一种生物炭基肥及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及肥料技术领域，具体公开一种生物炭基肥及其制备方法和应用。所述生物炭基肥包括如下重量份的组分：生物炭55

【技术实现步骤摘要】
一种生物炭基肥及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及肥料
，尤其涉及一种生物炭基肥及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]我国耕地污染面积超过总耕地的19％，而镉是污染面积最广的污染物，约占总耕地的7％。同时，市内排污河流和工业污水渗坑在内的多种水体中，镉污染也不容忽视。耕地和工业污水中镉的生态修复已经成为世界性难题。由于镉污染不易及时去除，休耕修复面临很大的经济压力，这使常规的移除重金属的治理策略面临诸多障碍。
[0003]小麦是重要的粮食作物和经济作物，其产量和种植面积仅次于水稻，居世界第二位，其在存在镉污染的土壤条件下生长，易在体内富集一定量的镉，威胁食品健康。而目前出现的治理镉污染土壤的方法多为使用土壤修复剂或者添加土壤修复剂的肥料等来修复土壤，这种方法虽然一定程度上可以降低土壤中的镉的浓度，进而降低小麦等作物的镉富集，但是其并不能阻止小麦等作物对镉的富集作用，成效并不显著，且成本较高，并不适合在田间大范围推广使用。

技术实现思路

[0004]针对上述镉污染土壤的修复方法存在的问题，本专利技术提供一种生物炭基肥及其制备方法和应用。该生物炭基肥的制作成本较低，其不仅可以降低土壤中镉的含量还能通过控制小麦体内的代谢机制阻止镉在小麦体内的富集。
[0005]为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：
[0006]一种生物炭基肥，包括如下重量分的组分：
[0007]生物炭55-65份、海泡石粉12-18份、磷矿粉8-12份和紫胞菌菌悬液12-18份；
[0008]所述紫胞菌的菌种保藏编号为CGMCC No.14159，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其已在专利号为CN107603893A，专利名称为“一种对镉具有高抗性的紫胞菌及提取方法”的公开文本中公开。
[0009]本专利技术提供的生物炭基肥可有效吸附土壤中的镉，降低土壤中镉的含量，对镉污染土壤具有修复作用。同时，本专利技术提供的生物炭基肥组合物作为肥料，可以对小麦中的镉转运相关基因TaMRP3和TaTM20的表达进行调节，降低TaMRP3的表达和提高TaTM20的表达量，进而抑制镉在小麦体内的富集作用，降低小麦的镉污染率。其中，TaMRP3可以通过GSH介导的解毒途径1将镉转运到液泡中，该基因转录水平较低意味着液泡中镉含量较低；TaTM20可以诱导Cd的分泌，TaTM20的表达量高会导致细胞中的Cd含量较低。
[0010]除此之外，本专利技术提供的生物炭基肥组合物作为肥料，还可以显著增加小麦苗株高以及增加小麦叶片中的叶绿素含量。
[0011]优选的，所述生物炭的制备方法为：以秸秆为原料，将其在100-120℃煅烧1-1.5h，然后以8-12℃/min升温至500-550℃炭化1-1.5h。
[0012]上述优选的生物炭的制备方法可制备得到高孔隙率的生物炭，提高生物炭基肥的
镉吸附能力。
[0013]优选的，所述紫胞菌菌悬液的发酵方法为：向马丁培养基中接种所述紫胞菌，然后在28-30℃下发酵3-4d。
[0014]优选的，所述马丁培养基包括葡萄糖8-12g/L，蛋白胨4-6g/L，KH2PO40.8-1.2g/L，MgSO4·
7H2O 0.4-0.6g/L，琼脂14-16g/L，孟加拉红0.008-0.012g/L和余量的无菌水。
[0015]本专利技术提供上述生物炭基肥在制备镉吸附剂中的应用。
[0016]本专利技术还提供所述生物炭基肥在制备镉污染土壤修复剂中的应用。
[0017]本专利技术还提供所述生物炭基肥在制备阻止单子叶植物富集镉的肥料中的应用。
[0018]本专利技术提供的生物炭基肥适用于单子叶植物，可对单子叶植物中的镉调控基因的表达量进行调节，进一步干扰单子叶植物对镉的富集。
[0019]优选的，所述单子叶植物为小麦。
[0020]本专利技术还提供所述生物炭基肥的制备方法，该制备方法具体是将所述生物炭粉碎后与所述海泡石粉、磷矿粉和紫胞菌菌悬液按质量配比混合均匀，置于造粒装置造粒，得到所述生物炭基肥。
[0021]本专利技术还提供所述生物炭基肥的制备方法操作简单、不涉及特殊的仪器且制备成本低，易推广使用。
[0022]本专利技术还提供所述生物炭基肥的使用方法，该使用方法中，每亩地施用100-200kg的所述生物炭基肥。
[0023]本专利技术提供的所述生物炭基肥中各组分原料的价格为：秸秆生物炭600元/吨(自产)，海泡石2000元/吨(采购价格)，磷矿粉1400元/吨(采购价格)，YZ1悬液300元/方(自产)。综合生产成本845元/吨。每亩地使用100-200kg，成其本85-160元每亩，其成本较低，适合推广使用，考虑到秸秆处理是国家近年农业废弃物治理的重大课题，本专利技术生物炭基肥对秸秆的有效利用做出了巨大的贡献。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例1中的6个处理组中小麦苗的表型图；
[0025]图2是本专利技术实施例1中的6个处理组中小麦的株高、叶绿素含量和镉浓度的统计柱形图；
[0026]图3是本专利技术实施例1中加生物炭基肥和不加生物炭基肥的情况下小麦根部基因组的紫胞菌的几丁质内切酶基因的扩增凝胶电泳图；其中
“-”
代表未添加生物炭基肥处理的小麦根样品，“+”代表添加生物炭基肥处理的小麦根样品；
[0027]图4是本专利技术实施例1的田间试验中加生物炭基肥和不加生物炭基肥的小麦的亩产量和籽粒镉富集系数统计柱形图；
[0028]图5是本专利技术实施例1中生物炭基肥对小麦中的镉相关基因表达量统计柱形图。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术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用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]实施例1
[0031]一种生物炭基肥，包括如下重量份的组分：
[0032]生物炭60份、海泡石粉15份、磷矿粉10份和紫胞菌菌悬液15份；
[0033]其中，紫胞菌的菌种保藏编号为CGMCC No.14159，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其已在专利号为CN107603893A，专利名称为“一种对镉具有高抗性的紫胞菌及提取方法”的公开文本中公开。
[0034]生物炭的制备方法为：以秸秆为原料，将其在100℃煅烧1h，然后以10℃/min升温至500℃炭化1h。
[0035]紫胞菌菌悬液的发酵方法为：向马丁培养基中接种所述紫胞菌，然后在28℃下发酵3d；马丁培养基包括葡萄糖10g/L，蛋白胨5g/L，KH2PO
4 1g/L，MgSO4·
7H2O 0.5g/L，琼脂15g/L，孟加拉红0.01g/L和余量的无菌水。
[0036]生物炭基肥的制备方法为：将生物炭粉碎后与海泡石粉、磷矿粉和紫胞菌菌悬液按上述质量配比混合均匀，置于造粒装置造粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物炭基肥，其特征在于：包括如下重量份的组分：生物炭55-65份、海泡石粉12-18份、磷矿粉8-12份和紫胞菌菌悬液12-18份；所述紫胞菌的菌种保藏编号为CGMCC No.14159。2.如权利要求1所述的生物炭基肥，其特征在于：所述生物炭的制备方法为：以秸秆为原料，将其在100-120℃煅烧1-1.5h，然后以8-12℃/min升温至500-550℃炭化1-1.5h。3.如权利要求1所述的生物炭基肥，其特征在于：所述紫胞菌菌悬液的发酵方法为：向马丁培养基中接种所述紫胞菌，然后在28-30℃下发酵3-4d。4.如权利要求3所述的生物炭基肥，其特征在于：所述马丁培养基包括葡萄糖8-12g/L，蛋白胨4-6g/L，KH2PO
4 0.8-1.2g/L，MgSO4·

【专利技术属性】
技术研发人员：李小方，郑鑫，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心，
类型：发明
国别省市：