[发明专利]一种生物炭基土壤改良剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土壤改良剂，尤其涉及一种生物炭基土壤改良剂；此外，本发明还涉及该生物炭基土壤改良剂的制备方法。

背景技术

我国是一个人口大国、农业大国，用占世界7％的土地养活了占世界22％的人口，粮食问题永远是关系到国计民生的大事。我国现有耕地20亿亩，年需化肥1.5亿吨，是世界最大的化肥进口国和氮肥生产国。尽管如此，化肥量仍然满足不了农业发展的需要。究其原因，关键问题在于化肥的利用率太低。据调查，我国化肥的利用率只有35％-40％，其余部分被土壤固定，或淋溶造成水体污染、湖泊富营养化等环境问题。有效合理使用化肥，减少环境污染，消除土壤板结，挖掘土壤潜在肥力，提高化肥利用率，降低土传病的发病率，已成为摆在农业生产上的一个重要课题。为了农业的可持续发展，达到高产、优质、高效的目的，世界各国都在利用土壤中的有益微生物制成的生物土壤改良剂来改善作物根际土壤的微生态区系，将农作物难以利用的物质转化为可被利用的有效营养物质，降低土传病发病率，缓解生态环境不利影响的局面。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种生物炭基土壤改良剂，其活菌存活率高，缓释效果好，肥效时间长，能在常温下长期保存，可与其它有机、无机肥料进行混合造粒烘干而不受影响，且肥料增效作用明显，能有效防治土传病，达到改良土壤的目的。

本发明要解决的技术问题之二是提供该生物炭基土壤改良剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种生物炭基土壤改良剂，由生物质炭黑和益生菌剂组成；所述生物质炭黑与浓缩的益生菌剂的重量比为(95.5％～98.5％)∶(1.5％～4.5％)，优选为98.5％∶1.5％；所述生物质炭黑采用如下方法制得：将农业废弃物作为生物质原料进行低温炭化形成多孔的生物质炭黑；所述益生菌剂采用如下方法制得：将有益微生物进行扩大培养，发酵成益生菌液，混合后经固液分离、闪蒸干燥成益生菌剂；所述有益微生物选自多粘类芽孢杆菌、木霉菌、固氮菌、根瘤菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌、抗生素产生菌、光合菌中的一种或多种。

所述农业废弃物可以是沙柳平茬、玉米、大豆、小麦、水稻、秸秆，可有效进行碳汇。

所述益生菌剂中每一种有效菌的数量不得少于10亿/g，所述益生菌剂的有效活菌数≥2000亿/g，所述生物炭基土壤改良剂的有效活菌数≥20亿/g。

此外，本发明还提供一种该生物炭基土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：

1)利用农业废弃物作为生物质原料，低温炭化成多孔的生物质炭黑；

2)对有益微生物菌群进行扩大培养，发酵成益生菌液，混合后经固液分离、闪蒸干燥，制成益生菌剂；

3)以生物质炭黑为核心，吸附浓缩益生菌剂，利用适量粘合剂(粘合剂的重量约为生物质炭黑与益生菌剂总重量的1％～5％)包裹制备成生物炭基土壤改良剂。

步骤2)具体为：将选好的菌种接入液体培养基活化后，取活化菌种进行液体摇床培养，再将得到的菌种经过种子罐逐级扩大培养而获得发酵液，对其进行固液分离，再经过闪蒸干燥，即得益生菌剂。

步骤3)中，所述粘合剂可以为凹凸棒土黏合剂或氧化淀粉粘合剂。

所述生物质炭黑采用如下方法制得：将农业废弃物作为生物质原料，将农用废弃物干燥后破碎，并送入低温炭化炉进行低温炭化，进而得到多孔的生物质炭黑。对不同粒度的原料进行直接低温炭化，炭化颗粒完全保留原有的微孔，孔隙度高，因而生产的生物质炭具备良好的吸附性和增温保温性。

生物炭基土壤改良剂中的微生物在其发酵和土壤内的生命活动过程中会产生大量的赤霉素和细胞激动素类物质，这些物质在与植物根系接触后，会刺激作物生长，调节作物新陈代谢，从而产生增产效果。生物炭基土壤改良剂中的微生物在植物根部大量生长、繁殖，形成优势菌，抑制和减少了病原菌的繁殖机会，有的还具有拮抗病原菌的作用，起到了减轻作物病害的功效。

本发明具有以下有益效果：

1、缓释效果好：由于生物质炭黑为深黑色有机产品，富含微孔，具有极强的吸肥、吸水的吸附能力、及吸光增温特性，施入土壤以后，不但可以持肥缓释，减少肥料淋失浪费，能在常温下长期保存，可与其它有机、无机肥料进行混合造粒烘干而不受影响，而且在每个炭素颗粒周围形成增温隔热区，对于解决早春地温偏低出苗和生长缓慢等问题具有重要作用。