[发明专利]秸秆生物碳高持水营养土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种环境保护及农业科技领域的技术，具体是一种基于秸秆资源化利用的秸秆生物碳高持水营养土及其制备方法。

背景技术

农作物秸秆数量大、种类多、分布广，全世界秸秆年产量29亿多吨。我国是粮食生产大国，也是秸秆生产大国，每年可生产秸秆7亿多吨，约占全球秸秆总量的20％-30％。其中，水稻、小麦、大豆、玉米、薯类等粮食作物秸秆约5.8亿吨；花生、油菜籽、芝麻、向日葵等油料作物秸秆占总量的8％，棉花、甘蔗秸秆占总量的3％。目前，农作物秸秆处理方式主要以直接粉碎还田、工业利用(造纸、饲料、发酵清洁能源)、秸秆焚烧三种方式为主。秸秆还田有虽然具有培肥地力的作用，但在实际农业生产中常用的方法市直接粉碎在地表，方法不当，假如腐熟时间不够，也会导致土壤病菌增加、作物病害加重等不良现象。我国秸秆露天焚烧率达到20.8％，主要为稻谷、玉米和小麦，每年秸秆焚烧产生的PM_2.5达到138.1×10⁴吨。因此，秸秆的资源化利用对于实现农业可持续发展、保护环境具有重要意义。

同时，随着农业种植结构调整，传统农业向现代化农业转变，阳台农业等新型都市农业发展十分迅速，设施农业的迅速发展对种植基质(育苗营养土)提出了更高的要求。根据幼苗及作物生长需要，目前主流的基质主要利用有机、无机材料及微生物制剂配制而成，常用的育苗基质有岩棉、细蛭石、草炭、炉渣灰、种过蘑菇的棉籽壳、珍珠岩、细砂、有机肥、炭化砻糠、锯木屑等。这些基质原料生理、生化特性不同，各有优缺点，其中有机肥、细蛭石是较理想的育苗基质，而草炭、炭化砻糠、锯木屑是很好的复合育苗基质原料。综合来看，轻量化基质在育苗育种、温室栽培、盆栽作物、阳台种植、林木育苗、林木扦插等领域有着广泛应用，具有良好的应用前景。但是，传统配方基质存在持水、保湿能力不足，以及养分供给受限等问题，制约了轻量化基质的发展，继续开发新型基质材料。

作物秸秆的基质化利用不但能为育苗基质提供原料，也为作物秸秆污染问题提供了有效的解决方案，但是目前秸秆基质化利用技术尚不成熟，生产工艺与流程尚不规范，基质产品性能不稳定，且缺乏统一的科学操作标准。我国早期在进行秸秆基质化利用的初期尝试中，秸秆不经过发酵而直接或经过碾压破碎等简单处理后用于蔬菜栽培，这也是最初的秸秆基质化利用形式。由于早起的直接利用方式中秸秆原料养分利用困难、理化性状不达标等缺陷，堆肥发酵逐渐发展成为秸秆基质化的重要步骤。秸秆目前在作为栽培基质的应用过程中相对较粗放，对栽培基质所需要的重要物理性质缺乏准确数据支撑，而对作物有较大影响的化学稳定性、酸碱性、阳离子代换量、电导率和缓冲能力主要依靠经验进行调配，在育苗过程中出现缺苗与植株生长发育不良的情况，利用这些基质在扦插苗木过程中也会出现生根缓慢以及烂根等状况，需要对以前的秸秆利用方式进行研究改进。

整体上看，常规配方基质中使用的泥炭土不仅价格高，而且是短时间内不可再生的资源，其储量有限，不可能无限制的开发利用。同时，现在常用的基质保水性能较差，特别是作物株型偏大时，需要不断补充大量的水肥，极易造成基质表面板结，也会导致大量水肥流失。此外，现有轻量化基质体积过大，运输也不方便；传统配方基质中营养元素分配不均衡，也是抑制其使用的重要问题。本发明提出的作物秸秆的基质化利用可以为农作物秸秆污染治理及现代农业轻量化基质提供解决方案，作物秸秆分类收集粉碎及碳化利用，分别作为有机生态无土栽培基质的主要配方原料经济可行，其轻量化及保水性能能够满足作物正常生长发育需要，这种原材料本土化、低成本、可再生、环保型的育苗基质有广阔的发展前景。

发明内容

本发明针对现有技术所需要的原材料较多、工艺复杂且容易夹杂有害微生物导致的实用性不强、基质保水效果不好等缺点，提出一种秸秆生物碳高持水营养土及其制备方法，能有效解决现有作物秸秆污染问题，实现作物秸秆资源化利用。该发明能显著提高培养基质的持水保水性能，利用该发明制备的营养土具有稳定的养分保持能力与养分供给能力，其理化性质稳定、配方简单、实用性强，同时具备良好的种植效果，可以为蔬菜、花卉、苗木等提供全营养、全周期配方培养基质。

本发明是通过以下技术方案实现的: