CN113994866B - 一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法 - Google Patents

一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法 Download PDF

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Abstract

一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法，它涉及农业生产技术领域，具体而言，涉及一种改良育秧土的方法。本发明的目的是为了解决目前北方水稻育秧土面临无处可取，取土成本攀升，固废资源化利用困难，生产运输成本高，施肥劳动强度大，施肥工序费工费时，所取土带来病虫害和对秧苗生长的促进效果差的问题。方法：一、制备人工腐殖质育秧肥；二、选取本田土为育秧基质，再与固体反应产物Ⅰ机械混合，装盘后喷洒液体反应产物Ⅱ，最后按照育秧流程育秧。人工腐殖质改良水稻育秧土所育的秧苗素质优于传统育秧方法，根系发达，秧苗健壮，苗期病虫害少，出苗利率高，显著降低育秧成本，适合大规模推广应用，具有重要的实际应用与农业生产价值。

Description

一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法
技术领域
本发明涉及农业生产技术领域，具体而言，涉及一种改良育秧土的方法。
背景技术
水热腐殖化技术(HTH)模拟地球化学过程基础上合成了多种土壤成分，将秸秆等固废生物质中主要成分进行裂解-重组合成人工腐殖质。人工腐殖质是一种结构复杂的高分子有机聚合物，含有大量羧基、醌基和酚羟基活性基团，具有土壤改良剂和肥料增进剂的功能，有效提高作物抗逆性。然而目前土壤退化严重，特别是对土质要求较高的育秧土，以黑龙江省为例，每年水稻育秧取土量相当于黑龙江省垦区一个农场的耕地面积，特别是北方水稻育秧土面临无处可取、取土成本攀升、固废资源化利用困难、生产运输成本高，施肥劳动强度大及施肥工序费工费时以及所取土带来病虫害等一系列问题。此外，使用目前北方水稻育秧土对秧苗生长的促进效果差。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前北方水稻育秧土面临无处可取，取土成本攀升，固废资源化利用困难，生产运输成本高，施肥劳动强度大，施肥工序费工费时，所取土带来病虫害和对秧苗生长的促进效果差的问题，而提供一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法。
一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法，是按以下步骤完成的：
一、制备人工腐殖质育秧肥：
①、将水热腐殖化衍生炭粉磨，得到固体反应产物Ⅰ；
②、首先将人工腐殖酸固体溶解至碱性溶液中，再加水稀释，得到液体反应产物Ⅱ；
二、首先选取本田土为育秧基质，再与固体反应产物Ⅰ机械混合，装盘后喷洒液体反应产物Ⅱ，得到人工腐殖质改良水稻育秧土，最后按照育秧流程育秧。
本发明的有益效果：
1、人工腐殖质改良水稻育秧土可以解决目前北方水稻育秧土来源困难的问题，对秧苗生长具有明显的促进效果；
2、人工腐殖质改良水稻育秧土含有水稻秧苗发育成长所需的各种营养元素，可以有效促进秧苗的发育，提高秧苗素质，解决传统育秧土育苗基质盘根差、缓苗慢、成活率不高的问题，播种后至出苗期间统一管理以保证出苗快而整齐，促进根系生长，提高了秧苗素质；
3、人工腐殖质改良水稻育秧土所育的秧苗素质优于传统育秧方法，根系发达，秧苗健壮，苗期病虫害少，出苗利率高，显著降低育秧成本，适合大规模推广应用，具有重要的实际应用与农业生产价值。
附图说明
图1为使用实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土和当年本田土育秧后，秧苗的根系对比图。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
具体实施方式一：本实施方式一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法是按以下步骤完成的：
一、制备人工腐殖质育秧肥：
①、将水热腐殖化衍生炭粉磨，得到固体反应产物Ⅰ；
②、首先将人工腐殖酸固体溶解至碱性溶液中，再加水稀释，得到液体反应产物Ⅱ；
二、首先选取本田土为育秧基质，再与固体反应产物Ⅰ机械混合，装盘后喷洒液体反应产物Ⅱ，得到人工腐殖质改良水稻育秧土，最后按照育秧流程育秧。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一①中所述的水热腐殖化衍生炭的制备方法是按以下步骤完成的：
首先将农业废弃生物质洗涤、干燥、粉磨和过筛，然后将生物质粉末添加到强碱性水溶液中，并转移至高压反应釜中进行水热腐殖化反应，抽滤固液分离，收集固体并洗涤、干燥，得到水热腐殖化衍生炭；收集液体，再使用稀盐酸将反应产物的pH值调节至酸性，析出固体，离心固液分离，最后收集固体并洗涤、干燥，得到人工腐殖酸固体。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述的农业废弃生物质为桉树叶、水稻秸秆、大豆秸秆或玉米秸秆；步骤一中首先将农业废弃生物质洗涤3次～5次、在50℃～70℃下干燥、粉磨和过60目标准筛，然后将20g～25g生物质粉末添加到180mL～250mL强碱性水溶液中，并转移至高压反应釜中进行水热腐殖化反应，水热腐殖化反应的温度为180℃～220℃，压力为1.0MPa～3MPa，反应的时间为20h～24h，抽滤固液分离，收集固体与液体，得到固液反应产物；所述的强碱性水溶液为强碱溶解到去离子水中，其中，强碱的质量与去离子水的体积比为(2g～10g):(100mL～300mL)，强碱为氨水或KOH或NaOH。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述的稀盐酸的浓度为5mol/L～6mol/L；使用稀盐酸将反应产物的pH值调节至1～2，析出固体，离心固液分离，最后收集固体，使用超纯水对收集的固体洗涤8次～12次、在60℃～70℃下真空干燥，得到人工腐殖酸固体。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述的收集固体并洗涤、干燥是使用超纯水对收集的固体洗涤3次～6次、在60℃～70℃下真空干燥，得到水热腐殖化衍生炭。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤一①中所述的固体反应产物Ⅰ的粒径为0.5mm～1mm。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤一②中所述的碱性溶液为氨水、NaOH或KOH，浓度为0.5mol/L～2mol/L；步骤一②中所述的人工腐殖酸固体的质量与碱性溶液的体积比为(1.0kg～2.0kg):(8L～15L)；步骤一②中所述的碱性溶液与液体反应产物Ⅱ的体积比为(8L～15L):(28L～36L)。其它步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤二中所述的固体反应产物Ⅰ与本田土的质量比为(2g～5g):1kg；步骤二中所述的液体反应产物Ⅱ的体积与本田土的质量比为(50mL～60mL):1kg。其它步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤二中所述的育秧流程是指：添加壮秧剂，加入调酸剂调节育秧土至pH＝4.5-5.5之间，育秧土的厚度为2.5cm，播种前控制含水率在40％～60％，一周后进行播种，播前浇透水，出苗前保持湿润，出苗后基质发白前不浇水，播种后清理秧沟，搭拱棚覆膜保温保湿出苗，并根据秧苗生长需水规律，控制稻田水位，旱育培育壮秧。其它步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：所述的壮秧剂为南通龙祺牌水稻机插壮秧剂；壮秧剂的质量与育秧土的质量比为(0.5kg～1kg):(100kg～200kg)；所述的调酸剂为水稻基床调酸剂，购买自黑龙江省辰东农业科技有限公司。其它步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法，是按以下步骤完成的：
一、制备水热腐殖化衍生炭和人工腐殖酸固体：
①、首先使用超纯水对桉树叶洗涤5次、然后在60℃下干燥，再粉磨并过60目标准筛，得到桉树叶粉末；然后将20g桉树叶粉末添加到200mLKOH水溶液中，得到反应液，KOH水溶液为KOH溶解到去离子水中，其中，KOH的质量与去离子水的体积比为4g:200mL；将反应液转移至500mL高压反应釜中进行水热腐殖化反应，水热腐殖化反应的温度为200℃，压力为1.6MPa，反应的时间为24h，收集固体并使用超纯水对收集的固体洗涤5次、70℃下真空干燥，得到水热腐殖化衍生炭；收集液体，使用6mol/L稀盐酸将收集的液体的pH调节至pH＝1，析出固体，离心固液分离，收集固体，最后使用超纯水对收集的固体洗涤10次、70℃下真空干燥，得到人工腐殖酸固体；
二、制备人工腐殖质育秧肥：
①、将水热腐殖化衍生炭粉磨，得到粒径为0.5mm～1mm的固体反应产物Ⅰ；
②、首先将人工腐殖酸固体溶解至1mol/L的KOH溶液中，再加水稀释，得到液体反应产物Ⅱ；
步骤二②中所述的人工腐殖酸固体的质量与KOH溶液的体积比为1.8kg:10L；
步骤二②中所述的KOH溶液与液体反应产物Ⅱ的体积比为10L:36L；
步骤二②中所述的液体反应产物Ⅱ的pH值约为7.2；
三、首先选取本田土为育秧基质，再与固体反应产物Ⅰ机械混合，装盘后喷洒液体反应产物Ⅱ，得到人工腐殖质改良水稻育秧土，最后按照育秧流程育秧。
步骤二中所述的固体反应产物Ⅰ与本田土的质量比为2.5g:1kg；步骤二中所述的液体反应产物Ⅱ的体积与本田土的质量比为60mL:1kg。
步骤二中按照育秧流程育秧是按照黑龙江农垦前锋农场标准化育秧流程育秧，即添加壮秧剂，加入调酸剂调节育秧土至pH＝4.5-5.5之间，育秧土的厚度为2.5cm，播种前控制含水率在40％～60％，一周后进行播种，播前浇透水，出苗前保持湿润，出苗后基质发白前不浇水，播种后清理秧沟，搭拱棚覆膜保温保湿出苗，并根据秧苗生长需水规律，控制稻田水位，旱育培育壮秧；所述的壮秧剂为南通龙祺牌水稻机插壮秧剂；壮秧剂的质量与育秧基质的质量比为0.8kg:150kg；所述的调酸剂为水稻基床调酸剂，购买自黑龙江省辰东农业科技有限公司。
对比实施例1：将本田土为育秧基质，按照黑龙江农垦前锋农场标准化育秧流程育秧，即添加壮秧剂，加入调酸剂调节育秧基质至pH＝4.5-5.5之间，育秧基质的厚度为2.5cm，播种前控制含水率在40％～60％，一周后进行播种，播前浇透水，出苗前保持湿润，出苗后基质发白前不浇水，播种后清理秧沟，搭拱棚覆膜保温保湿出苗，并根据秧苗生长需水规律，控制稻田水位，旱育培育壮秧；所述的壮秧剂为南通龙祺牌水稻机插壮秧剂；壮秧剂的质量与育秧基质的质量比为0.8kg:150kg；所述的调酸剂为水稻基床调酸剂，购买自黑龙江省辰东农业科技有限公司。
表1为实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土与本田土所育秧苗2.5叶期长势表。
表1
Figure BDA0003394616690000051
从表1中可以看出，实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土种植秧苗期水稻种子萌发有明显的促进作用；实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土的芽长和根长均高于对照，整体差异显著，说明实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土对秧苗前期营养生长差别较大，有促进萌发和根系生长的作用。
表2为实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土与本田土所育秧苗移栽前长势表；
表2
Figure BDA0003394616690000052
Figure BDA0003394616690000061
从表2中可以看出移栽前秧苗均达到插秧要求。同一棚室内，不同秧苗的根数以改良育秧基质最多，达到10条以上；标准苗率均达到75％以上；实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土的秧苗高、茎基宽等指标表现较好，说明基质肥力充足，能促进秧苗生长。实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土的百株鲜重和干重也较高，表明培育的秧苗在育秧阶段能够积累较多的养分，为后期的高产稳产打下坚实的基础。
表3为实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土与本田土所育秧苗本田长势调查表；
表3
Figure BDA0003394616690000062
从表3中可以看出，本田期水稻机插育秧中秧苗素质和对机插的工作效率和秧苗存活率影响很大，在移栽后20d左右分蘖就达到有效分蘖数的80％以上，整个生育期实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土的育秧土茎蘖数均高于对照。
表4为实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土与本田土所育秧苗产量因子调查表。
表4
Figure BDA0003394616690000071
从表4中可以看出测产发现实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土增产9.58％；实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土产量为695.6kg/亩，而对比实施例1使用本田土产量为634.8kg/亩，增加了稻谷的产量。
图1为使用实施例1制备的人工腐殖质改良水稻育秧土和当年本田土育秧后，秧苗的根系对比图。
从图1可知，人工腐殖质改良水稻育秧土相比较于当年本田土育秧根系长势明显提升，根系盘结力明显增加。

Claims (7)

1.一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法，其特征在于一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法是按以下步骤完成的：
一、制备人工腐殖质育秧肥：
①、将水热腐殖化衍生炭粉磨，得到固体反应产物Ⅰ；
②、首先将人工腐殖酸固体溶解至碱性溶液中，再加水稀释，得到液体反应产物Ⅱ；
步骤一①中所述的水热腐殖化衍生炭的制备方法是按以下步骤完成的：
首先将农业废弃生物质洗涤、干燥、粉磨和过筛，然后将生物质粉末添加到强碱性水溶液中，并转移至高压反应釜中进行水热腐殖化反应，抽滤固液分离，收集固体并洗涤、干燥，得到水热腐殖化衍生炭；收集液体，再使用稀盐酸将反应产物的pH值调节至酸性，析出固体，离心固液分离，最后收集固体并洗涤、干燥，得到人工腐殖酸固体；
步骤一②中所述的碱性溶液为氨水、NaOH或KOH，浓度为0.5mol/L～2mol/L；步骤一②中所述的人工腐殖酸固体的质量与碱性溶液的体积比为(1.0kg～2.0kg):(8L～15L)；步骤一②中所述的碱性溶液与液体反应产物Ⅱ的体积比为(8L～15L):(28L～36L)；
二、首先选取本田土为育秧基质，再与固体反应产物Ⅰ机械混合，装盘后喷洒液体反应产物Ⅱ，得到人工腐殖质改良水稻育秧土，最后按照育秧流程育秧；
步骤二中所述的固体反应产物Ⅰ与本田土的质量比为(2g～5g):1kg；步骤二中所述的液体反应产物Ⅱ的体积与本田土的质量比为(50mL～60mL):1kg。
2.根据权利要求1所述的一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法，其特征在于所述的农业废弃生物质为桉树叶、水稻秸秆、大豆秸秆或玉米秸秆；步骤一中首先将农业废弃生物质洗涤3次～5次、在50℃～70℃下干燥、粉磨和过60目标准筛，然后将20g～25g生物质粉末添加到180mL～250mL强碱性水溶液中，并转移至高压反应釜中进行水热腐殖化反应，水热腐殖化反应的温度为180℃～220℃，压力为1.0MPa～3MPa，反应的时间为20h～24h，抽滤固液分离，收集固体与液体，得到固液反应产物；所述的强碱性水溶液为强碱溶解到去离子水中，其中，强碱的质量与去离子水的体积比为(2g～10g):(100mL～300mL)，强碱为氨水或KOH或NaOH。
3.根据权利要求1所述的一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法，其特征在于所述的稀盐酸的浓度为5mol/L～6mol/L；使用稀盐酸将反应产物的pH值调节至1～2，析出固体，离心固液分离，最后收集固体，使用超纯水对收集的固体洗涤8次～12次、在60℃～70℃下真空干燥，得到人工腐殖酸固体。
4.根据权利要求1所述的一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法，其特征在于所述的收集固体并洗涤、干燥是使用超纯水对收集的固体洗涤3次～6次、在60℃～70℃下真空干燥，得到水热腐殖化衍生炭。
5.根据权利要求1所述的一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法，其特征在于步骤一①中所述的固体反应产物Ⅰ的粒径为0.5mm～1mm。
6.根据权利要求1所述的一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法，其特征在于步骤二中所述的育秧流程是指：添加壮秧剂，加入调酸剂调节育秧土至pH＝4.5-5.5之间，育秧土的厚度为2.5cm，播种前控制含水率在40％～60％，一周后进行播种，播前浇透水，出苗前保持湿润，出苗后基质发白前不浇水，播种后清理秧沟，搭拱棚覆膜保温保湿出苗，并根据秧苗生长需水规律，控制稻田水位，旱育培育壮秧。
7.根据权利要求6所述的一种人工腐殖质改良水稻育秧土的方法，其特征在于所述的壮秧剂为南通龙祺牌水稻机插壮秧剂；壮秧剂的质量与育秧土的质量比为(0.5kg～1kg):(100kg～200kg)；所述的调酸剂为水稻基床调酸剂，购买自黑龙江省辰东农业科技有限公司。
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