[发明专利]一种基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤改良剂技术领域，具体涉及一种基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂及其制备方法。

背景技术

农田土壤有机碳化释放二氧化碳是温室气体排放的重要途径，随着温室气体排放任务实施的日益简单，如何减少土地中温室气体的排放、增加陆地生态系统碳汇成为当前研究的热点问题。

生物质炭是生物质在无氧或者限氧条件下热解得到一种细粒度、多孔性碳质材料。生物质炭的主要成分为碳、氢、氧，还有钾、钙、钠、镁和硅等灰分元素。生物质炭的元素组成与炭化温度以及织物的生长地的土壤类型、植物种类有关。生物质炭具有发达的孔隙结构，巨大的比表面积，还含有羧基、羟基、醛基等含氧官能团，因此生物炭具有较高的阳离子交换量和较强的吸附性能，对土壤中的水分、无机离子、极性或者非极性有机化合物具有很好的吸附作用，还可以改良土壤结构，降低农田温室气体排放，持留土壤养分，修复土壤污染，特别适合用于土壤改良。

中国专利CN 101818067B公开的生物碳土壤改良剂及其制备方法，该生物碳土壤改良剂包括秸秆、木屑、枯枝或落叶制备的生物碳、浮石和膨润土，该生物碳土壤改良剂能改善土壤的理化性能，提高土壤有机质含量和肥料利用率，减少二氧化碳释放量。中国专利CN 102771217B公开的一种植物-污泥至生物碳土联合生态修复沙化土壤的方法，将污泥制生物碳作为改良剂，添加到土壤中，配合种植果树，修复沙化土壤。由上述现有技术可知，生物碳土壤改良剂多是以枯叶树枝或者污泥作为生物碳的原料，这种生物碳虽然是对废物进行利用，但是生物碳的功能性也十分有限。

猪毛菜为藜科猪毛菜属植物，是一种典型的盐生植物，广泛分布于我国各地及周边国家地区，资源丰富，具有药用和生态价值，猪毛菜中含有生物碱、黄酮、甾醇等多种成分，具有淡凉，降血压等功效。目前猪毛菜在化学和药学领域的应用较为广泛，但是作为土壤改良剂方面的研究并不多见。

本发明的申请人将猪毛菜作为原料制备生物碳，将猪毛菜生物碳制备土壤改良剂，不仅可以改良土壤的理化性能，降低温室气体排放，还具有杀菌抑菌，调节植物生长的功效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂及其制备方法，将猪毛菜生物碳粉碎炭化形成猪毛菜生物碳，再与氨基酸、柠檬酸、膨润土粉末和沸石粉末混合，得到基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂。本发明制备方法简单，成本低廉，将猪毛菜运用于土壤改良剂中，赋予了土壤改良剂药用性能，也拓宽了猪毛菜的应用领域。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂，所述基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂中包括猪毛菜生物碳、氨基酸、柠檬酸、膨润土和沸石，所述猪毛菜生物碳由猪毛菜在高温缺氧条件下热裂解而成。

作为上述技术方案的优选，所述基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂的各组分用量，按重量份计，包括猪毛菜生物碳50-60份、氨基酸3-10份、柠檬酸0.5-1.5份、膨润土20-30份和沸石15-25份。

本发明还提供一种基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将风干的猪毛菜切成1-2cm的小段，置于耐高温的密闭容器中，炭化处理，冷却至室温后，粉碎过筛形成猪毛菜生物碳；

(2)将沸石粉碎后过筛形成沸石粉，将膨润土粉碎过筛形成膨润土粉，将沸石粉、膨润土粉、氨基酸和柠檬酸混合，形成辅料；

(3)将步骤(1)制备的猪毛菜生物碳加入步骤(2)制备的辅料中，加入水，搅拌形成基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，炭化处理的条件为在缺氧条件下，以300-700℃下处理2h。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，猪毛菜生物碳的粒径为0.1-1mm，平均孔径为0.5-4.5μm。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，沸石粉的粒径为0.1-1mm。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，膨润土粒径为0.1-0.5mm。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂可为颗粒状或者溶液状，所述颗粒状基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂的粒径为2-5mm，所述溶液状的基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂的固含量为45-65％。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂用于吸附土壤中的非极性和极性有机污染物。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，基于猪毛菜生物碳的土壤改良剂还可用作生物生长促进剂。