)達(dá)，提高根系活力。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明一方面可以提高壯苗率，減少農(nóng)作物苗期病蟲(chóng)害發(fā)生率，提高農(nóng)作物移栽成活率，提高農(nóng)作物質(zhì)量，同增時(shí)加收入，另一方面利用生物碳為主要原料替代草炭制備育苗基質(zhì)，充分利用烤煙秸桿制備的生物碳有效營(yíng)養(yǎng)成分N、K含量較高、表面官能團(tuán)豐富、吸附能力強(qiáng)的特性，在育苗基質(zhì)草炭替代技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，有利于節(jié)約使用草炭資源，并達(dá)到烤煙秸桿的資源化利用、減少環(huán)境污染的目的，減輕了環(huán)境壓力，增加了效益，這樣的配置比例具有較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。
具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)例I
以小麥秸桿為原料，將小麥秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、400°C下碳化(碳化時(shí)間為6h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、珍珠巖、蛭石按照5 2.5 2.5比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在30%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例2
以稻谷秸桿為原料，將稻谷秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、400°C下碳化(碳化時(shí)間為6h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、珍珠巖、蛭石按照6 2 2比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在31%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例3
以烤煙秸桿為原料，將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、400°C下碳化(碳化時(shí)間為6h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、珍珠巖、蛭石按照6. 5 1.5 2.0比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在29%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例4
以烤煙秸桿為原料，將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、500°C下碳化(碳化時(shí)間為5h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、珍珠巖、蛭石按照5 2.5 2.5比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在30%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例5
以烤煙秸桿為原料，將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、500°C下碳化(碳化時(shí)間為5h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、珍珠巖、蛭石按照6 2 2比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在31%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例6
以烤煙秸桿為原料，將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、500°C下碳化(碳化時(shí)間為5h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、珍珠巖、蛭石按照6. 5 1.5 2.0比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在29%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例I
以烤煙秸桿為原料，將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、600°C下碳化(碳化時(shí)間為4h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、珍珠巖、蛭石按照5 2.5 2.5比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在30%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例8
以烤煙秸桿為原料，將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、600°C下碳化(碳化時(shí)間為4h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、 珍珠巖、蛭石按照6. 5 1.5 2.0比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在31%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例9
以烤煙秸桿為原料，將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、600°C下碳化(碳化時(shí)間為4h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、珍珠巖、蛭石按照6. 5 1.5 2.0比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在29%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例10
以烤煙秸桿為原料，將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、400°C下碳化(碳化時(shí)間為6h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、珍珠巖、蛭石按照5 2 3比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在30%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例11
以烤煙秸桿為原料，將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、500°C下碳化(碳化時(shí)間為5h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、珍珠巖、蛭石按照5 2 3比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在30%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例12
以烤煙秸桿為原料，將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，在進(jìn)行升溫、600°C下碳化(碳化時(shí)間為4h)、鍛燒，煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩，然后將生物碳、珍珠巖、蛭石按照5 2 3比例往混合機(jī)中進(jìn)行摻混，含水量保持在30%，進(jìn)行稱(chēng)量、包裝和貯存。實(shí)例13不同比例配比出苗率試驗(yàn)
將烤煙秸桿制備的生物碳、珍珠巖、蛭石按照5 : 2 : 3、6 : 2 : 2,6. 5 I. 5 2. O進(jìn)行摻混、裝入106孔育苗盤(pán)中，播入烤煙良種云煙97 (烤煙)、華菠I號(hào)(菠菜)、睿優(yōu)220(番茄)，使用用常規(guī)草炭育苗基質(zhì)作為對(duì)照(草炭珍珠巖蛭石=5:2:3，體積比，即下述表格中的“對(duì)照”組)，烤煙秸桿制備的生物碳、珍珠巖、蛭石按照4 3 3、8:1:1比例進(jìn)行摻混的育苗基質(zhì)兩個(gè)處理也作為對(duì)照，所有基質(zhì)初始含水量保持在30%。觀察幾種配方不同植物出苗率及小苗長(zhǎng)勢(shì)情況。表I不同配方對(duì)烤煙種子壯苗率影響
權(quán)利要求
1.ー種生物碳漂浮育苗基質(zhì)，其特征在干由下列物質(zhì)組成，按體積百分含量計(jì)， 生物碳45%-65% 珍珠巖 15%-25% 蛭石 20%-30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種生物碳漂浮育苗基質(zhì)，其特征在于所述三類(lèi)物質(zhì)組成的育苗基質(zhì)，按體積比計(jì) 生物碳48%-52% 珍珠巖18%-22% 蛭石 26%-30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述ー種生物碳漂浮育苗基質(zhì)，其特征在于所述三類(lèi)物質(zhì)組成的育苗基質(zhì)，按體積比計(jì)，生物碳珍珠巖蛭石=5 : 2 : 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種生物碳漂浮育苗基質(zhì)，其特征在于所述珍珠巖為膨脹珍珠巖，由珍珠巖礦砂經(jīng)預(yù)熱、瞬時(shí)高溫焙燒膨脹后制成的ー種內(nèi)部為蜂窩狀結(jié)構(gòu)的白色顆粒狀的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I只5任意ー項(xiàng)所述ー種生物碳漂浮育苗基質(zhì)，其特征在于所述生物碳是由烤煙秸桿制備的生物碳，制備方法為將烤煙秸桿送入真空式碳化窯內(nèi)，在厭氧條件下，進(jìn)行升溫、在400-600°C下煅燒碳化，碳化時(shí)間為4-6h、煅燒后冷卻，然后烘干粉碎過(guò)40目篩。
6.權(quán)利要求I所述ー種生物碳漂浮育苗基質(zhì)的制備方法，其特征在于將生物碳粉碎后，用40-60目方孔篩進(jìn)行篩分，再加入所述比例的珍珠巖和蛭石混合均勻，即得。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生物碳漂浮育苗基質(zhì)，是由按體積百分含量計(jì)的生物碳45%-65%、珍珠巖15%-25%、蛭石20%-30%組成，優(yōu)選采用烤煙秸稈制成的生物碳，還公開(kāi)了其制備方法，本發(fā)明一方面可以提高壯苗率，減少農(nóng)作物苗期病蟲(chóng)害發(fā)生率，提高農(nóng)作物移栽成活率，提高農(nóng)作物質(zhì)量，同增時(shí)加收入，另一方面有利于節(jié)約使用草炭資源，并達(dá)到烤煙秸稈的資源化利用、減少環(huán)境污染的目的，減輕了環(huán)境壓力，增加了效益，這樣的配置比例具有較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。
文檔編號(hào)A01G31/00GK102845286SQ20121030855
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者羅定棋, 程偉, 謝強(qiáng), 管安偉, 張永輝, 王棟, 謝云波, 夏建華, 彭勇, 曹勇, 王李芳, 潘旦利, 王毅, 王浮波, 代忠, 劉強(qiáng), 丁仿豪, 盧彬, 黃智忠, 梅藺, 李洪, 羅慶, 王勇, 蔡遼燕, 劉藺江, 袁強(qiáng), 羅定林, 梅桂勇 申請(qǐng)人:四川省煙草公司瀘州市公司