一种生物质炭种衣剂及其制备方法

本发明属于农林，具体涉及一种生物质炭种衣剂及其制备方法。

背景技术：

1、中国是农业大国，农林有机废弃物数量庞大，每年约有40多亿吨，农业废弃物其中秸秆7亿吨，充分利用率不足25％。常见的农林废弃物有各种作物秸秆、椰子壳、花生壳等农业废弃物。传统的秸秆还田、填埋或焚烧，有一定的缺陷，综合利用是近几年来国家推行的政策，其中的农林废弃物生产生物质炭是综合利用的重要途径之一。到目前为止，生物质炭的制备技术已经很成熟，并且已经将生物质炭应用在炭基肥料制备及应用、粘性、酸性土壤改良以及提高土壤养分以及土壤重金属及有机污染物的修复等方面；而生产过程中的副产物之一——木醋液也有广泛的应用，主要用途有促进农林作物的营养生长、促根壮苗，农林作物增产提质，提高了作物的抗逆、抗旱和抗寒能力，具有良好的抑菌杀菌作用，防止了病虫害对农药产生的抗药性，提高了农药的利用率、达到减少农药用量的作用；促进有益微生物和有益菌群的繁殖；促进花芽分化、调节农林作物生长的作用；改善农林作物的内在品质和外观质量、显著提高农林作物的产量和质量；强化农林作物对肥料的吸收、提高肥效和药效；既有肥效又有药效，达到了天然的药肥一体化效果。

2、种衣是一种保护种子、促进种子发芽、防虫、防病的处理技术。种衣就是在种子表面包裹一层多物质组成的复合保护膜。种衣技术在国内目前已经有广泛应用，对于种子发芽及幼苗的保护有积极的作用。一般的作物种子在自然条件下容易感染病菌，甚至失去活性导致发芽率较低。种衣在一定程度上具有杀菌效果，从而达到保护种子的效果。同时，种衣还具有提供种子发芽时需要的养分、微量元素和小分子有机物，从而达到提高出芽率和幼苗品质，为提高产量提供前提。

3、cn103053244a公开了一种生物质炭种子包衣剂，其包括生物质炭、填充剂、粘合剂、分散剂，该包衣剂与未包衣处理相比，能够增加种子的发芽势，且咱一定用量下能够增加玉米根长等，但是当生物质炭用量大于10％时，将会产生负面影响，表现为发芽势的降低，以及地上部分和地下部分的生长抑制。cn108848757a公开了使用生物质炭-木醋液的混合液对荆条种子进行包衣，可提高种子的发芽率。

4、董娟等(生物质炭-木醋液包衣剂对玉米幼苗生长及抗氧化酶活性的影响)研究发现，生物质炭-木醋液包衣处理可提高玉米种子活力指数，但对种子发芽势、发芽率影响不显著，而且玉米幼苗生长及抗氧化酶活性。

5、目前种子包衣剂的种类较多，商品化的种子包衣剂和包膜技术也比较成熟。常见的包衣剂往往是高分子合成材料(如：聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚醋酸乙烯酯等)、高分子多糖化合物(如：羧甲基纤维素钠)或者高分子聚合物(如：阿拉伯胶、明胶等)。这些物质的优点是包衣容易成膜，但其降解速度不一定比发芽速度快，导致部分种子缺氧，出现发芽率低的问题，再就是成本较高，所以商品化的包衣种子往往价格较高。

6、另外，目前虽然存在生物质炭、木醋液在种子包衣中的应用研究，但多数均处于前期研究阶段，缺乏具体的量化研究，而后者是应用推广的基础和关键。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于：提供一种利用农林有机废弃物生产的生物质炭、木醋液浸提物和5-硝基愈创木酚钠制备的种衣剂，能提高种子的发芽率，降低种子的病虫害及发芽期生理胁迫，促进幼苗生长。本发明的目的之二在于：提供一种所述生物质炭种衣剂的制备方法和应用。

2、为实现以上目的，本发明采用如下技术方案。

3、本发明一方面涉及一种生物质炭种衣剂，其中，所述生物质炭种衣剂包括生物质炭、木醋液浸提物、5-硝基愈创木酚钠和壳聚糖，其重量比为1:5-15:0.1:0.23，优选为1:5-10:0.1，例如1:6:0.1、1:7:0.1、1:8:0.1、1:9:0.1、1:10:0.1，最优选为1:10:0.1。

4、其中，所述生物质炭和木醋液浸提物的制备方法为：

5、步骤一：收集农业废弃有机物料，干燥，粉碎；

6、步骤二：将步骤一得到的农业废弃有机物料置于通氮气的管式炉里，在250-650℃条件下恒温炭化3-6小时，并收集冷却的液体，即木醋液，处理废气；

7、步骤三：将步骤二得到的炭化后的固体过80目至100目筛，即为生物质炭；

8、步骤四：取步骤二收集的木醋液，加入氢氧化钠调节ph为6.5-7.5，然后静置或离心，并将沉淀物和表层油状物分离，取中间褐色水溶液部分，并过0.45μm滤膜，即为木醋液浸提物。所述农业废弃有机物料包括作物秸秆，如水稻秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆等农业有机废弃物中的一种或多种。

9、在上述生物质炭和木醋液浸提物的制备方法中，优选地：

10、步骤二中炭化温度为350-500℃，炭化时间为3-5小时；更优选地，炭化温度为450℃，炭化时间为4小时。

11、步骤四中，所述静置为静置1天以上，优选为2-3天；所述离心为在3000-5000转/分离心20-60分钟，优选为4000转/分离心30分钟。

12、本发明另一方面涉及上述种衣剂的制备方法，其中所述制备方法包括：

13、(1)制备生物质炭和木醋液浸提物

14、所述生物质炭和木醋液浸提物的制备方法为：

15、步骤一：收集农业废弃有机物料，干燥，粉碎；

16、步骤二：将步骤一得到的农业废弃有机物料置于通氮气的管式炉里，在250-650℃条件下恒温炭化3-6小时，并收集冷却的液体，即为木醋液，处理废气；

17、步骤三：将步骤二得到的炭化后的固体过80目至100目筛，即为生物质炭；

18、步骤四：取步骤二收集的木醋液，加入氢氧化钠调节ph为6.5-7.5，然后静置或离心，并将沉淀物和表层油状物分离，取中间褐色水溶液部分，并过0.45μm滤膜，即为木醋液浸提物。

19、所述生物质炭和木醋液浸提物的优选制备方法如前所述。

20、(2)制备生物质炭种衣剂

21、将配方量的生物质炭、木醋液浸提物、5-硝基愈创木酚钠和壳聚糖混合，得到本发明所述的生物质炭种衣剂。所述生物质炭、木醋液浸提物、5-硝基愈创木酚钠和壳聚糖的重量比如前所述。本发明另一方面涉及用本发明所述种衣剂进行种子包衣的方法，所述方法为：将本发明所述的生物质炭种衣剂用水稀释至原来的5-50倍(体积)，形成悬浊液，调节ph至6.5-7.0；然后将种子浸入配制好的种衣剂中，待种子全部浸没后晾干，得到具有种衣的种子；其中，所述种子和生物质炭种衣剂的质量体积(g/ml)比为40-60:1，优选50:1。本发明另一方面涉及所述种衣用于提高作物种子发芽率的用途，其中将本发明所述的生物质炭种衣剂用水稀释至原来的5-50倍(体积)，形成悬浊液，调节ph至6.5-7.0；然后将种子浸入配制好的种衣剂中，待种子全部浸没后晾干，得到具有种衣的种子；其中，所述种子和生物质炭种衣剂的质量体积(g/ml)比为40-60:1，优选50:1。经上述种衣剂包衣处理后，能够明显提高作物种子的发芽率。所述作物种子为水稻种子或玉米种子。

22、有益效果：

23、本发明通过将生物质炭、木醋液浸提物、5-硝基愈创木酚钠和壳聚糖混合制成的种衣剂对种子进行包衣后，能够提高种子的发芽率。另外，本发明通过具体实验发现，只有当木醋液浸提物与生物质炭、5-硝基愈创木酚钠和壳聚糖在特定的比例时，提高发芽率的效果才较为明显，超出该比例范围后，发芽率提高不明显，甚至有所降低。