[發明專利]生物炭為基質的混配型設施菜田土壤調理劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210299295.8
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN102807459A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 姜勇;張玉革;陳利軍;徐柱文;王汝振
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽應用生態研究所
• 主分類號: C05G3/04
• 分類號: C05G3/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;李穎

技術領域

本發明涉及農業廢棄物循環利用技術和土壤肥料技術，具體為生物炭為基質的混配型設施菜田土壤調理劑及其制備方法。

背景技術

中國設施蔬菜栽培面積近280萬公頃，具有以下特點：一是利用強度高，利用頻度高，復種指數高，種植密度大。設施菜田循環利用，基本無休閑期；二是肥料用量大，無論是化肥還是有機肥都遠遠超過作物需要量，氮肥過量施用現象十分普遍。大量施肥造成土壤硝酸鹽積累，通過淋溶下滲到地下水中，對飲用水安全造成潛在威脅；三是高溫、高濕、封閉或半封閉環境導致的土壤次生鹽漬化、土壤酸化、土傳病害嚴重等。如遼寧新民地區使用年限為10年左右設施菜田，如果不通過置換表土等機械改良措施，土傳病害發生十分嚴重，只能廢棄，改種大田作物。隨著設施菜田使用年限的增加，土壤溶液中硝酸根離子含量顯著增加。我國菜田高強度利用、高量施肥的直接后果是菜田可持續利用能力下降、蔬菜產量和質量下降，因此土壤鹽漬化、硝酸鹽富集、土傳病害是影響設施菜田可持續利用的主要限制性因子。針對設施菜田肥料利用率低，土傳病害發生頻繁，土地可持續利用能力不強等特點，有必要利用技術手段對設施菜田土壤進行調節。

生物炭是生物質在無氧或微氧條件下低溫熱轉化后的固體副產物，是有機碳含量高、多孔性、堿性、吸附能力強的多用途材料。生物炭能夠提高土壤有機碳含量，改善土壤保水和保肥性能，減少養分損失，有益于土壤微生物棲息和活動，是良好的土壤改良劑。生物炭延緩肥料在土壤中的養分釋放，降低養分損失，提高肥料養分利用率，是肥料養分增效的有效載體。生物炭在土壤中極為穩定，埋到地下后可以有幾百至上千年不會消失，可長期將碳固貯于土壤，具有極強的土壤固碳潛力，有助于減緩全球變暖。利用廢棄生物質生產生物炭，并將生物炭農用將是具有廣闊前景的多贏技術。

生物炭的制備方法已有較多技術和工藝，如中國發明專利申請公布號CN102602913A公布了生物炭的制備方法；CN102533293A公布了一種濕法制備生物炭的裝置；CN102492509A公布了自動控溫連續生產生物炭的工藝和設備；CN102272272A公布了用于使試劑沉積到生物炭上和生物炭內的方法和設備；CN102015977A公布了生物炭生產設備及用于生產生物炭的工藝；CN101979479A公布了利用廢菌渣加工轉化生物炭的技術方法；CN101875845A公布了利用農作物秸稈聯產生物油和生物炭的工藝及專用裝置；CN101787312A公開了一種垃圾滲瀝液為原料制備的生物炭漿及其制備工藝；CN101730733A公布了一種生物炭生產設備及其控制方法和用于生產生物炭的工藝；CN102583311A公布了一種利用農林廢棄物制備生物質炭的方法；CN102439116A公布了一種生成生物質炭和生物質能的熱解過程和設備；CN101993701A公布了一種基于廢棄農作物秸稈制備生物質炭的方法。CN1896180公布了一種高強防水后成型生物質炭的生產方法。授權公告號CN1710022授權了生產生物質炭化燃氣的方法及反火生物質炭化燃氣發生爐。上述技術的發展為生物炭的高效利用提供了支撐。

在生物炭肥料和土壤改良方面，中國發明專利申請公布號CN102424642A公開了一種將玉米秸稈、或蘋果樹廢枝干木屑經熱裂解或氣化后得到的生物炭；將生物炭和硝酸銨溶液、或尿素-硝酸銨溶液混合，攪拌烘干，加入粘結劑，造粒烘干，生產生物炭基緩釋氮肥的方法，具提高氮肥利用率的功效；CN102515914A公布了一種生物質碳肥料的制備及使用方法，特征是將生物質原料風干、粉碎，于250～650℃缺氧或無氧條件下進行碳化后，研磨過篩，制備生物質碳肥料并直接在農田使用；CN102405706A公布了一種利用農業廢棄物生物質炭化產物改良熟化鹽堿土的方法；CN102358714A公布了一種利用秸稈、廚余廢棄物生物質炭生產的多功能生物質炭肥；CN102342301A公布了一種利用秸稈和生活櫥余生物質炭化副產品的葉面調理劑及其應用方法。上述利用生物炭制作肥料的土壤改良的方法中，提供了生物炭農用的一些技術途徑，但生物炭本身養分含量低，作為土壤改良劑或調理劑單獨使用具有一定的局限性，實際應用中有待改進。