一种利用微波改性水稻秸秆制备水稻轻型无土育秧基质的方法与流程

本发明属于水稻轻型无土育秧基质的制备方法技术领域，具体涉及一种利用微波改性水稻秸秆制备水稻轻型无土育秧基质的方法。

背景技术：

我国水稻种植机械化取得较大发展必须依赖于标准化育秧技术的发展。目前机插水稻主要采用营养土育秧和带土移栽，严重破坏了我国土壤耕地资源，并对周围生态环境造成一定负面影响，不利于水稻机插秧的大面积推广。为解决水稻育秧中营养土取土难、取土破坏植被与环境等问题，缓解农村劳动力紧张现状，迫切需要开发水稻无土育秧基质产品，促进我国水稻机插育秧的大力发展。

在本发明提出之前，水稻无土育秧基质一般为草炭、作物秸秆、农家肥、沼渣、造纸废浆等添加化学肥料与高分子化学物质配置而成。传统的作物秸秆处理方式基本为粉碎、腐熟发酵。常规的粉碎秸秆只是物理破碎，不能改变秸秆的化学结构，且易产生病菌；腐熟发酵虽然能够破坏秸秆化学结构，但发酵周期较长，还可能产生发酵污染物。目前市场上专门针对水稻秸秆辐照处理用于水稻轻型无土育秧基质的研究未见报道，而且关于轻型无土育秧基质研发成果很少。新型、高效、安全、绿色、环保的轻型无土育秧基质，国内外鲜见报道。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用微波改性水稻秸秆制备水稻轻型无土育秧基质的方法的技术方案，通过该方法得到的改性秸秆的半纤维素、木质素化学键断裂，增大纤维表面的粗糙度，降低纤维的极性，比表面积增大，形成无数的微隙与孔洞，形成多孔结构的纤维。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用微波改性水稻秸秆制备水稻轻型无土育秧基质的方法，将水稻秸秆在45-65℃条件下进行烘干2.5-4.5h后粉碎，使其粒径为38μm，粉碎后采用频率为2450-2550mhz、功率为800-1000w的微波辐射处理3-5min后再次烘干，获得改性水稻秸秆粉，按改性水稻秸秆粉与有机肥的重量比为80:10-20添加有机肥混合，即得到水稻轻型无土育秧基质。

进一步的：再次烘干时，温度为40-60℃，时间为1-2h。

进一步的：改性水稻秸秆粉与有机肥的重量比为80:12-18。

进一步的：所述有机肥为畜禽粪便、酒糟、味精渣、菌菇渣中的一种或几种。

本发明的有益技术效果是：本发明水稻秸秆先经过前期处理，再利用微波辐照进行处理，合理控制微波辐照的条件，得到的改性秸秆的半纤维素、木质素化学键断裂，增大纤维表面的粗糙度，降低纤维的极性，比表面积增大，形成无数的微隙与孔洞，形成多孔结构的纤维；然后经过与有机肥配制，制备得到的保水性好、新型、高效、安全、绿色、环保的轻型无土育秧基质，是发展绿色有机农业的优选。

本发明解决大量秸秆的无害化利用的问题；现有的育秧基质存在营养成分不平衡，普遍添加保水剂及固化剂等化学材料，大量施用会造成二次污染，不利于农业的可持续发展，也不利于商业化运作。

说明书附图

图1是本发明中未处理与经微波辐射处理的秸秆纤维谱图；

图2是秸秆微波处理前后对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)将水稻秸秆长度或直径超过20mm50℃烘干3h后进行粉碎处理，粉碎后的长度或直径不超过38μm备用。

(2)将粉碎得到的水稻秸秆粉采用微波进行辐照处理4min，微波频率为2500mhz、功率为900w，微波处理红再次在50℃条件下烘干1.5h；

(3)辐照处理反应后的改性水稻秸秆与畜禽粪便按重量比80：20配制，得到轻型无土育秧基质，计量包装。

实施例2

(1)将水稻秸秆长度或直径超过20mm45℃烘干3h后进行粉碎处理，粉碎后的长度或直径不超过38μm备用。

(2)将粉碎得到的水稻秸秆粉采用微波进行辐照处理5min，微波频率为2550mhz、功率为900w，微波处理红再次在60℃条件下烘干2h；

(3)辐照处理反应后的改性水稻秸秆与畜禽粪便按重量比80：18配制，得到轻型无土育秧基质，计量包装。

实施例3

(1)将水稻秸秆长度或直径超过20mm45℃烘干3h后进行粉碎处理，粉碎后的长度或直径不超过38μm备用。

(2)将粉碎得到的水稻秸秆粉采用微波进行辐照处理4min，微波频率为2450mhz、功率为1000w，微波处理红再次在60℃条件下烘干1h；

(3)辐照处理反应后的改性水稻秸秆与畜禽粪便按重量比80：12配制，得到轻型无土育秧基质，计量包装。

实施例4

(1)将水稻秸秆长度或直径超过20mm50℃烘干5h后进行粉碎处理，粉碎后的长度或直径不超过38μm备用。

(2)将粉碎得到的水稻秸秆粉采用微波进行辐照处理4min，微波频率为2450mhz、功率为900w，微波处理红再次在50℃条件下烘干1.5h；

(3)辐照处理反应后的改性水稻秸秆与畜禽粪便按重量比80：20配制，得到轻型无土育秧基质，计量包装。

图1是未处理与经微波辐射处理的秸秆纤维谱图，由上图我们可以看到秸秆纤维是含有大量轻基的极性高分子，因而在3369cm^-1出现的吸收峰是秸秆纤维中纤维素、木质素分子中的轻基的吸收峰。在3200-3700cm^-1区间内两条谱线的峰形不同，说明微波处理样的分子间氢键、分子内氢键发生了变化。

图2-a为未经微波处理的秸秆纤维表面情况，图2-b经微波处理的秸秆纤维表面情况。从上图可以看出，未经微波处理的秸秆纤维表面较为光滑，且纤维本身亲水性较大，因此与高分子基的相互作用较弱。经微波处理的秸秆纤维表面形态凹凸不平，粗糙度明显增大，半纤维素、木质素化学键断裂，增大纤维表面的粗糙度，降低纤维的极性，比表面积增大，形成无数的微隙与孔洞，形成多孔结构的纤维。

为了验证上述基质试验效果，试验根据我国水稻育秧基质类型，设置2种水稻育秧介质：自然土(ck)和轻型无土基质。其中自然土取自中国水稻研究所试验基地内耕层(0cm～20cm)土壤，风干、磨细、过5mm筛后备用；轻型无土基质改性水稻秸秆配方。

表1营养土与本发明的轻型无土基质主要属性数据

表2水稻育秧12天秧苗素质

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。