CN102795942A

CN102795942A - 一种稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质材料的制备方法

Info

Publication number: CN102795942A
Application number: CN2012102824401A
Authority: CN
Inventors: 刘新; 张齐生; 刘中亮; 姜文超
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2012-11-28

Abstract

本发明是一种稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质材料的制备方法，包括如下步骤：1）原材料取取稻壳秸秆；2）制备有机肥料；3）静态堆制；4）制得翻抛秧盘的基质材料；5）将制得翻抛秧盘；6）制得到秸秆炭型翻抛式秧盘基质。优点：1）利用水稻小麦稻壳秸秆炭等合成固体基质，代替泥炭应用于蔬菜、花卉等作物的栽培过程中，保护泥炭资源，实现废弃稻壳秸秆的资源化利用，减少其焚烧或废置造成的环保问题。2）基质生产过程简单、易操作，便于推广应用。3）稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质用腐熟后的有机肥、稻壳秸秆炭与自然粘土混合，是一种有机-无机复合基质。4）不存在重金属污染。5）可改良大面积种植土壤品质（周期为三-四年）。

Description

一种稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质材料的制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质材料的制备方法。属于循环农业栽培技术领域和农业氮磷流失面源污染控制技术领域。

背景技术

我国是农业大国，作物稻壳秸秆资源丰富，而且分布广泛，据统计2002年的稻壳秸秆产量在7.5亿吨左右，并且平均每年仍以1352.3万吨的速度增长，其中棉花、水稻与小麦秸秆产量最大，分别占秸秆总量26.7%、34.5%和15.2%。但目前我国固废稻壳秸秆的利用效率低，相当大一部分秸秆被肆意焚烧或废置，因秸秆焚烧造成高速公路关闭与飞机不能正常降落的事件屡见不鲜，造成严重的环境污染与资源浪费。

发明内容

本发明提出的是一种稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质材料的制备方法。其目的旨在利用回收的作物稻壳秸秆废料，制作翻抛秧盘基质，施用回耕地。可缩短栽种秧苗的回青期，在3-4年内（施用3-4次）可从本质上改善耕种土壤的物理与化学性质，为高效农业打下良好基础。

本发明的技术解决方案：一种稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质材料的制备方法，其特征是该方法包括如下步骤：

1）稻壳秸秆经过加热至其着火点温度以下，使其不充分燃烧而制得稻壳秸秆炭，稻壳秸秆炭为黑色材料，可增强吸热作用，使地温，水温上升，促进植物生长及减少寒害，且其主要成分为二氧化硅，与土壤成分相近，可视为土壤改良剂；

2）利用菌菇渣和棉秸秆，加以猪粪、鸡粪中的一种或二种混合堆积，调整堆料含水率为60%，在45-65℃、60%含水率的条件下，经过发酵腐热、微生物分解而制成有机肥料；

3）静态堆制过程中，前3天，堆体温度上升维持在55℃左右，堆体表面10CM深处，有大量白色放线菌出现，第3至16天，堆体最高温度可达65℃，堆体50cm深处，堆料疏松孔隙比增大，形成白色放线菌活跃层，第17至22天，每天翻堆一次，堆料含水率最终值达到35%左右，温度下降到36℃，堆料有细碎白色放线菌菌丝存在，有森林土壤嗅味，呈深褐色疏松散状固体物；

4）有机肥料与稻壳秸秆炭按（3-5）：（2-4）的质量比混合制得翻抛秧盘的基质材料；

5）将制得的翻抛秧盘的基质材料，与黄粘土按（6-7）：（3-4）的质量百分比混合均匀，用模具成型，得到理化性状优良的翻抛秧盘；

6）将基础秸秆炭配料基质与黄粘土按3:2的质量百分比进行复配，得到秸秆炭型翻抛式秧盘基质。

本发明的优点：1）利用水稻小麦稻壳秸秆炭等合成固体基质，代替泥炭应用于蔬菜、花卉等作物的栽培过程中，既可以保护泥炭资源，又可以实现废弃稻壳秸秆的资源化利用，减少其焚烧或废置造成的环境问题。2）我国稻壳秸秆资源丰富，而且分布广泛，使稻壳秸秆型基质的生产与应用受原料及地域的限制性大大降低。而且稻壳秸秆取材容易，基质生产过程简单、易操作，为本发明的大范围推广应用奠定了良好的基础。3）稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质用腐熟后的有机肥、稻壳秸秆炭与自然粘土混合，是一种有机-无机复合基质，兼具有机基质与无机基质的优势，应用效果良好。4）稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质理化性质优良，营养元素含量丰富，不存在重金属污染，而且使用过程中基质中的营养元素仍可不断缓慢释放，供作物生长发育需要。5）利用秧盘基质材料循序渐进改良大面积种植土壤品质（周期为三-四年）。

具体实施方式

实施例1

1）取原料棉秸秆与菌菇渣，将其粉碎至1-5cm碎块；

2）调整C/N，添加15%wt消毒猪粪与菌菇渣调整C/N比为30，进行有氧高温连续化堆肥；

3）堆制与翻堆，堆制过程中通过翻堆、散布水分控制堆体含水率为60%，第一次翻堆于堆制第16天进行，以后每天翻堆一次，保持到堆肥过程结束；在堆制过程中堆体最高温度可达65℃以上，待堆体温度趋于环境温度时表明其达到腐熟状态，充分发酵腐熟后秸秆呈深褐色；堆制34天后将堆料铺开降至常温，并使有害气体散去，得到有机肥料；参照农业部无公害食品蔬菜产地环境条件测定基础秸秆基质中的重金属含量；

4）配制稻壳秸秆炭基质材料，将得到的有机肥料与稻壳秸秆炭按3:3的质量比混配，得到基础基质；并测定其营养元素含量；

5）将上述所得到的基质材料与黄粘土按3:2的质量百分比进行复配，得到稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质；测定的物理性状结果如表2所示。

将上述实施例1中的稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质应用于设施水稻栽培，同时以泥炭复合基质中的泥炭与粘土的质量百分比为泥炭:粘土=3:1作为对照，在相同条件下进行水稻栽培，两种基质秧盘的应用效果如表3所示。

实施例2

1）取原料棉秸秆、菌菇渣，粉碎至1-5cm碎块；

2）调整C/N比，添加15%wt消毒猪鸡粪与棉秸秆、菌菇渣混合，调整C/N比至30；调整混合堆料的含水率为60%，进行有氧高温连续化堆肥；

3）堆制与翻堆，堆制过程中通过翻堆调整水分含量为60%，控制每立方物料的空气补充量0.2m³/日，第一次翻堆于堆制第16天进行，以后每天翻堆一次，保持到堆制结束；在堆制过程中堆体最高温度可达65℃以上，待堆体温度趋于环境温度时表明其达到腐熟状态，充分发酵腐熟后秸秆呈深褐色；堆制34天后将堆料铺开降至常温，并使有害气体散去，得到有机肥料；参照农业部无公害食品蔬菜产地环境条件测定基础秸秆基质中的重金属含量；

4）配制基础基质材料，将得到的有机肥料与稻壳秸秆炭按3:3的质量比混配，得到基础基质；并测定其营养元素含量；

5）将上述所得到的基础基质材料与黄粘土按7:3的质量百分比进行复配，得到稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质；测定的物理性状结果如表2所示。

将稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质应用于设施水稻栽培，同时以泥炭复合基质中的泥炭与粘土的质量百分比为泥炭:粘土=3:1作为对照，在相同条件下进行水稻栽培，两种基质的应用效果如表3所示。

本发明是利用干馏处理过的稻壳秸秆炭材料，复合菌菇渣、棉秸秆碎料和猪粪（鸡粪）混合发酵得到堆肥材料，与粘土按一定比例混合均匀，经模具成型为秧盘，经过大量的理化性状分析及栽培试验，从多种复配基质配方中筛选出理想的翻抛秧盘基质配方。

本发明的翻抛秧盘可替代有机肥应用于水稻、蔬菜、花卉等农作物的栽培过程中，既可以减少后续有机肥料的投入量，又可以实现秸秆的资源化利用，减少其焚烧或废置造成的环境问题，而且理化性状优良、生产过程简单，可大范围生产及应用。

表1 基础秸秆基质的主要重金属元素含量分析（mg·kg-1）

基质	砷	汞	铅	镉	铜
						棉秸秆	1.98	0.13	9.78	0.49	18,5
稻壳秸秆	2.35	0.25	11.32	0.35	19.0
						无公害标准	≤25	≤1.0	≤350	≤0.60	--

表2 秸秆炭型翻抛式秧盘基质的物理性状分析

Figure 2012102824401100002DEST_PATH_IMAGE001

表3 不同基质处理对青菜产量与品质指标的影响

有机农业固废经本技术加工处理后继而还田。水稻秧苗采用翻抛插秧形式可以极大缩短新插秧苗的回青期，对减少回青期的化肥施用量，减少富余氮磷的流失，对提高水稻的产量、品质具有关键影响。以稻壳秸秆炭材、农林固废有机肥等为基础材料，制作翻抛秧盘基质，施用于耕地在缩短栽种秧苗的回青期的同时，在3-4年内（施用3-4次）可从本质上改善耕种土壤的物理与化学性质，为高效农业打下良好基础。

稻壳秸秆经炭化后为黑色材料，可增强吸热作用，使地温、水温上升，促进植物生长及减少寒害。质松多孔性质使透气良好，增加根部氧气。使砂质土壤保水力增强，减少乾害；黏质土壤松软，减少湿害。稻壳秸秆炭的主要成分为二氧化硅，与土壤成分相近，可视为土壤代用品。含可容性硅多，可增强植物抗病性。盐基置换良好，可帮助植物吸附养份，使作物茎叶较厚且健全。提高耕种土壤P、K、Ca、Mg的有效性利用和存储，尤其是P、K、AL阳离子的吸附及释放的变化。是酸性土壤的良好改良剂。利用炭材的吸附力，能有效吸附农残的作用，减少连作障害，并减少肥份流失及散发、抑制病虫害的发生。

利用稻壳秸秆炭制作翻抛秧盘基质，代替泥炭应用于水稻、蔬菜和花卉等作物的有机栽培过程中，既可以缓解泥炭过度开采对生态环境造成的压力，又可以实现农业固废秸秆的资源化利用，减少其焚烧或废置造成的环境问题，减少水体中富余氮磷的流失问题，具有明显的经济效益、生态环境效益及社会效益。

Claims

1.一种稻壳秸秆炭型翻抛式秧盘基质材料的制备方法，其特征是该方法包括如下步骤：

2.一种秸秆炭型翻抛式秧盘基质材料的制备方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤，

1）取原料棉秸秆、菌菇渣粉碎至1-5cm；

2）调整C/N，添加15%wt消毒猪、鸡粪与棉秸秆、菌菇渣调整C/N比为30，备用调整含水率60%，进行有氧高温连续化堆肥；

3）堆制与翻堆，堆制过程中通过物料的配比及物料的翻堆调整水分含量为60%，控制每立方物料的空气补充量0.2m³/日，第一次翻堆于堆制第16天进行，以后每天翻堆一次，后期保持自然；在堆制过程中堆体最高温度可达65℃，待堆体温度趋于环境温度时表明其达到腐熟状态，充分发酵腐熟后秸秆呈深褐色；堆制34天后将堆料过筛、降至常温，并使有害气体散去，得到有机肥料；

4）配制基础秸秆炭基质材料，将得到的有机肥料与稻壳秸秆炭按3:3的质量比混配，得到基础秸秆炭配料基质；

5）将得到的基础秸秆炭配料基质与黄粘土按3:2的质量百分比进行复配，得到秸秆炭型翻抛式秧盘基质。