[發(fā)明專利]一種利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭及制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2014-02-10
• 公開（公告）號: CN103771921A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 宰學明;李玉萍;孫麗娟;王歡;紀易凡
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: C05F11/02
• 分類號: C05F11/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 胡錫瑜

技術領域

本發(fā)明屬于生物技術領域，具體涉及一種利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭及制備方法和應用。

背景技術

基質(zhì)，又稱為營養(yǎng)土，是一種介于土壤和肥料之間的具有一定營養(yǎng)成分，有與土壤相似功能的一種產(chǎn)品，因其營養(yǎng)成分豐富且均衡，利于種子的萌發(fā)和植物的生長。基質(zhì)分為育苗基質(zhì)和栽培基質(zhì)。目前，人們廣泛使用的大多是育苗基質(zhì)，是以草炭（也稱泥炭，一種被半分解的植被，經(jīng)幾千上萬年演變而來）為主要原料，配以無機礦物質(zhì)及添加其他適宜種子發(fā)芽和植物生長的營養(yǎng)元素調(diào)配而成的。由于我國的草炭資源較為缺乏，其開采受國家限制，開采成本較大，故造成基質(zhì)的價格較高，國外進口的草炭其質(zhì)量優(yōu)于國產(chǎn)的，但由于物流費用高，其價格為國產(chǎn)的一倍以上。基質(zhì)用于育苗有著多方面的優(yōu)點，所以需用量很大，現(xiàn)在種植業(yè)人士均以基質(zhì)育苗。栽培基質(zhì)用于植物栽種，使用期較長，對營養(yǎng)要求高且持續(xù)，配置難度較大。一般無土栽培所使用的栽培基質(zhì)不含養(yǎng)分，靠營養(yǎng)液滴灌來滿足植物生長需求。隨著無公害、綠色、有機農(nóng)產(chǎn)品的需求量不斷增加，有機生態(tài)型栽培基質(zhì)的需求量將逐漸增加。

人工草炭，是以農(nóng)作物秸稈為原料，經(jīng)多重發(fā)酵腐熟再添加一些無機礦物質(zhì)配置而成的，屬有機生態(tài)型基質(zhì)。由于秸稈含有大量的養(yǎng)分資源（如N、C、P、K、S、Ca及微量元素），是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的有機肥源，因此，秸稈基質(zhì)含有植物生長所需的所有營養(yǎng)元素。秸稈基質(zhì)經(jīng)接菌可制成功能性生物有機肥，如解鉀生物有機肥，解磷生物有機肥等。

海濱錦葵（Kostelezkya?virginica）系錦葵科海濱錦葵屬的多年生宿根耐鹽油料作物，集醫(yī)藥和觀賞價值于一身，具有耐鹽、耐旱、耐貧瘠等多種抗性，能在重度鹽土上正常生長結(jié)實，具有相當高的生產(chǎn)力和經(jīng)濟價值，目前已在國內(nèi)沿海灘涂上規(guī)模化引種推廣。海濱錦葵種子、塊根等作為特定的功能器官開發(fā)利用已取得了積極進展，惟有秸稈被就地焚燒或廢棄。秸稈就地焚燒或廢棄所帶來的環(huán)境污染和資源浪費問題已經(jīng)成為相關管理部門和科研人員關注的焦點。海濱錦葵秸稈中超過65%為纖維素和半纖維素，是非常優(yōu)良的生物質(zhì)資源，通過生物轉(zhuǎn)化后可廣泛應用于飼料、有機肥等方面。但是，海濱錦葵秸稈的天然結(jié)構(gòu)非常復雜，生物轉(zhuǎn)化效率較低，將其直接用作以上相關產(chǎn)品開發(fā)的難度較大，成本較高。因此，對海濱錦葵秸稈進行有效預處理是秸稈資源化利用中最為重要的一個環(huán)節(jié)。目前普通秸稈的預處理方法有物理處理法、化學處理法和生物處理法。物理處理法是利用高溫、超聲波、微波等物理手段都能不同程度地破壞木質(zhì)纖維的天然結(jié)構(gòu)，改變其穩(wěn)定性。但物理處理法需要專用設備，成本較高，處理過程有二次污染。化學處理法是利用NaOH、H₂O₂、氨水等化學試劑對秸稈類材料進行處理。但化學處理會產(chǎn)生非常嚴重二次污染。生物處理法是利用高效的降解菌對秸稈進行發(fā)酵處理。生物法處理成本較低，沒有二次污染，但目前常用的生物處理法中所用微生物轉(zhuǎn)化效率較低，處理時間較長，影響了生物處理法的應用和推廣。生物處理法在海濱錦葵秸稈發(fā)酵處理方面的應用還是個空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的問題是利用海濱錦葵秸桿制備人工草炭及其制備方法。

本發(fā)明所述利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭由海濱錦葵秸稈自助發(fā)酵產(chǎn)物、Glomus?mosseae(Nicol.&Gerd.)菌劑和爐渣（顆粒直徑≤0.3cm）構(gòu)成，三者重量百分比為5：0.05：1。

本發(fā)明利用無毒無污染的菌劑對海濱錦葵秸稈進行前處理后，生物轉(zhuǎn)化率提高6倍以上，由此形成的秸稈發(fā)酵物經(jīng)接種AM真菌和添加無機礦物質(zhì)配置而成的人工草炭，屬有機生態(tài)型基質(zhì)。

本發(fā)明的技術方案是：本發(fā)明使用多種市售高效降解菌，如：曲霉（Aspergillus?Micheli）、青霉（Penicillium?expansum）、木霉（Trichoderma?koningii）和墨汁鬼傘（Coprinus?atramentaria）對海濱錦葵秸稈進行發(fā)酵，發(fā)酵秸稈接種一種AM菌劑和添加無機礦物質(zhì)可形成人工草炭。本發(fā)明所使用發(fā)酵秸稈的菌劑，主要包括重量百分數(shù)如下的微生物組分：曲霉0.1-0.3份、青霉0.1-0.3份、木霉0.2-0.4份和墨汁鬼傘0.2-0.5份；本發(fā)明所接種的AM菌劑為北京市農(nóng)林科學院市售的Glomus?mosseae(Nicol.&Gerd.)菌劑（1285個孢子/20ml，菌劑編號BGC?JX01），接種量為每kg人工草炭10g?AM菌劑；添加無機礦物質(zhì)是爐渣，其和秸桿發(fā)酵物的重量比為1：5。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果是：