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1、(10)申请公布号 CN 102845286 A (43)申请公布日 2013.01.02 CN 102845286 A *CN102845286A* (21)申请号 201210308557.2 (22)申请日 2012.08.28 A01G 31/00(2006.01) (71)申请人 四川省烟草公司泸州市公司 地址 646000 四川省泸州市龙马潭区南光路 38 号 (72)发明人 罗定棋 程伟 谢强 管安伟 张永辉 王栋 谢云波 夏建华 彭勇 曹勇 王李芳 潘旦利 王毅 王浮波 代忠 刘强 丁仿豪 卢彬 黄智忠 梅蔺 李洪 罗庆 王勇 蔡辽燕 刘蔺江 袁强 罗定林 梅桂勇 (74)专利。
2、代理机构 泰和泰律师事务所 51219 代理人 杨兵 (54) 发明名称 一种生物碳漂浮育苗基质及其制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种生物碳漂浮育苗基质， 是 由按体积百分含量计的生物碳 45%-65%、 珍珠岩 15%-25%、 蛭石 20%-30% 组成， 优选采用烤烟秸秆 制成的生物碳， 还公开了其制备方法， 本发明一方 面可以提高壮苗率， 减少农作物苗期病虫害发生 率， 提高农作物移栽成活率， 提高农作物质量， 同 增时加收入， 另一方面有利于节约使用草炭资源， 并达到烤烟秸秆的资源化利用、 减少环境污染的 目的， 减轻了环境压力， 增加了效益， 这样的配置 比例具有较好的经济。
3、效益、 社会效益和生态效益。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 8 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 8 页 1/1 页 2 1. 一种生物碳漂浮育苗基质， 其特征在于 ： 由下列物质组成， 按体积百分含量计， 生物碳 45%-65% 珍珠岩 15%-25% 蛭石 20%-30%。 2. 根据权利要求 1 所述一种生物碳漂浮育苗基质， 其特征在于 ： 所述三类物质组成的 育苗基质， 按体积比计 生物碳 48%-52% 珍珠岩 18%-22% 蛭石 26%-30%。 3. 根据权利要求 2 所述一种生物碳漂浮育苗基质， 。
4、其特征在于 ： 所述三类物质组成的 育苗基质， 按体积比计， 生物碳 ： 珍珠岩 ： 蛭石 =5 2 3。 4. 根据权利要求 1 所述一种生物碳漂浮育苗基质， 其特征在于 ： 所述珍珠岩为膨胀珍 珠岩， 由珍珠岩矿砂经预热、 瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗 粒状的材料。 5. 根据权利要求 1 只 5 任意一项所述一种生物碳漂浮育苗基质， 其特征在于 ： 所述生 物碳是由烤烟秸秆制备的生物碳， 制备方法为将烤烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条 件下， 进行升温、 在 400-600下煅烧碳化， 碳化时间为 4-6h、 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛。 6. 。
5、权利要求 1 所述一种生物碳漂浮育苗基质的制备方法， 其特征在于 ： 将生物碳粉碎 后， 用 40-60 目方孔筛进行筛分， 再加入所述比例的珍珠岩和蛭石混合均匀， 即得。 权 利 要 求 书 CN 102845286 A 2 1/8 页 3 一种生物碳漂浮育苗基质及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种育苗基质， 特别涉及一种生物碳育苗基质。 背景技术 0002 随着农业技术的不断发展， 为了提高种子的发芽率、 成苗率以及作物产量等， 采用 育苗基质替代传统的营养土育苗成为一种趋势。 目前育苗基质的有机材料绝大部分都使用 草炭， 无机质材料基本使用膨化珍珠岩和蛭石， 比如申请号为 2。
6、00410046612.0 的中国专利 申请、 申请号为201010588518.3的中国专利申请， 以及申请号为201110251996.X的中国专 利申请。 这些专利都不同程度地提高了种子的发芽率、 成苗率、 以及作物产量等， 例如， 申请 号为 201010588518.3 的中国专利申请， 它是采用体积比为 50-70%、 15-25%、 15-25% 的草炭 或沼渣、 珍珠岩和蛭石作为育苗基质， 其发芽率能达到 90%， 成苗率能达到 88%。但是， 这些 专利申请最大的缺点是草炭使用的局限性和环境破坏性， 具体地， 每年全国的草炭采挖量 上亿立方米， 单一的取材方式必然导致草炭这种。
7、被视为不可再生的珍贵自然资源的枯竭， 造成对珍贵的湿地资源不可逆转的破坏， 常规漂浮育苗基质的大面积使用会造成该资源的 枯竭， 替代草炭的新型基质迫在眉睫， 另外， 现有的育苗基质， 对于成苗率、 壮苗率、 移栽成 活率仍不理想， 正如前面所述， 申请号为 201010588518.3 的中国专利申请的发芽率仅达到 90%， 成苗率仅达到 88%， 不能满足规模化生产的要求， 育苗的效率仍然较低， 导致经济成本 也较高。 0003 生物质碳是生物质在缺氧或厌氧条件下经碳化热解所得的一类具有高度芳香化 物质， 国内将其译为 Biochar， 常用描述语还有生物碳、 生物碳及生物质焦。通常认为， 。
8、属于 黑碳 （black carbon， 简称 BC 范畴， 主要区别是 BC 包括生物质微碳化到燃烧生成黑烟颗粒 的整个过程。土壤有机质 （SOM） 是土壤肥力的重要指标， 也是陆地生态系统主要的碳汇来 源之一。大量研究表明， 生物质碳表面极性官能团较多， 亲水性较强， 比表面积及多孔性等 特性促使生物质碳有效吸附水分中的养分， 具有保肥性能， 可作为草炭替代基质材料。 0004 另一方面， 目前一些农作物和经济作物的秸秆， 比如小麦秸秆、 稻谷秸秆、 烤烟秸 秆等等， 目前一般处理方式为就地焚烧还田， 给环境造成了很多污染。尤其是在烤烟生产 区， 每年产生大量的烤烟秸秆， 目前除了焚烧外，。
9、 尚未有效地综合利用技术， 给生态环境带 来了较大压力， 烤烟秸秆作为病原菌过冬场所， 对烟区病害综合防治造成了较大压力。 发明内容 0005 本发明的发明目的之一在于 ： 针对上述存在的问题， 提供一种高壮苗率、 高农移栽 成活率、 高农作物产量的新型生物碳漂浮育苗基质。 0006 本发明采用的技术方案是这样的 ： 一种生物碳漂浮育苗基质， 由下列物质组成， 按 体积百分含量计， 生物碳 45%-65% 珍珠岩 15%-25% 说 明 书 CN 102845286 A 3 2/8 页 4 蛭石 20%-30%。 0007 作为优选 ： 所述三类物质组成的育苗基质， 按体积比计 生物碳 48%。
10、-52% 珍珠岩 18%-22% 蛭石 26%-30%。 0008 作为最优选 ： 所述三类物质组成的育苗基质， 按体积比计， 生物碳 ： 珍珠岩 ： 蛭石 =5 2 3。 0009 作为优选 ： 根据权利要求 1 所述一种生物碳漂浮育苗基质， 其特征在于 ： 所述珍珠 岩为膨胀珍珠岩， 由珍珠岩矿砂经预热、 瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结 构的白色颗粒状的材料。 0010 本发明的目的之二， 是提供一种还能回收利用烟草秸秆资源并起到环保作用的新 型生物碳漂浮育苗基质， 本发明采用的技术方案为 ： 所述生物碳是由烤烟秸秆制备的生物 碳， 制备方法为将烤烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在。
11、厌氧条件下， 进行升温、 在 400-600下 煅烧碳化， 碳化时间为 4-6h、 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛。 0011 对于在烤烟生产区的大量的烤烟秸秆， 目前还没有用于制备生物碳的报道， 更没 有将其用于制备育苗基质的报道。本发明通过大量实验， 将大量的烤烟秸秆采用特定的工 艺制备成生物碳， 并用于制备育苗基质， 一方面对烤烟秸秆进行了合理地回收利用， 变废为 宝， 大大减少了目前普遍采用的焚烧的方式带来的环境污染 ； 另一方面， 将烤烟生产区的烤 烟秸秆采用这种方式处理后， 也起到了清除烤烟生产区病原菌的作用， 防止了病原菌的传 播， 大大减轻了烟区病害综合防治的压力 ；。
12、 再一方面， 烤烟秸秆制成生物碳中营养元素 N、 K 含量较高， 其中， 全氮含量 9.63g kg-1全钾含量 16.77g kg-1， 且其本身活性比较高， 生物碳 表面含有丰富的 -COOH、 -COH 和 -OH 等含氧官能团， 增强了基质阳离子交换量， 对保持基质 养分含量， 增强其对植株幼苗持续供肥能力， 从而保证了植株幼苗壮苗率， 增强植株幼苗田 间长势， 同时此配方使用的烤烟秸秆制成生物碳比表面积 427m3g-1， 密度为 0.58 gcm-3， 使得该基质具有良好的吸附性及保水能力， 增强了植株幼苗田间移栽成活率， 减少还苗时 间， 增强了植株田间后期长势， 为产质量的提高。
13、建立了基础。 再一方面烤烟秸秆制成生物碳 是在高温下煅烧而成， 同草炭相比无需再进行消毒， 杜绝了病原菌及杂草种子的存在， 减少 了幼苗病虫害发生率。 0012 本发明的目的之三， 是提供一种上述生物碳漂浮育苗基质的制备方法， 采用的技 术方案为 ： 将生物碳粉碎后， 用 40-60 目方孔筛进行筛分， 再加入所述比例的珍珠岩和蛭石 混合均匀， 即得。 0013 本发明的育苗基质无需另外加入肥料进行配置， 其本身所含营养元素可满足物幼 苗前期萌发、 生长， 后期可视幼苗长势灵活加入肥料， 方便实现人工对作物幼苗生长进行精 确控制。 0014 本发明的育苗基质配方能够长期保持水分含量 50%-6。
14、0%， 能够促进作物根系生长， 使作物小苗根系发达， 提高根系活力。 0015 综上所述， 由于采用了上述技术方案， 本发明的有益效果是 ： 本发明一方面可以提 高壮苗率， 减少农作物苗期病虫害发生率， 提高农作物移栽成活率， 提高农作物质量， 同增 时加收入， 另一方面利用生物碳为主要原料替代草炭制备育苗基质， 充分利用烤烟秸秆制 说 明 书 CN 102845286 A 4 3/8 页 5 备的生物碳有效营养成分 N、 K 含量较高、 表面官能团丰富、 吸附能力强的特性， 在育苗基质 草炭替代技术领域进行开发利用， 有利于节约使用草炭资源， 并达到烤烟秸秆的资源化利 用、 减少环境污染的目。
15、的， 减轻了环境压力， 增加了效益， 这样的配置比例具有较好的经济 效益、 社会效益和生态效益。 具体实施方式 0016 下面对本发明作详细的说明。 0017 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下实施例， 对本发明进行 进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定 本发明。 0018 实例 1 以小麦秸秆为原料， 将小麦秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 400下碳化 （碳化时间为 6h） 、 锻烧， 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 5 2.5 2.5 比例往混合机。
16、中进行掺混， 含水量保持在 30%， 进行称量、 包装和贮存。 0019 实例 2 以稻谷秸秆为原料， 将稻谷秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 400下碳化 （碳化时间为 6h） 、 锻烧， 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 6 2 2 比例往混合机中进行掺混， 含水量保持在 31%， 进行称量、 包装 和贮存。 0020 实例 3 以烤烟秸秆为原料， 将烤烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 400下碳化 （碳化时间为 6h） 、 锻烧， 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、 珍珠岩。
17、、 蛭石按照 6.5 1.5 2.0 比例往混合机中进行掺混， 含水量保持在 29%， 进行称 量、 包装和贮存。 0021 实例 4 以烤烟秸秆为原料， 将烤烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 500下碳化 （碳化时间为 5h） 、 锻烧， 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 5 2.5 2.5 比例往混合机中进行掺混， 含水量保持在 30%， 进行称量、 包装和贮存。 0022 实例 5 以烤烟秸秆为原料， 将烤烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 500下碳化 （碳化时间为 5h） 、 锻烧， 煅烧后冷。
18、却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 6 2 2 比例往混合机中进行掺混， 含水量保持在 31%， 进行称量、 包装 和贮存。 0023 实例 6 以烤烟秸秆为原料， 将烤烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 500下碳化 （碳化时间为 5h） 、 锻烧， 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 6.5 1.5 2.0 比例往混合机中进行掺混， 含水量保持在 29%， 进行称 说 明 书 CN 102845286 A 5 4/8 页 6 量、 包装和贮存。 0024 实例 7 以烤烟秸秆为原料， 将烤。
19、烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 600下碳化 （碳化时间为 4h） 、 锻烧， 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 5 2.5 2.5 比例往混合机中进行掺混， 含水量保持在 30%， 进行称量、 包装和贮存。 0025 实例 8 以烤烟秸秆为原料， 将烤烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 600下碳化 （碳化时间为 4h） 、 锻烧， 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 6.5 1.5 2.0 比例往混合机中进行掺混， 含水量保持在 31%， 进行称 量、 。
20、包装和贮存。 0026 实例 9 以烤烟秸秆为原料， 将烤烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 600下碳化 （碳化时间为 4h） 、 锻烧， 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 6.5 1.5 2.0 比例往混合机中进行掺混， 含水量保持在 29%， 进行称 量、 包装和贮存。 0027 实例 10 以烤烟秸秆为原料， 将烤烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 400下碳化 （碳化时间为 6h） 、 锻烧， 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 5 2 3 比例往混合。
21、机中进行掺混， 含水量保持在 30%， 进行称量、 包装 和贮存。 0028 实例 11 以烤烟秸秆为原料， 将烤烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 500下碳化 （碳化时间为 5h） 、 锻烧， 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 5 2 3 比例往混合机中进行掺混， 含水量保持在 30%， 进行称量、 包装 和贮存。 0029 实例 12 以烤烟秸秆为原料， 将烤烟秸秆送入真空式碳化窑内， 在厌氧条件下， 在进行升温、 600下碳化 （碳化时间为 4h） 、 锻烧， 煅烧后冷却， 然后烘干粉碎过 40 目筛， 然后将生物碳、。
22、 珍珠岩、 蛭石按照 5 2 3 比例往混合机中进行掺混， 含水量保持在 30%， 进行称量、 包装 和贮存。 0030 实例 13 不同比例配比出苗率试验 将烤烟秸秆制备的生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 5 2 3、 6 2 2、 6.5 1.5 2.0 进行掺混、 装入 106 孔育苗盘中， 播入烤烟良种云烟 97( 烤烟 )、 华菠 1 号 （菠菜） 、 睿优 220 （番茄） ， 使用用常规草炭育苗基质作为对照 （草炭 ： 珍珠岩 ： 蛭石 =5:2:3， 体积比， 即下述表 格中的 “对照” 组） ， 烤烟秸秆制备的生物碳、 珍珠岩、 蛭石按照 4 3 3、 8:1 ： 1 比例进行 。
23、掺混的育苗基质两个处理也作为对照， 所有基质初始含水量保持在30%。 观察几种配方不同 植物出苗率及小苗长势情况。 0031 表 1 不同配方对烤烟种子壮苗率影响 说 明 书 CN 102845286 A 6 5/8 页 7 表 2 不同配方对菠菜种子壮苗率影响 表 3 不同配方对番茄种子壮苗率的影响 表 4 不同配方对烤烟小苗素质的影响 表 5 不同配方对番茄小苗素质的影响 说 明 书 CN 102845286 A 7 6/8 页 8 表 6 不同配方对菠菜小苗素质的影响 表 7 不同配方对烤烟小苗苗期病害发病率的影响 表 8 不同配方对番茄小苗苗期病害发病率的影响 表 9 不同配方对烤烟小。
24、苗苗期病害发病率的影响 说 明 书 CN 102845286 A 8 7/8 页 9 表 10 不同处理对烟苗移栽成活率的影响 表 11 不同处理对菠菜苗移栽成活率的影响 表 12 不同处理对番茄苗移栽成活率的影响 从表 1 至表 9 可以看出， 对于不同作物种子壮苗率的影响， 采用本发明的配方以及比 例， 与采用 “对照” 进行对比， 壮苗率可以提高10%以上， 全株干重提高11%以上， 病害发生率 降低 2 个百分点， 其中采用生物碳的基质病毒病发生率基本为 0%， 尤其采用本发明配方的 5:2:3 的比例， 壮苗率提高更大， 比 “对照” 组相同比例的不同配方， 提高了近 12%， 全株。
25、干重 提高了近 12.65%， 5:2:3 的比例常见病害发病率同其他 “对照” 组不同比例降低 20% 以上， 说 明 书 CN 102845286 A 9 8/8 页 10 取得了意想不到的技术效果 ； 同时， 采用本发明的配方的其他比例 （4 3 3、 8:1:1） ， 壮 苗率、 全株干重比 “对照” 组的还低， 配方比例 （4 3 3、 8:1 ： 1） 三种作物常见病害发病 率高于对照 2 个百分点以上， 也就证明不是只要用生物碳替代草炭、 采用任意比例的配方， 就能得到更高的壮苗率， 本发明的比例， 是发明人通过大量的实验摸索， 付出了创造性劳动 得到的。 0032 从表10至表。
26、12可以看出， 对于不同作物移栽成活率的影响， 采用本发明的配方以 及比例， 与采用 “对照” 进行对比， 移栽成活率可以提高 2.5% 以上， 尤其采用本发明配方的 5:2:3 的比例， 壮苗率提高更大， 可以提高 4.5% 以上， 还苗时间也缩短， 比 “对照” 组相同比 例的不同配方， 提高了 5% 以上， 取得了意想不到的技术效果 ； 同时， 采用本发明的配方的其 他比例 （4 3 3、 8:1 ： 1） ， 移栽成活率比 “对照” 组的还低， 也就证明不是只要用生物碳替 代草炭、 采用任意比例的配方， 就能得到更高的移栽成活率， 本发明的比例， 是发明人通过 大量的实验摸索， 付出了。
27、创造性劳动得到的。 0033 表 13 不同处理产量比较 从表 13 可以看出， 对于不同作物产量的影响， 采用本发明的配方以及比例， 与采用 “对 照” 进行对比， 产量可以提高7%以上， 尤其采用本发明配方的5:2:3的比例， 产量提高更大， 可以提高 10% 以上， 对于菠菜的产量的提高尤为显著， 提高了 30% 以上， 比 “对照” 组相同比 例的不同配方， 提高了 10% 以上， 取得了意想不到的技术效果 ； 同时， 采用本发明的配方的 其他比例 （4 3 3、 8:1 ： 1） ， 移栽成活率比 “对照” 组的还低， 也就证明不是只要用生物碳 替代草炭、 采用任意比例的配方， 就能得到更高的产量， 本发明的比例， 是发明人通过大量 的实验摸索， 付出了创造性劳动得到的。 说 明 书 CN 102845286 A 10 。