一种生物质炭基育苗基质及其制备方法
【专利说明】一种生物质炭基育苗基质及其制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于农业废弃物资源循环利用技术领域，具体涉及一种以生物质炭为原料的育苗基质及其制备方法。
【背景技术】
[0003]育苗是蔬菜生产中的一个重要技术环节，幼苗质量的优劣直接影响到蔬菜的生长发育、产量和品质。伴随我国蔬菜生产的标准化、规模化和专业化，蔬菜育苗逐渐由传统的独家独户土壤育苗向工厂化无土育苗方向转变，从而大幅度提高育苗效率。目前无土育苗的基质通常由草炭、蛭右、珍珠岩等组配而成。草炭富含有机质(腐殖质)和矿物质，是理想的复合基质原料，被广泛应用于蔬菜、花卉的无土栽培和工厂化育苗中。但是，我国草炭资源有限，分布不均匀，长途运输难度较大，育苗成本较高；而且，草炭为短期内不可再生资源，过量开采会导致资源枯竭并破坏环境。寻找草炭替代品，减少草炭开采利用是目前基质研究的热点之一。
[0004]生物质炭是植物生物质在缺氧或厌氧条件下经碳化热解所得的一类具有高度芳香化物质，国内将其译为b1char，常用描述语有生物炭、生物碳及生物质焦等。生物质炭作为生物质热解产生的副产物，具有高度稳定性和较强吸附特性，施到土壤不仅增加土壤有机物质，提高肥力，而且耐降解，提高了碳在土壤中的封存时间。大量研究还表明，生物质碳表面极性官能团较多，亲水性较强，较大的比表面积及多孔性等特性促使生物质碳有效吸附水分中的养分，具有优良的蓄水保肥性能，可作为草炭替代基质材料。
[0005]
【发明内容】
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种生物质炭基育苗基质及其制备方法，既可以实现废弃物的资源化利用，又可以解决育苗成本高的问题。
[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
一种生物质炭基育苗基质，由下列物质组成，按体积百分比:
生物质炭 35 — 45 蚯蚓粪 25 — 35 木醋液 5 —10 珍珠岩 1— 20 蛭石5—10
所述的生物质炭为玉米芯炭、稻壳炭、花生壳炭、稻杆炭、蘑燕盘炭中的一种或几种。
[0007]本发明中的生物质炭优选为采用亚高温条件下缺氧干馏分解工艺生产农业废弃生物质炭。所述的农业废弃生物质可以是玉米芯、稻壳、花生壳、秸杆、食用菌基质等，但不限于此。
[0008]所述蚯蚓粪优选以畜禽粪便为原料经蚯蚓生物消解后生成的蚯蚓粪，含水率低于50%。
[0009]所述生物质炭基育苗基质的制备方法为:先将生物质炭粉碎后，用40-60目方孔筛进行筛分，然后按体积百分比将生物炭粉、蚯蚓粪、珍珠岩、蛭右放入旋转式搅拌器中均匀搅拌，然后将木醋液按用量直接加到搅拌器中，使含水量保持在30%，再将各种物料充分搅拌均匀即为成品。
[0010]生物质炭(b1-char)是由植物生物质在完全或部分缺氧的情况下经热解炭化产生的一类高度芳香化难熔性固态物质，应用于农田土壤能产生多方面的环境效益。据研究表明，添加1%?4%生物质炭处理的土壤活性有机质质量分数均增加了 25%以上，土壤呼吸度降低了 23%?50%，同时，添加生物质炭对植物的生长也有促进作用。添加4%生物质炭的处理的农作物的生物量增加68%。此外，生物炭能通过表面官能团的阳离子交换作用及生物炭的吸附能力，减少土壤中养分的淋失，增强土壤养分的保持能力。同时，生物炭较大的比表面积和孔隙结构，能为不同的微生物种类和群落的生长提供良好的生存环境，提高微生物数量和活性，从而促进养分的吸收利用，提高了养分吸收有效性和利用有效性。
[0011]蚯蚓粪是蚯蚓消解有机固体废弃物的产物，是近年来快速发展起来的一种优质有机营养物质，具有很好的孔性、通气性、排水性和较高的持水量，有很大的表面积，使得许多有益微生物得以生存并具有良好的吸收和保持营养物质的能力。蚯蚓粪不仅具有丰富的营养物质,还含有较高含量的促进生根的GA、JAA等多种植物激素。蚯蚓粪同时富含腐殖酸类物质，而腐殖酸能影响植物营养吸收和蛋白合成。多项研究证明，蚯蚓粪能不同程度地提高多种作物包括谷物、豆科植物、花卉、蔬菜及其他大田作物的种子发芽率，促进其生长，提高产量，改善品质。
[0012]木醋液是农业生物质原料热解碳化技术工艺中，经冷凝回收分离获得的活性有机混合物。含有酸、醇、酚、酯、羰基类及呋喃类等约500种有机成分。试验证实(细胞毒性试验，遗传毒性试验，经口急慢毒性试验)，木醋液在农业生产上使用安全。木醋液具有促进植物生长、抑菌、除草、防腐等多种作用。农业生产上可作为植物生长促进剂、土壤改良剂、抗菌剂、杀虫剂、驱避剂、消毒剂来使用。
[0013]本发明的有益效果:
1、本发明提供的生物质炭基育苗基质其主要的原料采用玉米芯、稻壳、花生壳、秸杆、食用菌基质等农业废弃生物质经过亚高温缺氧碳化制成的生物质炭，以此来代替目前育苗中普遍使用的基质原料草炭，这样不仅可以大大节约育苗成本，而且减少不可再生资源草炭的过度开采，维护生态的可持续发展；另一方面合理利用这些农业废弃物，既避免了焚烧造成的环境污染，又实现了资源的可持续利用。
[0014]2、传统的无土育苗基质养分含量低，缓冲性能差。如果在基质生产过程中复配植物营养物质，特别是N素，常常造成种苗不萌发或者烧苗；但在基质生产过程中不复配植物营养物质，也会造成幼苗生长中后期，甚至生长前期发生养分亏缺，致使育苗时间延长，降低了幼苗质量。本发明利用生物质炭的高吸附性和蚯蚓粪、木醋液的丰富营养物质有效的解决了制约提升育苗基质质量的这一技术瓶颈，促进壮苗形成，缩短育苗周期。
[0015]3、本发明提供的生物质炭基育苗基质，与草炭作为主要组分的对照基质相比，其容重、总孔隙度、碱解氮、PH值、EC值和对照接近，均在一般基质适宜理化性状范围内；经穴盘育苗效果比较试验表明:其秧苗的株高、茎粗、单株鲜重、单株干重和壮苗指数均与以草炭为主要组分的对照基质苗无显著性差异；从幼苗整体素质，以及根坨成型(根坨能否成型直接影响着移栽质量)来看，生物质炭基育苗基质与以草炭为主要组分的对照无显著差异。因此，该生物质炭基育苗基质可以替代以草炭为主要组分的对照基质。
[0016]
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0017]实施例1
(I)生物质亚高温厌氧升温碳化；
以玉米芯为例。将玉米芯颗粒送入可移动组合式高效生物质碳化装置(本公司另一发明)内，在厌氧条件下进行升温碳化(碳化时间为8H)。当温度加热到150°C以上时，颗粒的复杂结构开始分解；当温度大于260°C时分解加剧，生成木醋液、木焦油和气体；当温度达至IJ450°C时开始绝氧、雾化，生成黑色炭素颗粒。同时，利用碳化装置上与排气口连接的气体冷凝与净化系统，回收液化的木醋液焦油混合物，待自然冷却后备用。
[0018](2)蚯蚓处理畜禽粪便获得蚓粪；
选择商品性好、耐高水分的蚯蚓品种(如:大平一号)，选取生长健壮，活力强，表皮光亮的蚯蚓，通过饵料胁迫诱导法驯化成工作蚓。采用条垛蚓粪薄层覆盖技术将工作蚓接种到畜禽粪便上。通过低温薄膜覆盖，高温遮荫的方式，控制蚯蚓工作环境的温度在5°C -30°C,通过人工补水和自然晾晒的方式控制水分在60% -70%。畜禽粪便经过蚯蚓15天左右的消解即可得到灰褐色，有泥土气息的物质即是蚯蚓粪。
[0019]⑶基质复配
先将将生物质炭粉碎后，用40-60目方孔筛进行筛分，然后按体积百分比将生物炭粉40份、蚯蚓粪30份、珍珠岩20份、蛭右10份放入旋转式搅拌器中均匀搅拌，然后将7.5份木醋液按用量直接加到搅拌器中，调节含水量保持在30%，各种物料充分搅拌均匀(过程约5分钟)即可。
[0020](4)成品包装
加工好的生物质炭基育苗基质在常温条件下直接堆放在仓库中，稳定24小时，然后称量，用有塑料内胆的包装袋包装入库。
【主权项】
1.一种生物质炭基育苗基质，由下列物质组成，按体积百分比: 生物质炭 35 — 45 蚯蚓粪 25 — 35 木醋液 5 —10 珍珠岩 1— 20 蛭石5—10。
2.根据权利要求1所述的一种生物质炭基育苗基质，其特征在于:所述的生物质炭为玉米芯炭、稻壳炭、花生壳炭、稻杆炭、蘑燕盘炭中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种生物质炭基育苗基质，其特征在于:所述蚯蚓粪为以畜禽粪便为原料经蚯蚓生物消解后生成的蚯蚓粪，含水率低于50%。
4.根据权利要求1、2和3所述的一种生物质炭基育苗基质，其特征在于:先将生物质炭粉碎后，用40-60目方孔筛进行筛分，然后按体积百分比将生物炭粉、蚯蚓粪、珍珠岩、蛭右放入旋转式搅拌器中均匀搅拌，然后将木醋液按用量直接加到搅拌器中，调节含水量保持在30%，再将各种物料充分搅拌均匀即为成品。
【专利摘要】本发明公开了一种生物质炭基育苗基质及其制备方法，其特征是：由按体积百分比计的生物质炭35—45、蚯蚓粪25—35、木醋液5—10、珍珠岩10—20、蛭石5—10组成。本发明的主要原材料为玉米芯、稻壳、花生壳、秸秆、食用菌基质等农业废弃生物质经过亚高温缺氧碳化制成的生物质炭，以此来代替目前育苗中普遍使用的基质原料草炭，这样不仅可以大大节约育苗成本，而且减少不可再生资源草炭的过度开采，维护生态的可持续发展；另一方面合理利用这些农业废弃物，既避免了焚烧造成的环境污染，又实现了资源的可持续利用。
【IPC分类】C05G3-00
【公开号】CN104860738
【申请号】CN201410066272
【发明人】李辰淼, 李应超, 赵林丹
【申请人】上海孚祥生物科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年2月26日