本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种辣椒专用炭基缓释肥及其制备方法。
背景技术：
中国农业面临的问题比较严峻，需要用全世界7％的耕地养活22％的人口，还得不断提高人们的生活水平和生活质量。我国生产并消费了占世界1/3的化肥，肥效利用率低，容易造成面源污染。贵州是全国六大辣椒重点产区，辣椒种植面积22.7万hm2，占全国的15％以上。目前贵州市场上虽有很多三元素复合肥销售，但针对性不强，无法满足辣椒生长，或者造成某种元素的过量流失而浪费，同时随着中国老龄人口的增多，劳动力减少，尤其贵州山区农业，外出打工人员较多，发展适合轻简化栽培一次性施肥技术显得尤为紧迫。因此，只有根据不同地域土壤、气候和作物特点进行肥料配方的优化才能增强肥料的区域适用效果，有效解决当地农业施肥中的诸多问题。发展适合轻简化栽培的缓释专用肥料，提高肥料对农业增产的贡献率，十分重要。
生物炭是由生物质在缺氧条件下经热解炭化生成的高度芳香化的固态物质，其独特的理化性质使其具有较高的稳定性以及一定的吸附和阳离子交换能力(CEC)，同时还兼有使用成本低、技术原理简单、环境友好性突出等特点，生物炭材料来源广泛，农林废弃物、城市废弃物、庭院垃圾等都可作为制备生物炭的原材料。而贵州特色农业废弃物具有数量大，且集中的特点，例如贵州白酒产业每年产生的酒糟有300万吨、烟秆70万吨、中药渣80万吨等。生物炭的环境功能主要取决于其理化特性。由于制备生物炭的原材料和工艺条件(如温度、粒度、炭化时间等)不同，获得生物炭的性质存在很大差异，且温度和原材料的影响比较重要，例如，畜禽粪便制备的生物炭养分含量高于木屑制备的生物炭。据报道，生物炭含碳丰富，具有芳香化稳定结构，当其施入土壤后难以被微生物所降解，因此能够长期得以存留于土壤中并成为土壤有机碳的一部分。对于生物质炭全氮、全磷、全钾含量和阳离子交换量与制备生物炭的原材料不同有关，因为生物炭中营养元素的含量和其来源物料中的元素含量呈直线相关。不同材质生物质炭比表面积和总孔容积均有较大差异，其的孔隙结构发达程度不同，吸附能力不同。合理利用贵州特有的农业废弃物一方面可以解决废弃物任意排放造成的环境污染，与化肥进行复合，变废为宝，通过还田可以有效改良土壤，提高肥料利用率，同时起到保护环境的作用，促进贵州农业的可持续发展。
辣椒专用生物质炭基缓释肥是在辣椒营养特性研究的基础上，结合大量试验数据开发而成的一种专用复合肥，使用过程中再根据当地土壤供肥情况和所需的目标产量增补单质肥料，可最大限度地满足作物对养分的需求，平衡养分供应，提高肥料利用率，有效降低因不合理施肥而引起的养分流失，降低生产成本，也可解决农户自行配制时，部分单质肥料不易购买、配方不准确、随意性大等问题。现贵州市场上虽有很多三元素复合肥销售，但普通复合肥没有针对性，不能满足辣椒生长，或者造成某种元素的过量流失而浪费。贵州在缓/控释肥的研究上也比较欠缺，多数是引进成品缓/控释肥进行试验。但由于成品缓/控释肥本身价格较高，加上运输成本，增加了农作物生产成本，难以广泛推广应用。因此，利用本区域的资源发展适合本地区特色作物辣椒生产所需的高效专用肥，促进辣椒产业全面、协调、可持续发展，恢复和提高辣椒综合生产能力，对于保障贵州省粮食战略安全，促进经济社会稳定发展具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的是针对贵州地区辣椒种植中由于普通复合肥没有针对性，不能满足辣椒生长，或者造成某种元素的过量流失而浪费的问题，提供一种辣椒专用炭基缓释肥及其制备方法。
本发明采用的技术方案：
这种辣椒专用炭基缓释肥的配方是这样的，按照重量份计算，该辣椒专用炭基缓释肥由以下原料制成：生物质炭25～35份、氮磷钾三元肥45～55份、中微量肥2-5份，腐殖酸2～3份、氮素增效剂0.05～0.15份、造粒粘结剂5-10份，其余为水；其中，氮磷钾三元肥中N:P2O5:K2O＝18～23:8～13:15～20。
其中，生物炭由酱香型酒糟、中药渣、高粱杆、烟杆中的两种以上原料制成。氮磷钾三元肥的氮肥原料为尿素、磷酸一铵、磷酸二铵中的一种或两种以上组合，磷肥原料为磷酸一铵、磷酸二铵中的至少一种，钾肥原料为硫酸钾、氯化钾中的至少一种。中微量肥为硫酸镁、硼砂和硫酸锌中的两种以上组合。造粒粘结剂为碱木质素、木醋液中的一种或两种组合。氮素增效剂为双氰胺、N-丁基硫代磷酰三胺、苯基磷酰二胺、氢醌中的两种以上组合。
这种辣椒专用炭基缓释肥的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将生物炭的原料粉碎后进行造粒形成柱状颗粒；
步骤2：将步骤1得到的柱状颗粒生物炭经过粉碎机粉碎过0.5～2mm筛，然后与腐殖酸混合并烘干；
步骤3：将钾肥、氮素增效剂经分别计量后进入粉碎机，混合物料粉碎后进入造粒机；
步骤4：将造粒粘结剂经计量后用水溶解，然后经计量泵喷入造粒机的物料上；
步骤5：物料经过造粒进入干燥机，干燥后的物料经冷却筛分，合格的产品进入下一步加工制造复合肥使用；经筛分后不合格的大颗粒和小颗粒回到步骤3与钾肥和氮素增效剂一起送回粉碎机，经粉碎后返回系统重新造粒；
步骤6：将颗粒相近的氮肥、磷肥、中微量肥和步骤2得到的生物炭与腐殖酸混合物以及步骤5得到的含有氮素增效剂的钾肥的合格产品，按比例经分别计量后，送入配料混合机中，充分搅拌混合均匀后，经计量包装后即为产成品。
进一步的，步骤1中得到的柱状颗粒是将生物炭的原料粉碎后进行造粒成直径不大于1.5cm，长度不大于5.5cm的颗粒后于厌氧下350-550℃裂解1.5-2.5小时而制成。步骤1中采用的生物炭的原料的比表面积不小于25m2/g，pH值为9.7-10.5；
本发明的优点在于：
本发明的辣椒专用生物质炭基缓释肥是在辣椒营养特性研究的基础上，结合大量试验数据开发而成的一种专用复合肥，使用过程中再根据当地土壤供肥情况和所需的目标产量增补单质肥料，可最大限度地满足作物对养分的需求，平衡养分供应，提高肥料利用率，有效降低因不合理施肥而引起的养分流失，降低生产成本，也可解决农户自行配制时，部分单质肥料不易购买、配方不准确、随意性大等问题。
本发明具有改善辣椒土壤的理化性状和微生物活性、增加土壤固碳潜力的作用和潜力，能增加土壤有机质、土壤阳离子交换量及团粒结构、防止土壤板结，改善土壤的水热条件,有效调整土壤结构，遏制土壤的退化，实现农业生产的良性循环；
本发明的辣椒生物质炭作为肥料增效载体使用，可以延缓肥料在烟田土壤中的养分释放，使肥料养分释放与烟株的需肥规律相匹配，降低养分损失，提高肥料利用率，可以大幅减少人工成本；
本发明采用的腐植酸是一大类黑色或棕色的多稠环状天然有机胶体化合物，含有大量的苯核、羧基、羟基、苯酚基等有较强络合、螯合和表面吸附能力的活性基团。腐植酸对增强土壤肥力和改良土壤结构有良好的作用。
本发明所用原料来源广泛(如所选用的酒糟、中药渣、烟杆等来源丰富，而且制备的生物炭pH值呈碱性，有利于改良贵州酸性黄壤，同时含大量阳离子，可以补充贵州山地因淋溶造成的养分流失)，廉价易得，生产成本低，有利于实现农业废弃物生态高值化利用，且本发明生物炭缓释肥制备方式简单，便于操作，利于大范围推广。
本发明以碱木素作为调理剂的粘结剂，其具有较好的粘结性，水溶液的粘性随着浓度的提高而增大。碱木素中含有多种天然活性基团和异质酚类化合物，易被土壤中的微生物降解，且降解产物中的腐殖酸可以增加土壤团粒结构，保持土壤中微量元素的平衡，是一种良好的土壤改良剂。天然的酚羟基和醇羟基，具有螯合性粘合性，可螯合和固定微量元素，大大提高作物对微量元素的吸收；同时可提高土壤有机质含量。
具体实施方式
为了加深对本发明理解，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1一种辣椒专用生物质炭基缓释肥的制备方法，包括如下步骤：
将酒糟、中药渣、烟杆和高粱杆中两种以上原料粉碎后造粒成直径不大于1.5cm，长度不大于5.5cm柱状颗粒，于便携式炭化炉厌氧450℃条件下热裂解1.5-2.5小时而制成，冷却；
将所述生物炭经过粉碎机粉碎过0.5～2mm筛，取30份生物炭与3份腐殖酸混合，烘干；
取氮磷钾三元肥(其制备基础肥料包括氮磷钾三元肥的氮肥原料为尿素、磷酸一铵、磷酸二铵中的1种或多种，磷肥原料为磷酸一铵、磷酸二铵中的至少一种，钾肥原料为硫酸钾、氯化钾中的至少一种。)48份、烘干、造粒，即成。
将18份钾肥(原料为硫酸钾、氯化钾中的至少一种。)、0.07份氮素增效剂分别计量后进入混合机和返料一起粉碎去造粒机，7份有机粘结剂经计量后进入混合溶解装置，充分混合溶解后，经计量泵喷入造粒机的物料上，物料经过造粒进入干燥机，干燥后的物料经冷却筛分，合格的产品去掺混法流程加工制造复合肥使用。筛分后的大颗粒和小颗粒一同去粉碎机，物料经粉碎后返回系统重新造粒。尾气经除尘、洗涤后排放。
将氮磷(氮肥原料为尿素、磷酸一铵、磷酸二铵中的1种或多种，磷肥原料为磷酸一铵、磷酸二铵中的至少一种，钾肥原料为硫酸钾、氯化钾中的至少一种)30份、中微量肥(中微量肥原料为硫酸镁、硼砂和硫酸锌中的两种以上)3份与生物炭与腐殖酸混合物以及含有氮素增效剂钾肥，按照一定配方经分别计量后，送入配料混合机中，充分搅拌混合均匀后，经计量包装后即为产成品。
以上述辣椒专用生物质炭基缓释复合肥中的氮元素为例，按照常规试验方法进行测试，该辣椒专用生物质炭基缓释复合肥72小时初期氮养分释放率为6.68％；21天累计氮素释放率为18.47％；第42天氮素累计释放率32.59％，第63天氮素累计释放率59.47％，第80天氮素累计释放率80.45％，氮素释放持续120天，比普通氮肥养分释放速率低8％～10％，释放期延长25～45天；且其养分释放曲线与辣椒的氮素需求规律接近。
实施例2辣椒专用生物质炭基缓释肥田间施用试验：
试验地点：贵州省农科院内；试验时间：2015年5月至2015年10月
试验实施：供试品种为黔椒11，土壤为黄壤。试验设两个处理，分别为对照(CK，常规施肥)和施用辣椒专用生物质炭基缓释肥(N：P2O5：K2O＝20:10:18)，其制备方法同实施例1，施用量以100kg/亩为准，施用方式为穴施]。要求试验用田地力基本一致，辣椒苗大小均匀。
在成熟期，对辣椒生物性状和产量等进行测定。
与习惯施肥相比，施用辣椒专用生物质炭基缓释肥处理可以显著提高辣椒的株高、茎粗和产量，增幅分别为19.10％、14.29％和26.03％，这表明，辣椒专用肥有助于辣椒产量、株高和茎粗的提高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是脱离本发明技术方案的内容，依根据发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。