CN111196747A - 一种炭基生物光氮组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于生态农业技术领域，具体涉及一种炭基生物光氮组合物及其制备方法和应用。本发明提供了一种能够提高植物产量的炭基生物光氮组合物，包括以下质量份的原料：20～60份生物炭、4～11份钾长石，6～15份沸石，10～20份腐植酸，15～25份麦饭石、8～20份草木灰、0.5～5份紫色细菌、0.2～4份微藻。本发明提供的炭基生物光氮组合物不仅能够提高作物产量，还能改良土壤结构，还原农作物品质，降低生产成本。

Description

一种炭基生物光氮组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于生态农业技术领域，具体涉及一种炭基生物光氮组合物及其制备方法和应用。

背景技术

目前，矿物燃料燃烧、化学氮肥的生产和使用以及畜牧业的迅猛发展等人类活动，向大气中排放的CO₂和活性氮化合物激增，大气氮素沉降也呈迅猛增加的趋势，进而导致了土壤酸化和CO₂排放量过多等问题。生物固氮主要由固氮微生物进行，但大多无机氮都不能被动、植物直接利用，只有铵盐和硝酸盐可被植物吸收利用，铵盐和硝酸盐的量有限，进而大大限制了植物的生长，导致作物减产。因此，需要为植物补充可被植物吸收利用的氮、碳元素。

目前，肥料主要有农家肥、化肥和功能肥料三种，农家肥无害化处理程度差，是植物病菌的传播源，进而导致作物减产；氮肥过量施入：微生物的氮素供应增加1份，相应消耗的碳素就增加25份，所消耗的碳素来源于土壤有机质，有机质含量低，影响微生物的活性，从而影响土壤团粒结构的形成，导致土壤板结。磷肥过量施入：磷肥中的磷酸根离子与土壤中钙、镁等阳离子结合形成难溶性磷酸盐，既浪费磷肥，又破坏了土壤团粒结构，致使土壤板结。钾肥过量施入：钾肥中的钾离子置换性特别强，能将形成土壤团粒结构的多价阳离子置换出来，而一价的钾离子不具有键桥作用，土壤团粒结构的键桥被破坏了，也就破坏了团粒结构，致使土壤板结。

功能肥料包括中微量元素肥料、生物有机肥、有机肥、微生物肥料、硅肥、有机碳肥、生物炭基肥料等。发挥功能肥料的增产效果，必须在施用氮肥、磷肥或钾肥的基础上。这样势必增加农民施肥成本，由于产业重复建设，造成资源浪费。

全世界每年由于生物固氮作用所固定的氮素量可达63～175百万吨；生物炭每年可以减少向空气中排放几十亿吨二氧化碳。

因此，提供一种能够提高植物产量的炭基生物光氮组合物成为我们的研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高植物产量的炭基生物光氮组合物，本发明提供的炭基生物光氮组合物不仅能够提高作物产量，还能改良土壤结构，还原农作物品质，降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案；

本发明提供了一种炭基生物光氮组合物，包括以下质量份的原料：20～60份生物炭、4～11份钾长石、6～15份沸石、10～20份腐植酸、15～25份麦饭石、8～20份草木灰、0.5～5份紫色细菌、0.2～4份微藻。

优选的，所述生物炭包括秸秆炭、果壳炭、竹炭、木质炭、猪粪炭、禽粪炭、牛粪炭、羊粪炭和蚯蚓粪炭中的一种或多种。

优选的，所述紫色细菌包括红螺菌、红微菌和红假单胞菌中的一种或多种；

优选的，所述微藻的组分包括螺旋藻、念珠藻、鱼腥藻、管链藻、单岐藻、简孢藻、项圈藻、眉藻、蓝杆藻、衣藻、团藻、小球藻、栅藻、石莼、丝藻、水绵藻和轮藻的一种或多种。

本发明提供了上述技术方案所述的炭基生物光氮组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将生物炭、钾长石、沸石、麦饭石、草木灰和腐植酸混合，灭菌，得混合物A；

(2)将紫色细菌和微藻混合反应，得到菌藻混合物；

(3)调节所述混合物A的pH值至中性，将所得中性混合物与菌藻混合物混合，得到炭基生物光氮组合物；

所述步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。

优选的，步骤(2)所述混合反应的时间为1～3h。

优选的，步骤(1)所述灭菌为蒸汽压力灭菌；灭菌的温度为100～130℃；灭菌的时间为25～40min。

本发明还提供了上述技术方案所述的炭基生物光氮组合物或上述技术方案所述制备方法制备的炭基生物光氮组合物在提高作物产量中的应用。

优选的，将所述炭基生物光氮组合物施加于土壤表层，在光照条件下，实现菌藻对土壤的固氮固碳。

优选的，根据作物类型、土壤情况，调整炭基生物光氮组合物的使用量，具体为：

当所述作物为玉米，土壤为砂礓黑土时，所述炭基生物光氮组合物的使用量为40～200kg/亩；

当所述作物为冬小麦，土壤为黄壤黏土时，所述炭基生物光氮组合物的使用量为20～60kg/亩；

当所述作物为花生，土壤为黄壤土时，所述炭基生物光氮组合物的使用量为80～200kg/亩。

本发明提供了一种炭基生物光氮组合物，包括以下质量份的原料：20～60份生物炭、4～11份钾长石、6～15份沸石、10～20份腐植酸、15～25份麦饭石、8～20份草木灰、0.5～5份紫色细菌、0.2～4份微藻。生物炭为微生物提供了载体，使得菌藻共生物在增强植物的抗病虫能力的同时，促进微生物产氢、固氮、分解有机物；钾长石、腐植酸、沸石、草木灰和麦饭石能够进一步地稳定、提高和平衡土壤的物理机能，有效改善土质。本发明提供的炭基生物光氮组合物能够提高作物产量，还能改良土壤结构，还原农作物品质，降低生产成本。

实施例的结果表明，玉米、冬小麦和花生使用炭基生物光氮组合物实施例增产效果与常规施肥种植的玉米、冬小麦和花生相比，平均增产幅度分别达27％、23％和25％，差异呈极显著水平。

具体实施方式

本发明提供了一种炭基生物光氮组合物，包括以下质量份的原料：20～60份生物炭、4～11份钾长石、6～15份沸石、10～20份腐植酸、15～25份麦饭石、8～20份草木灰、0.5～5份紫色细菌、0.2～4份微藻。本发明提供的炭基生物光氮组合物施加于土壤表层，在光照条件下，实现菌藻对土壤的固氮固碳。

以质量份计，本发明提供的炭基生物光氮组合物进一步优选包括22～58份生物炭，更优选为25～55份。在本发明中，所述生物炭优选包括秸秆炭、果壳炭、竹炭、木质炭、猪粪炭、禽粪炭、牛粪炭、羊粪炭和蚯蚓粪炭中的一种或多种，最优选为蚯蚓粪炭。所述蚯蚓粪炭采用常规粉状100目原料，优选购买于南阳市卧龙区铭尧农作物种植专业合作社。所述果壳炭优选包括稻壳炭和花生壳炭。生物炭具有多孔性和表面特性，能够为土壤微生物提供附着位点和较大空间，同时调控土壤微环境的理化性质，影响和调控土壤微生物的生长、发育和代谢，进而改善土壤结构。生物炭本身富含有机碳，有机碳可有效地提高土壤有机质含量、改善土壤质量与结构。施入生物炭可以显著地提高土壤的碳氮比(C/N)，而C/N值高的土壤中，固氮微生物的活性更高。土壤微生物的大量繁殖提高了土壤的生物肥力和物理肥力，从而进一步提高了土壤中N、P、K等矿质营养元素的利用率。生物炭施入土壤可增加土壤稳定性碳库贮量，生物炭的改善土壤理化性质及微生物学性质，抑制或减少CH₄和N₂O的产生和排放，将其转化为作物生长所需的营养元素，提高农作物产量与品质。

以所述生物炭的质量份为基准，本发明提供的炭基生物光氮组合物进一步优选包括0.5～4.5份紫色细菌，更优选为1～4份。在本发明中，所述紫色细菌优选包括红螺菌、红微菌和红假单胞菌中的一种或多种，最优选包括红假单胞菌。紫色细菌在有光照缺氧的环境中能进行光合作用，能够利用光能同化二氧化碳或其他有机物，可利用N₂、H₂S、H₂和NH₃等原始大气的成分和太阳能，进行不产氧的光能自养生长，将光能转化为化学能。紫色细菌在自身的同化代谢过程中，完成了产氢、固氮、分解有机物三个自然界物质循环中极为重要的化学过程。

以所述生物炭的质量份为基准，本发明提供的炭基生物光氮组合物进一步优选包括0.5～3份微藻，更优选为1～3份。在本发明中，所述微藻优选包括螺旋藻、念珠藻、鱼腥藻、管链藻、单岐藻、简孢藻、项圈藻、眉藻、蓝杆藻、衣藻、团藻、小球藻、栅藻、石莼、丝藻、水绵藻和轮藻中的一种或多种，最优选为鱼腥藻。微藻能够进行高效的光合作用，快速为植物提供营养物质，微藻通过其细胞中固氮酶的作用，将大气中游离态的分子氮还原成可供植物利用的氮素化合物，同时在其生长繁殖过程中不断分泌出氨基酸、多肽等含氮化合物和活性物质，加之固氮微藻死亡后释放出大量的氨态氮，因而大大增加土壤肥力。

本发明中紫色细菌和微藻十分容易聚集在生物炭的孔洞结构中大量繁殖，以此可以充分发挥紫色细菌和微藻和生物炭各自的优势，实现土壤的改良和修复，克服生物炭、紫色细菌、微藻单独直接施用的缺陷，从而使土壤变得肥沃，利于植物生长，实现增产的同时让农业更具持续性。

本发明对所用紫色细菌和微藻的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。在本发明的实施例中，具体的：所述红假单胞菌优选购买于扬州市海诚生物技术有限公司；所述鱼腥藻优选购买于甘肃凯源生物技术开发中心。

以所述生物炭的质量份为基准，本发明炭基生物光氮组合物进一步优选包括5.5～10.5份钾长石，更优选为6～10份。钾长石可制取钾肥，提高土壤中钾的含量。

以所述生物炭的质量份为基准，本发明炭基生物光氮组合物进一步优选包括6.5～14.5份沸石，更优选为7～14份。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热性，能够起到保肥、保水、防止病虫害的作用。

以所述生物炭的质量份为基准，本发明炭基生物光氮组合物进一步优选包括10.5～19.5份腐植酸，更优选为11～19份。腐殖酸是动植物遗骸经微生物分解转化产生的高分子有机物质，其具有促进土壤团粒结构形成，增强土壤通透性，保肥能力，对植物生长具有刺激效果，增加植物抗旱、抗寒、抗病害能力。

以所述生物炭的质量份为基准，本发明炭基生物光氮组合物进一步优选包括15.5～22.5份麦饭石，更优选为16～22份。麦饭石含有动植物所需的全部常量元素，如：K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等微量元素和稀土元素，约58种之多，配合有机碳，能够稳定和提高、平衡土壤的物理机能，有效改善土质，加快农作物生长，提高农作物的质量和产量。

以所述生物炭的质量份为基准，本发明炭基生物光氮组合物进一步优选包括5～18份草木灰，更优选为9～16份。草木灰为植物燃烧后的灰烬，所以是凡植物所含的矿质元素，草木灰中几乎都含有。其中含量最多的是钾元素，一般含钾6～12％，其中90％以上是水溶性，以碳酸盐形式存在；其次是磷，一般含1.5～3％；还含有钙、镁、硅、硫和铁、锰、铜、锌、硼、钼等微量营养元素。

本发明对钾长石、沸石、腐植酸、麦饭石、草木灰的来源没有特殊限定，采用本领域常规粉状100目原料即可。本发明采用的钾长石、沸石、腐植酸、麦饭石、草木灰为南阳市宛城区新新天然矿植物制品厂生产。

本发明提供了上述的炭基生物光氮组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将生物炭、钾长石、沸石、麦饭石、草木灰和腐植酸混合，灭菌，得混合物A；

(2)将紫色细菌和微藻混合反应，得到菌藻混合物；

(3)调节所述混合物A的pH值至中性，将所得中性混合物与菌藻混合物混合，得到炭基生物光氮组合物；

所述步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。

本发明将生物炭、钾长石、沸石、麦饭石、草木灰和腐植酸混合，灭菌，得混合物A。在本发明中，所述灭菌优选为蒸汽压力灭菌；灭菌的温度优选为100～130℃；灭菌的时间优选为25～40min。本发明将原料混合灭菌能够更好的让土壤有益微生物生长，进而减少植物病菌的传播。

本发明将紫色细菌和微藻混合反应，得到菌藻混合物。在本发明中，所述混合优选为搅拌混合，所述搅拌混合优选在常温常压条件下进行，具体在反应釜内进行；所述混合反应的时间优选为1～3h。本发明实施过程中，土壤中的有机污染物由菌藻混合物中的需氧性细菌进行氧化分解，产生NH(氮氢化合物)、PO(磷氧化合物)和CO(碳氧化合物)等；而藻类则利用NH、PO和CO等为营养，以阳光为能源，经叶绿素进行光合作用，合成藻类自身细胞物质，并释放出氧气供细菌继续氧化有机物之用。菌藻共生能明显去除土壤的N、P、有机物，降低土壤的生物需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)等，进而使得土壤需求容易满足。

得到混合物A和菌藻混合物后，本发明调节所述混合物A的pH值至中性，将所得中性混合物与菌藻混合物混合，得到炭基生物光氮组合物。本发明对pH值的调节方法没有特殊限定，采用本领域常规调节方法即可。在本发明中，所述中性混合物与菌藻混合物的混合优选在搅拌条件下进行，以便于二者充分混合均匀。

本发明还提供了上述技术方案所述炭基生物光氮组合物或上述技术方案所述制备方法制备的炭基生物光氮组合物在提高作物产量中的应用。

本发明优选将所述炭基生物光氮组合物施加于土壤表层，在光照条件下，实现菌藻对土壤的固氮固碳。

本发明优选将所述炭基生物光氮组合物作为基肥在春耕和秋收后时期施用，机播或人工撒施，施用量优选为20～300kg/亩。

本发明优选根据作物类型、土壤情况、气候条件，调整炭基生物光氮组合物的使用量，具体为：

当所述作物为玉米，土壤为砂礓黑土时，所述炭基生物光氮组合物的使用量优选为40～100kg/亩；

当所述作物为冬小麦，土壤为黄壤黏土时，所述炭基生物光氮组合物的使用量优选为20～60kg/亩；

当所述作物为花生，土壤为黄壤土时，所述炭基生物光氮组合物的使用量优选为80～200kg/亩。

下面结合实施例对本发明提供的一种炭基生物光氮组合物及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种炭基生物光氮组合物包括以下质量份的原料：30份生物炭、6份钾长石、14份沸石、15份麦饭石、15份草木灰、18份腐植酸、0.5份紫色细菌、1.5份绿藻。

(1)将30g生物炭、6g钾长石、14g沸石、15g麦饭石、15g草木灰和18g腐植酸混合，得混合物A；

(2)将0.5g紫色细菌和1.5g微藻混合，常温常压下经反应釜内充分搅拌，反应2小时后，即制成菌藻混合物。

(3)调节混合物A的pH值至中性，将所得中性混合物与菌藻混合物搅拌混合，常温常压下充分搅拌1小时，即制成炭基生物光氮组合物。

实施例2

一种炭基生物光氮组合物包括以下质量份的原料：35份生物炭、8份钾长石、10份沸石、17份麦饭石、13份草木灰、14份腐植酸、1份紫色细菌、2份微藻。

(1)将生物炭35g、钾长石8g、沸石10g、麦饭石17g、草木灰13g和腐植酸14g混合，得混合物A；

(2)将1g紫色细菌与2g微藻与一起，常温常压下经反应釜内充分搅拌，反应2小时后，即制成菌藻混合物。

(3)调节混合物A的pH值至中性，将所得中性混合物与菌藻混合物搅拌混合，常温常压下充分搅拌1小时，即制成炭基生物光氮组合物。

实施例3

一种炭基生物光氮组合物包括以下质量份的原料：40份生物炭、9.5份钾长石、7份沸石、19份麦饭石、10份草木灰、11.5份腐植酸、1.2份紫色细菌、1.8份微藻。

(1)将生物炭40g、钾长石9.5g、沸石7g、麦饭石19g、草木灰10g和腐植酸11.5g混合，得混合物A；

(2)将1.2g紫色细菌与1.8g微藻混合，常温常压下经反应釜内充分搅拌，反应2小时后，即制成菌藻混合物。

(3)将混合物A的pH值至中性，将所得中性混合物与菌藻混合物搅拌混合，常温常压下充分搅拌1小时，即制成炭基生物光氮组合物。

应用例1

试验地点：河南省南阳市青华镇

作物类型：玉米

定植期：2018年6月1日至6月5日

收获期：2018年10月15日至10月20日

试验设计：按照如下处理一和处理二的方式进行，每种方案三次重复随机取组排列，每个处理组的面积为1亩。按照相同施用方法连续使用两年。

处理一：对比例1按照当地习惯施肥：底肥为尿素30kg/亩，复合肥30kg，上茬作物小麦秸秆约700kg(粉碎)。

处理二：分别以实施例1～3制备的炭基生物光氮组合物作为底肥：底肥约60kg/亩，上茬作物小麦秸秆约700kg(粉碎)，分别记为应用例1-1，应用例1-2和应用例1-3。

对不同处理的玉米产量进行测试，测试结果如表1所示，常规施肥处理处理一小麦产量为476千克/亩；不施农家肥、化肥，单一使用炭基生物光氮组合物处理(实施例)，处理二玉米的平均产量为605千克/亩。处理二的产量比对比例1对照平均增产27％，试验田玉米苗期生长健壮，株高平均2.2米左右，穗位平均93厘米，叶片上举，株型呈半收敛，秆强不倒伏，活秆成熟，本发明的炭基生物光氮组合物玉米亩产量高于按照当地习惯施肥的玉米产量。

表1不同处理对玉米的增产效果的影响

不同处理	应用例1-1	应用例1-2	应用例1-3	对比例1
					平均亩产(kg)	595	605	618	476
生根(条)	36	38	40	32

由表1的数据可知，本发明所提供的炭基生物光氮组合物具有如下优势结论：

(1)促进根系发育。施用本发明的玉米根系发达，比施农家肥和化肥田块的生根平均增加6条/株，这说明本发明的产品在玉米的使用上达到了促使根系发育，保证作物丰产的目的。

(2)增产增效明显。施用本发明的玉米与施用化肥的同等田块的比较表明，施用本发明的田块，玉米实施例平均增产27％。

并且在耕种过程中对土壤性质进行观察分析，可以得知施用本发明炭基生物光氮组合物的试验田土壤保水能力增强；施用本发明的玉米田块，在玉米拔节期调查，土层5cm处的泥土仍可手握成团，对相同施用方法连续两年使用本“炭基生物光氮组合物”的试验地块测试，土壤环境进一步改善。

应用例2

试验地点：河南省南阳市卧龙区英庄镇。

作物类型：冬小麦

小区面积：3亩

定植期：2016年10月10日至10月15日

收获期：2017年6月2日至6月5日

试验设计：按照如下处理一和处理二的方式进行，每种方案三次重复随机取组排列，每个处理组的面积为3亩。按照相同施用方法连续使用两年。

处理一：对比例2按照当地习惯施肥：底肥为尿素20kg/亩，复合肥20kg。上茬作物玉米秸秆约700kg(粉碎)。

处理二：分别以实施例1～3制备的炭基生物光氮组合物为底肥：底肥约40kg/亩，上茬作物玉米秸秆约700kg(粉碎)，分别记为应用例2-1，应用例2-2和应用例2-3。

实验结果与分析：

对不同处理的冬小麦产量进行测试，测试结果如表2所示，常规施肥处理(处理一)冬小麦产量为545千克/亩；不施农家肥、化肥，单一使用炭基生物光氮组合物处理(处理二)，施用实施例肥料的冬小麦的平均产量为665千克/亩。采用实施例肥料的施肥方式与对比例2对照平均增产23％，试验田小麦幼苗直立，分蘖力强，成穗率高，生长健壮，株型紧凑，叶片大，叶色浓绿，株高71厘米，耐肥抗倒性好。穗长方形，长芒，白壳，红粒，角质饱满，千粒重42.8克，平均成穗34万/亩；每穗结实48-58粒；粒质较硬，粒型卵圆饱满，黒胚率低，抗寒性强，整齐度好，角质，商品性好，熟相较好；抗倒、抗寒，长势强壮，茎杆粗壮，坚韧，大穗、丰产性好，后期抗干热风。本发明的炭基生物光氮组合物冬小麦亩产量高于按照当地习惯施肥的冬小麦产量。冬小麦亩产量差距显著，区别呈明显水平。

表2不同处理对冬小麦的增产效果的影响

不同处理	应用例2-1	应用例2-2	应用例2-3	对比例2
					平均亩产(kg)	659	673	664	545
初生根(条)	5	6	7	3

由表2的数据可知，本发明所提供的炭基生物光氮组合物具有如下优势结论：

(1)促进根系发育。施用本发明的冬小麦根系发达，比施农家肥和化肥田块的初生根平均增加3条/株，这说明本发明的产品在冬小麦的使用上达到了促使根系发育，保证作物丰产的目的。

(2)增产增效明显。施用本发明的冬小麦与施用化肥的同等田块的比较表明，施用本发明的田块，处理二与处理一对照冬小麦实施例平均增产23％。

并且在耕种过程中对土壤性质进行观察分析，可以得知施用本发明炭基生物光氮组合物的试验田促使土壤保水能力增强。施用本发明的冬小麦田块，在冬小麦拔节期调查，土层5cm处的泥土仍可手握成团，按照相同施用方法连续两年使用本“炭基生物光氮组合物”的试验地块测试，土壤环境进一步改善。

应用例3

对花生的试验

试验地点：河南省南阳市社旗县李店镇。

小区面积：5亩

定植期：2018年6月15日至6月18日

收获期：2018年9月25日至9月28日

试验设计：按照如下处理一和处理二的方式进行，每种方案三次重复随机取组排列，每个处理组的面积为5亩。按照相同施用方法连续使用两年。

处理一：对比例3按照当地习惯施肥：底肥为尿素50kg/亩，复合肥50kg。上茬作物小麦秸秆约700kg(粉碎)；

处理二：分别以实施例1～3制备的炭基生物光氮组合物为底肥：底肥约100kg/亩，上茬作物小麦秸秆约700kg(粉碎)，分别记为应用例3-1，应用例3-2和应用例3-3。

实验结果与分析：

对不同处理的花生产量进行测试，测试结果如表3所示，常规施肥处理(处理一)花生产量为439千克/亩；不施农家肥、化肥，单一使用炭基生物光氮组合物处理(处理二)。采用实施例肥料的花生平均产量为553千克/亩。处理二产量比处理1对照提高了25％，处理二出苗快而整齐，中后期植株长势强；开花较早，荚果发育快；果针入土较深，果柄较坚韧，成熟后收获落果较少；抗旱、抗倒性强，本发明的炭基生物光氮组合物花生亩产量高于按照当地习惯施肥的花生产量。花生亩产量差距显著，区别呈明显水平。

表3不同处理对花生的增产效果的影响

不同处理	应用例3-1	应用例3-2	应用例3-3	对比例3
					平均亩产(kg)	544	552	564	441
侧生根(条)	138	151	159	119

由表3的数据可知，本发明所提供的炭基生物光氮组合物具有如下优势结论：

(1)促进根系发育。施用本发明的花生根系发达，比施农家肥和化肥田块的侧生根平均增加30条/株，这说明本发明的产品在花生的使用上达到了促使根系发育，保证作物丰产的目的。

(2)增产增效明显。施用本发明的花生与施用化肥的同等田块的比较表明，施用本发明的田块，花生实施例平均增产25％。

并且在耕种过程中对土壤性质进行观察分析，可以得知施用本发明炭基生物光氮组合物的试验田促使土壤保水能力增强。施用本发明的花生田块，在花生拔节期调查，土层5cm处的泥土仍可手握成团，按照相同施用方法连续两年使用实施例1～3的炭基生物光氮组合物的试验地块测试，土壤环境进一步改善。

由以上实施例可知，本发明提供的炭基生物光氮组合物不仅能够提高作物产量，还能改良土壤结构，还原农作物品质，降低生产成本，确保所生产产品安全无公害。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种炭基生物光氮组合物，其特征在于，包括以下质量份的原料：20～60份生物炭、4～11份钾长石、6～15份沸石、10～20份腐植酸、15～25份麦饭石、8～20份草木灰、0.5～5份紫色细菌、0.2～4份微藻。

2.如权利要求1所述的炭基生物光氮组合物，其特征在于，所述生物炭包括秸秆炭、果壳炭、竹炭、木质炭、猪粪炭、禽粪炭、牛粪炭、羊粪炭和蚯蚓粪炭中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的炭基生物光氮组合物，其特征在于，所述紫色细菌包括红螺菌、红微菌和红假单胞菌中的一种或多种；

所述微藻的组分包括螺旋藻、念珠藻、鱼腥藻、管链藻、单岐藻、简孢藻、项圈藻、眉藻、蓝杆藻、衣藻、团藻、小球藻、栅藻、石莼、丝藻、水绵藻和轮藻的一种或多种。

4.权利要求1～3任意一项所述的炭基生物光氮组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将生物炭、钾长石、沸石、麦饭石、草木灰和腐植酸混合，灭菌，得混合物A；

(2)将紫色细菌和微藻混合反应，得到菌藻混合物；

(3)调节所述混合物A的pH值至中性，将所得中性混合物与菌藻混合物混合，得到炭基生物光氮组合物；

所述步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合反应的时间为1～3h。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述灭菌为蒸汽压力灭菌；

灭菌的温度为100～130℃；

灭菌的时间为25～40min。

7.权利要求1～3任意一项所述炭基生物光氮组合物或权利要求4～6任一项所述制备方法制备的炭基生物光氮组合物在提高作物产量中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，将所述炭基生物光氮组合物施加于土壤表层，在光照条件下，实现菌藻对土壤的固氮固碳。

9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述炭基生物光氮组合物用量为20～300kg/亩；所述作物包括玉米、冬小麦或花生。

10.如权利要求8或9所述的应用，其特征在于，根据作物类型、土壤情况，调整炭基生物光氮组合物的使用量，具体为：

当所述作物为玉米，土壤为砂礓黑土时，所述炭基生物光氮组合物的使用量为40～100kg/亩；

当所述作物为冬小麦，土壤为黄壤黏土时，所述炭基生物光氮组合物的使用量为20～60kg/亩；

当所述作物为花生，土壤为黄壤土时，所述炭基生物光氮组合物的使用量为80～200kg/亩。