[发明专利]一种EM纳米生物炭基土壤调理剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种EM纳米生物炭基土壤调理剂的制备方法及其应用，首先将秸杆粉、纳米氧化锰及高岭土混合，在高温条件下制成改性的纳米秸杆生物炭载体，然后将活性EM钙液固定化于改性的纳米秸杆生物炭载体上，制作用于土壤调理的EM纳米生物炭球。本发明的EM纳米生物炭基土壤调理剂制作工艺简单，具有固氮、解磷、解钾、保水、分泌抑菌物质等功能，显著提高了土壤水分和土壤中N、P、K、Ca、Fe等元素的有效性，可降低作物病害发生，对重金属、农药残留等有较强吸持能力，能明显改善土壤结构。

技术领域

本发明涉及土壤改良和土壤环境修护技术领域，具体涉及一种EM纳米生物炭基土壤调理剂的制备方法及其应用。

背景技术

生物炭是由植物生物质在完全或部分缺氧的情况下经热解炭化产生的一类高度芳香化固态物体。生物炭高度稳定，具有较强的吸附能力，能保持土壤的水分和养分，是一种良好的土壤改良剂。常见的生物炭包括秸杆炭、竹炭、稻壳炭等。生物炭中秸杆炭原料丰富，价格低廉，生产工艺相对简单，开发利用前景广阔。据统计全世界每年秸秆产量约为29亿t，秸秆生物炭代替木材烧制的木炭，有利于保护森林资源，维护生态平衡，在全球气候变化、碳循环和环境问题中发挥重要的作用。近年来，化肥大量使用所造成的面源污染正在形成土壤、水体、生物到大气的立体污染格局(土壤酸化、重金属污染、水体富营养化、温室效应加剧等)，严重影响农业发展和生态环境平衡。如何提高化肥的利用效率及减缓化肥大量使用所引起的环境污染问题，已成为中国经济、生态和环境可持续协调发展亟需解决的问题。

目前炭基肥如竹炭生物有机肥、竹炭土壤改良剂、竹炭复合微生物肥料、碳能生物菌肥、液态碳肥等产品慢慢在市场上流通，许多农户也开始注重给土壤补充炭(碳)，产品种类也开始慢慢多样化，但最终目的都是补充植物所需的碳元素，改善土壤的团粒结构，提高土壤保水保肥能力和肥料利用率。所以寻求环境友好、成本低廉的的材料别制备调理剂来改良土壤显得尤为重要和迫切，对防控农业面源污染和保护土壤生态环境及食品安全意义重大。

目前应用较多的土壤调理剂为活性炭、竹炭、草(泥)炭、矿渣、粉媒灰等，这些材料虽各有特点，但存在诸如微生物挂膜难、孔隙率低、使用成本高、存在二次污染等缺点。一些研究表明，土壤调理过程中调理剂固定化微生物及吸附污染物效果与所用调理剂的性能密切相关，良好的调理剂不仅吸持污染物容量大，并能大大提高其中的微生物浓度和数量，而且微生物的活性较强。调理剂对微生物及污染物的吸附能力取决于它的比表面积、空隙结构及表面特性等。综上可知，选择适宜的材料和方法在制备土壤调理剂中相当十分重要。本发明以废弃物秸秆制作的生物炭为主要原料，通过改性并固定化复合微生物制备调理剂并将其应用在土壤中，达到改良土壤及吸附土壤中重金属、农药等污染物质，化害为利，综合利用，减轻对环境污染的目的。

发明内容

发明目的：针对化肥、农药大量使用所引起的土壤障碍和环境污染问题，以秸秆生物炭为主要原料，通过改性并固定化复合微生物制备调理剂并将其应用在土壤修护中，达到改良土壤及钝化土壤中重金属、农药等污染物质的目的。本发明得到的产品具有固氮、解磷、解钾、保水、分泌抑菌物质等功能，显著提高了土壤水分和土壤中N、P、K、Ca、Fe等元素的有效性，可降低作物生理性病害发生。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明提供了一种(0纳米生物炭基土壤调理剂的制备方法及其应用，包括如下步骤：#

(1)将EM原液、蜂蜜、固体硫酸钙和水(优选蒸馏水)按5～8％：6～10％：4～8％：74～85％的质量百分比混合，并将其移入反应瓶中，在密闭条件下，放入恒温培养箱中发酵5～7天，设置发酵温度为30～35℃，摇床转速为120～150r/min，过滤后制得EM活性钙液；EM原液含有光合菌、双歧杆菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌等复合微生物，改土效果好，且其复壮液含有促生因子，对作物生长有刺激作用；蜂蜜的作用是在微生物复壮过程中作为能源物质，快速地使EM复壮成功；固体硫酸钙在发酵过程中部分转化成可溶性的螯合态钙，可为作物提供必需的钙素和硫素营养；