[发明专利]利用设施农业废弃物制备的生物炭及其制备方法和无土栽培基质及其应用

说明书

本发明提供了利用设施农业废弃物制备的生物炭及其制备方法和无土栽培基质及其应用，属于农作物栽培技术领域。利用设施农业废弃物制备生物炭的方法，包括以下步骤：将设施农业废弃物粉碎后在无氧条件进行300℃～500℃裂解3～4h，得到的裂解产物粉碎，得到生物炭。制备的生物炭含有丰富的多孔隙结构和营养成分，包括速效钾、速效磷和速效氮以及有机质和盐分，pH呈碱性，为作物生长提供充足的通气孔隙和养分。本发明还提供了包含所述生物炭的蔬菜无土栽培基质，相较于现有的无土栽培基质，本发明提供的蔬菜无土栽培基质不仅可以稳定提高黄瓜产量，还可以实现秸秆等设施农业生产废弃物循环利用，促进固碳减排和绿色发展。

技术领域

本发明属于农作物栽培技术领域，具体涉及利用设施农业废弃物制备的生物炭及其制备方法和蔬菜无土栽培基质及其应用。

背景技术

设施蔬菜生产在我国设施生产中占有重要的地位，其中以番茄和黄瓜的栽培面积分别位于第一和第二位。然而，目前生产中设施农业废弃物以及尾菜的处理一直是设施生产中面临的难题。目前这些废弃物的处理方式主要有集中堆肥，粉碎还田，作为垃圾处理，焚烧等，其中放置堆肥由于处理时间比较长，且占用一定的土地空间，生产上推广困难。而粉碎还田，则会影响第二茬的定植，存在病虫害，特别增加土传病害的风险。而作为垃圾处理或者焚烧又对环境造成污染。

设施农业废弃物的科学可循环利用迫在眉睫，生物炭是农业废弃物在高温限氧条件下裂解形成的产物，具有含碳量高，多孔隙结构，在土壤中难以降解等特点，在土壤改良水土保持中，重金属吸附中具有广泛的应用。因此，将如何将设施生产中产生的番茄秧、黄瓜秧、茄子秧等废弃物制成农业栽培需要的生物炭具有重要意义。

无土栽培是未来设施农业的重要形式，目前我国的无土栽培多以基质栽培为主，主要以草炭、蛭石和珍珠岩按一定比例配制而成。由于基质中的草炭为难以再生资源，因此基质的生产成本居高不下，特别是国外优良草炭的价格较高，在生产中难以利用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供利用设施农业废弃物制备的生物炭及其制备方法，所述生物炭具有丰富的养分含量和优良的理化性状，解决了农业废弃物难以处理的问题，同时也为无土栽培基质提供了部分原料来源

本发明还提供了蔬菜无土栽培基质及其应用，不仅可以稳定提高蔬菜种植产量，还可以实现设施蔬菜秸秆等农业生产废弃物循环利用，促进固碳减排和绿色发展。

本发明提供了利用设施农业废弃物制备生物炭的制备方法，包括以下步骤：

将设施农业废弃物粉碎后在无氧条件进行300℃～500℃裂解3～4h，得到的裂解产物粉碎，得到生物炭。

优选的，所述设施农业废弃物的含水率10％～15％。

优选的，所述设施农业废弃物包括番茄秸秆、辣椒秸秆或茄子秸秆。

优选的，所述设施农业废弃物的裂解温度为350～450℃。

优选的，所述设施农业废弃物的裂解时间为3.5h。

优选的，所述裂解产物的粉碎粒径为1～2mm。

本发明提供了所述制备方法制备得到的生物炭，包括以下含量的养分：

速效氮154.0mg/kg、速效磷1240.0mg/kg、速效钾19.00g/kg、有机质66.89g/kg、盐分28.88g/kg、全氮的质量百分浓度为2.37％、全磷的质量百分浓度为1.72％和全钾的质量百分浓度为4.1％，pH值为9.23。

本发明提供了一种蔬菜无土栽培基质，包括所述生物炭和无土栽培基质；所述生物炭与无土栽培基质的质量比为1～3:100。

本发明提供了所述蔬菜无土栽培基质在蔬菜种植中应用。