[发明专利]一种利用磁性水稻秸秆制备水稻轻型无土育秧基质的方法

说明书

一种利用磁性水稻秸秆制备水稻轻型无土育秧基质的方法，属于水稻轻型无土育秧基质技术领域。其包括以下工艺步骤：将秸秆粉末置于蒸馏水中煮沸，经去离子水洗后，烘干备用；获得碱催化改性水稻秸秆粉；获得磁性水稻秸秆混合物；磁性水稻秸秆混合物中，滴加聚乙二醇溶液，形成胶状混合物，控制温度振荡搅拌后，磁性分离，用去离子水洗涤，在冰箱里冰冻过夜，再在真空下干燥，烘干后，研磨均匀，即得磁性水稻秸秆粉。本发明解决大量秸秆的无害化利用问题；现有的育秧基质存在营养成分不平衡，普遍添加保水剂及固化剂等化学材料，大量施用会造成二次污染，不利于农业的可持续发展，不利于商业化运作的问题。

技术领域

本发明属于水稻轻型无土育秧基质技术领域，具体涉及一种利用磁性水稻秸秆制备水稻轻型无土育秧基质的方法。

背景技术

随着我国水稻机插种植面积的不断扩大，商品化、规模化、标准化育秧将是水稻生产的必然趋势，但育秧营养土的准备已成机械化育秧的难题，是我国大面积推进水稻机插秧的主要限制因素之一。

在本发明提出之前，水稻无土育秧基质一般为泥炭、草炭、作物秸秆、有机肥、造纸废浆等添加化学肥料与高分子化学物质配置而成。水稻秸秆作为生产大米的副产物，往往被当做废弃物随意堆积或被焚烧造成环境污染。近年来对农林废弃物的改性引起人们极大的兴趣，这种变废为宝的方式为人们处理农林废弃物提供了更好的途径。秸秆中含有的羟基、醛基、醚类等极性基团易于吸附营养物质及水分。利用高效负载能力以及超顺磁性将水稻秸秆磁化，然后再利用水稻秸秆表面的功能基团与谷氨酸进行化学修饰反应，以期制备出对营养物质和水分有较高吸附能力的可磁性回收并多次利用的生物吸附剂。目前还未有通过对水稻秸秆的改性、修饰来提高其吸附能力的报道，此为本发明的创新性所在。这种新型、高效、安全、绿色、环保的轻型无土育秧基质，国内外鲜见报道。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种利用磁性水稻秸秆制备水稻轻型无土育秧基质的方法的技术方案，通过该方法利用高效负载能力以及超顺磁性将水稻秸秆磁化，然后再利用水稻秸秆表面的功能基团与谷氨酸进行化学修饰反应，制备出对营养物质和水分有较高吸附能力的可磁性回收并多次利用的生物吸附剂。采用此磁性秸秆制备的基质是一种新型、高效、安全、绿色、环保的轻型无土育秧基质。

所述的一种利用磁性水稻秸秆制备水稻轻型无土育秧基质的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

1）将水稻秸秆依次经过清水清洗、去离子水洗、烘干、粉碎、过筛后得秸秆粉末，将秸秆粉末置于蒸馏水中煮沸，经去离子水洗后，烘干备用；

2）将步骤1）得到的水稻秸秆粉，在氮气保护下，将水稻秸秆粉热解，热解产物在饱和KOH液中浸泡，烘干，再在氮气保护下，用饱和KOH液浸泡炭化产物，然后在高温下进行活化，获得碱催化改性水稻秸秆粉；

3）将步骤2）得到的碱催化改性水稻秸秆粉进行搅拌处理，再加入磁性纳米Fe₃O₄和谷氨酸在超声波振荡器中分散，即获得磁性水稻秸秆混合物；

4）在步骤3）得到的磁性水稻秸秆混合物中，滴加聚乙二醇溶液，形成胶状混合物，控制温度振荡搅拌后，磁性分离，用去离子水洗涤，在冰箱里冰冻过夜，再在真空下干燥，烘干后，研磨均匀，即得磁性水稻秸秆粉；

5）将步骤4）得到的磁性水稻秸秆粉，添加有机肥和水稻秸秆粉混合，即得到水稻轻型无土育秧基质。

所述的一种利用磁性水稻秸秆制备水稻轻型无土育秧基质的方法，其特征在于所述的步骤1）中烘干温度为45-65℃，烘干时间为2.5-4.5h，控制含水率在10%以内；煮沸时间为30-40分钟。

所述的一种利用磁性水稻秸秆制备水稻轻型无土育秧基质的方法，其特征在于所述的步骤1）中水稻秸秆长度或直径超过20mm时进行粉碎处理，粉碎后的长度或直径不超过150µm。