[發明專利]一種促進根系生長高碳基土壤修復肥及方法

在審

• 申請號: 201710289214.9
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107056544A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 任天寶;劉國順;云菲;高衛鍇;王歡歡;閆海濤;李志剛
• 申請（專利權）人: 河南農業大學;河南惠農土質保育研發有限公司;廣東中煙工業有限責任公司
• 主分類號: C05G3/04
• 分類號: C05G3/04;C05G3/00;C05G3/02
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理事務所(普通合伙)11301
• 代理人: 唐軼

技術領域

本發明屬于農業資源開發與土壤改良技術領域，具體涉及一種促進根系生長的高碳基土壤修復肥及方法。

背景技術

土壤是人類賴以生存和發展的基礎。近年來，我國農業生產中長期大量不合理使用新型農用化學物質，畜禽排泄物中獸用藥物殘留等的增加，致使土壤污染逐年加劇，土壤碳庫失衡，即土壤C/N比由過去的為22-25下降到10-12，甚至更低，直接影響土壤微生物環境因子，進而影響微生物繁殖及活性，降低了土壤礦化效應，使得土壤肥力障礙因子日益嚴重，最終影響作物的正常生長和農產品品質。因此，現代農業發展正面臨著可持續化利用及農產品質量安全的嚴重問題。

農業生態系統健康在國際上日益受到多學科專家的關注，已經成為農業生態學研究的熱點和前言技術之一。作物生長與土壤的生態環境有密切聯系，土壤生態系統是由土壤、生物及環境要素三個部分組成的具有結構和功能的一個開放系統和能量轉換器。因此，探索高效的土壤修復技術被認為是改善土壤生態系統的根本措施，已成為當前土壤學研究的熱點之一。土壤修復的技術原理主要是指利用物理、化學和生物的方法，轉移、吸收、降解和轉化土壤中的污染物，使其濃度降低到可接受水平，或將有毒有害的污染物轉化為無害的物質。其中，生物修復是利用微生物的代謝活動減少存在于土壤環境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化，使污染了的環境能部分或完全恢復到原始狀態的過程。因此，研究高效的土壤修復技術是解決上述現代農業發展中土壤污染的關鍵途徑。

生物質炭是改善土壤碳庫失衡的重要途徑。試驗分析表明，生物質炭是木質纖維素熱解后殘留的一種多孔碳，主要由C、H、O、N、P、S等元素組成，還含有K、Ca、Fe、Mg、Na、Zn、Cu和Si等元素，具有多孔性、高比表面積、高度芳香化結構，充當土壤活性調理劑，起到富集營養物質和土壤微生物作用，改善土壤質量并提高土壤微生物活性。研究表明，生物質炭能改善微生物細胞附著性能，促進特殊類群土壤微生物的棲息生長和土壤團聚體的形成，改變土壤固氮與硝化微生物菌活性。Oguntunde等研究表明，生物質炭可增加土壤飽和滲透系數88%左右，容積密度減少9％，總孔隙度增加約5％，平均表面溫度增加4℃，還會改變土壤色度以及反射率。劉國順等研究了添加生物質炭對煙葉生長發育及煙葉質量的影響的研究，結果表明添加適量的生物質炭，可以顯著改善植煙土壤的肥力狀況，增加植煙土壤有機質含量，以及煙田土壤中細菌和放線菌數量，改善煙田土壤根際與非根際土壤的微生物環境，促進烤煙根、莖、葉干物質積累，對植煙土壤環境的修復起到顯著的效果。

發明內容

本發明針對現有土壤修復技術的不足，以土壤碳庫修復理論為核心，采用微生物發酵和細胞高效固定化技術，綜合運用復合土壤修復原理，并結合土壤和植物營養吸收的規律，特別添加多種生物活性物質和生物質炭提供一種高碳基土壤修復肥，以改善土壤結構、調整土壤C/N比和土壤微生物活性，從而達到土壤碳庫修復及恢復土壤生態平衡的功效，提高作物體內微循環和促生作用，實現土壤原位修復的功效，并增強作物逆境條件下的生長發育。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：

本發明所述的高碳基土壤修復肥由以下配比組成，生物質炭25%-45%、有機肥45%-55%、調理劑5-10%、礦物質10-15%、生物菌劑1-5%、吲哚丁酸鉀0.02%-0.1%、5-硝基愈創木酚鈉0.01%-0.1%。

所述生物質炭由以下方法制得：1）將干燥的生物質（農業廢棄物：如煙梗、煙稈、棉稈、玉米秸稈等以及林業廢棄物：樹枝、木屑等）粉碎至2-5cm備用；

2）將步驟1）粉碎后的生物質在改性劑中浸潤10-20h，然后干燥至生物質的水分在13-18%；

3）將步驟2）處理過的生物質碳化工藝如下：首先在150-220℃下處理進行脫水和預氧化20-40min；采用沸石的作為催化劑，既將塊狀的沸石（2cm*4cm）按著5-8kg/m²平鋪在碳化設備的底部，于300-400℃缺氧或無氧條件下進行碳化10-30min，碳化結束后噴施質量濃度0.05%的石灰水；

4）將步驟3）處理后的生物質進行粉碎，過40-100目篩，備用。

所述改性劑為磷酸氫二銨溶液，以上溶液的質量濃度為1-3%；每1kg碳化結束后生物質使用石灰水100-300ml。

所述生物菌劑由以下方法制得：1）將菌種從試管內取出轉接，于培養箱中進行活化，備用；

2）將步驟1）活化好的菌種接種于三角瓶中，進行搖床培養(36h～72h)至成熟，備用；