[发明专利]水稻专用炭基育苗基质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无土栽培技术领域，具体涉及一种水稻专用炭基育苗基质及其制备方法。

背景技术

培育健壮秧苗，是水稻生产过程中的一个重要环节。健壮的秧苗移栽后返青期短，分蘖力旺盛，能为水稻后期高产打下良好的基础。传统的水稻育苗多在秧田中进行，需要占用一定面积的耕地，同时需要精细耕作制作苗床。田间水分管理需要根据气温变化适时调整，此外需要进行除草、防病虫害等劳作过程，往往消耗较多的人力、物力。而且因气温变化、水肥管理不济等影响幼苗发育，难以培育出壮苗。而集中式大棚土床育苗能较好的克服传统秧田育苗的不足，且具有节约资源、生产效率高、秧苗素质好等优点，普遍受到农户的欢迎，但是这种方式需要较多的床土，其配制、消毒、调酸等程序繁杂，起苗用工多，秧块重，不便于机械作业，严重影响这种育苗方式的推广普及。

生物炭是生物质在低氧环境下，经高温热解产生的一类多孔隙结构、高比表面积、吸附能力强的富碳类物质。制备生物炭的生物质原料包括各种天然物质及其衍生物，如木屑、农业和工业活动产生的有机废弃物、城市固体垃圾、畜禽粪便、水生植物和藻类等，但大多数原料来源于农业废弃物。原料来源广泛，生产成本低廉。已有研究证明，生物炭的孔隙对其保持养分离子的能力有重要作用，主要通过对水分的保持实现，是水分和养分保存的理想载体。此外，生物炭致密的孔隙使其具有良好的通气性。且堆密度小，质量轻便于运输。

目前，生产中相继推广应用了一系列水稻育苗基质，多是以草炭、蛭石、珍珠岩、污泥、粉碎的秸秆、菌渣等为原料，通过不同配比而形成，这些基质材料养分含量低，保水透气性能差，不利于水稻根系发育；也有个别以生物炭为原料，通过与其它物质配比形成混合基质材料，但生物炭均没有经过预处理或改性，往往造成基质的酸碱度、盐度多高，不适宜种子发育。此外，往往因生物炭与氮肥不能较好结合，造成碳氮比失调，影响秧苗根系养分吸收，抑制秧苗生长，易形成瘦苗、弱苗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种保水透气能力强的营养型水稻专用炭基育苗基质及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种水稻专用炭基育苗基质，由下列重量份的原料混合制成：氮化改性生物炭30～40份、风干牛粪35～40份、松针10～15份、蛭石8～10份、保水剂3～5份、磷酸二氢钾1～2份。

优选的，所述氮化改性生物炭的制备方法为：

a.将风干的稻谷壳于300℃缺氧环境下热解制取生物炭，然后将该生物炭进行粉碎并过2mm筛后用清水浸泡3～6小时，再用清水冲洗2～3次以去除灰分和杂质后烘干；

b.将步骤a所得的生物炭中加入到2mol/L的H₂O₂中氧化40～50小时后取出，再将其按1:9～10的固液比加入到含氮量为25%的碳酸铵溶液中振荡10～12小时，然后滤去溶液晾干后即得到氮化改性生物炭。

优选的，所述保水剂是由羧甲基淀粉与丙烯酸钾聚合得到的吸水性树脂，其制备方法为：将2.5g羧甲基淀粉加入到盛有60ml去离子水的烧杯中，放置于电热板上缓慢加热至60℃,保持恒温，边搅拌边依次加入7.5g氢氧化钾、20g丙烯酸钾、0.8gK₂S₂O₈、5ml质量浓度为1.2g/L的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶液；然后将烧杯覆膜静置1.5小时，将得到的粘稠液体于60℃下真空干燥至恒重，收集终产物，将其研磨过并过20目筛后即得到所述保水剂。

本发明水稻专用炭基育苗基质的制备方法包括下列步骤：

（1）将风干的稻谷壳于300℃的缺氧环境下热解制取生物炭，然后将该生物炭进行粉碎并过2mm筛后用清水浸泡3～6小时，再用清水冲洗2～3次以去除灰分和杂质后烘干备用；

（2）将步骤（1）所得的生物炭中加入到2mol/L的H₂O₂中，静置氧化40～50小时后，过滤溶液，晾干即得到氧化生物炭；

（3）将步骤（2）所得的H₂O₂氧化的生物炭按1:9～10的固液比加入到含氮量为25%的碳酸铵溶液中振荡10～12小时，然后滤去溶液晾干后即得氮化改性生物炭，并通过检测验证氮吸附量；