一种提高土壤FDA水解酶活性的秸秆生物炭制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108456543A(43)申请公布日2018.08.28(21)申请号201810207913.9(22)申请日2018.03.13(71)申请人常州大学地址213164江苏省常州市武进区滆湖路1号(72)发明人张艺赵远杨建红胡茜荆玉琳符菁张徐洁王艺璇张芸(51)Int.Cl.C10B57/10(2006.01)C10B57/00(2006.01)C10B1/00(2006.01)C10B53/02(2006.01)C05G3/04(2006.01)C05D9/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种提高土壤FDA水解酶活性的秸秆生物炭制备方法(57)摘要本发明公开了一种可以提高土壤FDA水解酶活性的秸秆生物炭制备方法，属于农业废弃物循环利用技术领域。其过程为：a将回收的水稻和玉米秸秆剪成小块，经浸泡、烘干和晾晒后含水量为5～8％；b将烘干的秸秆压实，置于马弗炉中炭化30～90min；c在300～700℃缺氧条件下(通入氮气)热解3～4h；d冷却至室温，取出后用粉碎机粉碎，用NaCL溶液处理12h，e洗涤、过滤、烘干得到本发明生物炭。待播种后将生物炭均匀撒入田中，翻耕土壤即可。在水稻生长过程，较未施用生物炭，FDA水解酶在返青期、分蘖期、拔节期、收获期分别提高了26.4～31.7％、25～65.7％、17.3～24.2％和2.8～9.5％，同时水稻产量提高10.7～25％。本发明具有原料易得、工艺简单等优点，具有广阔的应用前景和经济效应。CN108456543ACN108456543A权利要求书1/1页1.一种提高土壤FDA水解酶活性的秸秆生物炭制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取1～2kg回收的的水稻和玉米秸秆，去除秸秆上的杂物，使用铡刀切成1cm×6cm左右的小块，用0.5～1.5mol/L的NaOH溶液浸泡3～6h，将经过预处理后的秸秆多次蒸馏水洗涤，去除黏附物质，然后在60℃的烘箱中烘干24h，并在阳光下进行晾晒，直至秸秆含水量为5～8％；(2)利用电动夯实机将第(1)步处理后的秸秆压实，马弗炉以7℃/min的升温速度由室温程序升温至200～300℃，然后将压实的秸秆置于炉中炭化30～90min，进一步去除秸秆中的挥发分；(3)继续在马弗炉中裂解，温度设为300℃～700℃，待温度达到以后先通入5～10s氮气，接着以30～50mL/min的速度通入氮气，在热解结束前30min停止通入氮气，设置热解时间为3～4h；(4)待热解结束，冷却至室温后取出秸秆，放入粉碎机中粉碎，设置转速300～500r/min，过0.1mm目筛，用配置的500mL1.5mol/L的NaCl溶液处理12h，进一步去除秸秆中的灰分；(5)将第(4)步处理的秸秆粉末用去离子水进行反复冲洗，直到洗涤液呈中性，过滤后在烘箱中烘干至恒重即可得到秸秆生物炭，烘箱设置烘箱温度为100～120℃。2.根据权利要求1所述的一种提高土壤FDA水解酶活性的秸秆生物炭制备方法，其特征在于：过滤时采用0.8μm滤膜。3.根据权利要求1所述的一种提高土壤FDA水解酶活性的秸秆生物炭制备方法，其特征在于：本研究采用水稻和玉米秸秆在不同条件下制备的生物炭施用于水稻田中，分析施加生物炭FDA水解酶活性和未施加生物炭的差异，筛选出更好的生物炭类型。2CN108456543A说明书1/5页一种提高土壤FDA水解酶活性的秸秆生物炭制备方法技术领域[0001]本发明公开了一种可以提高土壤FDA水解酶活性的秸秆生物炭制备方法，属于农业废弃物循环利用技术领域。背景技术[0002]近年来，农业逐渐成为我国的国民基础产业，我国每年粮食产量约9亿t，其中秸秆总量高达7亿t，但秸秆利用率仅达到33.3％，由于国家的快速发展，农村劳动力逐渐减少，导致大部分废弃或直接烧掉，这不仅浪费资源，还对环境造成了严重的污染。[0003]生物炭是由生物质在完全或部分缺氧的情况下经过热解炭化产生的一类高度芳香化难溶性固态物质，多为粉状颗粒。由于生物炭具有发达的多孔结构和较大的比表面积，施入土壤后能够改善土壤理化性质，增加土壤微生物数量和酶活性，从而能够促进土壤多种元素的循环。有研究表明，生物炭可以改善重金属污染土壤，同时可以减少CH4、CO2和NO2温室气体的排放，增加土壤碳库储量，将碳封存在土壤中有效地减少CO2的释放。因此生物质炭为全球的可持续农业生态系统发展提供了一个前所未有的绿色革命的契机。[0004]土壤微生物是土壤碳库中最为活跃的组分，对环境的变化最为敏感，而土壤酶活性反映土壤微生物的活性。土壤酶是由微生物和动植物活体及其残骸分解释放到土壤中的一类参与循环反应的催化剂，而FDA水解酶可以被土壤