一种分析生物炭适用农作物生长阶段的方法
【专利摘要】本发明提供了一种分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，该方法包括：将生物炭施撒在土壤中，放置3?5天后，收集一次土壤样品1，同时在该土壤中种植农作物，并在农作物种植期间和农作物需收割时分别收集一次土壤，将三次收集的土壤中加入碳酸氢钠溶液，于摇床中振荡、超声中分散，离心分离得上清液1、上清液2和上清液3，置于分析仪中，分别测量上清液中生物炭的含量，分别绘制成标准曲线，将所得三条标准曲线分析绘制成三条生物炭适用性标准曲线，最后计算出生物炭适用性值。该方法能够有效提高检测生物炭适用性的效率，能够快速得到不同农作物适用生物炭的阶段，有效提高农作物的产量，操作简单，周期短，成本低于其他方法8％以上。
【专利说明】
一种分析生物炭适用农作物生长阶段的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及生物分析技术领域，特别涉及一种分析生物炭适用农作物生长阶段的 方法。
【背景技术】
[0002] 生物炭是生物有机材料(生物质)在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固 态产物。既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封 存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为 气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。生物炭也能提 高农业生产率，减少对碳密集肥料的需求。木炭碎料的孔洞结构十分容易聚集营养物质和 有益微生物，从而使土壤变得肥沃，利于植物生长，实现增产的同时让农业更具持续性。更 妙的是，它把碳锁定在生物群内，而非让它排放到空气中。生物质炭化技术是公认的解决气 候变化问题的可行技术措施之一，具有原材料来源广泛、生产成本低、生态安全、无污染、可 大面积推广等显著特点。生物质炭化后产生的生物炭应用于生态与环境领域可以固碳减 排，是一种有效的碳汇技术，与农、林业相结合，可解决农林废弃物污染与温室气体排放问 题。生物炭施入农田，可有效改善土壤理化性质，增加作物产量，促进农业可持续发展。生物 炭是一种固定二氧化碳的经济可行的方式，不仅固化了树木和作物内已吸收的二氧化碳， 其产物"生物碳"保存在土壤中，几千年都不会发生变化，生产可再生能源的同时，还提高了 土壤肥力，提高农作物产量。生物炭可以被埋入废弃煤矿，或耕种时埋入土壤中。生物炭填 埋还有利于改善土壤排水系统，并将80%左右的诸如一氧化氮和甲烷等温室气体封存在土 壤中，阻止其排放到大气中。
[0003] 目前针对生物炭的适用农作物生长阶段还没有统一的分析技术，仅是凭种植经验 施加生物炭，这将导致生物炭的施用效果发挥不出来，由于不同生长阶段的农作物对生物 炭的需求不同，为了能够提高农作物的产量，所以，现有技术提出了关于生物炭的适用性技 术的研究方法，但是该方法存在分析周期长，操作繁琐，成本高，处理过程中波动性强，不易 控制，所得适用性值不标准、误差大，为此，急需开发一种能够准确分析生物炭适用农作物 生长阶段的方法。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中分析生物炭适用农作物生长阶段的方法存在的分析周期长， 操作繁琐，成本高，分析过程中很容易存在误差，导致分析数据不标准等问题，本发明提供 了一种分析生物炭适用农作物生长阶段的方法。
[0005] 本发明具体技术方案如下：
[0006] 本发明提供了一种分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，该方法包括以下步 骤：
[0007] S1、土壤收集：向土壤中均匀施撒生物炭，用耕田机将生物炭与土壤均匀混合，在 温度为25-35Γ的外界温度下放置3-5天后，每隔3天收集一盒农作物种植前的土壤作为土 壤样品1，共收集6盒土壤样品1，每盒土壤样品1的重量为30-40克，备用；
[0008] S2、向步骤S1中收集的6盒土壤样品1中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、 超声分散、离心分离后，得到6盒上清液1;
[0009] S3、将步骤S2中得到的6盒上清液1分别置于元素分析仪中，并分别测量上清液1中 碳的含量，即得到农作物种植前不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物种植前土壤 碳含量标准曲线；
[0010] S4、将农作物种植在步骤S1的土壤中，种植2-3个月后，，每隔3天收集一盒农作物 种植期的土壤作为土壤样品2,共收集6盒土壤样品2,每盒土壤样品2的重量为30-40克，备 用；
[0011] S5、向步骤S4收集的6盒土壤样品2中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超 声分散、离心分离后，得到6盒上清液2,将6盒上清液2分别置于元素分析仪中，并分别测量 上清液2中碳的含量，即得到农作物种植期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物种 植期土壤碳含量标准曲线；
[0012] S6、待步骤S4中种植的农作物到达成熟期后，每隔3天收集一盒农作物成熟期的土 壤作为土壤样品3,共收集6盒土壤样品3,每盒土壤样品3的重量为30-40克，备用；
[0013] S7、向步骤S6收集的6盒土壤样品3中加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超声分 散、离心分离后，得到6盒上清液3,6盒上清液3分别置于元素分析仪中，并分别测量上清液3 中生物炭的含量，即得到农作物成熟期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物成熟 期土壤碳含量标准曲线；
[0014] S8、将步骤S3绘制的农作物种植前土壤碳含量标准曲线、步骤S5绘制的农作物种 植期土壤碳含量标准曲线及步骤S7绘制的农作物成熟期土壤碳含量标准曲线经数据分析 器进行分析形成生物炭适用性标准曲线，通过生物炭适用性标准曲线计算出生物炭适用性 值。
[0015] 本发明提供的方法比较简单，生物炭在不同时间段对土壤及农作物的作用均比较 显著，能够有效提高农作物的产量，分析方法简单，得到的生物炭的适用性值准确，分析周 期短，节省了时间。
[0016] 进一步的，步骤S1的土壤中施撒生物炭的量为3-5千克/亩。
[0017] 进一步的，所述碳酸氢钠溶液是由如下方法制备得到的：取5~7g碳酸氢钠固体粉 末，将其放入带有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，同时加入与所述碳酸氢钠质量比为1: 2的 水，在温度为70~80°C，转速为150~180转/分钟的条件下搅拌，使所述碳酸氢钠完全溶解， 即得到碳酸氢钠溶液。碳酸氢钠溶液的选择能够使数据分析波动较小，在分析方法中，便于 控制，使用更加方便。
[0018] 进一步的，步骤S2、步骤S5和步骤S7中分别制备上清液1、上清液2和上清液3的具 体方法为:首先向土壤样品1、土壤样品2或土壤样品3中加入碳酸氢钠溶液，置于摇床中振 荡处理2~3h，然后放入超声分散器中分散处理50~60min，最后置于2000~3000r/min的离 心机中离心分离3~5min，即得到上清液1、上清液2或上清液3。
[0019] 优选的，步骤S8中经数据分析器进行分析形成生物炭适用性标准曲线的具体方法 为：
[0020] ①设定土壤中农作物不同生长阶段碳含量权重比为:农作物种植前土壤碳含量权 重比为A%、农作物种植期土壤碳含量权重比为和农作物成熟期土壤碳含量权重比为 C%；
[0021] ②根据农作物种植前土壤碳含量标准曲线、农作物种植期土壤碳含量标准曲线及 农作物成熟期土壤碳含量标准曲线上的6个检测点对应的碳含量值，分别计算处于农作物 种植前、农作物种植期及农作物成熟期的土壤碳含量的平均值；
[0022] ③根据农作物不同生长阶段的土壤碳含量的平均值，绘制农作物生长阶段与碳含 量的生物炭适用性标准曲线，并按照以下公式计算生物炭适用性值：
[0024]其中，al"_a6为农作物种植前土壤碳含量标准曲线上的6个不同时间点采集土壤 对应的碳含量值;bl~b6为农作物种植期土壤碳含量标准曲线上的6个不同时间点采集土 壤对应的碳含量值;c 1…c6为农作物成熟期土壤碳含量标准曲线上的6个不同时间点采集 土壤对应的碳含量值;A%为农作物种植前土壤碳含量权重比；为农作物种植期土壤碳 含量权重比和C%为农作物成熟期土壤碳含量权重比。
[0025] 本发明还提供了一种适用于农作物生长阶段的生物炭复合肥，该复合肥包括以下 重量份数的原料:生物炭20-35份、茉莉酸甲酯13-20份、高锰酸钾12-16份、柠檬酸三乙酯 10-18份、凹凸棒土 6-10份、尿素14-19份、蚯蚓粪30-40份、壳聚糖5-10份、粘结剂8-16份。
[0026] 本发明提供的复合肥能够有效固定土壤中的氮、磷、钾、钙等元素，促进农作物生 长，此外，该肥料能够使生物炭更加稳定，从而使生物炭发挥其作用，有效固氮，为土壤提供 了更多的养分，有效改良土壤，吸附重金属，促进农作物生长，
[0027]进一步的，该复合肥包括以下重量份数的原料:淘米水25-40份、烟粉6-10份、茶籽 饼5-8份、醋糟3-6份。
[0028] 本发明提供的复合肥中进一步增加使用淘米水、烟粉、茶籽饼、醋糟，可以给予农 作物增加养分，提高农作物的生长，此外，该成分的加入，能够使生物炭更加稳定。
[0029] 进一步的，所述生物炭是由农作物秸杆经厌氧高温碳化烧结而成的。
[0030] 进一步的，所述粘结剂包括以下重量份数的原料:膨润土25-31份、磷酸5-8份、乙 二醇二甲基丙烯酸酯8-10份、茶树油10-12份、葡萄糖酸锌15-20份、卡波姆3-5份。粘结剂选 择使用膨润土、磷酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、茶树油、葡萄糖酸锌、卡波姆，不仅具有粘结 效果，而且能够提高肥料的稳定性，延长了肥料的使用期限。
[0031] 本发明的有益效果如下:本发明提供的方法能够有效提高检测生物炭适用性的效 率，能够快速得到不同农作物适用生物炭的阶段，有效提高农作物的产量，该检测分析方法 操作简单，周期短，成本低于其他方法8%以上，此外，该方法在检测过程中选择使用碳酸氢 钠溶液，使处理过程中波动小，易控制，所得适用性值误差小，适用性值的精确度较高，实用 性强，此外，本发明针对生物炭的适用性，提供了适用于农作物生长阶段的生物炭复合肥， 该复合肥中通过添加生物炭及其他成分，协同配伍，共奏固氮、透气、改良土壤等效果，实用 性强。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合以下实施例对本发明作进一步详细说明。
[0033] 实施例1
[0034] 本发明实施例1提供了一种分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，该方法包括 以下步骤：
[0035] S1、土壤收集：向土壤中均匀施撒生物炭，施撒生物炭的量为3千克/亩，用耕田机 将生物炭与土壤均匀混合，在温度为25°C的外界温度下放置3天后，每隔3天收集一盒农作 物种植前的土壤作为土壤样品1，共收集6盒土壤样品1，每盒土壤样品1的重量为30克，备 用；
[0036] S2、向步骤S1中收集的6盒土壤样品1中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、 超声分散、离心分离后，得到6盒上清液1;
[0037] S3、将步骤S2中得到的6盒上清液1分别置于元素分析仪中，并分别测量上清液1中 生物炭的含量，即得到农作物种植前不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物种植前 土壤碳含量标准曲线；
[0038] S4、将农作物种植在步骤S1的土壤中，种植2个月后，每隔3天收集一盒农作物种植 期的土壤作为土壤样品2,共收集6盒土壤样品2,每盒土壤样品2的重量为30克，备用；
[0039] S5、向步骤S4收集的6盒土壤样品2中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超 声分散、离心分离后，得到6盒上清液2,将6盒上清液2分别置于元素分析仪中，并分别测量 上清液2中生物炭的含量，即得到农作物种植期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作 物种植期土壤碳含量标准曲线；
[0040] S6、待步骤S4中种植的农作物到达成熟期后，每隔3天收集一盒农作物成熟期的土 壤作为土壤样品3,共收集6盒土壤样品3,每盒土壤样品3的重量为30克，备用；
[0041] S7、向步骤S6收集的6盒土壤样品3中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超 声分散、离心分离后，得到6盒上清液3,6盒上清液3分别置于元素分析仪中，并分别测量上 清液3中生物炭的含量，即得到农作物成熟期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物 成熟期土壤碳含量标准曲线；
[0042] S8、将步骤S3绘制的农作物种植前土壤碳含量标准曲线、步骤S5绘制的农作物种 植期土壤碳含量标准曲线及步骤S7绘制的农作物成熟期土壤碳含量标准曲线经数据分析 器进行分析形成生物炭适用性标准曲线，通过生物炭适用性标准曲线计算出生物炭适用性 值。
[0043] 本发明提供的方法操作简单，周期短，成本低于现有生物炭适用性分析方法 9.3% ;处理过程中波动小，易控制，所得适用性值误差小。
[0044] 实施例2
[0045] 本发明实施例2提供了一种分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，该方法包括 以下步骤：
[0046] S1、土壤收集：向土壤中均匀施撒生物炭，用耕田机将生物炭与土壤均匀混合，施 撒生物炭的量为5千克/亩，在温度为35°C的外界温度下放置5天后，每隔3天收集一盒农作 物种植前的土壤作为土壤样品1，共收集6盒土壤样品1，每盒土壤样品1的重量为40克，备 用；
[0047] S2、向步骤S1中收集的6盒土壤样品1中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、 超声分散、离心分离后，得到6盒上清液1;
[0048] S3、将步骤S2中得到的6盒上清液1分别置于元素分析仪中，并分别测量上清液1中 生物炭的含量，即得到农作物种植前不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物种植前 土壤碳含量标准曲线；
[0049] S4、将农作物种植在步骤S1的土壤中，种植3个月后，每隔3天收集一盒农作物种植 期的土壤作为土壤样品2,共收集6盒土壤样品2,每盒土壤样品2的重量为40克，备用；
[0050] S5、向步骤S4收集的6盒土壤样品2中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超 声分散、离心分离后，得到6盒上清液2,将6盒上清液2分别置于元素分析仪中，并分别测量 上清液2中生物炭的含量，即得到农作物种植期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作 物种植期土壤碳含量标准曲线；
[0051 ] S6、待步骤S4中种植的农作物到达成熟期后，每隔3天收集一盒农作物成熟期的土 壤作为土壤样品3,共收集6盒土壤样品3,每盒土壤样品3的重量为40克，备用；
[0052] S7、向步骤S6收集的6盒土壤样品3中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超 声分散、离心分离后，得到6盒上清液3,6盒上清液3分别置于元素分析仪中，并分别测量上 清液3中生物炭的含量，即得到农作物成熟期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物 成熟期土壤碳含量标准曲线；
[0053] S8、将步骤S3绘制的农作物种植前土壤碳含量标准曲线、步骤S5绘制的农作物种 植期土壤碳含量标准曲线及步骤S7绘制的农作物成熟期土壤碳含量标准曲线经数据分析 器进行分析形成生物炭适用性标准曲线，通过生物炭适用性标准曲线计算出生物炭适用性 值。
[0054] 所述碳酸氢钠溶液是由如下方法制备得到的：取5g碳酸氢钠固体粉末，将其放入 带有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，同时加入与所述碳酸氢钠质量比为1:2的水，在温度为 70°C，转速为150转/分钟的条件下搅拌，使所述碳酸氢钠完全溶解，即得到碳酸氢钠溶液。
[0055] 本发明提供的方法操作简单，周期短，成本低于现有生物炭适用性分析方法8%; 处理过程中波动小，易控制，所得适用性值误差小。
[0056] 实施例3
[0057]本发明实施例3提供了一种分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，该方法包括 以下步骤：
[0058] S1、土壤收集：向土壤中均匀施撒生物炭，用耕田机将生物炭与土壤均匀混合，施 撒生物炭的量为4千克/亩，在温度为30°C的外界温度下放置4天后，每隔3天收集一盒农作 物种植前的土壤作为土壤样品1，共收集6盒土壤样品1，每盒土壤样品1的重量为35克，备 用；
[0059] S2、向步骤S1中收集的6盒土壤样品1中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、 超声分散、离心分离后，得到6盒上清液1;
[0060] S3、将步骤S2中得到的6盒上清液1分别置于元素分析仪中，并分别测量上清液1中 生物炭的含量，即得到农作物种植前不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物种植前 土壤碳含量标准曲线；
[0061 ] S4、将农作物种植在步骤S1的土壤中，种植2.5个月后，每隔3天收集一盒农作物种 植期的土壤作为土壤样品2,共收集6盒土壤样品2,每盒土壤样品2的重量为35克，备用；
[0062] S5、向步骤S4收集的6盒土壤样品2中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超 声分散、离心分离后，得到6盒上清液2,将6盒上清液2分别置于元素分析仪中，并分别测量 上清液2中生物炭的含量，即得到农作物种植期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作 物种植期土壤碳含量标准曲线；
[0063] S6、待步骤S4中种植的农作物到达成熟期后，每隔3天收集一盒农作物成熟期的土 壤作为土壤样品3,共收集6盒土壤样品3,每盒土壤样品3的重量为35克，备用；
[0064] S7、向步骤S6收集的6盒土壤样品3中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超 声分散、离心分离后，得到6盒上清液3,6盒上清液3分别置于元素分析仪中，并分别测量上 清液3中生物炭的含量，即得到农作物成熟期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物 成熟期土壤碳含量标准曲线；
[0065] S8、将步骤S3绘制的农作物种植前土壤碳含量标准曲线、步骤S5绘制的农作物种 植期土壤碳含量标准曲线及步骤S7绘制的农作物成熟期土壤碳含量标准曲线经数据分析 器进行分析形成生物炭适用性标准曲线，，通过生物炭适用性标准曲线计算出生物炭适用 性值。
[0066] 所述碳酸氢钠溶液是由如下方法制备得到的：取7g碳酸氢钠固体粉末，将其放入 带有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，同时加入与所述碳酸氢钠质量比为1:2的水，在温度为 80°C，转速为180转/分钟的条件下搅拌，使所述碳酸氢钠完全溶解，即得到碳酸氢钠溶液。
[0067] 步骤S2、步骤S5和步骤S7中分别制备上清液1、上清液2和上清液3的具体方法为： 首先向土壤样品1、土壤样品2或土壤样品3中加入碳酸氢钠溶液，置于摇床中振荡处理2h， 然后放入超声分散器中分散处理50min，最后置于2000r/min的离心机中离心分离3min，即 得到上清液1、上清液2或上清液3。
[0068] 本发明提供的方法与现有的方法相比，不仅能够适用于任何不同的农作物，而且 分析周期较短，计算得到的实用性值误差较小，利用碳酸氢钠溶液进行处理后进行分析，波 动小，方法便于控制。
[0069] 实施例4
[0070] 本发明实施例4提供了一种分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，该方法包括 以下步骤：
[0071] S1、土壤收集：向土壤中均匀施撒生物炭，用耕田机将生物炭与土壤均匀混合，施 撒生物炭的量为3千克/亩，在温度为25°C的外界温度下放置3天后，每隔3天收集一盒农作 物种植前的土壤作为土壤样品1，共收集6盒土壤样品1，每盒土壤样品1的重量为30克，备 用；
[0072] S2、向步骤S1中收集的6盒土壤样品1中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、 超声分散、离心分离后，得到6盒上清液1;
[0073] S3、将步骤S2中得到的6盒上清液1分别置于元素分析仪中，并分别测量上清液1中 生物炭的含量，即得到农作物种植前不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物种植前 土壤碳含量标准曲线；
[0074] S4、将农作物种植在步骤S1的土壤中，种植2-3个月后，每隔3天收集一盒农作物种 植期的土壤作为土壤样品2,共收集6盒土壤样品2,每盒土壤样品2的重量为30克，备用； [0075] S5、向步骤S4收集的6盒土壤样品2中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超 声分散、离心分离后，得到6盒上清液2,将6盒上清液2分别置于元素分析仪中，并分别测量 上清液2中生物炭的含量，即得到农作物种植期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作 物种植期土壤碳含量标准曲线；
[0076] S6、待步骤S4中种植的农作物到达成熟期后，每隔3天收集一盒农作物成熟期的土 壤作为土壤样品3,共收集6盒土壤样品3,每盒土壤样品3的重量为30克，备用；
[0077] S7、向步骤S6收集的6盒土壤样品3中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超 声分散、离心分离后，得到6盒上清液3,6盒上清液3分别置于元素分析仪中，并分别测量上 清液3中生物炭的含量，即得到农作物成熟期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物 成熟期土壤碳含量标准曲线；
[0078] S8、将步骤S3绘制的农作物种植前土壤碳含量标准曲线、步骤S5绘制的农作物种 植期土壤碳含量标准曲线及步骤S7绘制的农作物成熟期土壤碳含量标准曲线经数据分析 器进行分析形成生物炭适用性标准曲线，通过生物炭适用性标准曲线计算出生物炭适用性 值。
[0079] 所述碳酸氢钠溶液是由如下方法制备得到的：取6g碳酸氢钠固体粉末，将其放入 带有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，同时加入与所述碳酸氢钠质量比为1:2的水，在温度为 60°C，转速为165转/分钟的条件下搅拌，使所述碳酸氢钠完全溶解，即得到碳酸氢钠溶液。
[0080] 步骤S2、步骤S5和步骤S7中分别制备上清液1、上清液2和上清液3的具体方法为： 首先向土壤样品1、土壤样品2或土壤样品3中加入碳酸氢钠溶液，置于摇床中振荡处理3h， 然后放入超声分散器中分散处理60min，最后置于3000r/min的离心机中离心分离5min，即 得到上清液1、上清液2或上清液3。
[0081] 步骤S8中经数据分析器进行分析形成生物炭适用性标准曲线的具体方法为：
[0082]①设定土壤中农作物不同生长阶段碳含量权重比为:农作物种植前土壤碳含量权 重比为A%、农作物种植期土壤碳含量权重比为和农作物成熟期土壤碳含量权重比为 C%；
[0083]②根据农作物种植前土壤碳含量标准曲线、农作物种植期土壤碳含量标准曲线及 农作物成熟期土壤碳含量标准曲线上的6个检测点对应的碳含量值，分别计算处于农作物 种植前、农作物种植期及农作物成熟期的土壤碳含量的平均值；
[0084]③根据农作物不同生长阶段的土壤碳含量的平均值，绘制农作物生长阶段与碳含 量的生物炭适用性标准曲线，并按照以下公式计算生物炭适用性值：
[0086]其中，al"_a6为农作物种植前土壤碳含量标准曲线上的6个不同时间点采集土壤 对应的碳含量值;bl~b6为农作物种植期土壤碳含量标准曲线上的6个不同时间点采集土 壤对应的碳含量值;c 1…c6为农作物成熟期土壤碳含量标准曲线上的6个不同时间点采集 土壤对应的碳含量值;A%为农作物种植前土壤碳含量权重比；为农作物种植期土壤碳 含量权重比和C%为农作物成熟期土壤碳含量权重比。
[0087]本发明实施例提供的方法所得最终生物炭适用性值数据曲线与现有的检测方法 检测的生物炭适用性值数据曲线在数据分析器中对比，可得该方法计算的适用性值误差 小，误差降低了89%以上。实施例5
[0088] 本发明实施例5提供了一种适用于农作物生长阶段的生物炭复合肥，该复合肥包 括以下重量份数的原料:生物炭20份、茉莉酸甲酯13份、高锰酸钾12份、柠檬酸三乙酯10份、 凹凸棒土6份、尿素14份?引奠30份、壳聚糖5份、粘结剂8份。
[0089] 实施例6
[0090] 本发明实施例6提供了一种适用于农作物生长阶段的生物炭复合肥，该复合肥包 括以下重量份数的原料:生物炭35份、茉莉酸甲酯20份、高锰酸钾16份、柠檬酸三乙酯18份、 凹凸棒土 10份、尿素19份、蚯Μ粪40份、壳聚糖10份、粘结剂16份、淘米水25份、烟粉6份、茶 籽饼5份、醋糟3份。
[0091 ]所述生物炭是由农作物秸杆经厌氧高温碳化烧结而成。
[0092] 实施例7
[0093]本发明实施例7提供了一种适用于农作物生长阶段的生物炭复合肥，该复合肥包 括以下重量份数的原料:生物炭30份、茉莉酸甲酯17份、高锰酸钾14份、柠檬酸三乙酯14份、 凹凸棒土 8份、尿素16份、蚯蚓粪35份、壳聚糖8份、粘结剂12份、淘米水40份、烟粉10份、茶籽 饼8份、醋糟6份。
[0094]所述粘结剂包括以下重量份数的原料:膨润土 25份、磷酸5份、乙二醇二甲基丙烯 酸酯8份、茶树油10份、葡萄糖酸锌15份、卡波姆3份。
[0095] 实施例8
[0096] 本发明实施例8提供了一种适用于农作物生长阶段的生物炭复合肥，该复合肥包 括以下重量份数的原料:生物炭35份、茉莉酸甲酯20份、高锰酸钾16份、柠檬酸三乙酯18份、 凹凸棒土 10份、尿素19份、蚯蚓粪40份、壳聚糖10份、粘结剂16份，该复合肥包括以下重量份 数的原料:淘米水32份、烟粉8份、茶籽饼6.5份、醋糟4.5份。
[0097]所述粘结剂包括以下重量份数的原料:膨润土 31份、磷酸8份、乙二醇二甲基丙烯 酸酯1 〇份、茶树油12份、葡萄糖酸锌20份、卡波姆5份。
[0098] 对照例1
[0099]本发明对照例1提供了一种适用于农作物生长阶段的生物炭复合肥，该复合肥包 括以下重量份数的原料:生物炭20份、茉莉酸甲酯13份、蚯蚓粪30份、粘结剂8份。
[0100] 对照例2
[0101] 本发明对照例2提供了一种适用于农作物生长阶段的生物炭复合肥，该复合肥包 括以下重量份数的原料:茉莉酸甲酯20份、凹凸棒土 6份、尿素14份、蚯蚓粪40份、粘结剂12 份、淘米水25份、醋糟3份。
[0102] 所述生物炭是由农作物秸杆经厌氧高温碳化烧结而成。
[0103] 对照例3
[0104] 本发明对照例3提供了一种适用于农作物生长阶段的生物炭复合肥，其特征在于， 该复合肥包括以下重量份数的原料:生物炭28份、茉莉酸甲酯16份、高锰酸钾12份、尿素17 份、粘结剂16份、烟粉6份、茶籽饼5份。
[0105] 所述粘结剂包括以下重量份数的原料:膨润土 25-31份、茶树油10-12份、葡萄糖酸 锌15-20份。
[0106] 试验例1生物炭复合肥效果试验
[0107] 1、实验对象:选取4亩种植基地，分别编号为1号地、2号地、3号地和4号地。
[0108] 2、将本发明实施例5、实施例6、对照例1、对照例2提供的复合肥对应施撒在1号地、 2号地、3号地和4号地中，4亩地在同等条件下种植水稻，经水稻成熟后，测量土壤有机质含 量同时计算水稻产量如下表1所示：
[0110] 由上表所示，本发明实施例5和实施例6提供的生物炭复合肥能使水稻产量明显高 于对照例1和对照例2提供的生物炭复合肥，所以可以得出，本发明提供的复合肥能够提高 农作物产量，促进农作物生长，此外，通过有机质的测定，可以证明，本发明实施例5和实施 例6提供的生物炭复合肥与对照例1和对照例2相比，能够有效改善土壤肥力，土壤中有机质 含量明显提升。
[0111] 试验例2生物炭复合肥的稳定性
[0112]取本发明实施例7和对照例3提供的复合肥制成颗粒剂，分别在温度25°C±2°C下， 相对湿度为60% ± 10%的条件下放置24个月，每3个月取样一次，分别于0个月、3个月、6个 月、9个月、12个月、18个月、24个月取样，检测颗粒剂的性状和肥料有效成分的含量（％ )，长 期试验结果见：
[0114]从上述表格中可看出本发明实施例7提供复合肥的颗粒剂，长时间放置24个月后， 该颗粒剂的性状符合标准，肥料有效成分的含量未发生明显的变化，未发现失效;而对照例 3提供的复合肥的颗粒剂长时间放置6个月后，该颗粒剂的表面出现潮湿，颗粒之间发生粘 结现象;并且肥料中有效成分的含量显著下降;表明本发明实施例7提供复合肥能够长时间 放置，稳定性强，粘结剂能够有效固定有效成分，长时间放置，性质稳定。
[0115] 试验例3生物炭适应性值测定
[0116] 本发明实施例1提供了一种分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，该方法包括 以下步骤：
[0117] S1、土壤收集：向土壤中均匀施撒生物炭，施撒生物炭的量为3千克/亩，用耕田机 将生物炭与土壤均匀混合，在温度为25°C的外界温度下放置3天后，每隔3天收集一盒农作 物种植前的土壤作为土壤样品1，共收集6盒土壤样品1，每盒土壤样品1的重量为30克，备 用；
[0118] S2、向步骤S1中收集的6盒土壤样品1中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、 超声分散、离心分离后，得到6盒上清液1;
[0119] S3、将步骤S2中得到的6盒上清液1分别置于元素分析仪中，并分别测量上清液1中 生物炭的含量，即得到农作物种植前不同取样时间对应的碳含量依次为4.2g/ml、5.8g/ml、 4.4g/ml、5.6g/ml、5g/ml、5g/ml，并绘制出农作物种植前土壤碳含量标准曲线；
[0120] S4、将农作物种植在步骤S1的土壤中，种植2个月后，每隔3天收集一盒农作物种植 期的土壤作为土壤样品2,共收集6盒土壤样品2,每盒土壤样品2的重量为30克，备用；
[0121] S5、向步骤S4收集的6盒土壤样品2中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超 声分散、离心分离后，得到6盒上清液2,将6盒上清液2分别置于元素分析仪中，并分别测量 上清液2中生物炭的含量，即得到农作物种植期不同取样时间对应的碳含量依次为7.3g/ ml、8.2g/ml、7.8g/ml、8.7g/ml、7.4g/ml、8.6g/ml，并绘制出农作物种植期土壤碳含量标准 曲线；
[0122] S6、待步骤S4中种植的农作物到达成熟期后，每隔3天收集一盒农作物成熟期的土 壤作为土壤样品3,共收集6盒土壤样品3,每盒土壤样品3的重量为30克，备用；
[0123] S7、向步骤S6收集的6盒土壤样品3中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超 声分散、离心分离后，得到6盒上清液3,6盒上清液3分别置于元素分析仪中，并分别测量上 清液3中生物炭的含量，即得到农作物成熟期不同取样时间对应的碳含量依次为9. lg/ml、 9.4g/ml、9.5g/ml、10.9g/ml、10.6g/ml、10.5g/ml，并绘制出农作物成熟期土壤碳含量标准 曲线；
[0124] S8、将步骤S3绘制的农作物种植前土壤碳含量标准曲线、步骤S5绘制的农作物种 植期土壤碳含量标准曲线及步骤S7绘制的农作物成熟期土壤碳含量标准曲线经数据分析 器进行分析形成生物炭适用性标准曲线，通过生物炭适用性标准曲线计算出生物炭适用性 值。
[0125] 步骤S8中经数据分析器进行分析形成生物炭适用性标准曲线的具体方法为：
[0126] ①设定土壤中农作物不同生长阶段碳含量权重比为:农作物种植前土壤碳含量权 重比为20%、农作物种植期土壤碳含量权重比为50%和农作物成熟期土壤碳含量权重比为 30% ；
[0127] ②根据农作物种植前土壤碳含量标准曲线、农作物种植期土壤碳含量标准曲线及 农作物成熟期土壤碳含量标准曲线上的6个检测点对应的碳含量值，分别计算处于农作物 种植前、农作物种植期及农作物成熟期的土壤碳含量的平均值；
[0128] ③根据农作物不同生长阶段的土壤碳含量的平均值，绘制农作物生长阶段与碳含 量的生物炭适用性标准曲线，并按照以下公式计算生物炭适用性值：
[0130] 有上述公式计算得到生物炭的适用性值为8。
[0131] 本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种 形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技 术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 51、 土壤收集：向土壤中均匀施撒生物炭，用耕田机将生物炭与土壤均匀混合，在温度 为25-35Γ的外界温度下放置3-5天后，每隔3天收集一盒农作物种植前的土壤作为土壤样 品1，共收集6盒土壤样品1，每盒土壤样品1的重量为30-40克，备用； 52、 向步骤Sl中收集的6盒土壤样品1中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超声 分散、离心分离后，得到6盒上清液1; 53、 将步骤S2中得到的6盒上清液1分别置于元素分析仪中，并分别测量上清液1中碳的 含量，即得到农作物种植前不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物种植前土壤碳含 量标准曲线； 54、 将农作物种植在步骤Sl的土壤中，种植2-3个月后，每隔3天收集一盒农作物种植期 的土壤作为土壤样品2,共收集6盒土壤样品2,每盒土壤样品2的重量为30-40克，备用； 55、 向步骤S4收集的6盒土壤样品2中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超声分 散、离心分离后，得到6盒上清液2,将6盒上清液2分别置于元素分析仪中，并分别测量上清 液2中碳的含量，即得到农作物种植期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物种植期 土壤碳含量标准曲线； 56、 待步骤S4中种植的农作物到达成熟期后，每隔3天收集一盒农作物成熟期的土壤作 为土壤样品3,共收集6盒土壤样品3,每盒土壤样品3的重量为30-40克，备用； 57、 向步骤S6收集的6盒土壤样品3中分别加入碳酸氢钠溶液，并依次进行振荡、超声分 散、离心分离后，得到6盒上清液3,6盒上清液3分别置于元素分析仪中，并分别测量上清液3 中碳的含量，即得到农作物成熟期不同取样时间对应的碳含量，并绘制出农作物成熟期土 壤碳含量标准曲线； 58、 将步骤S3绘制的农作物种植前土壤碳含量标准曲线、步骤S5绘制的农作物种植期 土壤碳含量标准曲线及步骤S7绘制的农作物成熟期土壤碳含量标准曲线经数据分析器进 行分析形成生物炭适用性标准曲线，通过生物炭适用性标准曲线计算出生物炭适用性值。2. 如权利要求1所述的分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，其特征在于，步骤Sl的 土壤中施撒生物炭的量为3-5千克/亩。3. 如权利要求1所述的分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，其特征在于，所述碳酸 氢钠溶液是由如下方法制备得到的：取5~7g碳酸氢钠固体粉末，将其放入带有搅拌器、温 度计的三口烧瓶中，同时加入与所述碳酸氢钠质量比为1: 2的水，在温度为70~80°C，转速 为150~180转/分钟的条件下搅拌，使所述碳酸氢钠完全溶解，即得到碳酸氢钠溶液。4. 如权利要求1所述的分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，其特征在于，步骤S2、 步骤S5和步骤S7中分别制备上清液1、上清液2和上清液3的具体方法为:首先向土壤样品1、 土壤样品2或土壤样品3中加入碳酸氢钠溶液，置于摇床中振荡处理2~3h，然后放入超声分 散器中分散处理50~60min，最后置于2000~3000r/min的离心机中离心分离3~5min，即得 到上清液1、上清液2或上清液3。5. 如权利要求1所述的分析生物炭适用农作物生长阶段的方法，其特征在于，步骤S8中 经数据分析器进行分析形成生物炭适用性标准曲线的具体方法为： ①设定土壤中农作物不同生长阶段碳含量权重比为:农作物种植前土壤碳含量权重比 为A%、农作物种植期土壤碳含量权重比为和农作物成熟期土壤碳含量权重比为C% ; ② 根据农作物种植前土壤碳含量标准曲线、农作物种植期土壤碳含量标准曲线及农作 物成熟期土壤碳含量标准曲线上的6个检测点对应的碳含量值，分别计算处于农作物种植 前、农作物种植期及农作物成熟期的土壤碳含量的平均值； ③ 根据农作物不同生长阶段的土壤碳含量的平均值，绘制农作物生长阶段与碳含量的 生物炭适用性标准曲钱·#桉眧W下公忒彳+笪生物^^舌田丨牛佶. 生物荧逄用性其中，ar^a6为农作物种植前土壤碳含量标准曲线上的6个不同时间点采集土壤对应的 碳含量值;bp_b6为农作物种植期土壤碳含量标准曲线上的6个不同时间点采集土壤对应的 碳含量值;Cd 6为农作物成熟期土壤碳含量标准曲线上的6个不同时间点采集土壤对应的 碳含量值;A%为农作物种植前土壤碳含量权重比；为农作物种植期土壤碳含量权重比 和C%为农作物成熟期土壤碳含量权重比。6. -种适用于农作物生长阶段的生物炭复合肥，其特征在于，该复合肥包括以下重量 份数的原料:生物炭20-35份、茉莉酸甲酯13-20份、高锰酸钾12-16份、柠檬酸三乙酯10-18 份、凹凸棒土 6-10份、尿素14-19份、蚯蚓粪30-40份、壳聚糖5-10份、粘结剂8-16份。7. 如权利要求6所述的生物炭复合肥，其特征在于，该生物炭复合肥还包括以下重量份 数的原料:淘米水25-40份、烟粉6-10份、茶籽饼5-8份、醋糟3-6份。8. 如权利要求6所述的生物炭复合肥，其特征在于，所述生物炭是由农作物秸杆经厌氧 高温碳化烧结而成的。9. 如权利要求6所述的生物炭复合肥，其特征在于，所述粘结剂包括以下重量份数的原 料:膨润土 25-31份、磷酸5-8份、乙二醇二甲基丙烯酸酯8-10份、茶树油10-12份、葡萄糖酸 锌15-20份、卡波姆3-5份。
【文档编号】G01N33/24GK106018693SQ201610371822
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】潘韬, 张玉虎, 曹宝, 张向前, 侯国军
【申请人】潘韬