CN110235651A - 一种秸秆生物质育秧盘及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无土栽培技术领域，具体公开了一种秸秆生物质育秧盘及其制备方法，所述秸秆生物质育秧盘包括重量比为(90～110)：(9～12)：1：0.2的秸秆发酵物、水、木醋液和炭基肥，本发明的秸秆生物质育秧盘的原料各成分间相互配合，使其富含有机质及作物生长所需的多种元素、EC值合理、pH值适中、吸水性强、通透性好、真正做到根据植物生长规律配施肥料，保证了秧苗的健康成长。采用本发明的育秧盘，平均秧龄为15～20天，白茎秆有效长度高达5.7cm，提高了秧苗的生长速度，秧苗的出苗率达99％，根系盘结合力高达34.5N，秧苗地下部分主根长，须根多，移栽之后返青快，秸秆粗壮，提高了抗病及抗倒伏能力。

Description

一种秸秆生物质育秧盘及其制备方法

技术领域

本发明涉及无土栽培技术领域，具体涉及一种秸秆生物质育秧盘及其制备方法。

背景技术

营养基育苗是无土育苗的重要形式，其是蔬菜、花卉、瓜果、棉花、水稻等作物栽培中重要的技术环节，是提高农业生产效率，增产和增收不可缺少的技术手段。常规的营养基主要是用土制成，营养基育苗方法主要是通过人工拌土、配肥灭菌，然后装填塑料基，制成营养基，再进行播种育苗。该方法成本高、劳动强度大、生产效率低、浪费资源且污染严重，对于土地资源贫瘠地区，该方法还面临取土困难，难以实施的难题。因此，有必要寻找一种新的育苗方式替代营养土育苗。

为此，现有技术公开了一种秸秆育秧盘及其制备方法，该育秧盘包括如下重量份的原料：废纸浆8～12份、竹浆8～12份、秸秆粉56～84份、生物胶1～2份、复合微肥1～2份、水80～120份。然而，由于该育秧盘含有生物胶成分，其容易堵塞秸秆、竹浆及废纸浆自身身的孔隙结构，造成育秧盘透水性及透气性差，营养缓释性能下降，最终会导致秧苗营养不良。另外，上述育秧盘制备时，采用85～95℃的温度进行蒸煮无法有效杀死秸秆中的有害微生物及虫卵等，影响秧苗的健康生长。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的育秧盘透水性及透气性差的缺陷，从而提供一种营养全面、出苗率高且透水性和透气性好的环保型育秧盘。同时，本发明还提供了所述育秧盘的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种秸秆生物质育秧盘，其特征在于，包括重量比为(90～110)：(9～12)：1：0.2的秸秆发酵物、水、木醋液和炭基肥。

进一步地，所述炭基肥包括如下重量份的组分：

生物质炭18份；磷肥32份；钾肥22份；氮肥28份；

所述磷肥中P₂O₅的质量分数为48％；所述钾肥中K₂O的质量分数为50％；所述氮肥中总氮的质量分数为46％。

进一步地，所述生物质炭是由生物质在300～700℃的限氧条件下经热裂解后分离得到的固态产物。

进一步地，所述秸秆发酵物为含水量为20～40wt％的秸秆在秸秆腐熟剂作用下经腐熟处理7～12天得到。

更进一步地，所述秸秆的长径比为3～4。

进一步地，所述木醋液是由生物质在300～700℃的限氧条件下经热裂解后分离得到的液态产物。

本发明还提供了一种制备上述秸秆生物质育秧盘的方法，包括如下步骤：

将所述秸秆发酵物、所述水、所述木醋液和所述炭基肥混合均匀，得到混合物浆料；

对上述混合物浆料进行成型、脱水，即得所述秸秆生物质育秧盘。

进一步地，在所述脱水步骤后还包括加热至240～280℃并保持8～10min的步骤。

进一步地，还包括制备所述秸秆发酵物的步骤，其包括如下步骤：

干燥所述秸秆至其含水量为20～40wt％，粉碎得秸秆粉，将所述秸秆粉与秸秆腐熟剂按质量比为100：(0.02～0.08)混合均匀，腐熟处理7～12天，即得所述秸秆发酵物。

本发明的技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的秸秆生物质育秧盘，包括秸秆发酵物、水、木醋液和炭基肥，所述炭基肥由生物质炭、磷肥、钾肥及氮肥组成，其中，所述生物质炭富含有机质和孔隙结构，有利于氮磷钾等养分元素吸附，提高了养分的利用率；同时，其富含植物所需的各类营养元素，营养均衡，施入土壤后显著增加土壤中有机碳及养分含量，提高作物对养分的吸收利用，增强作物的抗病能力；另外，所述生物质炭丰富的孔隙结构还可以吸附作物根系周边的重金属元素，提高作物的品质。所述木醋液主要成分为有机酸，可以有效去除作物根系周边的虫、菌等，防止其入侵作物体内，从而起到了作物健身防病的作用。

本发明的秸秆生物质育秧盘的原料组成包括特定配比的秸秆发酵物、水、木醋液和炭基肥，各成分间相互配合，使得本发明的育秧盘富含有机质及作物生长所需的多种元素、EC值合理、pH值适中、吸水性强、通透性好、真正做到根据植物生长规律配施肥料，保证了秧苗的健康成长。采用本发明的育秧盘，平均秧龄为15～20天，白茎秆有效长度高达5.7cm，提高了秧苗的生长速度，秧苗的出苗率达99％，根系盘结合力高达34.5N，秧苗地下部分主根长，须根多，移栽之后返青快，秸秆粗壮，提高了抗病及抗倒伏能力。并且，本发明的育秧盘无公害、无污染、使用方便，符合有机生态标准，一旦废弃还能改良土壤，活化土壤结构，增加土地地力。

2.本发明提供的秸秆生物质育秧盘，采用秸秆发酵物，对秸秆进行腐熟处理，有效杀死生物质废弃物中的虫卵、病原菌等，避免因未腐熟而造成的作物烧根现象，腐熟处理得到的秸秆发酵物富含碳氮元素，且碳氮比合理，可持续提供养分，满足作物生长所需的各类营养，更加有利于作物的生长。

3.本发明提供的秸秆生物质育秧盘，采用特定长径比的秸秆，完全保留了秸秆本身特有的纳米孔隙结构，对秧苗的生长起到营养缓释作用，保水、保肥及保温性能好。

4.本发明提供的秸秆生物质育秧盘的制备方法，通过混配处理后压制成型、脱水即得，制备工艺简单易行，原料来源广泛，经济环保，适合大规模批量应用。另外，本发明的育秧盘因其特殊的材质，使得其不仅质轻卫生、干时质硬、湿时柔软有弹性，而且还富含有机质及作物生长所需的各类微量元素，适合作物生长，且育出的秧苗整齐，具有规整性。本发明的育秧盘一旦废弃可将其放置于土壤中，还能固土增肥、改良土壤，抑制土壤中的杂草生长，改善作物生长环境。

5.本发明提供的秸秆生物质育秧盘的制备方法，在240～280℃下进行消毒灭菌，使得育秧盘中因原料带来的有害物质，特别是有害病原菌、虫卵等能够在较短时间被完全杀灭。另外，由于该高温持续8～10min，持续时间短，在消灭有害物质的同时还可以大量保留对水稻生长有益的微生物，如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等，这些有益微生物可以提高作物抗病、杀灭有害菌，增加水稻抗逆性、固氮作用等，增强土壤肥力、刺激作物生长，进一步避免土壤中病菌的侵害。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

实施例1

本实施例提供了一种秸秆生物质育秧盘，其原料组成为：玉米秸秆发酵物100kg；水10kg；木醋液1kg，炭基肥0.2kg。

其中，玉米秸秆发酵物的制备方法为：干燥所述玉米秸秆至其含水量为30wt％，粉碎得玉米秸秆粉，将所述玉米秸秆粉与秸秆腐熟剂按质量比为100：0.05混合均匀，腐熟处理7天，得到玉米秸秆发酵物。

生物质炭是将玉米秸秆在450℃的限氧条件下经热裂解后分离得到的固态产物；木醋液是将玉米秸秆在450℃的限氧条件下经热裂解后分离得到的液态产物。

炭基肥是通过将上述生物质炭、氮肥、磷肥及钾肥按照质量比为混合，粉碎，造粒制得。其中，磷肥中P₂O₅的质量分数为48％；钾肥中K₂O的质量分数为50％；氮肥中总氮的质量分数为46％。

采用上述原料制备所述秸秆生物质育秧盘的方法，包括如下步骤：

(1)将所述玉米秸秆发酵物、所述水、所述木醋液及所述炭基肥混合，搅拌均匀，得到混合物浆料；

(2)将上述混合物浆料放入纤维脱水成型机中进行成型、脱水，制得育秧盘粗品；

(3)将上述育秧盘粗品放入热风炉烘干机组中，在260℃下加热10min，冷却至室温，即得所述秸秆生物质育秧盘。

实施例2

本实施例提供了一种秸秆生物质育秧盘，其原料组成为：水稻秸秆发酵物90kg；水9kg；木醋液1kg，炭基肥0.2kg。

其中，水稻秸秆发酵物的制备方法为：干燥所述水稻秸秆至其含水量为20wt％，粉碎得水稻秸秆粉，将所述水稻秸秆粉与秸秆腐熟剂按质量比为100：0.02混合，腐熟处理10天，得到水稻秸秆发酵物。

生物质炭是将水稻秸秆在300℃的限氧条件下经热裂解后分离得到的固态产物；木醋液是将水稻秸秆在300℃的限氧条件下经热裂解后分离得到的液态产物。

炭基肥是通过将上述生物质炭、氮肥、磷肥及钾肥按照质量比为混合，粉碎，造粒制得。其中，磷肥中P₂O₅的质量分数为48％；钾肥中K₂O的质量分数为50％；氮肥中总氮的质量分数为46％。

采用上述原料制备所述秸秆生物质育秧盘的方法，包括如下步骤：

(1)将所述水稻秸秆发酵物、所述水、所述木醋液及所述炭基肥混合，搅拌均匀，得到混合物浆料；

(2)将上述混合物浆料放入纤维脱水成型机中进行成型、脱水，制得育秧盘粗品；

(3)将上述育秧盘粗品放入热风炉烘干机组中，在240℃下加热10min，冷却至室温，即得所述秸秆生物质育秧盘。

实施例3

本实施例提供了一种秸秆生物质育秧盘，其原料组成为：小麦秸秆发酵物110kg；水12kg；木醋液1kg，炭基肥0.2kg。

其中，小麦秸秆发酵物的制备方法为：干燥所述小麦秸秆至其含水量为40wt％，粉碎得小麦秸秆粉，将所述小麦秸秆粉与秸秆腐熟剂按质量比为100：0.08混合均匀，腐熟处理12天，得到小麦秸秆发酵物。

生物质炭是将小麦秸秆在700℃的限氧条件下经热裂解后分离得到的固态产物；木醋液是将小麦秸秆在600℃的限氧条件下经热裂解后分离得到的液态产物。

炭基肥是通过将上述生物质炭、氮肥、磷肥及钾肥按照质量比为混合，粉碎，造粒制得。其中，磷肥中P₂O₅的质量分数为48％；钾肥中K₂O的质量分数为50％；氮肥中总氮的质量分数为46％。

采用上述原料制备所述秸秆生物质育秧盘的方法，包括如下步骤：

(1)将所述小麦秸秆发酵物、所述水、所述木醋液及所述炭基肥混合，搅拌均匀，得到混合物浆料；

(2)将上述混合物浆料放入纤维脱水成型机中进行成型、脱水，制得育秧盘粗品；

(3)将上述育秧盘粗品放入热风炉烘干机组中，在280℃下加热8min，冷却至室温，即得所述秸秆生物质育秧盘。

对比例1

本对比例提供了一种秸秆生物质育秧盘，其原料组成为：玉米秸秆发酵物100kg；水10kg；木醋液1kg。

其中，玉米秸秆发酵物以及木醋液的制备方法同本发明实施例1。

采用上述原料制备所述秸秆生物质育秧盘的方法，包括如下步骤：

(1)将所述玉米秸秆发酵物、所述水及所述木醋液混合，搅拌均匀，得到混合物浆料；

(2)将上述混合物浆料放入纤维脱水成型机中进行成型、脱水，制得育秧盘粗品；

(3)将上述育秧盘粗品放入热风炉烘干机组中，在260℃下加热10min，冷却至室温，即得所述秸秆生物质育秧盘。

实验例1

分别将本发明实施例1-3、对比例1的秸秆生物质育秧盘以及市售的水稻专用育秧盘培育水稻秧苗，其中，水稻种子型号、种植条件及管理模式等均相同，观察秧龄20天的水稻秧苗生长情况，并计算秧苗的出苗率，出苗率以突破育苗基质的种子数占种子总数的百分比计算。结果见下表1所示。

表1不同育秧盘中水稻秧苗生长情况

由上表1、表2、表3中的实验数据可知，相对于对比例及市售的育苗盘，本发明的秸秆生物质育秧盘显著提高了水稻秧苗的出苗率，根系盘结力和白茎秆有效长度，提高了水稻秧苗的生长速度，促进了秧苗根系的发育。

实验例2

分别将本发明实施例1-3、对比例1的秸秆物质育秧盘以及市售的水稻专用育秧盘培育水稻秧苗，其中，水稻种子型号、种植条件及管理模式等均相同，在水稻插秧期(2018年5月8日)分别移栽同一大田内，田间管理模式等完全相同，分别观察不同育秧盘培育的秧苗达到水稻各生育期的时间以及同一时间水稻的叶龄和分蘖数，以考察不同类型育秧盘对水稻的影响，结果分别见下表2-4。

表2不同育秧盘培育的秧苗达到水稻各生育期的时间

表3不同育秧盘培育的秧苗移栽大田后水稻的叶龄

表4不同育秧盘培育的秧苗移栽大田后水稻的分蘖数

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种秸秆生物质育秧盘，其特征在于，包括重量比为(90～110)：(9～12)：1：0.2的秸秆发酵物、水、木醋液和炭基肥。

2.根据权利要求1所述的秸秆生物质育秧盘，其特征在于，所述炭基肥包括如下重量份的组分：

生物质炭18份；磷肥32份；钾肥22份；氮肥28份；

所述磷肥中P₂O₅的质量分数为48％；所述钾肥中K₂O的质量分数为50％；所述氮肥中总氮的质量分数为46％。

3.根据权利要求2所述的秸秆生物质育秧盘，其特征在于，所述生物质炭是由生物质在300～700℃的限氧条件下经热裂解后分离得到的固态产物。

4.根据权利要求1-3任一所述的秸秆生物质育秧盘，其特征在于，所述秸秆发酵物为含水量为20～40wt％的秸秆在秸秆腐熟剂作用下经腐熟处理7～12天得到。

5.根据权利求4所述的秸秆生物质育秧盘，其特征在于，所述秸秆的长径比为3～4。

6.根据权利要求1-5任一所述的秸秆生物质育秧盘，其特征在于，所述木醋液是由生物质在300～700℃的限氧条件下经热裂解后分离得到的液态产物。

7.一种制备权利要求1～6任一所述的秸秆生物质育秧盘的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述秸秆发酵物、所述水、所述木醋液和所述炭基肥混合均匀，得到混合物浆料；

对上述混合物浆料进行成型、脱水，即得所述秸秆生物质育秧盘。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述脱水步骤后还包括加热至240～280℃并保持8～10min的步骤。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，还包括制备所述秸秆发酵物的步骤，其包括如下步骤：

干燥所述秸秆至其含水量为20～40wt％，粉碎得秸秆粉，将所述秸秆粉与秸秆腐熟剂按质量比为100：(0.02～0.08)混合均匀，腐熟处理7～12天，即得所述秸秆发酵物。