一种农林剩余物基植物激励素及其制备方法

本发明涉及一种农林剩余物基植物激励素及其制备方法，属于环境工程。

背景技术：

1、现在无机化肥和农药使用总量较大，农用地土壤污染累积风险同样较高。虽然无机化肥和农药的施用会使作物增产增收，但会导致作物的品质有所下降，且存在潜在的健康威胁和生态风险，所以强化土壤污染管控和修复、加强农业面源污染防治、农林废弃物高值化利用、减少温室气体排放成为土壤防治和资源化利用的重点。

2、研究发现有机肥和蓝藻基植物激励素的施用可以改善土壤质量，生物炭的投加有利于增加土壤碳库容量，因此，有机肥和蓝藻基植物激励素的研发、基于农林剩余物生产有机肥和蓝藻基植物激励素的应用以及耦合生物炭强化固碳减排成为行业发展的重点和关键。有机肥主要来源于生物质(包括动植物废弃物、植物残体等)，是施于土壤以提供植物营养的含碳物料，其主要成分为有机酸、肽类和氨基酸等，可以为农作物提供全面营养，促进微生物繁殖，是绿色食品生产的主要养分来源。农林剩余物基植物激励素源于自然界天然存在的活性物质，可以改善作物的生理生化状态，提高农药效果和肥料的利用率，改善农作物抵抗逆境的水平，同时也具有改良土壤、提高农作物最终产量和产品品质的功能。因此，需要开发一种资源化利用农林剩余物的方法。

技术实现思路

1、化肥在施用于土壤的同时，不仅会增加重金属和有毒物质含量、降低土壤微生物活性，同时也会导致土壤养分失调、酸化加剧、硝酸盐累积，这无疑将进一步限制化肥的使用与出路，因此寻找新的农业投入品用以替代化肥逐渐成为研究重点。有机肥和植物激励素是有望替代化肥的两种农业投入品，而基于堆肥制备的有机肥存在耗时长、异味明显等问题。本发明利用无机酸磺化生物质炭制备生物质炭固体酸，并对农林剩余物进行酸热水解，制备农林剩余物基植物激励素用以替代化肥，为植物提供营养元素，促进植物生长。本技术工艺流程短，实施简便，设备要求低，制备时间短，不产生有毒有害物质，具有较高的可行性。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种农林剩余物基植物激励素的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)生物质炭制备：取竹粉烘干，然后与氢氧化钾溶液混合，得到混合物，在氮气氛围下进行加热，之后冷却至室温取出，浸入h2so4溶液浸泡，之后取出洗涤至中性，然后过筛制得生物质炭；

4、(2)生物质炭固体酸制备：取步骤(1)制备的生物质炭和酸溶液混合进行磺化，制备生物质炭固体酸，待磺化结束，取出生物质炭冲洗至中性，然后干燥，制得生物质炭固体酸；

5、(3)农林剩余物基植物激励素制备：将蓝藻含水率调节至95～98％，并加入竹粉，得到蓝藻与竹粉的混合物，取蓝藻与竹粉的混合物和生物质炭固体酸混合，然后加热，待加热结束，过筛，筛网上为生物质炭固体酸，过筛后的物质为藻水和竹粉混合物，将过筛后的藻水和竹粉混合物离心，上清液为农林剩余物基植物激励素。

6、进一步的，步骤(1)中氢氧化钾溶液浓度为8～12mol/l。

7、进一步的，步骤(1)中竹粉与氢氧化钾溶液的质量比为1～2:1。

8、进一步的，步骤(1)中加热是先加热100～110℃持续20～30min，然后加热到450～500℃持续50～60min。

9、进一步的，步骤(1)的h2so4溶液浓度为0.3～0.6mol/l。

10、进一步的，步骤(1)浸泡的时间为1～2min。

11、进一步的，步骤(2)中酸溶液包括16～18mol/l h2so4溶液、16～18mol/l h3po4溶液、10～12mol/l hcl溶液、13～15mol/l hno3溶液。

12、进一步的，步骤(2)中生物质炭的质量和h2so4溶液体积之比为1～5g:80～120ml。

13、进一步的，步骤(2)中磺化的温度为130～160℃，时间为6～8h。

14、进一步的，步骤(3)中竹粉与蓝藻的质量比为0.5～1:1。

15、进一步的，步骤(3)中蓝藻与竹粉的混合物和生物质炭固体酸的质量比为40～60:1。

16、进一步的，步骤(3)中加热温度为90～100℃，时间为5～8h。

17、本发明提供根据上述方法制备得到的农林剩余物基植物激励素。

18、本发明所提供的农林剩余物基植物激励素在农业领域的应用。

19、有益效果：

20、本发明的创新点在于利用了无机酸磺化蓝藻、竹粉、艾草等生物质炭，并利用生物质炭固体酸水解农林剩余物制备农林剩余物基植物激励素。本技术工艺流程短，实施简便，设备要求低，制备时间短，不产生有毒有害物质，具有较高的可行性。

技术特征：

1.一种农林剩余物基植物激励素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，步骤(1)中氢氧化钾溶液浓度为8～12mol/l；竹粉与氢氧化钾溶液的质量比为1～2:1。

3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(1)中加热是先加热100～110℃持续20～30min，然后加热到450～500℃持续50～60min。

4.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(2)中生物质炭的质量和h2so4溶液体积之比为1～5g:80～120ml。

5.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，酸溶液包括16～18mol/lh2so4溶液、16～18mol/l h3po4溶液、10～12mol/l hcl溶液、13～15mol/l hno3溶液；磺化的温度为130～160℃，时间为6～8h。

6.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(3)中竹粉与蓝藻的质量比为0.5～1:1。

7.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(3)中蓝藻与竹粉的混合物和生物质炭固体酸的质量比为40～60:1。

8.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(3)中加热温度为90～100℃，时间为5～8h。

9.权利要求1～8任一项所述的方法制备得到的农林剩余物基植物激励素。

10.权利要求9中所述的农林剩余物基植物激励素在农业领域的应用。

技术总结本发明公开一种农林剩余物基植物激励素及其制备方法，属于环境工程技术领域。该方法为(1)生物质炭制备：取竹粉与氢氧化钾混合，得到混合物，在氮气氛围下进行加热，之后冷却至室温取出，浸入H<subgt;2</subgt;SO<subgt;4</subgt;溶液浸泡，之后洗涤至中性，然后过筛得生物质炭；(2)生物质炭固体酸制备：取生物质炭和H<subgt;2</subgt;SO<subgt;4</subgt;溶液混合进行磺化，制备生物质炭固体酸，待磺化结束，取出生物质炭冲洗至中性，然后干燥，得生物质炭固体酸；(3)农林剩余物基植物激励素制备：将蓝藻含水率调节至95～98％，并加入竹粉，得到蓝藻与竹粉的混合物，取蓝藻与竹粉的混合物和生物质炭固体酸混合，然后加热，待加热结束，过筛，将过筛后的藻水和竹粉混合物离心，上清液为农林剩余物基植物激励素。技术研发人员：王硕,李羽志,谭嘉怡,郝家厚,李激受保护的技术使用者：江南大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13