CN103435410A - 一种作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭及其制备方法，将生物质材料粉碎成颗粒，在隔绝空气条件下加热一定时间得到颗粒生物炭；将其加入到营养液中吸附各种植物养分，并使用无机酸滴定至pH近中性，过滤、干燥即得产品。该生物炭可单独作为花卉栽培基质使用，也可作为组分与其他成分混合后使用，具有pH适宜、养分齐全、肥效期长、理化性质优越、水分调节能力强、无菌无臭等优点，具有较高的经济、生态和社会效益。

Description

一种作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭及其制备方法

技术领域

本发明为一种作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭及其制备方法，属于无土栽培技术领域。

背景技术

基质栽培是目前应用最广的一种无土栽培技术，近年来在花卉栽培上得到广泛应用，它具有安全卫生，质量高，易控花卉生长等优点。适宜作为花卉栽培基质的材料必须具有以下性质：疏松、透气、有较强的保水、保肥能力及稳定性，酸碱度适宜，不含有毒物质，对植物根系起到支撑作用，同时价格适中，取材容易。

目前花卉栽培过程中常用的基质主要有泥炭、腐殖土、椰糠、树皮和仙土等几种。泥炭是一种良好的有机花卉栽培基质，其质轻，疏水透气性又好，又有一定的肥力，还可以抑制霉菌的生长，可是管理上要求较高，不能使其完全干透，否则会板结，难以再次浇透，而且泥炭价格较高，使用泥炭作为基质无形中增加了花卉生产成本。腐殖土为传统的栽培基质，保水保肥性能好，其内含多种微量元素，新翻盆的可以一年内不施肥，对花卉的起花和复壮有很大的好处，但是由于腐殖土容易板结，疏水透气性不好，对浇水管理有很高要求，使用腐殖土作为栽培基质往往由于水肥管理不当造成重大损失。椰糠也属于有机基质，保水保肥性能较强，但疏水透气性比较差，容易出现花卉烂根现象。树皮单独使用时不易吸水，造成盆内湿度不够，使花卉空根，且树皮在发酵的时候会散发热量，造成烧根现象。仙土是颗粒状土类基质，疏水透气性能非常好，保水保肥能力差，单独使用容易发干造成空根。

生物炭是由生物质材料在缺氧条件下经热解炭化产生的一类稳定的固态物质，通常呈现碱性，质地疏松，比表面积大，持水性好，对肥料具有较强的吸附能力，是一种理化性质优良的花卉栽培基质。同时，生物炭可以使用任何废弃的有机物料进行生产，制造成本较低且符合低碳循环农业的要求，具有极大的应用开发前景。

发明内容

本发明的目的在于制备一种可作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭，通过下列方法实现：将生物质材料粉碎为直径小于5mm的颗粒，在隔绝空气条件下加热到200-700℃，持续1-10h，得到颗粒生物炭；按质量计算，将5份的颗粒生物炭加入到10-25份营养液中，搅拌0.5-10h，搅拌过程中，使用无机酸滴定混合液，使混合液的pH稳定在5.5-7.5范围内；过滤，干燥后即可得到所制备的作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭。

所述生物质材料为作物秸秆、稻糠、米壳、锯末、蔗渣、菇渣、椰糠、动物粪便等农林业废弃物。

所述营养液为下列物质溶解在1L水中形成的溶液：

所述无机酸为硫酸、盐酸、硝酸或磷酸。

所制备的全营养生物炭可以直接作为花卉栽培基质使用，也可以作为组分和其他材料混合后作为花卉栽培基质使用。

与传统的花卉栽培基质相比，本发明具有如下优点：

1、养分齐全、有效含量高、肥料释放期长。由于本发明是利用生物炭具有较强的吸附能力，从营养液中吸附花卉所必须的各种营养元素所制备，因此具有养分齐全，有效含量高的特点。同时在其作为花卉栽培基质使用过程中，各种养分通过解吸作用从生物炭中缓慢释放为花卉做吸收利用，因此具有缓效作用，栽培前期不烧苗，后期养分供应充足。

2、pH可调节到花卉栽培最适范围。应用生物炭作为植物栽培基质的难点在于其pH呈现碱性，而植物生长最适的基质pH为近中性。本发明在吸附过程中，采用无机酸中和方法，可将生物炭的pH调节到花卉栽培最适范围，极大地增强了其作为基质使用的适应性。

3、质地疏松多孔，理化性质优越。由于生物炭质量轻、疏松、孔隙度大、水气通透性好，干燥时不开裂、不板结，湿时不泥泞，且容易搬运，因而具有作为花卉栽培基质使用的优越的理化性质。

4、水分调节能力强，有利于花卉根系发育。用生物炭作为基质培养植物的另一个优点是可以避免因浇水过多而使植物腐烂。生物材料炭化后结构疏松，浇水后水分被吸收，多余的水分下渗流走，不易积水。当水分缓慢蒸发时，它又转而吸收气体，所以整个基质中气体尤其是氧气相当充盈，有利于花卉根系的吸收和利用。

5、生物炭是高温碳化制备，病菌已经全部杀死，不需要消毒处理即可直接使用，且生物炭在栽培和放置过程中无臭、无异味，适宜于屋内外的美化、绿化便用。

6、具有较高的经济、生态和社会效益。生物炭的制备原料基本上为农林业废弃物质，原料易得，价格低廉，具有较好的经济效益。同时由于生物炭的制备减少了农林废弃物的堆放，固碳作用明显，因而具有良好的生态和社会效益。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。

实施例1

将玉米秸秆粉碎为直径小于5mm的颗粒，在隔绝空气条件下加热到300℃，持续4h，得到颗粒生物炭；按质量计算，将5份的颗粒生物炭加入到10份营养液中，搅拌3h，搅拌过程中，使用磷酸滴定混合液，使混合液的pH稳定在6.5左右；过滤，干燥后即得。所使用的营养液为下列物质溶解在1L水中形成的溶液：

实施例2

将锯末干燥后过5mm筛，在隔绝空气条件下加热到500℃，持续2h，得到颗粒生物炭；按质量计算，将5份的颗粒生物炭加入到15份营养液中，搅拌4h，搅拌过程中，使用硫酸滴定混合液，使混合液的pH稳定在6左右；过滤，干燥后即得。所使用的营养液为下列物质溶解在1L水中形成的溶液：

实施例3

将椰糠干燥粉碎后过5mm筛，在隔绝空气条件下加热到220℃，持续6h，得到颗粒生物炭；按质量计算，将5份的颗粒生物炭加入到20份营养液中，搅拌7h，搅拌过程中，使用硝酸滴定混合液，使混合液的pH稳定在5.6左右；过滤，干燥后即得。所使用的营养液为下列物质溶解在1L水中形成的溶液：

实施例4

将牛粪干燥后粉碎过5mm筛，在隔绝空气条件下加热到650℃，持续1.2h，得到颗粒生物炭；按质量计算，将5份的颗粒生物炭加入到15份营养液中，搅拌5h，搅拌过程中，使用盐酸滴定混合液，使混合液的pH稳定在7.3左右；过滤，干燥后即得。所使用的营养液为下列物质溶解在1L水中形成的溶液：

应用例1

本应用例供试花卉为高2-2.5cm，具3片叶和2-3条根的健康红掌组培苗。供试基质原料为：①玉米秸秆(<5mm)+珍珠岩(V∶v=1∶1)；②泥炭+珍珠岩(V∶V=1∶1)；③实施例1制备的生物炭+珍珠岩(V∶V=1∶1)。定植后淋足定根水，之后保持基质湿润，并控制大棚遮光60-70％、相对湿度70-85％、温度25-30℃。15d后开始按常规用量浇施花卉叶面肥，每隔lOd浇1次。3个月后随机取样测之移栽成活率以及地上部和地下部的生长情况(如表1)。

表1不同基质栽培红掌成活率尼牛长情况

表中数据可知，在添加同样比例无机填料(珍珠岩)的条件下，在红掌栽培过程中，应用本发明实施例1方法所制备的生物炭作为栽培基质时比玉米秸秆和泥炭具有较高的成活率，同时花卉的株高、叶片数、根数、地上部及根部鲜重也比其他两种基质要高。

应用例2

本应用例供试花卉为蝴蝶兰组培苗，供试基质原料为：①椰糠；②海草；③实施例2制备的生物炭。栽培容器为直径10cm的塑料营养钵，放置在60cm高的钢丝栽培床上，栽培后每周1次按常规方法进行的叶面施肥。分别于花芽分化期和盛花期测定蝴蝶兰植株的鲜重和干重，同时在花芽分化期测定假鳞茎大小，盛花期记载叶片数、花茎长度、单枝小花数和花枝数，具体情况参见表2。

表2不同栽培基质蝴蝶兰生长状况

从表中数据可知，在相同处理条件下，应用本发明实施例2所制备的生物炭作为蝴蝶兰栽培基质使用时，其生长状况各种指标明显优于椰糠和海草，再次说明本发明生物炭作为花卉栽培基质具有较强优势。

Claims (5)

1.一种作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭及其制备方法，其特征在于，通过下述方法制备：将生物质材料粉碎为直径小于5mm的颗粒，在隔绝空气条件下加热到200-700℃，持续1-10h，得到颗粒生物炭；按质量计算，将5份的颗粒生物炭加入到10-25份营养液中，搅拌0.5-10h，搅拌过程中，使用无机酸滴定混合液，使混合液的pH稳定在5.5-7.5范围内；过滤，干燥后即可得到所制备的作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭。

2.根据权利要求1所述一种作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭及其制备方法，其特征在于，所述生物质材料为作物秸秆、稻糠、米壳、锯末、蔗渣、菇渣、椰糠、动物粪便等农林业废弃物。

3.根据权利要求1所述一种作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭及其制备方法，其特征在于，所述营养液为下列物质溶解在1L水中形成的溶液：

4.根据权利要求1所述一种作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭及其制备方法，其特征在于，所述无机酸为硫酸、盐酸、硝酸或磷酸。

5.根据权利要求1所述一种作为花卉栽培基质使用的全营养生物炭及其制备方法，其特征在于，所制备的全营养生物炭可以直接作为花卉栽培基质使用，也可以作为组分和其他材料混合后作为花卉栽培基质使用。