本發(fā)明涉及生物質炭的制備技術領域，尤其涉及一種添加3-吲哚丁酸改性的土壤改良劑用秸稈生物質炭及其制作方法。
背景技術：
農作物秸稈是一種寶貴的可再生資源，但長期以來由于受消費觀念、生活方式和農業(yè)生產時間等因素的影響，農作物秸稈資源完全處于高消耗、高污染、低產出的狀況，相當多的一部分農作物秸稈被廢棄或者焚燒，沒有得到合理開發(fā)利用，既造成資源的嚴重浪費，又造成嚴重的環(huán)境污染，對人類健康和安全造成了嚴重危害，已成為一大社會問題。為此，國家有關部門做了大量的工作，并采取禁燒秸稈管理措施，但治標不治本，因而對現(xiàn)有農作物秸稈綜合利用處理備受國內外專家的關注。目前國內外已采取的諸如秸稈發(fā)電、沼氣發(fā)酵、堆肥等多種處理方法與措施均存在應用局限性而難以大范圍推廣。生物質炭是有機物料在缺氧或厭氧環(huán)境中經高溫熱解產生的一種富碳難溶性固態(tài)物質。它相當穩(wěn)定，難以降解且與其他任何形式的有機質相比，生物質炭具有超強的持留養(yǎng)分的功能。故使其作為一種土壤改良劑和固碳物質在農田土地的利用成為可能。
據統(tǒng)計資料顯示，20 世紀 50 年代以來，我國化肥施用量居世界第 1 位?；实拇罅渴褂檬辜Z食產量大幅增加，另一方面也造成大量未利用的P、N、K 元素在土壤中富集。 然而，由于P元素的全球循環(huán)周期比其他元素( N、K) 要長得多，因而在大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)中，P元素成為了微生物生長的限制性元素，也是造成水體富營養(yǎng)化以及土壤貧瘠的主要原因。而利用生物質炭作為土壤調節(jié)劑存在比表面積普遍偏小，吸附能力相對較弱的不足，故吸磷效率低不利于農業(yè)生產，為此，文獻《氯化鈣活化稻草秸稈生物質炭的制備工藝及其吸磷性能研究》以稻草秸稈為原料，質量分數(shù)10%的氯化鈣為活化劑制備活性生物質炭，作為控制農業(yè)面源污染的吸P材料。試驗結果表明： P去除率可達到 97%，溶液pH從6.87升至9.52。
然而文獻中的改性方法較為單一，功能也單一，制得的生物質炭僅僅對土壤中未利用的磷有較好的吸附效果，但是，隨著現(xiàn)代工業(yè)化的快速發(fā)展，大量工業(yè)廢水盲目排入農田，以及大劑量的化肥過度使用，土壤中大量富集過多重金屬離子影響作物生長，且還間接影響人類健康，同時由于生物質炭表面帶有負電荷，對于以陰離子形式存在的重金屬吸附效果差，作為土壤改良劑使用生根保水保肥等效果也較差，因而需要對現(xiàn)有工藝加以改進。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種添加3-吲哚丁酸改性的土壤改良劑用秸稈生物質炭及其制作方法。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
一種添加3-吲哚丁酸改性的土壤改良劑用秸稈生物質炭，由下列重量份的原料制成：小麥秸稈83-85、艾葉14-16、氯化鈣3.6-3.8、氯化鉀1.1-1.5、檸檬酸1.5-1.8、粉狀硅肥2-4、γ-氨基丁酸0.2-0.5、褐藻粉4-6、茶粕1-3、馬錢子堿0.03-0.05、3-吲哚丁酸0.6-0.9、膨潤土6-7、10wt.%的氫氧化鈉溶液適量、混合酸液適量、去離子水適量。
所述的一種添加3-吲哚丁酸改性的土壤改良劑用秸稈生物質炭的制作方法，包括以下步驟：
（1）將氯化鈣、氯化鉀攪拌混勻，研磨20-30分鐘，加入去離子水配制成質量分數(shù)為10%的混合活化劑備用；
（2）將小麥秸稈、艾葉烘干切割成2厘米左右混合均勻，置于10wt.%的氫氧化鈉溶液浸泡48小時，取出用去離子水洗滌至中性，與步驟（1）的混合活化劑按照浸漬比1∶0.5浸泡24小時，過濾、于烘箱中105-110℃烘干；
（3）將步驟（2）物料、褐藻粉放入管式爐中，在氮氣保護下以20℃?min－1的加熱速率升溫至700-720℃，保持溫度炭化處理60分鐘，在氮氣保護下冷卻至室溫，加入混合酸液超聲波震蕩8-10小時后離心倒掉上清液，用去離子水洗滌至中性，加入茶粕、馬錢子堿研磨成粉；
（4）將檸檬酸加入適量去離子水攪拌至全部溶解，加入γ-氨基丁酸、膨潤土升溫至100-120℃攪拌研磨1-2小時，噴霧干燥得改性膨潤土；
（5）將步驟（3）物料、步驟（4）改性膨潤土混勻加入3-吲哚丁酸及其他剩余成分攪拌混勻，噴水造粒，過2-4mm篩出料。
所述的混合酸液為1mol?L－１的體積比為1∶1的鹽酸－氫氟酸溶液。
本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明先將小麥秸稈、艾葉用氫氧化鈉溶液浸泡處理以除去材料表面的蠟質、灰分及其他溶于水的雜質，再用氯化鈣、氯化鉀復合的混合活化劑浸泡后高溫炭化、酸洗等手段處理，酸洗顯著增加生物質炭的比表面積、孔容及孔徑分布，大大提高生物質炭的吸附能力，使得于秸稈炭內表面的Ca2+結合的氫氧根能快速被土壤中多余的磷酸根離子取代，吸磷效率高，且復合3-吲哚丁酸、茶粕等成分制得的秸稈生物質炭用于土壤改良劑時具有生根殺蟲功效，既提高了農作物秸稈綜合利用率，又提高農產品產量和品質。
具體實施方式
一種添加3-吲哚丁酸改性的土壤改良劑用秸稈生物質炭，由下列重量份的原料制成：小麥秸稈83、艾葉14、氯化鈣3.6、氯化鉀1.1、檸檬酸1.5、粉狀硅肥2、γ-氨基丁酸0.2、褐藻粉4、茶粕1、馬錢子堿0.03、3-吲哚丁酸0.6、膨潤土6、10wt.%的氫氧化鈉溶液適量、混合酸液適量、去離子水適量。
所述的一種添加3-吲哚丁酸改性的土壤改良劑用秸稈生物質炭的制作方法，包括以下步驟：
（1）將氯化鈣、氯化鉀攪拌混勻，研磨20-30分鐘，加入去離子水配制成質量分數(shù)為10%的混合活化劑備用；
（2）將小麥秸稈、艾葉烘干切割成2厘米左右混合均勻，置于10wt.%的氫氧化鈉溶液浸泡48小時，取出用去離子水洗滌至中性，與步驟（1）的混合活化劑按照浸漬比1∶0.5浸泡24小時，過濾、于烘箱中105-110℃烘干；
（3）將步驟（2）物料、褐藻粉放入管式爐中，在氮氣保護下以20℃?min－1的加熱速率升溫至700-720℃，保持溫度炭化處理60分鐘，在氮氣保護下冷卻至室溫，加入混合酸液超聲波震蕩8-10小時后離心倒掉上清液，用去離子水洗滌至中性，加入茶粕、馬錢子堿研磨成粉；
（4）將檸檬酸加入適量去離子水攪拌至全部溶解，加入γ-氨基丁酸、膨潤土升溫至100-120℃攪拌研磨1-2小時，噴霧干燥得改性膨潤土；
（5）將步驟（3）物料、步驟（4）改性膨潤土混勻加入3-吲哚丁酸及其他剩余成分攪拌混勻，噴水造粒，過2-4mm篩出料。
所述的混合酸液為1mol?L－１的體積比為1∶1的鹽酸－氫氟酸溶液。
和現(xiàn)有技術相比，利用本發(fā)明制得的秸稈生物質炭比表面積增加了7.16倍，Ｃ含量增加了35.21％，孔隙率增大吸附效果佳，P去除率可達到98%。