本發(fā)明涉及一種無土栽培基質(zhì)及其制備方法，尤其涉及一種用畜禽糞便生物質(zhì)炭制備富硒作物栽培基質(zhì)的方法。

背景技術：

硒是一種人體必需微量元素，是谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px) 的活性中心，適量補硒有增強機體免疫力，延緩衰老，防癌抗癌的效果。然而，我國是一個貧硒的國家，富硒農(nóng)產(chǎn)品是人體補充硒元素有效途徑。蔬菜中的硒分為無機硒和有機硒兩大類，前者包括硒酸鹽、亞硒酸鹽等，無機硒對于人和動物來說吸收效果差，毒性風險大，使用不當極易造成硒中毒；后者主要包括硒代氨基酸、硒代蛋白、硒多糖等形態(tài)，對人和動物來說吸收效果好，毒性小，更適合補硒的要求。因此通過作物施硒，使無機硒轉(zhuǎn)化為有機硒，提高人或動物體內(nèi)硒含量是公認的一條安全、有效的補硒途徑，對防治人體硒缺乏具有重要的現(xiàn)實意義。目前作物施硒主要有以下幾種方式：

一是在天然富硒地區(qū)種植富集能力較強的農(nóng)作物，此方法對硒含量定量控制困難，且存在地域局限性，不利于大規(guī)模的標準化生產(chǎn)，尤其是我國絕大部分地區(qū)屬貧硒地區(qū)，無條件做到。

二是在農(nóng)作物收獲前噴施無機硒溶液，使農(nóng)作物可以迅速吸收無機硒從而達到富硒水平。如中國專利CN1594234A、CN101182246A 等。該方法中富硒營養(yǎng)劑實施方式較為復雜，需噴施5～6次，而且最終農(nóng)作物中無機硒殘留量很大，由于無機硒吸收前必須先與腸道中的有機配體結合才能被機體吸收利用，而腸道中存在著多種元素與硒競爭有限配體，不利于人體吸收利用，而且無機硒對機體有明顯的毒害作用。

三是追施富硒肥料，如中國專利CN101734971A。此方法可以保證農(nóng)作物達到富硒標準，無無機硒殘留，提高蔬菜有機硒含量。但因為農(nóng)作物大田施肥，硒肥利用率低，大量的硒容易隨著灌溉水和雨水淋入深層土壤或河流中，而且流失的硒容易增加土壤和水體環(huán)境中硒的負擔，長期使用易導致硒污染。

據(jù)相關統(tǒng)計，化肥投入約占農(nóng)民進行種植業(yè)生產(chǎn)總投入的50%左右，發(fā)展中國家糧食增產(chǎn)中50%來自于化肥的作用。但目前我國當季氮肥利用率僅為20%~35%, 磷肥的利用率為10%~20%，鉀肥的利用率為30%~60%，遠低于世界發(fā)達國家利用水平。硒作為一種微量元素，其利用率的提高也是我國農(nóng)業(yè)科技工作者亟待需要解決的問題。

生物炭是一類由生物質(zhì)在300℃~700℃低溫條件下熱解炭化形成的高度芳香化難熔性固態(tài)物質(zhì)，具有較高的比表面積、孔隙結構、一定的機械強度和較小的堆積密度，這使生物炭具有較高的吸附性能。生物炭具有增加土壤碳庫儲量，改良土壤，提高土壤肥力，促進作物增產(chǎn)和維系土壤生態(tài)系統(tǒng)平衡的作用。不僅如此，高度穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、固碳減排和對N、P等養(yǎng)分的專性吸附與持留特性，使其成為一種理想的肥料吸附劑。另一方面，我國農(nóng)作物秸稈生物質(zhì)資源豐富，但主要采用露天簡易焚燒方式進行處理處置，資源浪費和環(huán)境污染極其嚴重。如能將價廉易得的農(nóng)作物秸稈生物質(zhì)原料經(jīng)適當加工制備成適用于硒元素的吸附劑，再將含硒生物炭融入基質(zhì)原料從而制備環(huán)境友好型富含硒的蔬菜栽培基質(zhì)，不僅可以有效解決農(nóng)作物秸稈處置難題，使農(nóng)作物秸稈廢棄物資源得到高效利用，而且可以對促進蔬菜對硒元素的高效轉(zhuǎn)化與富集。

期刊論文“硒肥對馬鈴薯硒素吸收、轉(zhuǎn)化及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響”（殷金巖，耿增超，李致穎等2015，35(3)：823—829）報道一種生物炭基硒肥及其使用效果，在適宜施硒量（0.379 kg/hm²）時馬鈴薯產(chǎn)量提高了4.87％~5.44％，粗蛋白含量增加了12.18％~20.03％，還原糖提高了6.45％~12.90％，維生素C含量提高了-0.54％~3.1l％，有機硒轉(zhuǎn)化率增加13.00％~15.10％，淀粉含量增加了-0.73％~1.12%。生物炭基硒肥是由硒酸鈉與生物炭在實驗室通過吸附反應制備而成，生物炭與硒的配比為176：1。其中，生物炭由間歇式熱裂解中試設備生產(chǎn)并過1mm篩孔。硒源為分析純Na₂Se0₄·10H₂0。文中報道的生物炭基硒肥從本質(zhì)上看，是一種施用于土壤之中的肥料，需經(jīng)科學試驗后確定應用于各種蔬菜作物的施用量及施用技術后，方能使用，增加了施用難度。

中國專利“一組遠紅外線功能富硒富鉻微生物菌肥及其制備方法”（公開號104692903A），提供一種以人工培育的富硒富鉻蛹蟲草的栽培基質(zhì)（即下腳料）和生物碳（竹炭、木炭及桔桿等廢棄物燒制的炭）為主要原料配伍的微生物菌肥。

中國專利CN104177194A 公開了一種炭基硒肥的制備方法，將培養(yǎng)好的微生物通過過濾的方式使微生物從培養(yǎng)基中附著到生物炭表面，之后將富含硒元素的營養(yǎng)液浸沒生物炭，使農(nóng)作物益生菌和生物炭能充分接觸吸收營養(yǎng)液中硒元素及其他農(nóng)作物所需元素，并原位還原硒元素為單質(zhì)硒，最終產(chǎn)出富含硒元素的炭基硒肥。

上述3例均采用有效成分硒制得一種用于土壤施用的硒肥。但是，硒肥的最大問題是施用技術難以掌握，通常需要在對各種作物進行專門試驗后，提出施用量、施用方法等，再推薦給使用者。其次，即使農(nóng)民掌握了施用技術，由于蔬菜大田施肥，硒肥利用率低，大量的硒容易隨著灌溉水和雨水淋入深層土壤或河流中，而且流失的硒容易增加土壤和水體環(huán)境中硒的負擔，長期使用易導致硒污染。再次，由于耕作層的深度不同，施用硒肥難以做到精確定量，容易造成肥料浪費。

中國專利CN104585001A 公開了一種提高茄子有機硒含量的無土栽培方法，該方法操作步驟為首先制備含納米硒的無土栽培基質(zhì)，然后選取健壯的茄子苗，對茄子苗進行根部消毒后移植到溫室大棚內(nèi)的定制槽內(nèi)，填入含納米硒的無土栽培基質(zhì)，以常規(guī)方法對茄子進行整枝、病害防治和促花保果等管理，果實成熟后采摘，得到有機硒含量高的茄子。

中國專利CN104591866A 公開了一種含納米硒的無土栽培基質(zhì)及其制備方法。該發(fā)明公開內(nèi)容為，一種含納米硒的無土栽培基質(zhì)包括動物尿液、農(nóng)作物秸稈、工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物、二氧化硒和機制砂等原料，通過將動物尿液、農(nóng)作物秸稈、工農(nóng)業(yè)廢棄物、二氧化硒混合進行發(fā)酵，得到含納米硒的腐熟有機質(zhì)，將腐熟有機質(zhì)與機制砂混合制成含納米硒的無土栽培基質(zhì)。

以上技術的共性是采用納米硒植物營養(yǎng)劑，再配合其他基質(zhì)材料復合而成，其效果一般。

期刊論文“基質(zhì)施硒對生菜富硒效果及品質(zhì)的影響”（山西農(nóng)業(yè)科學2013，41(1)：57—59）報道了一種在蔬菜栽培基質(zhì)中添加硒的方法。供試硒為分析純亞硒酸鈉（Na₂SeO₃）試劑。先將草炭和珍珠巖按體積比2：1的比例配制成混合基質(zhì)。共設5個梯度的亞硒酸鈉處理，基質(zhì)施硒量分別為0、0.3、0.6、1.2、2.5mg/kg，將亞硒酸鈉配制成溶液后，用小型噴霧器噴入基質(zhì)中，并與基質(zhì)充分混勻。采用這種技術制備的基質(zhì)，工藝較簡單，基質(zhì)對硒元素的緩釋能力有限，硒元素易于短時間內(nèi)快速釋放，與作物吸收機制不協(xié)調(diào)，故效果一般，硒轉(zhuǎn)化率較低。

為此，如何提供一種采用農(nóng)作物秸稈生物質(zhì)炭制備高吸收率、高轉(zhuǎn)化率并且硒元素在作物的整個生長周期內(nèi)緩慢釋放的富硒蔬菜栽培基質(zhì)的方法成為本發(fā)明的研究課題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用畜禽糞便生物質(zhì)炭制備富硒作物栽培基質(zhì)的方法，其目的在于解決現(xiàn)有的蔬菜栽培基質(zhì)對于硒元素吸收轉(zhuǎn)化率低的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種用畜禽糞便生物質(zhì)炭制備富硒作物栽培基質(zhì)的方法，所述方法依次包括下列步驟：

第一步，制備畜禽糞便生物質(zhì)炭，

將畜禽糞便在曬干后加入熱解爐中，通入氬氣，以排除熱解爐中的氧氣，將熱解爐內(nèi)溫度在5分鐘之內(nèi)快速升溫至95℃~105℃，然后再以1℃/分鐘的升溫速率加熱至550℃~600℃，并保持25~35分鐘，自然冷卻至室溫后，收集生物質(zhì)，粉碎，過60目篩子，制得畜禽糞便生物質(zhì)炭；

第二步，制備硒營養(yǎng)液，

將Na₂Se0₄·10H₂O或Na₂SeO₃與水按重量比1：20~1：40溶解制成硒鹽溶液，再向硒鹽溶液加入酸劑以調(diào)節(jié)硒鹽溶液的pH到4.5~5.5，制得硒營養(yǎng)液；

第三步，制備富硒生物炭：

（1）將一部分所述第一步制得的畜禽糞便生物質(zhì)炭加熱到70℃~100℃，立即將所述硒營養(yǎng)液均勻噴灑在畜禽糞便生物質(zhì)炭上，硒營養(yǎng)液與畜禽糞便生物質(zhì)炭的體積為1：15~1：30，邊噴灑邊攪拌，制得加溫態(tài)富硒生物炭；

（2）取另一部分所述第一步制得的畜禽糞便生物質(zhì)炭，在10℃~40℃下將硒營養(yǎng)液均勻噴灑在該畜禽糞便生物質(zhì)炭上，硒營養(yǎng)液與畜禽糞便生物質(zhì)炭的體積為1：15~1：30，邊噴灑邊攪拌，制得常溫態(tài)富硒生物炭；

（3）將所述加溫態(tài)富硒生物炭與所述常溫態(tài)富硒生物炭混合制成富硒生物炭，其中，加溫態(tài)富硒生物炭與常溫態(tài)富硒生物炭的體積比為7：3~6：4；

第四步，制備改性淀粉粘結劑，

首先將50重量份的玉米或木薯淀粉溶解于90~100重量份的水中，不斷攪拌下加入2~3重量份的濃硫酸催化，然后加入5重量份高猛酸鉀溶液氧化1~1.5小時并不斷攪拌，再加入4重量份的氫氧化鈉糊化20~30分鐘，加入1重量份硼砂交聯(lián)15~20分鐘，最后補加入水充分攪拌后冷卻得到質(zhì)量濃度為0.2~0.5%的淀粉粘結劑；

第五步，制備硒生物炭顆粒劑，

將所述第三步制得的富硒生物炭送入上方具有噴頭的攪拌機中，攪拌物料的同時均勻噴灑質(zhì)量濃度為0.2~0.5%的淀粉粘結劑，所述富硒生物炭與淀粉粘結劑的體積比為95~90：5~10，制得硒生物炭顆粒劑；

第六步，取所述第三步制得的富硒生物炭與所述第五步制得的硒生物炭顆粒劑，將二者混合均勻得濕物料，富硒生物炭與硒生物炭顆粒劑的體積比為2~4：8~6，再將所述濕物料送入具有熱風機的造粒機中造粒，設定轉(zhuǎn)速為250~300r/min，溫度為70~120℃，造粒30~40分鐘后，過30目篩；

第七步，將所述第六步制得的顆粒與作物無土栽培基質(zhì)填充料按重量比1：100~1：200攪拌均勻，即制得所述富硒作物栽培基質(zhì)。

上述技術方案中的有關內(nèi)容解釋如下：

1、上述方案中，所述畜禽糞便是指畜禽生產(chǎn)中產(chǎn)生的糞便，如牛糞、豬糞、羊糞、雞糞、鴨糞、鵝糞等；在投入熱解爐之前，將所述畜禽糞便晾曬到含水量小于40%，粉碎到顆粒平均直徑不大于10cm。

2、上述方案中，所述第二步中加入的酸劑為醋酸或稀鹽酸。

3、上述方案中，所述第四步中的“重量份”是指以任意重量為1份來表示的含量單位。

4、上述方案中，所述作物無土栽培基質(zhì)填充料的原料為草炭、珍珠巖、椰子殼、沙石、蛭石、鋸木屑、爐渣以及玉米秸稈中的至少兩種的混合物。無土栽培基質(zhì)填充料的選取為現(xiàn)有技術，可外購或自制，也可采用其他廢棄物制成，并適合植物生長。無土栽培基質(zhì)填充料的配方舉例如下：

（1）7份草炭、3份珍珠巖；（2）1份椰子殼、1份沙；（3）1份草炭、1份蛭石、1份鋸木屑；（4）1份草炭、1份鋸木屑；（5）1份草炭、1份珍珠巖、1份沙；（6）2份草炭、2份蛭石、5份爐渣、1份珍珠巖；（7）1份草炭、1份爐渣；（8）1份草炭、1份樹皮；（9）3份玉米秸桿、2份爐渣；（10）1份玉米秸桿、1份草炭、3份爐渣。

本發(fā)明設計原理是：本發(fā)明提出一種富含硒元素的作物無土栽培基質(zhì)，其特點是采用硒元素緩釋技術使得栽培作物在整個生長周期內(nèi)對硒元素都具有較高的吸收利用率，并且用戶無需再施用硒肥料，只需按常規(guī)管理施用氮磷鉀等大量元素或栽培營養(yǎng)液，因而更易于掌握施用方法，又使蔬菜含硒量控制在安全范圍內(nèi)，生產(chǎn)出安全、優(yōu)質(zhì)、潔凈的綠色富硒蔬菜，而且對環(huán)境也不會造成污染。

在本發(fā)明的方法的第二步中，將硒營養(yǎng)液調(diào)整到酸性的目的是，農(nóng)作物秸稈生物質(zhì)炭的pH約為8~10，在后續(xù)將硒營養(yǎng)液噴灑到農(nóng)作物秸稈生物炭上后，有利于將農(nóng)作物秸稈生物炭的pH從8~10調(diào)整到中性7.0左右，從而有利于植物生長。

在所述第三步中，分別制備加溫態(tài)富硒生物炭與常溫態(tài)富硒生物炭，目的在于在70℃~100℃加熱條件下增加了生物炭的孔隙度，硒元素更多的被保留在生物炭的微孔中，在加熱條件下制得的加溫態(tài)富硒生物炭在栽培基質(zhì)中的硒元素的釋放時間比常溫態(tài)富硒生物炭的硒元素釋放時間更持久，因此，將加溫態(tài)富硒生物炭與常溫態(tài)富硒生物炭二者混合，能夠保證硒元素釋放期延長以及硒元素在作物的不同生長時期內(nèi)均勻釋放。

在所述第六步中，由于第三步的富硒生物炭沒有經(jīng)過淀粉粘結劑粘結，而第五步的硒生物炭顆粒劑經(jīng)過了淀粉粘結劑的包裹，那么二者在無土栽培基質(zhì)中的硒元素釋放速度不同，第五步的硒生物炭顆粒劑硒元素釋放速度更慢，第三步的富硒生物炭的硒元素釋放速度相對較快，將二者混合均勻造?？捎行Э刂莆卦跓o土栽培基質(zhì)中的釋放速度，保證了在硒元素在作物的不同生長時期內(nèi)都能有所均勻釋放以供作物吸收利用，保證了硒元素釋放期的延長；

由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點和效果：

1、本發(fā)明綜合運用生物炭的吸附原理及改性淀粉粘結劑的粘結性能，提高了硒元素的吸持及緩釋能力，能夠保證在3~7個月較長的蔬菜生長周期內(nèi)的硒元素供應，從而保證了硒元素在作物體內(nèi)的高轉(zhuǎn)化率，因為生物質(zhì)炭的具有多孔性、巨大的比表面積、表面負電荷和電荷密度等特性使其能夠吸附和固持肥料中的養(yǎng)分，實現(xiàn)其緩釋效果，顯著削減硒元素流失量，提高土壤肥力，促進作物增產(chǎn)和維持土壤生態(tài)系統(tǒng)平衡的作用。

2、本發(fā)明運用的硒元素有效載體是Na₂SeO₄?10H₂O或亞硒酸鈉(Na₂SeO₃)，Na₂SeO₄?10H₂O或亞硒酸鈉(Na₂SeO₃)是作物更易吸收、更環(huán)保的有效載體。

3、采用本方法制備的基質(zhì)，根據(jù)不同蔬菜作物一生的硒元素需求量做到精確定制，本發(fā)明提供的栽培基質(zhì)無需人工再次添加硒元素，可以直接放入栽培容器內(nèi)種植各種蔬菜，并且種植后只需按常規(guī)管理，施用氮磷鉀等大量元素或栽培營養(yǎng)液，因而更易于掌握施用方法，又使蔬菜的含硒量控制在安全范圍內(nèi)，生產(chǎn)出安全、優(yōu)質(zhì)、潔凈的綠色富硒蔬菜，而且對環(huán)境也不會造成污染。

4、采用本方法制備的作物栽培基質(zhì)是可直接應用的作物栽培載體，而期刊論文“硒肥對馬鈴薯硒素吸收、轉(zhuǎn)化及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響”（殷金巖，耿增超，李致穎等2015，35(3)：823—829）報道的一種生物炭基硒肥，是一種微量元素肥料，需經(jīng)進行科學試驗后確定應用于各種蔬菜作物的施用量及施用技術后，方能使用，增加了施用難度。

5、本發(fā)明富硒基質(zhì)中的硒元素不易流失，利用率明顯提高，更適合于設施栽培。

6、應用本發(fā)明所述方法后，栽培基質(zhì)中硒含量為2～10mg/kg時，收獲番茄中有機硒含量為5～200μg/kg，且有機硒占總硒比例≥85％。

總之，使用本發(fā)明的方法制備出的富硒作物栽培基質(zhì)能夠提高作物對硒元素的吸收轉(zhuǎn)化率，并且富硒作物栽培基質(zhì)中的硒元素能夠在蔬菜作物的整個生長周期內(nèi)緩慢、均勻釋放，使得蔬菜作物在各個生長時期內(nèi)都能夠有效吸收硒元素，因而，栽培出的蔬菜作物中的有機硒含量較高，大大提高了商品的附加值。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明方法的技術路線圖；

附圖2為實施例一的富硒黃瓜栽培基質(zhì)與普通無土栽培基質(zhì)中硒元素溶出率動態(tài)變化圖；

附圖3為實施例一的富硒黃瓜栽培基質(zhì)與普通無土栽培基質(zhì)在收獲黃瓜后黃瓜內(nèi)有機硒含量對比圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述：

實施例一：一種用畜禽糞便生物質(zhì)炭制備富硒黃瓜栽培基質(zhì)的方法

所述方法依次包括下列步驟：

第一步，制備畜禽糞便生物質(zhì)炭，

將畜禽糞便在曬干后加入熱解爐中，通入氬氣，以排除熱解爐中的氧氣，將熱解爐內(nèi)溫度在5分鐘之內(nèi)快速升溫至100℃，然后再以1℃/分鐘的升溫速率加熱至550℃℃，并保持30分鐘，自然冷卻至室溫后，收集生物質(zhì)，粉碎，過60目篩子，制得畜禽糞便生物質(zhì)炭；所述畜禽糞便是指畜禽生產(chǎn)中產(chǎn)生的糞便，如牛糞、豬糞、羊糞、雞糞、鴨糞、鵝糞等；在投入熱解爐之前，將所述畜禽糞便晾曬到含水量小于40%，粉碎到顆粒平均直徑不大于10cm；

第二步，制備硒營養(yǎng)液，

將Na₂Se0₄·10H₂O或Na₂SeO₃與水按重量比1：20溶解制成硒鹽溶液，再向硒鹽溶液加入醋酸以調(diào)節(jié)硒鹽溶液的pH到4.5~5.5，制得硒營養(yǎng)液；

第三步，制備富硒生物炭：

（1）將一部分所述第一步制得的畜禽糞便生物質(zhì)炭加熱到70℃，立即將所述硒營養(yǎng)液均勻噴灑在畜禽糞便生物質(zhì)炭上，硒營養(yǎng)液與畜禽糞便生物質(zhì)炭的體積為1：20，邊噴灑邊攪拌，制得加溫態(tài)富硒生物炭；

（2）取另一部分所述第一步制得的畜禽糞便生物質(zhì)炭，在常溫（也即室溫下，約為10℃~40℃）下將硒營養(yǎng)液均勻噴灑在該畜禽糞便生物質(zhì)炭上，硒營養(yǎng)液與畜禽糞便生物質(zhì)炭的體積為1：20，邊噴灑邊攪拌，制得常溫態(tài)富硒生物炭；

（3）將所述加溫態(tài)富硒生物炭與所述常溫態(tài)富硒生物炭混合制成富硒生物炭，其中，加溫態(tài)富硒生物炭與常溫態(tài)富硒生物炭的體積比為7：3；

第四步，制備改性淀粉粘結劑，

首先將50重量份的玉米或木薯淀粉溶解于100重量份的水中，不斷攪拌下加入2重量份的濃硫酸催化，然后加入5重量份高猛酸鉀溶液氧化1小時并不斷攪拌，再加入4重量份的氫氧化鈉糊化20分鐘，加入1重量份硼砂交聯(lián)15分鐘，最后補加入水充分攪拌后冷卻得到質(zhì)量濃度為0.3%的淀粉粘結劑；

第五步，制備硒生物炭顆粒劑

將所述第三步制得的富硒生物炭送入上方具有噴頭的攪拌機中，攪拌物料的同時均勻噴灑質(zhì)量濃度為0.3%的淀粉粘結劑，所述富硒生物炭與淀粉粘結劑的體積比為90：10，制得硒生物炭顆粒劑；

第六步，取所述第三步制得的富硒生物炭與所述第五步制得的硒生物炭顆粒劑，將二者混合均勻得濕物料，富硒生物炭與硒生物炭顆粒劑的體積比為3:7，再將所述濕物料送入具有熱風機的滾筒造粒機中，設定轉(zhuǎn)速為300r/min，溫度為70℃，造粒30~40分鐘后，過30目篩；

第七步，將所述第六步制得的顆粒與蔬菜無土栽培基質(zhì)填充料按重量比1：100攪拌均勻，其中，無土栽培基質(zhì)填充料是由草炭與珍珠巖按體積比3：1均勻混合制得的，最后，制得所述富硒蔬菜栽培基質(zhì)。

第八步，將富硒蔬菜栽培基質(zhì)裝入8Ｌ的栽培袋中，另設在普通無土栽培基質(zhì)（草炭與珍珠巖按體積比3：1均勻）中施入相同量Na₂Se0₄·10H₂O的基質(zhì)作為對照，二種基質(zhì)中硒元素含量相同，硒含量均為5.2mg/kg。每袋種植一株黃瓜，定期澆灌常規(guī)氮磷鉀營養(yǎng)液（霍格蘭營養(yǎng)液）及水。成熟期收獲黃瓜后測定表明，參見附圖2和3所示，生物炭富硒基質(zhì)處理的有機硒含量為5.5μg/kg，有機硒占總硒量的86.3%，而硒酸鈉（Na₂Se0₄·10H₂O）直接加入商品基質(zhì)（對照）含量為3.9μg/kg，有機硒占總硒量的65.6%。說明生物炭富硒基質(zhì)的硒緩釋效果較明顯，而且得到了作物的充分吸收利用。

實施例二：一種用畜禽糞便生物質(zhì)炭制備富硒青椒栽培基質(zhì)的方法

所述方法依次包括下列步驟：

第一步，制備畜禽糞便生物質(zhì)炭，

將畜禽糞便在曬干后加入熱解爐中，通入氬氣，以排除熱解爐中的氧氣，將熱解爐內(nèi)溫度在5分鐘之內(nèi)快速升溫至105℃，然后再以1℃/分鐘的升溫速率加熱至600℃，并保持25分鐘，自然冷卻至室溫后，收集生物質(zhì)，粉碎，過60目篩子，制得畜禽糞便生物質(zhì)炭；

第二步，制備硒營養(yǎng)液，

將分析純Na₂SeO₃與水按重量比1：30溶解制成硒鹽溶液，再向硒鹽溶液加入稀鹽酸以調(diào)節(jié)硒鹽溶液的pH到4.5~5.5，制得硒營養(yǎng)液；

第三步，制備富硒生物炭：

（1）將一部分所述第一步制得的畜禽糞便生物質(zhì)炭加熱到100℃，立即將所述硒營養(yǎng)液均勻噴灑在畜禽糞便生物質(zhì)炭上，硒營養(yǎng)液與畜禽糞便生物質(zhì)炭的體積為1：30，邊噴灑邊攪拌，制得加溫態(tài)富硒生物炭；

（2）取另一部分所述第一步制得的畜禽糞便生物質(zhì)炭，在常溫（約10℃~40℃）下將硒營養(yǎng)液均勻噴灑在該畜禽糞便生物質(zhì)炭上，硒營養(yǎng)液與畜禽糞便生物質(zhì)炭的體積為1：20，邊噴灑邊攪拌，制得常溫態(tài)富硒生物炭；

（3）將所述加溫態(tài)富硒生物炭與所述常溫態(tài)富硒生物炭混合制成富硒生物炭，其中，加溫態(tài)富硒生物炭與常溫態(tài)富硒生物炭的體積比為6：4；

第四步，制備改性淀粉粘結劑，

首先將50重量份的玉米或木薯淀粉溶解于100重量份的水中，不斷攪拌下加入3重量份的濃硫酸催化，然后加入5重量份高猛酸鉀溶液氧化1.5小時并不斷攪拌，再加入4重量份的氫氧化鈉糊化20分鐘，加入1重量份硼砂交聯(lián)15分鐘，最后補加入水充分攪拌后冷卻得到質(zhì)量濃度為0.2%的淀粉粘結劑；

第五步，制備硒生物炭顆粒劑

將所述第三步制得的富硒生物炭送入上方具有噴頭的攪拌機中，攪拌物料的同時均勻噴灑質(zhì)量濃度為0.2%的淀粉粘結劑，所述富硒生物炭與淀粉粘結劑的體積比為95：5，制得硒生物炭顆粒劑；

第六步，取所述第三步制得的富硒生物炭與所述第五步制得的硒生物炭顆粒劑，將二者混合均勻得濕物料，富硒生物炭與硒生物炭顆粒劑的體積比為2:8，再將所述濕物料送入具有熱風機的滾筒造粒機中，設定轉(zhuǎn)速為250r/min，溫度為70℃，造粒40分鐘后，過30目篩；

第七步，將所述第六步制得的顆粒與蔬菜無土栽培基質(zhì)填充料按重量比1：150攪拌均勻，即制得所述富硒蔬菜栽培基質(zhì)。

其中，無土栽培基質(zhì)填充料的制備：

（1）采用飼料粉碎機或秸桿揉搓機將水稻秸桿粉碎成5~10cm長；

（2）食用菌菌渣為食用菌生產(chǎn)后的廢棄培養(yǎng)基質(zhì)，如雞腿菇、金針菇渣，粉碎到2~5mm；

（3）木薯渣為酒精廠制酒后的發(fā)酵廢棄物，直徑1~3mm；

將上述水稻秸桿、食用菌菌渣、木薯渣按體積比4：1：5混合均勻，得到混合物；

將上述混合物堆成條垛形狀進行好氧堆腐發(fā)酵，條垛堆體高1～3米，寬2～8米，長度30～100米；堆體含水量范圍控制在50%～65%，堆制時通風供氧；控制堆體溫度在65℃～45℃范圍，超出該溫度范圍時及時對堆體進行翻拌，當混合物的溫度等于環(huán)境溫度時堆腐發(fā)酵完成（一般30天左右），將所得到的腐熟物晾曬到含水率30-40%即為所述基質(zhì)填充料。

第八步，將富硒栽培基質(zhì)裝入8Ｌ的栽培袋中，另設普通無土栽培基質(zhì)填充料中施入相同量亞硒酸鈉(Na₂SeO₃)的基質(zhì)作為對照，二種基質(zhì)中硒元素含量相同，硒含量均為6.1mg/kg。每袋種植一株青椒，定期澆灌常規(guī)氮磷鉀營養(yǎng)液（霍格蘭營養(yǎng)液）及水，成熟期收獲青椒后測定表明，生物炭富硒基質(zhì)處理的有機硒含量為3.9μg/kg，有機硒占總硒量的67.1%，而亞硒酸鈉(Na₂SeO₃)直接加入基質(zhì)填充料（對照）處理的含量為1.6μg/kg，有機硒占總硒量的45.2%。說明生物炭富硒基質(zhì)的硒緩釋效果較明顯，而且得到了作物的充分吸收利用。

上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，采用本發(fā)明的方法制備出的富硒作物栽培基質(zhì)可以用于種植各種農(nóng)作物，包括蔬菜和水果，如小白菜、茄子、番茄、生菜、魔芋、大白菜、西蘭花、蘆筍、萵苣、蘿卜、菠菜、草莓等。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。