一种水稻专用生物炭基育秧基质及其制备方法

1.本发明属于水稻种植技术领域，具体涉及到一种水稻专用生物炭基育秧基质及其制备方法。


背景技术：

2.水稻是我国重要的粮食作物，其播种面积约占粮食作物总面积的25％，水稻产业的可持续健康发展保障着我国的粮食安全。随着水稻栽培技术方面深入研究，机插秧技术得到了极大的发展和推广，同时也带动了水稻工厂化育秧技术。水稻工厂化育秧技术是通过专业的育秧设备完成传送秧盘、床土上料、铺垫床土、刷平床土、喷水、播种、覆土、刮土、盘叠、控温催根立苗、炼苗等一系列的流程和技术，此项技术可以促使秧苗快速、整齐、均匀、健壮的生长，同时也因其生产效率高、生产规模大、秧苗质量好、成活率高、控制杂草、育秧成本低、节种省工、易于管理等优点而越来越备受重视。但是，连年取土会导致土地耕层破坏、土壤浪费、土传病虫害加重等问题。因此，研发一种新型的、具有资源循环利用特性的、高发芽率、高成活率、透气良好的育秧基质具有重要的实际意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种水稻专用生物炭基育秧基质及其制备方法，可以解决农业生产及牲畜家禽养殖过程中产生的废弃物不合理利用、利用率低等所造成的环境污染、资源浪费等情况，同时现有育苗基质带病率高、保肥、保水、保温能力差等缺点。
4.为达上述目的，本发明提供了一种水稻专用生物炭基育秧基质，包括以下组分：生物炭20～48wt％、秸秆有机肥30～50wt％、复合肥5～15wt％、蛭石10～30wt％、壮秧剂3～8wt％以及促根剂2～5wt％。
5.进一步地，包括以下组分：生物炭20wt％、秸秆有机肥48wt％、复合肥10wt％、蛭石15wt％、壮秧剂4wt％以及促根剂3wt％。
6.进一步地，生物炭通过以下方法制得：
7.将干燥的生物质材料粉碎成直径1～5mm的颗粒，在300～600℃条件下无氧热解1～3h，再次粉碎，过60～200目筛，即可制得。
8.进一步地，生物质材料包括水稻秸秆、稻壳、玉米秸秆、小麦秸秆、油菜秸秆、大豆秸秆、甘蔗渣和花生壳粉中的至少一种。
9.进一步地，秸秆有机肥通过以下方法制得：
10.将所述生物质材料粉碎成直径为1～5mm的颗粒后，与粪便混合后接种秸秆腐熟剂专用菌剂发酵，将发酵后的产品添加ph调节剂调节ph至6.8～7.5后，烘干即可制得。
11.其中ph调节剂可以为生石灰或者熟石灰。粪便可以为羊粪、牛粪、猪粪、鸡粪等牲畜、家禽粪。
12.进一步地，发酵过程包括前发酵和后发酵，所述前发酵的发酵时间为3～10d，所述后发酵的发酵时间为20-30d。
13.其中，前发酵可以在露天或发酵装置内进行，根据翻堆式强制性自然通风为堆积层或发酵设备。后发酵将主发酵后的半成品送至后发酵过程，进一步分解主发酵过程中未分解的易分解有机物和较难分解的有机物，制成腐殖酸、氨基酸等稳定有机物，得到分解的秸秆有机肥。
14.进一步地，复合肥的氮磷钾的比例为15:15:15。
15.进一步地，蛭石的粒径小于0.3mm。
16.水稻专用生物炭基育秧基质的制备方法，包括以下步骤：将称量好的生物炭、秸秆有机肥、复合肥、蛭石、壮秧剂以及促根剂混合均匀即可。
17.综上所述，本发明具有以下优点：
18.1、生物炭是生物质如农作物废弃物在缺氧高温条件下热解产生的，拥有丰富的多微孔碳骨架结构、巨大的比表面积和孔隙度，因此具有极强的吸附能力，为水分和养分的固持提供理想的载体。利用生物碳、秸秆有机肥料等按照一定比例进行混配可得到一种新型的水稻育苗基质，可改善基质特性、消除水稻苗期某些病虫害、提高抗逆性、提高资源循环利用率。因此，生物炭基育苗基质在生产中具有广阔的空间和前景。
19.2、本发明利用水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆等农田有机废弃物制作成生物炭，与秸秆有机肥、复合肥、蛭石、壮秧剂、促根剂、ph调节剂按照一定比例进行混合，制成水稻生物炭基育秧基质，本发明制备的基质具有壮秧、保肥、保水、防治病害、环保、资源循环利用、土壤改良等优点，其成本低廉、兼具环保等特质，具有其他基质不可比拟的优势。
具体实施方式
20.以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
21.实施例1
22.本实施例提供了一种水稻专用生物炭基育秧基质的制备方法，包括以下步骤：
23.(1)制备生物炭：将干燥的水稻秸秆粉碎成直径小于5mm的颗粒，在350℃的条件下无氧热解2.5h，粉碎过60目筛后，制成粉末状水稻秸秆生物炭。
24.(2)制备有机肥：将水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆分别粉碎至直径1～5mm左右的粉末状，三者的质量比为1：1：1；然后加入粉末质量25％的羊粪和秸秆腐熟剂专用菌剂投放到发酵池中，期间测量ph值，加入熟石灰调节ph值在7.0左右；发酵完成后烘干、粉碎。
25.(3)称取原料：生物炭40wt％、秸秆有机肥30wt％、复合肥5wt％、蛭石20wt％、壮秧剂3wt％和促根剂2wt％。
26.(4)混合：将称量好的原料投放到搅拌机中搅拌均匀，即可制备得到水稻专用生物炭基育秧基质。
27.实施例2
28.本实施例提供了一种水稻专用生物炭基育秧基质的制备方法，包括以下步骤：
29.(1)制备生物炭：将干燥的水稻秸秆粉碎成直径小于5mm的颗粒，在450℃的条件下无氧热解3h，粉碎过120目筛后制成粉末状水稻秸秆生物炭。
30.(2)制备有机肥：将水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆分别粉碎至直径1～5mm左右的
粉末状，三者的质量比为1：1：1；然后加入粉末质量25％的牛粪和秸秆腐熟剂专用菌剂投放到发酵池中，期间测量ph值，加入熟石灰调节ph值在7.0左右；发酵完成后烘干、粉碎。
31.(3)称取原料：生物炭30wt％、秸秆有机肥40wt％、复合肥5wt％、蛭石20wt％、壮秧剂3wt％和促根剂2wt％。
32.(4)混合：将称量好的原料投放到搅拌机中搅拌均匀，即可制备得到水稻专用生物炭基育秧基质。
33.实施例3
34.本实施例提供了一种水稻专用生物炭基育秧基质的制备方法，包括以下步骤：
35.(1)制备生物炭：将干燥的水稻秸秆粉碎成直径小于5mm的颗粒，在550℃的条件下无氧热解2.5h，粉碎过180目筛后制成粉末状水稻秸秆生物炭。
36.(2)制备有机肥：将水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆分别粉碎至直径1～5mm左右的粉末状，三者的质量比为1：1：1；然后加入粉末质量25％的鸡粪和秸秆腐熟剂专用菌剂投放到发酵池中，期间测量ph值，加入熟石灰调节ph值在7.0左右；发酵完成后烘干、粉碎。
37.(3)称取原料：生物炭20wt％、秸秆有机肥48wt％、复合肥10wt％、蛭石15wt％、壮秧剂4wt％和促根剂3wt％。
38.(4)混合：将称量好的原料投放到搅拌机中搅拌均匀，即可制备得到水稻专用生物炭基育秧基质。
39.实施例4
40.本实施例提供了一种水稻专用生物炭基育秧基质的制备方法，包括以下步骤：
41.(1)制备生物炭：将干燥的水稻秸秆粉碎成直径小于5mm的颗粒，在500℃的条件下无氧热解2h，粉碎过200目筛后制成粉末状水稻秸秆生物炭。
42.(2)制备有机肥：将水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆分别粉碎至直径1～5mm左右的粉末状，三者的质量比为1：1：1；然后加入粉末质量25％的猪粪和秸秆腐熟剂专用菌剂投放到发酵池中，期间测量ph值，加入熟石灰调节ph值在7.0左右；发酵完成后烘干、粉碎。
43.(3)称取原料：生物炭25wt％、秸秆有机肥40wt％、复合肥10wt％、蛭石15wt％、壮秧剂5wt％和促根剂5wt％。
44.(4)混合：将称量好的原料投放到搅拌机中搅拌均匀，即可制备得到水稻专用生物炭基育秧基质。
45.对比例1
46.本对比例提供了一种水稻专用生物炭基育秧基质的制备方法，包括以下步骤：
47.(1)制备生物炭：将干燥的水稻秸秆粉碎成直径小于5mm的颗粒，在550℃的条件下无氧热解2.5h，粉碎过60目筛后制成粉末状水稻秸秆生物炭。
48.(2)制备有机肥：将水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆分别粉碎至直径1～5mm左右的粉末状，三者的质量比为1：1：1；然后加入粉末质量25％的羊粪和秸秆腐熟剂专用菌剂投放到发酵池中，期间测量ph值，加入熟石灰调节ph值在7.0左右；发酵完成后烘干、粉碎。
49.(3)称取原料：生物炭30wt％、秸秆有机肥45wt％、复合肥20wt％和壮秧剂6wt％。
50.(4)混合：将称量好的原料投放到搅拌机中搅拌均匀，即可制备得到水稻专用生物炭基育秧基质。
51.对比例2
52.本对比例提供了一种水稻专用生物炭基育秧基质的制备方法，包括以下步骤：
53.(1)制备生物炭：将干燥的水稻秸秆粉碎成直径小于5mm的颗粒，在550℃的条件下无氧热解2.5h，粉碎过60目筛后制成粉末状水稻秸秆生物炭。
54.(2)制备有机肥：将水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆分别粉碎至直径1～5mm左右的粉末状，三者的质量比为1：1：1；然后加入粉末质量25％的羊粪和秸秆腐熟剂专用菌剂投放到发酵池中，期间测量ph值，加入熟石灰调节ph值在7.0左右；发酵完成后烘干、粉碎。
55.(3)称取原料：秸秆有机肥60wt％、复合肥18wt％、蛭石15wt％、壮秧剂4wt％和促根剂3wt％。
56.(4)混合：将称量好的原料投放到搅拌机中搅拌均匀，即可制备得到水稻专用生物炭基育秧基质。
57.对比例3
58.本对比例提供了一种水稻专用生物炭基育秧基质的制备方法，包括以下步骤：
59.(1)制备生物炭：将干燥的水稻秸秆粉碎成直径小于5mm的颗粒，在200℃的条件下无氧热解2.5h，粉碎过60目筛后制成粉末状水稻秸秆生物炭。
60.(2)制备有机肥：将水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆分别粉碎至直径1～5mm左右的粉末状，三者的质量比为1：1：1；然后加入粉末质量25％的羊粪和秸秆腐熟剂专用菌剂投放到发酵池中，期间测量ph值，加入熟石灰调节ph值在7.0左右；发酵完成后烘干、粉碎。
61.(3)称取原料：生物炭20wt％、秸秆有机肥48wt％、复合肥10wt％、蛭石15wt％、壮秧剂4wt％和促根剂3wt％。
62.(4)混合：将称量好的原料投放到搅拌机中搅拌均匀，即可制备得到水稻专用生物炭基育秧基质。
63.试验例
64.以普通稻田的土壤为对照组，与实施例1-4以及对比例1-3提供的基质进行育秧，设三次重复，其中水稻的品种为花优357，实验结果如表1所示。
65.表1育秧结果数据
[0066][0067][0068]
由表1可知，本发明中的组分含量以及制备工艺均对本发明制备的基质起到重要
的作用。本发明制备的基质可以在保证出芽率的同时，提高水稻植株的株高，提高根系重量以及茎叶重量，为水稻的成活率提供基础。因此本发明制备的水稻专用生物炭基育秧基质，配方各种材料配比合理，可为水稻苗期提供充足的养分需求，有助于水稻苗的生长发育，苗期病害减轻、跟强苗壮、涨势整齐、移栽成活率高。
[0069]
虽然对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。