酸性植烟土壤的烟秆生物炭土壤改良剂及其加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于土壤改良剂技术领域，涉及一种酸性植烟土壤的生物炭型土壤改良剂 及其加工方法，特别适用于酸性植烟土壤的改良。
【背景技术】
[0002] 生物炭是农作物秸杆、木质物质、禽畜粪便或其他有机物料在低氧环境下，经过高 温（300°C _700°C)热解而得到的一类具有比表面积大、孔隙多、吸附和稳定性强等特点的 高度芳香化富碳物质。近年来，生物炭作为一种功能材料在农林、环境及能源诸多研宄领域 上的应用引起广泛关注，其在土壤耕性改良、肥力提升、温室气体减排及污染修复等方面呈 现可观潜力。
[0003] 自20世纪90年代中后期以来，将生物炭作为土壤改良剂及固碳剂的研宄日益增 多，大量研宄表明生物炭施于土壤后可以显著提高土壤有机碳含量，利于土壤团聚体的形 成并降低土壤容重，改善酸性土壤pH，提高肥料养分利用率，增强土壤有效氮磷钾养分的保 蓄能力。且由于生物炭与氮肥有较好的交互作用，大部分试验证明生物炭可以促进种子萌 发、植物生长并提高作物产量和品质。
[0004] 云南地区栽烟历史悠久，烟叶品质久负盛名，是全国乃至世界最著名的烟叶主产 区之一。然而近年来云南农业种植结构发展不平衡，加之长期不合理施肥使得很多种植烟 草的田地土壤环境逐渐恶化，肥力下降，养分供应不均衡，板结严重，容重持续增加，导致烟 株生长发育不良，烟叶质量出现较大波动。
[0005] 目前，生物炭应用研宄已在小麦、玉米、水稻及大豆等作物上开展了一些研宄，但 在烟草上的研宄还比较少，还没有针对南方典型烟区酸性土壤的生物炭型土壤改良剂。对 适宜烟草的生物炭理化性质质量标准、制备方法，对生物炭型土壤改良剂的合理配方、施用 量，以及对土壤的改良效果及促进烤烟生长等方面的研宄和应用缺乏长期田间研宄。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术中缺乏长期有效稳定提升烟田土壤质量的手段，缺少将生物 炭技术应用于烟草种植田地改良中的产品，特别是缺少将废弃的烟杆加工烟杆生物炭土壤 改良剂技术的情况，提供一种酸性植烟土壤的烟杆生物炭土壤改良剂及其加工方法。
[0007] 本发明的技术方案是：一种酸性植烟土壤的烟杆生物炭土壤改良剂及其加工方 法，酸性植烟土壤的烟杆生物炭土壤改良剂主要包括有芯层和壳聚糖薄膜层组成，壳聚糖 薄膜层包裹在芯层外，壳聚糖薄膜层的包裹厚度为0. 6mm-0. 8mm ;按重量份计算，芯层由下 列成分组成，烟杆生物炭900-1000份，硝酸钙50-60份，硝酸镁8-12份，氧化锌8-12份，硼 砂25-35份。
[0008] 酸性植烟土壤的烟杆生物炭土壤改良剂由以下方法制得： (一）制备烟杆生物炭：将烟叶收获后留在田间的烟杆晒干收集起来，用切料机切碎成 长度小于IOcm的条段，放入炭化炉中进行炭化，在缺氧环境下控制炭化炉内温度在450°C， 使烟杆逐渐炭化； (二） 将制得的烟杆生物炭粉碎成粒径2mm±0. 5mm的颗粒，备用； (三） 将芯层的各成分，称取适量送入搅拌机，搅拌均匀；在其上喷洒解磷菌原液，原液 中有效活菌数不少于250亿个/mL，喷洒的量控制在每克料中含解磷菌有效活菌数不少于 2. 5亿个，静置6小时； (四） 在物料喷洒粘结剂，粘结剂的成份为羧甲基纤维素钠，再次搅拌物料，将混合均匀 的湿物料送入挤压造粒机造粒，造粒后自然晾干； (五） 采用壳聚糖对烘干后的粒状物料进行包衣，包衣后自然晾干，包衣后壳聚糖薄膜 的厚度为〇. 6mm-0. 8mm，将物料装袋静置得到成品。
[0009] 上述加工方法中炭化后的烟杆生物炭，各项技术指标为：
本发明的有益效果在于： 1、充分利用了农业废弃烟杆资源，保护了环境，生产工艺简单，成本低。
[0010] 2、该发明产品pH呈强碱性，能有效改良南方酸性植烟土壤的pH，特别是pH〈5的土 壤，以使其适宜烟草栽培。
[0011] 3、主要材质烟杆生物炭具有极强的吸水和持水能力，本发明在不添加任何保水剂 的条件下，能有效提升土壤保水能力，降低干旱气象对烟草生产的损失。
[0012] 4、主要材质烟杆生物炭有极高的比表面积和疏松的物理结构，能调节土壤耕性， 显著降低土壤容重，有效促进烟草生长发育。
[0013] 5、主要材质烟杆生物炭能有效提高土壤有机碳的含量，增强土壤肥力。
[0014] 6、主要材质烟杆生物炭含有极高含量的有效钾元素，配合包裹的壳聚糖缓释层， 能有效提高土壤钾素的保蓄及长期供应能力，提升烟叶产品品质。
[0015] 7、由于烟草是喜硝态氮的作物，本发明的内含物硝酸钙、硝酸镁、氧化锌和硼砂， 增强了土壤硝态氮素的有效性，及钙、镁、锌、硼的供应能力，并通过壳聚糖缓释层提高了 氮、钙、镁、锌、硼的缓释能力，保障烟草产量稳产、适产。
[0016] 8、解磷菌是FZB42解淀粉芽孢杆菌，存在于土壤中活力极强，本发明利用该菌株 增强了土壤中有益菌群的数量，增加了土壤有效磷的矿化释放，促进了烟叶产质量的提升。
【附图说明】 图1为对比实验一中土壤改良剂对土壤有机碳及其组分含量影响的示意图。 图2为对比实验一中土壤改良剂对烟叶产量产值的影响示意图。 图3为对比实验二中土壤改良剂对土壤有机碳及其组分含量影响的示意图。 图4为对比实验二中土壤改良剂对烟叶产量产值的影响示意图。
【具体实施方式】
[0017] 实施例一：一种酸性植烟土壤的烟杆生物炭土壤改良剂，主要包括有芯层和壳聚 糖薄膜层组成，壳聚糖薄膜层包裹在芯层外，壳聚糖薄膜层的包裹厚度为0. 8_ ;按重量份 计算，芯层由下列成分组成，烟杆生物炭1000份，硝酸钙60份，硝酸镁12份，氧化锌12份， 硼砂35份。
[0018] 酸性植烟土壤的烟杆生物炭土壤改良剂由以下方法制得： (一） 制备烟杆生物炭：将烟叶收获后留在田间的烟杆晒干收集起来，用切料机切碎成 长度小于IOcm的条段，放入炭化炉中进行炭化，在缺氧环境下控制炭化炉内温度在450°C， 使烟杆逐渐炭化； (二） 将制得的烟杆生物炭粉碎成粒径2. 5mm的颗粒，备用； (三） 按芯层的配方，称取适量送入搅拌机，搅拌均匀；在其上喷洒解磷菌原液，原液中 有效活菌数不少于250亿个/mL，喷洒的量控制在每克料中含解磷菌有效活菌数不少于2. 5 亿个，静置6小时； (四） 在物料喷洒粘结剂，粘结剂的成份为羧甲基纤维素钠，再次搅拌物料，将混合均匀 的湿物料送入挤压造粒机造粒，造粒后自然晾干； (五） 采用壳聚糖对烘干后的粒状物料进行包衣，包衣后自然晾干，包衣后壳聚糖薄膜 的厚度为〇. 8mm，将物料装袋静置得到成品。
[0019] 上述加工方法中炭化后的烟杆生物炭，各项技术指标为：
实施例二：一种酸性植烟土壤的烟杆生物炭土壤改良剂及其加工方法，酸性植烟土壤 的烟杆生物炭土壤改良剂主要包括有芯层和壳聚糖薄膜层组成，壳聚糖薄膜层包裹在芯层 外，壳聚糖薄膜层的包裹厚度为0. 6_ ;按重量份计算，芯层由下列成分组成，烟杆生物炭 900份，硝酸钙50份，硝酸镁8份，氧化锌8份，硼砂25份。
[0020] 酸性植烟土壤的烟杆生物炭土壤改良剂由以下方法制得： (一） 制备烟杆生物炭：将烟叶收获后留在田间的烟杆晒干收集起来，用切料机切碎成 长度小于IOcm的条段，放入炭化炉中进行炭化，在缺氧环境下控制炭化炉内温度在450°C， 使烟杆逐渐炭化； (二） 将制得的烟杆生物炭粉碎成粒径I. 5mm的颗粒，备用； (三） 将芯层的各成分，称取适量送入搅拌机，搅拌均匀；在其上喷洒解磷菌原液，原液 中有效活菌数不少于250亿个/mL，喷洒的量控制在每克料中含解磷菌有效活菌数不少于 2. 5亿个，静置6小时； (四） 在物料喷洒粘结剂，粘结剂的成份为羧甲基纤维素钠，再次搅拌物料，将混合均匀 的湿物料送入挤压造粒机造粒，造粒后自然晾干； (五） 采用壳聚糖对烘干后的粒状物料进行包衣，包衣后自然晾干，包衣后壳聚糖薄膜 的厚度为0. 6mm，将物料装袋静置得到成品。
[0021] 上述加工方法中炭化后的烟杆生物炭，各项技术指标为：
应用效果对比实验 对比实验一 1. 1材料与方法 试验设在云南省玉溪市红塔区试验点，地理坐标24° 17' 24" N，102°35' 24" E，该 点土壤肥力较低，土壤板结较重，初始土壤理化性状等情况见下表。在试验开始前为"烤 烟--油菜--烤烟"栽培模式，本试验烤烟栽培品种为K326。
[0022] 选取云南省玉溪市红塔区低肥力土壤三个处理，分别为H CO :常规施肥不施用本 土壤改良剂，HCl :常规施肥并施用本土壤改良剂15t · hm_2, HC2 :常规施肥并施用本土壤改 良剂30t · hnT2,本土壤改良剂按设计用量一年施用一次。每个处理均设3次重复，每次重