一种沙柳秸秆生物质炭基肥及其制备方法与流程

本申请涉及肥料
技术领域：
，特别涉及一种沙柳秸秆生物质炭基肥及其制备方法。
背景技术：
：农业是人类生存的基础，是一个国家经济和可持续发展的根本保障。目前，我国农业生产方式越来越具有“石油农业”的特征，以化学肥料和农药为投入农田的主要物质，传统的有机化肥用量越来越少，在维持单位面积高产的同时，也带来了诸如农业的废弃物的处理和利用等问题。由植物形成的，以固定碳元素为目的的木炭被称为“生物质炭”。而生物质炭则可以固定碳元素长达几百年。生物质炭配合肥料或生物质炭与肥料复合施用，可明显改善作物肥效。因为生物质炭可延缓肥料释放，降低肥料损失。因此将生物质炭作为肥料载体，与肥料混合或复合制备成生物质炭肥料，这不仅可消除生物质炭养分不足的缺陷，也可赋予肥料缓释功能，提高肥效，通过每年或每季施肥向土壤施入生物质炭，在供给作物肥料养分的同时也实现生物质炭的土壤改良功能和固碳功能。目前，还未有利用沙柳制备生物质炭与肥料相结合的技术，因此，研发一种沙柳生物质炭基肥显得尤为重要。技术实现要素：有鉴于此，本申请实施例提供了一种沙柳秸秆生物质炭基肥及其制备方法，以解决现有技术中存在的技术缺陷。本申请实施例公开了一种沙柳秸秆生物质炭基肥，包括以下组分：10-20重量份的沙柳秸秆生物质炭、60-80重量份肥料、5-10重量份土壤改良剂和5-10重量份的膨润土。可选地，所述沙柳秸秆生物质炭通过以下方法制得：将沙柳秸秆破碎至粒径≤3mm，然后烘干至水分<12％，得到沙柳秸秆物料；将沙柳秸秆物料放入炭化炉中，在氮气保护下，从15-25℃以20℃/分钟的升温速率升至400-600℃进行炭化裂解，生成沙柳秸秆生物质炭。可选地，所述沙柳秸秆生物质炭为10重量份，所述肥料为80重量份，所述膨润土为5重量份，所述土壤改良剂为5重量份。可选地，所述沙柳秸秆生物质炭为15重量份，所述肥料为70重量份，所述膨润土为8重量份，所述土壤改良剂为7重量份。可选地，所述沙柳秸秆生物质炭为20重量份，所述肥料为60重量份，所述膨润土为10重量份，所述土壤改良剂为10重量份。可选地，所述土壤改良剂包括以下组分：50-70重量份草炭，20-40重量份的有机肥，5-20重量份的磷石膏。可选地，所述膨润土的粒度>150目；所述肥料为粉状尿素，且所述尿素的粒径<0.5mm。本申请实施例还公开了一种沙柳秸秆生物质炭基肥的制备方法，包括：a、在氮气保护下，将沙柳秸秆进行炭化裂解，生成沙柳秸秆生物质炭；b、将10-20重量份的步骤a得到的沙柳秸秆生物质炭、60-80重量份肥料、5-10重量份土壤改良剂、5-10重量份的膨润土混合，加入水分后调匀，得到混合后的物料；c、将所述混合后的物料进行挤压造粒、抛圆、烘干、冷却和过筛，得到所述沙柳秸秆生物质炭基肥。可选地，所述步骤a包括：a1、将沙柳秸秆破碎至粒径≤3mm，然后烘干至水分<12％，得到沙柳秸秆物料；a2、将沙柳秸秆物料放入炭化炉中，在氮气保护下，从15-25℃以20℃/分钟的升温速率升至400-600℃进行炭化裂解，生成沙柳秸秆生物质炭。可选地，在步骤b中，所述膨润土的粒度>150目；所述肥料为粉状尿素，且所述尿素的粒径<0.5mm；在步骤c中，所述挤压造粒的压缩比为(2.5-5)：1；烘干温度为110-130℃；抛圆后的粒径为3-6mm。本申请公开的沙柳秸秆生物质炭基肥及其制备方法，通过将沙柳秸秆生物质炭与肥料相结合，从而在供给作物肥料养分的同时也实现沙柳秸秆生物质炭的土壤改良功能和固碳功能，可以延缓肥料释放，降低肥料损失，增加土壤有机质含量。附图说明图1是本申请公开的沙柳秸秆生物质炭基肥的制备方法示意图；图2是本申请公开的沙柳秸秆生物质炭基肥的制备方法中的步骤a的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。为了现有技术中传统农业中存在的缺陷，本申请实施例提供了一种沙柳秸秆生物质炭基肥及其制备方法，以解决现有技术中存在的技术缺陷。本申请实施例公开的沙柳秸秆生物质炭基肥，包括以下组分：10-20重量份的沙柳秸秆生物质炭、60-80重量份肥料、5-10重量份土壤改良剂、5-10重量份的膨润土。可选地，在一种优选的配比中，沙柳秸秆生物质炭为10重量份，肥料为80重量份，膨润土为5重量份，土壤改良剂为5重量份。可选地，在一种优选的配比中，沙柳秸秆生物质炭为15重量份，肥料为70重量份，膨润土为8重量份，土壤改良剂为7重量份。可选地，在一种优选的配比中，沙柳秸秆生物质炭为20重量份，肥料为60重量份，膨润土为10重量份，土壤改良剂为10重量份。其中，生物质炭是在完全或部分缺氧的情况下热解产生的一类含碳量在50％-85％的高度芳香化物质。由于其高度芳香化结构，因而具有高度的生物与化学稳定性，所以能长期存在于环境中而不被矿化。生物质炭进入土壤后对土壤的基本理化性质具有显著的改善作用。生物质炭不仅可以补充土壤中的养分，还可以有效地保存养分和水分，进而提高土壤的肥力。因为生物炭可延缓肥料释放，降低肥料损失。因此将沙柳秸秆生物质炭作为肥料的载体，与肥料混合或复合制备成沙柳秸秆生物质炭基肥，这不仅可消除沙柳秸秆生物质炭养分不足的缺陷，也可赋予肥料的缓释功能，提高肥效和土壤保水性能，同时实现生物质炭的土壤改良功能和固碳功能。其中，沙柳秸秆生物质炭通过以下方法制得：将沙柳秸秆破碎至粒径≤3mm，然后烘干至水分<12％，得到沙柳秸秆物料；将沙柳秸秆物料放入炭化炉中，在氮气保护下，从15-25℃以20℃/分钟的升温速率升至400-600℃进行炭化裂解，生成沙柳秸秆生物质炭。采用上述方法将沙柳秸秆炭化为沙柳秸秆生物质炭，能够有效保留沙柳秸秆中钾、磷、钙等养分，并且提高肥料的利用率。下表一为沙柳秸秆生物质炭的元素分析表。从表一中的结果来看，制备的沙柳秸秆生物质炭呈现一定的多孔结构、孔隙度弥散性比较高、对铅、汞等重金属有良好的的吸附性，生物质炭中除了较高含量的炭之外，还含有p、ca、mg、k养分及中微量元素。表一元素重量比/％原子比/％c77.1282.08o22.0717.63mg0.120.06p0.070.03k0.090.03ca0.530.17总共100.00100.00另外，土壤改良剂可以改良土壤的物理、化学和生物性质，使其更适宜于植物生长。本实施例中，土壤改良剂包括以下组分：50-70重量份草炭，20-40重量份的有机肥，5-20重量份的磷石膏。进一步地，有机肥由牛粪、羊粪、猪粪和鸡粪的至少一种作为原料，添加腐熟菌剂发酵制得；所述草炭的有机质含量>30％。可选地，土壤改良剂的组分为50重量份草炭，30重量份的有机肥，20重量份的磷石膏；或者为70重量份草炭，20重量份的有机肥，10重量份的磷石膏；或者为60重量份草炭，30重量份的有机肥，10重量份的磷石膏；或者为55重量份草炭，40重量份的有机肥，5重量份的磷石膏。另外，膨润土的粒度为大于150目。加入膨润土可以起到粘结剂的作用，同时具有保水功能。进一步地，肥料的种类有多种，如氮肥、钾肥等，本实施例中的肥料可以为氮肥，如常见的粉状尿素，且所述尿素的粒径<0.5mm。本实施例还公开了一种沙柳秸秆生物质炭基肥的制备方法，参见图1，包括步骤a～c：a、在氮气保护下，将沙柳秸秆进行炭化裂解，生成沙柳秸秆生物质炭。具体地，参见图2，步骤a包括：a1、将沙柳秸秆破碎至粒径≤3mm，然后烘干至水分<12％，得到沙柳秸秆物料；a2、将沙柳秸秆物料放入炭化炉中，在氮气保护下，从15-25℃常温以20℃/分钟的升温速率升至400-600℃进行炭化裂解，生成沙柳秸秆生物质炭。例如，在一个具体的实施例中，步骤a包括：将沙柳秸秆破碎至粒径为3mm，然后烘干至水分为10％，得到沙柳秸秆物料；将沙柳秸秆物料放入炭化炉中，在氮气保护下，从15℃常温以20℃/分钟的升温速率升至400℃进行炭化裂解，生成沙柳秸秆生物质炭。在另一个具体的实施例中，步骤a包括：将沙柳秸秆破碎至粒径为2mm，然后烘干至水分为8％，得到沙柳秸秆物料；将沙柳秸秆物料放入炭化炉中，在氮气保护下，从20℃常温以20℃/分钟的升温速率升至500℃进行炭化裂解，生成沙柳秸秆生物质炭。在又一个具体的实施例中，步骤a包括：将沙柳秸秆破碎至粒径为1mm，然后烘干至水分为5％，得到沙柳秸秆物料；将沙柳秸秆物料放入炭化炉中，在氮气保护下，然后从25℃常温以20℃/分钟的升温速率升至600℃进行炭化裂解，生成沙柳秸秆生物质炭。b、将10-20重量份的步骤a得到的沙柳秸秆生物质炭、60-80重量份肥料、5-10重量份土壤改良剂、5-10重量份的膨润土混合，加入水分后调匀，得到混合后的物料。可选地，在一种优选的配比中，沙柳秸秆生物质炭为10重量份，肥料为80重量份，膨润土为5重量份，土壤改良剂为5重量份。可选地，在一种优选的配比中，沙柳秸秆生物质炭为15重量份，肥料为70重量份，膨润土为8重量份，土壤改良剂为7重量份。可选地，在一种优选的配比中，沙柳秸秆生物质炭为20重量份，肥料为60重量份，膨润土为10重量份，土壤改良剂为10重量份。可选地，本实施例中的肥料优选为粉末尿素，尿素的粒径<0.5mm；膨润土的粒度优选为>150目，起到粘结剂的作用，同时具有保水功能。c、将所述混合后的物料经过挤压造粒、抛圆、烘干、冷却和过筛，得到所述沙柳秸秆生物质炭基肥。其中，挤压造粒的压缩比为(2.5-5)：1，烘干的温度为110-130℃，抛圆后的粒径为3-6mm。下面将通过实施例来进一步说明本申请。但是，需要说明的是，以下实施例是对本申请的技术方案的进一步的说明，本申请的技术方案并不因此而受到任何限制。实施例一本实施例一的沙柳秸秆生物质炭基肥，制备方法包括如下步骤：在氮气保护下，将沙柳秸秆进行炭化裂解，生成沙柳秸秆生物质炭。将10重量份的步骤a制得的沙柳秸秆生物质炭、80重量份的粉状尿素、5重量份的土壤改良剂、5重量份的膨润土混匀，加入水分后调匀，得到混合后的物料。将混匀的物料进行挤压造粒、抛圆、烘干、冷却、过筛，得到所述生物质炭基肥。上述沙柳秸秆生物质炭是通过包括如下步骤的方法制备得到的：将沙柳秸秆破碎至粒径≤3mm，经烘干后水份小于12％(沙柳含水40％)，得到沙柳秸秆物料。在氮气保护下，将沙柳秸秆物料放入炭化炉中进行炭化裂解，炭化裂解的温度为500℃，从20℃以20℃/分钟的升温速率进行升温，得到沙柳秸秆生物质炭。上述土壤改良剂中原料含有：60重量份草炭，30重量份的有机肥，10重量份的磷石膏。所述有机肥由牛粪、羊粪作为原料，添加腐熟菌剂发酵制得；所述草炭的有机质含量为45％，膨润土的粒度大于150目的筛孔，粉状尿素粒径小于0.5mm。上述步骤中的挤压造粒的压缩比为2.5:1，烘干温度为110℃，抛圆后得到粒径为3-6mm的产品，即为本实施例得到的沙柳秸秆生物质炭基肥。实施例二本实施例二的沙柳秸秆生物质炭基肥，制备方法包括如下步骤：在氮气保护下，将沙柳秸秆高温裂解，得到沙柳秸秆生物质炭。将20重量份的步骤a制得的沙柳秸秆生物质炭、60重量份的粉状尿素、10重量份的土壤改良剂、10重量份的膨润土混匀，加入水分后调匀，得到混合后的物料。将混匀的物料进行挤压造粒、抛圆、烘干、冷却、过筛，得到所述生物质炭基肥。上述沙柳秸秆生物质炭是通过包括如下步骤的方法制备得到的：将沙柳秸秆破碎至粒径≤3mm，经烘干后水份小于12％(沙柳含水40％)，得到沙柳秸秆物料。在氮气保护下，将沙柳秸秆物料放入炭化炉中进行炭化裂解，炭化裂解温度为500℃，从20℃以20℃/分钟的升温速率进行升温，得到沙柳秸秆生物质炭。上述土壤改良剂中原料含有：60重量份草炭，30重量份的有机肥，10重量份的磷石膏。所述有机肥由牛粪、羊粪作为原料，添加腐熟菌剂发酵制得；所述草炭的有机质含量为45％，膨润土的粒度大于150目的筛孔，粉状尿素粒径小于0.5mm。上述步骤中的挤压造粒的压缩比为5:1，烘干温度为130℃，抛圆后得到粒径为3-6mm的产品，即为本实施例得到的沙柳秸秆生物质炭基肥。实施例三本实施例三的沙柳秸秆生物质炭基肥，制备方法包括如下步骤：在氮气保护下，将沙柳秸秆高温裂解，得到沙柳秸秆生物质炭。将15重量份的步骤a制得的沙柳秸秆生物质炭、70重量份的粉状尿素、7重量份的土壤改良剂、8重量份的膨润土混匀，加入水分后调匀，得到混合后的物料。将混匀的物料进行挤压造粒、抛圆、烘干、冷却、过筛，得到所述生物质炭基肥。上述沙柳秸秆生物质炭是通过包括如下步骤的方法制备得到的：将沙柳秸秆破碎至粒径≤3mm，经烘干后水分小于12％(沙柳含水40％)，得到沙柳秸秆物料。在氮气保护下，将沙柳秸秆物料放入炭化炉中进行炭化裂解，炭化裂解温度为500℃，从20℃以20℃/分钟的升温速率进行升温，得到沙柳秸秆生物质炭。上述土壤改良剂中原料含有：60重量份草炭，30重量份的有机肥，10重量份的磷石膏。所述有机肥由牛粪、羊粪作为原料，添加腐熟菌剂发酵制得；所述草炭的有机质含量为45％，膨润土的粒度大于150目的筛孔，粉状尿素粒径小于0.5mm。上述步骤中的挤压造粒的压缩比为2.5:1，烘干温度为120℃，抛圆后得到粒径为3-6mm的产品，即为本实施例得到的沙柳秸秆生物质炭基肥。对三个实施例的测试如下：供试作物选择大田作物向日葵，供试土质为砂壤土，共设5个追施操作，三次重复。在向日葵的追肥时期对向日葵分别进行下述5个追施操作：：①追施尿素，常规施用量，即30公斤/亩；②追施尿素，常规施用量的80％，即为24公斤/亩；③追施实施例一制备的沙柳秸秆生物质炭基肥，与处理②相同氮养分含量的用量；④追施实施例二制备的沙柳秸秆生物质炭基肥，与处理②相同氮养分含量的用量；⑤追施实施例三制备的沙柳秸秆生物质炭基肥，与处理②相同氮养分含量的用量。测试项目为向日葵的产量。相同氮养分含量下的各个追施操作产量统计分析见表二，三个实施例制备的沙柳秸秆生物质炭基肥与常规施肥的对比分析见表三。表二处理向日葵产量(公斤/亩)增产(％)②175③22025.71④21221.14⑤23031.43表三处理向日葵产量(公斤/亩)增产(％)①196③22012.24④2128.16⑤23017.35由表二、表三可以看出，本申请实施例一、二、三的沙柳秸秆生物质炭基肥具有很高的肥效，能够显著提高农作物的产量。同时，从表二的结果可以看出，本申请实施例一、二、三的沙柳秸秆生物质炭基肥能够显著提高肥料利用率，节省氮肥。综上所述，本申请公开的沙柳秸秆生物质炭基肥及其制备方法，通过将沙柳秸秆生物质炭与肥料相结合，从而在供给作物肥料养分的同时也实现沙柳秸秆生物质炭的土壤改良功能和固碳功能，可以延缓肥料释放，降低肥料损失，减少氮素淋失，提高肥料利用率，促进作物生长，增加土壤有机质含量，提高农产品的产量和品质。并且，沙柳秸秆生物质炭基肥的制作生产成本低，没有环境污染，且工艺操作简单，适合规模化生产。上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。当前第1页12