【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种普适性膜结构袋及其制备方法。
技术介绍
1、目前，土壤改良与修复行业存在多种方法与技术，主要包括物理、化学方法、生物方法等，各有利弊。其中物理方法采用例如加热和电解等技术，耗能高、成本高、一般为场地修复，不利于大范围土壤修复；化学方法容易产生二次污染，或采用无污染的材料成本较高；生物方法无污染，成为修复行业越来越重视的方法，但常规生物方法见效慢，持续时间短，需多次使用，增加成本的同时对增高了施用难度，也会干扰正常的农业活动。现有的方法存在共性的问题，即针对某种土壤问题进行改良/修复时，无法兼顾多个问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种普适性膜结构袋及其制备方法，可有效解决土壤改良、修复过程修复项目单一、修复持久性差等技术问题，同时可增加土壤固碳能力，防治土壤板结，改善土壤生态环境，提高作物产量。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术所提出的一种普适性膜结构袋，包括膜结构袋本体；所述膜结构袋本体内部由下至上纵向设置有九层结构，最底层结构平铺5-10mm的待改良/修复土壤作为第一层结构；第一层结构表面设置小颗粒固定微生物后的生物炭、腐殖酸氨及小颗粒凋落物作为第二层结构；第二层结构表面覆盖5-10mm厚的待改良/修复土壤作为第三层结构；第三层结构表面中部区域设置大颗粒固定微生物后的生物炭、腐殖酸氨及大颗粒凋落物，外围区域设置小颗粒固定微生物后的生物炭、腐殖酸氨及小颗粒凋落物作为第四层结构；第四层结构表面
4、进一步的，所述膜结构袋本体为能够降解的纤维膜或塑料。
5、一种普适性膜结构袋的制备方法，所述方法包括以下步骤：
6、s1、膜结构袋本体准备；
7、s2、生物炭的制备；
8、s3、凋落物的制备；
9、s4、培养微生物；
10、s5、腐殖酸氨的制备；
11、s6、微生物固定化。
12、进一步的，所述步骤s2包括：
13、s2.1、厨余垃圾生物炭制备：将蔬菜、果皮、食物残渣、碎骨与蛋壳果核按照50：20：20：5：5的比例混合均匀，打碎后放置在55-65℃的烘箱中干燥3.5-4.5h，得到大颗粒的厨余垃圾，随后进一步打碎，过2mm筛，然后将垃厨余圾分成两份，一份在750-850℃条件下缺氧热解3.5-4.5h，再降至55-65℃后冷却到室温，获得初级生物炭，将上述生物炭研磨过100目筛；另一份在350-450℃条件下缺氧热解3.5-4.5h，再降至55-65℃后冷却到室温，获得初级生物炭，将上述生物炭研磨过60目筛；
14、s2.2、普通生物炭制备：将玉米秸秆用粉碎机进行粉碎后，分别在350-450℃、550-650℃、750-850℃条件下缺氧热解3.5-4.5h，温度降低至室温后取出，磨碎，分别过60目和100目筛得到不同粒径和孔径的秸秆生物炭；将木屑用粉碎机进行粉碎后进行炭化，分别在550-650℃、750-850℃、950-1050℃、1250-1350℃条件下热处理6.5-7.5h，温度降低至室温后取出，磨碎，分别过60目和100目筛得到不同粒径和孔径的木屑生物炭；然后将同粒径的玉米生物炭和木屑生物炭分别混合。
15、进一步的，所述步骤s3包括：将新鲜和轻度分解的凋落物磨碎，过18目和60目筛，分别获得大颗粒凋落物和小颗粒凋落物。
16、进一步的，所述步骤s4包括：基础微生物选择放线菌、丛植菌根真菌和枯草芽孢杆菌，将菌在液体培养基中进行培养。
17、进一步的，所述步骤s5包括：称取腐殖酸，加入去离子水稀释1000倍，加入体积为腐殖酸20倍的氨水，放入容器中超声震荡8-12min，在35-45℃磁力搅拌下充分反应5.5-6.5h，然后室温冷却沉淀10-14h，混合溶液过纤维素膜，过滤杂质后备用；然后将混合溶液冷冻干燥后，90℃恒温烘干形成固体。
18、进一步的，所述步骤s6包括：采用吸附固定的方法将不同粒径的生物炭和菌悬液按照菌剂：生物炭1:3-1:30的比例混合并放置于锥形瓶中，振荡培养23-25h，然后3500转离心4-6min弃上清液，用无菌水清洗后再放入真空冷冻干燥箱中进行干燥，干燥23-25h后得到固定微生物的生物炭。
19、本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
20、1、通过对不同碳原料、不同温度热处理方法可以生产不同类型的碳化物质，可以为不同类型的土壤生物提供养分资源，满足大多数生物需求。如细菌分解易分解的碳源，而真菌分解难分解的碳源。
21、2、不同颗粒生物炭产生不同的作用，大颗粒生物炭分解时间长，置于膜结构最中心，起到一个缓释作用，延长作用时间，达到持续治理的效果；小颗粒的生物炭分布在膜结构外围能够优先被微生物分解，满足土壤改良/修复的时效性要求。
22、3、产生的大孔径碳可以形成通道，利于调节土壤团聚体结构，防治土壤板结，同时吸附污染物；产生的小孔径碳最小孔径为0.1微米或更小的连通微孔，这种超微孔具有将被吸收的水分子团破碎的能力，这些水分子团能够返回到植物生长的土壤中，提高土壤持水能力。
23、4、厨余垃圾生物炭含有大量糖类、蛋白质、脂质等有机物，中国厨余垃圾较高的氮含量导致其碳/氮较低(10-20),与其他高碳/氮的生物炭混合使用能维持土壤碳/氮在适合微生物生长的环境。
24、5、对腐殖酸进行氨化，可将氮元素带入土壤、调节土壤碳/氮比，防止由于碳的加入使土壤碳/氮比过高，不利于土壤微生物的养分分解。
25、6、选择微生物放线菌、丛植菌根真菌和枯草芽孢杆菌作为基础微生物，放线菌的菌丝能够穿过土壤，防治土壤板结；丛植菌根真菌能够提供土壤固碳能力；枯草芽孢杆菌为多用途辅助菌，在农药降解、重金属钝化、促进养分循环等方面均有作用。
26、7、多孔膜可以为土壤中不同大小的生物提供通道，小孔径可使细菌、真菌穿过，中孔径可使细菌、真菌、原生动物、线虫、小型土壤动物穿过，大孔径可使大型土壤动物穿过，为不同土壤动物提供资源。通过土壤动物活动、降水导致的水分流动和植物根的生长使得膜中的生物炭、腐殖酸和微生物得到扩散，影响周围土壤。
27、8、采用膜结构袋置于土壤表层结构与直接播撒土壤调理剂相比，a)为土壤微生物提供固定的养分源，吸引周围土壤微生物，进而吸引以微生物为食的土壤线虫、小型土壤动物等，最终吸引大型土壤动物，通过土壤生物的流动，疏松土壤，防治土壤板结、传播养分、促进植物养分吸收、提升土壤生物的交互作用，改善土壤微食物网结构；b)膜结构相对固定在土壤中，能够作用持续时间长，其多孔结构既能保障土壤生物与膜内养分物质流动与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种普适性膜结构袋，包括膜结构袋本体；其特征在于：所述膜结构袋本体内部由下至上纵向设置有九层结构，最底层结构平铺5-10mm的待改良/修复土壤作为第一层结构；第一层结构表面设置小颗粒固定微生物后的生物炭、腐殖酸氨及小颗粒凋落物作为第二层结构；第二层结构表面覆盖5-10mm厚的待改良/修复土壤作为第三层结构；第三层结构表面中部区域设置大颗粒固定微生物后的生物炭、腐殖酸氨及大颗粒凋落物，外围区域设置小颗粒固定微生物后的生物炭、腐殖酸氨及小颗粒凋落物作为第四层结构；第四层结构表面覆盖5-10mm厚的待改良/修复土壤作为第五层结构；第六-七层结构重复四-五层结构操作，第七-八层结构重复二-三层结构操作；第八层结构表面平铺5-10mm的待改良/修复土壤作为第九层结构；所述膜结构袋本体顶部表面随机开有不同孔径的孔。
2.根据权利要求1所述的一种普适性膜结构袋，其特征在于：所述膜结构袋本体为能够降解的纤维膜或塑料。
3.根据权利要求2所述的一种普适性膜结构袋的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种普适性膜结构袋，其特征
5.根据权利要求3所述的一种普适性膜结构袋，其特征在于，所述步骤S3包括：将新鲜和轻度分解的凋落物磨碎，过18目和60目筛，分别获得大颗粒凋落物和小颗粒凋落物。
6.根据权利要求3所述的一种普适性膜结构袋，其特征在于，所述步骤S4包括：基础微生物选择放线菌、丛植菌根真菌和枯草芽孢杆菌，将菌在液体培养基中进行培养。
7.根据权利要求3所述的一种普适性膜结构袋，其特征在于，所述步骤S5包括：称取腐殖酸，加入去离子水稀释1000倍，加入体积为腐殖酸20倍的氨水，放入容器中超声震荡8-12min，在35-45℃磁力搅拌下充分反应5.5-6.5h，然后室温冷却沉淀10-14h，混合溶液过纤维素膜，过滤杂质后备用；然后将混合溶液冷冻干燥后，90℃恒温烘干形成固体。
8.根据权利要求3所述的一种普适性膜结构袋，其特征在于，所述步骤S6包括：采用吸附固定的方法将不同粒径的生物炭和菌悬液按照菌剂：生物炭1:3-1:30的比例混合并放置于锥形瓶中，振荡培养23-25h，然后3500转离心4-6min弃上清液，用无菌水清洗后再放入真空冷冻干燥箱中进行干燥，干燥23-25h后得到固定微生物的生物炭。
...【技术特征摘要】
1.一种普适性膜结构袋，包括膜结构袋本体；其特征在于：所述膜结构袋本体内部由下至上纵向设置有九层结构，最底层结构平铺5-10mm的待改良/修复土壤作为第一层结构；第一层结构表面设置小颗粒固定微生物后的生物炭、腐殖酸氨及小颗粒凋落物作为第二层结构；第二层结构表面覆盖5-10mm厚的待改良/修复土壤作为第三层结构；第三层结构表面中部区域设置大颗粒固定微生物后的生物炭、腐殖酸氨及大颗粒凋落物，外围区域设置小颗粒固定微生物后的生物炭、腐殖酸氨及小颗粒凋落物作为第四层结构；第四层结构表面覆盖5-10mm厚的待改良/修复土壤作为第五层结构；第六-七层结构重复四-五层结构操作，第七-八层结构重复二-三层结构操作；第八层结构表面平铺5-10mm的待改良/修复土壤作为第九层结构；所述膜结构袋本体顶部表面随机开有不同孔径的孔。
2.根据权利要求1所述的一种普适性膜结构袋，其特征在于：所述膜结构袋本体为能够降解的纤维膜或塑料。
3.根据权利要求2所述的一种普适性膜结构袋的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种普适性膜结构袋，其特征在于，所述步骤s2包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：吕莹，侯娜，万雪，曹文军，张永硕，贾伟，吴健，靳胜，
申请(专利权)人：中国检验认证集团辽宁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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