技术摘要：
本发明公开基于复合生物炭的土壤调理剂，所述土壤调理剂是由含水率小于或等于0.5wt％的生物炭通过静电吸附含水率小于或等于0.5％的甲壳素制备而成。本发明的土壤调理剂能够改善生物炭微环境，实现抑制生物炭微环境有害菌类增长，达到防治植物病害目的。
背景技术：
生物炭可以提高土壤中细菌、放线菌和真菌这三大类微生物类群的数量，并且随 着生物炭用量的增加而增加。很多研究认为，生物炭的疏松多孔结构为土壤微生物栖息提 供了良好的微环境，并且为微生物生长提供了碳源及各种矿物质。然而，这些微生物并非都 是有利于作物生长的微生物，比如可以引起植物根腐病的腐霉菌。针对这种现象，现有技术 中通常是在施用生物炭的同时，利用农药或其他生物质对病菌进行防治；但由于是分别施 用在土壤中，这些农药或者生物质并不能在生物炭的微环境中发挥作用，导致生物炭的微 环境中依然保持细菌、放线菌和真菌这三大类微生物类群的数量处于增长状态，不利于植 物病害防治。
技术实现要素：
为此，本发明所要解决的技术问题在于能够改善生物炭微环境，实现抑制生物炭 微环境有害菌类增长，达到防治植物病害目的的基于复合生物炭的土壤调理剂。 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案： 基于复合生物炭的土壤调理剂，所述土壤调理剂是由含水率小于或等于0.5wt％ 的生物炭通过静电吸附含水率小于或等于0.5％的甲壳素制备而成。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，所述甲壳素是从虾蟹壳中提取的甲壳素。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，所述甲壳素的粒径为50-100nm。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，所述生物炭的粒径大于或等于1mm。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，所述生物炭的制备工艺如下： (1)秸秆粉碎； (2)碱液降解； (3)热解碳化； (4)氧化改性。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，在步骤(1)中：将秸秆粉碎至2.5-10目。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，在步骤(2)中：所述碱液为氢氧化钙悬浊液， 浓度为3-10g/kg，降解时间为24-48h，降解温度为20-35℃。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，在步骤(3)中：热解时间为1-2h，热解温度为 230-250℃。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，在步骤(5)中：热解后所得生物炭冷却至室 温，喷洒有效氯含量为5-7％的次氯酸钠溶液，密闭氧化改性12-48h，自然晾晒后100℃烘 干。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，生物炭通过静电吸附甲壳素的方法如下：把 3 CN 111575014 A 说 明 书 2/4 页 生物炭装填在绝缘容器中，用相对湿度小于或等于10％、温度小于或等于15℃的空气携带 甲壳素粉末穿过绝缘容器内的生物炭。 本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果： 1、本发明选用从虾蟹壳提取的甲壳素，原料廉价易得，并且从虾蟹壳提取的甲壳 素中脱乙酰度15％左右，含有丰富的-NH2，可以与阳离子结合而使得甲壳素成为目前唯一 带正电荷的动物纤维。 2、选择230-250℃热解秸秆制备生物炭，没有降解的木质素基本没有碳化，半纤维 素热解碳化最为充分，纤维素部分热解碳化，最终得到不完全热解碳化的生物炭，一方面是 为了使得制备的生物炭具有更加疏松多孔的结构，有利于甲壳素粉末吸附到生物炭的内 部，并且氧化改性处理后具有更多的静电吸附活性位点；另一方面使得制备的生物炭具有 较大的电阻率(热解碳化温度越高，最终得到的生物炭电阻率越低)，更有利于与甲壳素摩 擦接触过程中产生静电，并尽可能使得产生的静电难以消除，甲壳素吸附的稳定性高；此 外，低温热解所得的生物炭表面能够累积较多的负电荷。 3、本发明所用生物炭中主要含有热解生成的无定形炭、木质素和未完全热解的纤 维素，因此其与甲壳素在静电起电序列中处在不同的位置，二者之间的接触摩擦以及二者 与空气的接触摩擦均会产生静电，并通过绝缘容器保持物料与大地绝缘，使得甲壳素粉末 能够在静电吸附以及干燥冷风的作用下牢固地附着在生物炭表面以及进入到生物炭的多 孔结构内。选用相对湿度小于或等于10％、温度小于或等于15℃的空气携带甲壳素粉末进 入到生物炭中，以及降低生物炭和甲壳素的含水率，有利于三者摩擦接触的过程中能够较 为容易地产生更多的静电，并有利于静电在物料上的积累而不容易耗散。 4、通过对生物炭进行氧化改性，提高生物炭表面的含氧官能团比例，增强生物炭 表面负电荷效应；而且施用到土壤中之后，甲壳素中的-NH2与生物炭表面的-COOH能够形成 较为稳定的氢键，不会因为土壤中水分的变化而轻易解吸附，使得甲壳素能够持续稳定地 改善生物炭微环境，杀死腐霉菌等有害病菌。
本发明公开基于复合生物炭的土壤调理剂，所述土壤调理剂是由含水率小于或等于0.5wt％的生物炭通过静电吸附含水率小于或等于0.5％的甲壳素制备而成。本发明的土壤调理剂能够改善生物炭微环境，实现抑制生物炭微环境有害菌类增长，达到防治植物病害目的。
背景技术：
生物炭可以提高土壤中细菌、放线菌和真菌这三大类微生物类群的数量，并且随 着生物炭用量的增加而增加。很多研究认为，生物炭的疏松多孔结构为土壤微生物栖息提 供了良好的微环境，并且为微生物生长提供了碳源及各种矿物质。然而，这些微生物并非都 是有利于作物生长的微生物，比如可以引起植物根腐病的腐霉菌。针对这种现象，现有技术 中通常是在施用生物炭的同时，利用农药或其他生物质对病菌进行防治；但由于是分别施 用在土壤中，这些农药或者生物质并不能在生物炭的微环境中发挥作用，导致生物炭的微 环境中依然保持细菌、放线菌和真菌这三大类微生物类群的数量处于增长状态，不利于植 物病害防治。
技术实现要素：
为此，本发明所要解决的技术问题在于能够改善生物炭微环境，实现抑制生物炭 微环境有害菌类增长，达到防治植物病害目的的基于复合生物炭的土壤调理剂。 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案： 基于复合生物炭的土壤调理剂，所述土壤调理剂是由含水率小于或等于0.5wt％ 的生物炭通过静电吸附含水率小于或等于0.5％的甲壳素制备而成。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，所述甲壳素是从虾蟹壳中提取的甲壳素。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，所述甲壳素的粒径为50-100nm。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，所述生物炭的粒径大于或等于1mm。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，所述生物炭的制备工艺如下： (1)秸秆粉碎； (2)碱液降解； (3)热解碳化； (4)氧化改性。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，在步骤(1)中：将秸秆粉碎至2.5-10目。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，在步骤(2)中：所述碱液为氢氧化钙悬浊液， 浓度为3-10g/kg，降解时间为24-48h，降解温度为20-35℃。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，在步骤(3)中：热解时间为1-2h，热解温度为 230-250℃。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，在步骤(5)中：热解后所得生物炭冷却至室 温，喷洒有效氯含量为5-7％的次氯酸钠溶液，密闭氧化改性12-48h，自然晾晒后100℃烘 干。 上述基于复合生物炭的土壤调理剂，生物炭通过静电吸附甲壳素的方法如下：把 3 CN 111575014 A 说 明 书 2/4 页 生物炭装填在绝缘容器中，用相对湿度小于或等于10％、温度小于或等于15℃的空气携带 甲壳素粉末穿过绝缘容器内的生物炭。 本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果： 1、本发明选用从虾蟹壳提取的甲壳素，原料廉价易得，并且从虾蟹壳提取的甲壳 素中脱乙酰度15％左右，含有丰富的-NH2，可以与阳离子结合而使得甲壳素成为目前唯一 带正电荷的动物纤维。 2、选择230-250℃热解秸秆制备生物炭，没有降解的木质素基本没有碳化，半纤维 素热解碳化最为充分，纤维素部分热解碳化，最终得到不完全热解碳化的生物炭，一方面是 为了使得制备的生物炭具有更加疏松多孔的结构，有利于甲壳素粉末吸附到生物炭的内 部，并且氧化改性处理后具有更多的静电吸附活性位点；另一方面使得制备的生物炭具有 较大的电阻率(热解碳化温度越高，最终得到的生物炭电阻率越低)，更有利于与甲壳素摩 擦接触过程中产生静电，并尽可能使得产生的静电难以消除，甲壳素吸附的稳定性高；此 外，低温热解所得的生物炭表面能够累积较多的负电荷。 3、本发明所用生物炭中主要含有热解生成的无定形炭、木质素和未完全热解的纤 维素，因此其与甲壳素在静电起电序列中处在不同的位置，二者之间的接触摩擦以及二者 与空气的接触摩擦均会产生静电，并通过绝缘容器保持物料与大地绝缘，使得甲壳素粉末 能够在静电吸附以及干燥冷风的作用下牢固地附着在生物炭表面以及进入到生物炭的多 孔结构内。选用相对湿度小于或等于10％、温度小于或等于15℃的空气携带甲壳素粉末进 入到生物炭中，以及降低生物炭和甲壳素的含水率，有利于三者摩擦接触的过程中能够较 为容易地产生更多的静电，并有利于静电在物料上的积累而不容易耗散。 4、通过对生物炭进行氧化改性，提高生物炭表面的含氧官能团比例，增强生物炭 表面负电荷效应；而且施用到土壤中之后，甲壳素中的-NH2与生物炭表面的-COOH能够形成 较为稳定的氢键，不会因为土壤中水分的变化而轻易解吸附，使得甲壳素能够持续稳定地 改善生物炭微环境，杀死腐霉菌等有害病菌。
