CN108586162A - 一种用于薄荷种植的生物炭基质 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及生物炭技术领域,公开了一种用于薄荷种植的生物炭基质,由以下原料制成:沸石、改性海泡石、铜绿微囊藻、生物炭、硫酸锰、发酵菌;本发明提供的用于薄荷种植的生物炭基质,营养丰富,制备简单,能够改善土壤的有机质含量,增加土壤含氧量,促进薄荷根系分枝生长,明显提高薄荷的全年鲜草量,使产量达到2780kg/亩,明显提高了薄荷的种植利润;将铜绿微囊藻粉碎后先加入发酵菌进行高温发酵,促进菌体增殖,加快发酵速度;加入硫酸锰后降低温度继续发酵,促进菌体代谢产物的产生,发酵菌由多种菌体组成,产生丰富的代谢产物,利于改善土壤的微生物菌群,促进薄荷生长。

Description

一种用于薄荷种植的生物炭基质
技术领域
本发明主要涉及生物炭技术领域,尤其涉及一种用于薄荷种植的生物炭基质。
背景技术
薄荷是我国常见中药之一,是辛凉性发汗解热药,治流行性感冒、头疼、目赤、身热、咽喉、牙床肿痛等症,被广泛应用,但是我国薄荷的种植区却在逐渐减少,因为薄荷在种植过程中的管理强度大,而且一年需要收割2次,年产鲜草量却只能达到2000kg/亩左右,产量太低,种植利润太少,因此薄荷的种植面积越来越少,在提高薄荷产量的过程中,基本都是施入的肥料方面进行考虑,极少有从改善薄荷种植的基质方面进行入手。
生物炭是生物有机材料(生物质)在缺氧或绝氧环境中,经高温热裂解后生成的固态产物,既可作为高品质能源、土壤改良剂,也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等,已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等,可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。
发明内容
为了弥补已有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种用于薄荷种植的生物炭基质。
一种用于薄荷种植的生物炭基质,由以下重量份的原料制成:沸石37~39、改性海泡石32~34、铜绿微囊藻27~29、生物炭22~24、硫酸锰1.1~1.3、发酵菌2~4。
所述的改性海泡石,是将海泡石粉碎至5~10目,将海泡石以5~6℃/分钟的速度真空加热至540~670℃,保温20~30分钟,自然冷却至130~180℃,再向海泡石粉中均匀加入海泡石重量等量的质量百分浓度为4~6%的醋酸溶液,保温40~60分钟,再以2~3℃/分钟的速度加热至790~860℃,保温90~120分钟,自然冷却至室温,缓慢降温后加入醋酸溶液,析出海泡石表面的金属营养成分,再继续进行高温加热,使海泡石遇水后更加松软,增加土壤的氧含量,促进土壤中的益生菌生长,使薄荷生长旺盛,得改性海泡石。
所述的生物炭,将薄荷加工过程中产生的薄荷渣粉碎至4~6mm,将薄荷渣置于炭化炉中,通入氮气,以1~2℃/分钟的速度进行加热,使炭化炉底部的温度升高至320~360℃,保温50~60分钟,再以3~4℃/分钟的速度加热至520~570℃,保温15~25分钟,自然降温至240~270℃,保温2~3小时,先保持长时低温,达到高温分解温度,使微粒表层缓慢炭化,再提高温度快速进行中心炭化,随后继续降温,使薄荷渣微粒充分炭化,减少焦油和合成气的产生,提高生物炭的质量得率,增加薄荷的种植附加值,得生物炭。
所述的通入氮气,为使氧气含量降低至0~1%。
所述的发酵菌,由以下重量份的原料组成:枯草芽孢杆菌21~23、纳豆芽孢杆菌17~19、光合细菌11~13、酵母菌6~8。
一种用于薄荷种植的生物炭基质的制备方法,包括以下步骤:
(1)将铜绿微囊藻粉碎至粒径为2~6mm,调节含水量为40~45%,接入发酵菌,于32~34℃恒温发酵1~2天,促进菌体增殖,加快发酵速度,得初发酵料;
(2)将硫酸锰加入初发酵料,混合均匀,调节温度至21~23℃,保温发酵3~4天,促进菌体代谢产物的产生,发酵菌由多种菌体组成,产生丰富的代谢产物,利于改善土壤的微生物菌群,促进薄荷生长,得再发酵料;
(3)将沸石和改性海泡石加入再发酵料,混合均匀,加热至60~70℃,保温至含水量为2~6%,能够充分吸收发酵产生的营养成分,使营养缓慢释放,保持肥效,使薄荷能够持续快速生长,得干燥料;
(4)将生物炭加入干燥料,混合均匀,能够增加土壤中的有机质含量,促进根系的生长和对营养成分的吸收,减少年施肥量,明显降低了薄荷的种植成本,得用于薄荷种植的生物炭基质。
所述用于薄荷种植的生物炭基质的使用方法,将用于薄荷种植的生物炭基质撒施于土壤中,添加量为16~18kg/亩,将土壤深翻10~15cm,耙细,即可种植薄荷。
本发明的优点是:本发明提供的用于薄荷种植的生物炭基质,营养丰富,制备简单,能够改善土壤的有机质含量,增加土壤含氧量,促进薄荷根系分枝生长,明显提高薄荷的全年鲜草量,使产量达到2780kg/亩,明显提高了薄荷的种植利润;铜绿微囊藻富含丰富的有机质,粉碎后先加入发酵菌进行高温发酵,促进菌体增殖,加快发酵速度;加入硫酸锰后降低温度继续发酵,促进菌体代谢产物的产生,发酵菌由多种菌体组成,产生丰富的代谢产物,利于改善土壤的微生物菌群,促进薄荷生长;发酵完成后加入沸石和改性海泡石,能够充分吸收发酵产生的营养成分,使营养缓慢释放,保持肥效,使薄荷能够持续快速生长;改性海泡石是先将海泡石高温加热,缓慢降温后加入醋酸溶液,析出海泡石表面的金属营养成分,再继续进行高温加热,使海泡石遇水后更加松软,增加土壤的氧含量,促进土壤中的益生菌生长,使薄荷生长旺盛;干燥后加入生物炭,能够增加土壤中的有机质含量,促进根系的生长和对营养成分的吸收,使年施肥量减少20~25%,明显降低了薄荷的种植成本;生物炭是使用薄荷深加工过程中产生的废渣制备而成,能够变废为宝,保护环境,节约资源,所含有的灰分适宜薄荷吸收,制备时先保持长时低温,达到高温分解温度,使微粒表层缓慢炭化,再提高温度快速进行中心炭化,随后继续降温,使薄荷渣微粒充分炭化,减少焦油和合成气的产生,使生物炭的质量得率达到87.7%,增加薄荷的种植附加值。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明。
实施例1
一种用于薄荷种植的生物炭基质,由以下重量份的原料制成:沸石37、改性海泡石32、铜绿微囊藻27、生物炭22、硫酸锰1.1、发酵菌2。
所述的改性海泡石,是将海泡石粉碎至5目,将海泡石以5℃/分钟的速度真空加热至540℃,保温20分钟,自然冷却至130℃,再向海泡石粉中均匀加入海泡石重量等量的质量百分浓度为4%的醋酸溶液,保温40分钟,再以2℃/分钟的速度加热至790℃,保温90分钟,自然冷却至室温,缓慢降温后加入醋酸溶液,析出海泡石表面的金属营养成分,再继续进行高温加热,使海泡石遇水后更加松软,增加土壤的氧含量,促进土壤中的益生菌生长,使薄荷生长旺盛,得改性海泡石。
所述的生物炭,将薄荷加工过程中产生的薄荷渣粉碎至4mm,将薄荷渣置于炭化炉中,通入氮气,以1℃/分钟的速度进行加热,使炭化炉底部的温度升高至320℃,保温50分钟,再以3℃/分钟的速度加热至520℃,保温15分钟,自然降温至240℃,保温2小时,先保持长时低温,达到高温分解温度,使微粒表层缓慢炭化,再提高温度快速进行中心炭化,随后继续降温,使薄荷渣微粒充分炭化,减少焦油和合成气的产生,提高生物炭的质量得率,增加薄荷的种植附加值,得生物炭。
所述的通入氮气,为使氧气含量降低至0~1%。
所述的发酵菌,由以下重量份的原料组成:枯草芽孢杆菌21、纳豆芽孢杆菌17、光合细菌11、酵母菌6。
一种用于薄荷种植的生物炭基质的制备方法,包括以下步骤:
(1)将铜绿微囊藻粉碎至粒径为2~6mm,调节含水量为40~45%,接入发酵菌,于32℃恒温发酵1天,促进菌体增殖,加快发酵速度,得初发酵料;
(2)将硫酸锰加入初发酵料,混合均匀,调节温度至21℃,保温发酵3天,促进菌体代谢产物的产生,发酵菌由多种菌体组成,产生丰富的代谢产物,利于改善土壤的微生物菌群,促进薄荷生长,得再发酵料;
(3)将沸石和改性海泡石加入再发酵料,混合均匀,加热至60℃,保温至含水量为2~6%,能够充分吸收发酵产生的营养成分,使营养缓慢释放,保持肥效,使薄荷能够持续快速生长,得干燥料;
(4)将生物炭加入干燥料,混合均匀,能够增加土壤中的有机质含量,促进根系的生长和对营养成分的吸收,减少年施肥量,明显降低了薄荷的种植成本,得用于薄荷种植的生物炭基质。
所述用于薄荷种植的生物炭基质的使用方法,将用于薄荷种植的生物炭基质撒施于土壤中,添加量为16kg/亩,将土壤深翻10~15cm,耙细,即可种植薄荷。
实施例2
一种用于薄荷种植的生物炭基质,由以下重量份的原料制成:沸石38、改性海泡石33、铜绿微囊藻28、生物炭23、硫酸锰1.2、发酵菌3。
所述的改性海泡石,是将海泡石粉碎至5~10目,将海泡石以5~6℃/分钟的速度真空加热至610℃,保温25分钟,自然冷却至160℃,再向海泡石粉中均匀加入海泡石重量等量的质量百分浓度为5%的醋酸溶液,保温50分钟,再以2.5℃/分钟的速度加热至820℃,保温100分钟,自然冷却至室温,缓慢降温后加入醋酸溶液,析出海泡石表面的金属营养成分,再继续进行高温加热,使海泡石遇水后更加松软,增加土壤的氧含量,促进土壤中的益生菌生长,使薄荷生长旺盛,得改性海泡石。
所述的生物炭,将薄荷加工过程中产生的薄荷渣粉碎至4~6mm,将薄荷渣置于炭化炉中,通入氮气,以1.5℃/分钟的速度进行加热,使炭化炉底部的温度升高至340℃,保温55分钟,再以3.5℃/分钟的速度加热至540℃,保温20分钟,自然降温至255℃,保温2.5小时,先保持长时低温,达到高温分解温度,使微粒表层缓慢炭化,再提高温度快速进行中心炭化,随后继续降温,使薄荷渣微粒充分炭化,减少焦油和合成气的产生,提高生物炭的质量得率,增加薄荷的种植附加值,得生物炭。
所述的通入氮气,为使氧气含量降低至0~1%。
所述的发酵菌,由以下重量份的原料组成:枯草芽孢杆菌22、纳豆芽孢杆菌18、光合细菌12、酵母菌7。
一种用于薄荷种植的生物炭基质的制备方法,包括以下步骤:
(1)将铜绿微囊藻粉碎至粒径为2~6mm,调节含水量为40~45%,接入发酵菌,于33℃恒温发酵1天,促进菌体增殖,加快发酵速度,得初发酵料;
(2)将硫酸锰加入初发酵料,混合均匀,调节温度至22℃,保温发酵4天,促进菌体代谢产物的产生,发酵菌由多种菌体组成,产生丰富的代谢产物,利于改善土壤的微生物菌群,促进薄荷生长,得再发酵料;
(3)将沸石和改性海泡石加入再发酵料,混合均匀,加热至65℃,保温至含水量为4%,能够充分吸收发酵产生的营养成分,使营养缓慢释放,保持肥效,使薄荷能够持续快速生长,得干燥料;
(4)将生物炭加入干燥料,混合均匀,能够增加土壤中的有机质含量,促进根系的生长和对营养成分的吸收,减少年施肥量,明显降低了薄荷的种植成本,得用于薄荷种植的生物炭基质。
所述用于薄荷种植的生物炭基质的使用方法,将用于薄荷种植的生物炭基质撒施于土壤中,添加量为17kg/亩,将土壤深翻10~15cm,耙细,即可种植薄荷。
实施例3
一种用于薄荷种植的生物炭基质,由以下重量份的原料制成:沸石39、改性海泡石34、铜绿微囊藻29、生物炭24、硫酸锰1.3、发酵菌4。
所述的改性海泡石,是将海泡石粉碎至5~10目,将海泡石以6℃/分钟的速度真空加热至670℃,保温30分钟,自然冷却至180℃,再向海泡石粉中均匀加入海泡石重量等量的质量百分浓度为6%的醋酸溶液,保温60分钟,再以3℃/分钟的速度加热至860℃,保温120分钟,自然冷却至室温,缓慢降温后加入醋酸溶液,析出海泡石表面的金属营养成分,再继续进行高温加热,使海泡石遇水后更加松软,增加土壤的氧含量,促进土壤中的益生菌生长,使薄荷生长旺盛,得改性海泡石。
所述的生物炭,将薄荷加工过程中产生的薄荷渣粉碎至4~6mm,将薄荷渣置于炭化炉中,通入氮气,以2℃/分钟的速度进行加热,使炭化炉底部的温度升高至360℃,保温60分钟,再以4℃/分钟的速度加热至570℃,保温25分钟,自然降温至270℃,保温3小时,先保持长时低温,达到高温分解温度,使微粒表层缓慢炭化,再提高温度快速进行中心炭化,随后继续降温,使薄荷渣微粒充分炭化,减少焦油和合成气的产生,提高生物炭的质量得率,增加薄荷的种植附加值,得生物炭。
所述的通入氮气,为使氧气含量降低至0~1%。
所述的发酵菌,由以下重量份的原料组成:枯草芽孢杆菌23、纳豆芽孢杆菌19、光合细菌13、酵母菌8。
一种用于薄荷种植的生物炭基质的制备方法,包括以下步骤:
(1)将铜绿微囊藻粉碎至粒径为2~6mm,调节含水量为40~45%,接入发酵菌,于34℃恒温发酵2天,促进菌体增殖,加快发酵速度,得初发酵料;
(2)将硫酸锰加入初发酵料,混合均匀,调节温度至23℃,保温发酵4天,促进菌体代谢产物的产生,发酵菌由多种菌体组成,产生丰富的代谢产物,利于改善土壤的微生物菌群,促进薄荷生长,得再发酵料;
(3)将沸石和改性海泡石加入再发酵料,混合均匀,加热至70℃,保温至含水量为6%,能够充分吸收发酵产生的营养成分,使营养缓慢释放,保持肥效,使薄荷能够持续快速生长,得干燥料;
(4)将生物炭加入干燥料,混合均匀,能够增加土壤中的有机质含量,促进根系的生长和对营养成分的吸收,减少年施肥量,明显降低了薄荷的种植成本,得用于薄荷种植的生物炭基质。
所述用于薄荷种植的生物炭基质的使用方法,将用于薄荷种植的生物炭基质撒施于土壤中,添加量为18kg/亩,将土壤深翻10~15cm,耙细,即可种植薄荷。
对比例1
去除沸石,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例2
去除改性海泡石,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例3
去除铜绿微囊藻,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例4
去除生物炭,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例5
去除硫酸锰,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例6
去除发酵菌,其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例7
去除步骤(1),其余制备和使用方法,同实施例1。
对比例8
去除步骤(2),将硫酸锰在步骤(1)中加入,其余制备和使用方法,同实施例1。
实施例和对比例用于薄荷种植的生物炭基质的栽培性能:
选择安徽阜阳地区的同一片区域的土壤12亩,随机分为12组,每组1亩,分别为实施例组、对比例组和对照组,实施例组和对比例组分别使用该组的基质,对照组不加入基质,但是加入复合肥,添加量为16kg/亩,土壤整好后,按照株行距为10cm×25cm进行移栽“海选”薄荷,其它管理方法相同,薄荷收割后称取鲜草重,记录各组的产量,并将各组的鲜草阴干后进行蒸馏,检测油中的含脑量,受试时间为3年,结果取平均值,实施例和对比例用于薄荷种植的生物炭基质的栽培性能见表1。
表1:实施例和对比例用于薄荷种植的生物炭基质的栽培性能
从表1的结果表明,实施例的用于薄荷种植的生物炭基质,薄荷产量和蒸馏油中的含脑量明显较对比例高,说明本发明提供的用于薄荷种植的生物炭基质具有很好的栽培性能。

Claims (7)

1.一种用于薄荷种植的生物炭基质,其特征在于,由以下重量份的原料制成:沸石37~39、改性海泡石32~34、铜绿微囊藻27~29、生物炭22~24、硫酸锰1.1~1.3、发酵菌2~4。
2.根据权利要求1所述用于薄荷种植的生物炭基质,其特征在于,所述的改性海泡石,是将海泡石粉碎至5~10目,将海泡石以5~6℃/分钟的速度真空加热至540~670℃,保温20~30分钟,自然冷却至130~180℃,再向海泡石粉中均匀加入海泡石重量等量的质量百分浓度为4~6%的醋酸溶液,保温40~60分钟,再以2~3℃/分钟的速度加热至790~860℃,保温90~120分钟,自然冷却至室温,得改性海泡石。
3.根据权利要求1所述用于薄荷种植的生物炭基质,其特征在于,所述的生物炭,将薄荷加工过程中产生的薄荷渣粉碎至4~6mm,将薄荷渣置于炭化炉中,通入氮气,以1~2℃/分钟的速度进行加热,使炭化炉底部的温度升高至320~360℃,保温50~60分钟,再以3~4℃/分钟的速度加热至520~570℃,保温15~25分钟,自然降温至240~270℃,保温2~3小时,得生物炭。
4.根据权利要求3所述用于薄荷种植的生物炭基质,其特征在于,所述的通入氮气,为使氧气含量降低至0~1%。
5.根据权利要求1所述用于薄荷种植的生物炭基质,其特征在于,所述的发酵菌,由以下重量份的原料组成:枯草芽孢杆菌21~23、纳豆芽孢杆菌17~19、光合细菌11~13、酵母菌6~8。
6.一种权利要求1所述用于薄荷种植的生物炭基质的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将铜绿微囊藻粉碎至粒径为2~6mm,调节含水量为40~45%,接入发酵菌,于32~34℃恒温发酵1~2天,得初发酵料;
(2)将硫酸锰加入初发酵料,混合均匀,调节温度至21~23℃,保温发酵3~4天,得再发酵料;
(3)将沸石和改性海泡石加入再发酵料,混合均匀,加热至60~70℃,保温至含水量为2~6%,得干燥料;
(4)将生物炭加入干燥料,混合均匀,得用于薄荷种植的生物炭基质。
7.一种权利要求1~6任一项所述用于薄荷种植的生物炭基质的使用方法,其特征在于,将用于薄荷种植的生物炭基质撒施于土壤中,添加量为16~18kg/亩,将土壤深翻10~15cm,耙细,即可种植薄荷。
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CN106588466A (zh) * 2016-12-09 2017-04-26 兴业县保旺生物肥有限公司 一种环保肥料及其制作方法
CN107663128A (zh) * 2017-10-23 2018-02-06 广西平乐农药厂 环保农作物肥料
CN108243899A (zh) * 2018-03-14 2018-07-06 上海应用技术大学 一种无土栽培基质

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Title
李士杏等: "微囊藻毒素在土壤中的环境行为及污染风险", 《生态毒理学报》 *

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