一种中药渣生物质炭基复合肥及其制备方法_2

文档序号:8482695阅读:来源:国知局
一定时间后表面部分会被轻度氧化形成羰基、酚基等,这有助于增加土壤的阳离子交换量。生物质炭对NH4+和NO3-具有较强的吸附特性,从而能够持留土壤中的氮素,有效降低农田土壤氨的挥发和控制土壤氮养分的淋沥流失,这些特性使生物质炭能够有效降低农田土壤氮养分的流失,提高农作物产量,同时减少了化肥施用量和农田氮养分流失引起的面源污染。
[0022]生物质炭含有各种丰富的灰分元素,可在土壤中作为可溶性养分被作物吸收利用,从而提高了土壤有机质含量和土壤碳保持容量,并且生物质炭本身也可以作为肥料提高上壤肥力。生物质炭含有的丰富灰分元素如K、Ca、Mg等都呈可溶态,进入土壤后成为溶液中的可溶性盐基离子,提高土壤的盐基饱和度,降低其交换性酸和交换性铝含量,有利于提高其它阳离子交换量,并降低铝离子活化,降低酸性土壤中铝的饱和度,从而提高土壤的pH值。土壤中铝离子过多会对植物生长与土壤微生物活动产生不良影响。
[0023]生物质炭的表面具有大量的负电荷,具有大量的孔洞结构及巨大的比表面积,对土壤的化学性质和物理性状都有不同程度的影响,对土壤极性或非极性有机化合物、土壤有效水、土壤养分元素或沉积物中的无机离子都具有很强的吸附能力。将生物质炭施入土壤后,其多孔性结构有利于土壤水的保持,土壤的保水性得到增强,土壤中施入大量的生物质炭后,其田间持水量会比周围对照土壤高18%。生物质炭的添加到土壤后,土壤通气性和孔隙度得到提高,使土壤具有良好的耕作结构。为微生物提供更多的生存空间,有利于土壤中好氧微生物的生长,提高了上壤中有机质的矿化进程,增加土壤肥力和有效态养分含量,有利于促进植物对营养元素的吸收和土壤团聚体的形成。
[0024]生物质炭具有良好的化学性质、物理结构和养分调控作用,对土壤中可交换态的养分物质有强烈吸附作用。生物质炭和肥料的合理配施,可以增强土壤中铵态氮的吸附与固持,提高植物对养分元素的利用效率,特别是提高作物对氮的利用率,降低氮素在田间的挥发量。施入黑炭的土壤更容易形成较大的团聚体,而使养分离子更容易吸附在生物质炭表面和孔隙中,特别有利于铵态氮离子的吸附性。黑炭的吸附作用有利于植物对吸附养分的利用,可以显著促进种子萌发和生长,从而促进作物生长。
[0025]生物质炭含有丰富的有机质,土壤中施入生物质炭,可提高土壤中的有机质含量,最终使其植物能利用的阳离子和可交换态阳离子含量提高。生物质炭的添加对土壤有机质起了激发作用,有利于土壤中原有的有机质的分解,进一步提高土壤的肥力,协调了土壤的供肥与保肥能力,保证了植物有充足的养分供应。
[0026]综上所述,生物质炭的多孔性、巨大的比表面积、表面负电荷和电荷密度等特性使其能够吸附和固持肥料中的养分,实现其缓释效果,显著削减土壤N流失量,提高土壤肥力,促进作物增产和维持土壤生态系统平衡的作用。
[0027]目前,生物质炭的活化方法主要采用化学活化法,化学活化分为:酸活化(主要是磷酸、硫酸活化)、碱活化(主要是氢氧化钾、氢氧化钠活化)、盐活化(主要是氯化锌活化)。盐活化具有活化温度低和工艺简单的优点。
[0028]优选的,所述步骤(I)和步骤(2)之间还包括步骤(I ’):将中药渣生物质炭与活化剂混合,在惰性气氛中升温至活化温度进行活化处理,然后冷却至室温,对产物进行酸洗,再水洗至中性后干燥;所述活化剂为碳酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、醋酸钾、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵和醋酸铵中的至少一种;所述生物质炭与所述活化剂的重量比为100:1-5 ;所用惰性气氛为氮气,流量为100-400mL/min ;升温速率为2_10 °C /min ;活化温度为300-6000C ;活化处理保温时间为l_3h ;酸洗所用的酸为稀盐酸。
[0029]将生物质炭活化后得到活性炭,活性炭是具有高比表面积、高吸附特性的疏松多孔性物质,其孔隙结构比生物质炭发达,使得土壤通透气更好,有利于微生物有氧呼吸作用,促进有益微生物的生长,从而使土壤变得更肥沃,有利于植物的生长。将活性炭施于土壤中,可改善土壤的物理结构和化学组成,可调节肥料农药的施效,从而促进植物的发育。活性炭在土壤里能增加生物固定氮,并使有机氮较快转变为氨和硝酸盐,从而起肥料的作用。
[0030]优选的,所述步骤(2)中,熔融的温度为125-128? ;所述步骤(3)中,筛选后的粒料的粒径为1-4.75mm ;所述步骤(4)中,包装净重彡25Kg,且彡50Kg。
[0031]优选的,所述复合肥还包括如下重量份的原料:木质素5-9份、壳聚糖1-5份、多菌灵0.1-0.5份、大麻籽饼10-14份、草木灰1-5份、粪便6-10份、苜蓿根8_12份、苔鲜植物
3-7份、生化黄腐酸0.5-0.9份、蛭石1-5份、麦饭石12-16份、磷矿石6_10份。
[0032]本发明的复合肥通过采用上述原料并严格控制各原料的重量配比,制得的复合肥5-15。该复合肥兼具有机肥与无机肥的优点,富含有机质、腐殖酸,养分全,肥效久,可有效改良土壤,培肥地力,保水保墒,适合长期使用;且无毒、无害、无污染,既克服了其它有机肥如人畜禽粪等脏、臭、不卫生,肥效慢、使用不方便等缺点,也克服了无机肥养分单一的不足;该复合肥尤其适用于绿色农产品的生产,不仅可提高产品产量,还可改善产品品质。
[0033]优选的,所述氮肥是由碳酸氢铵和硫酸铵以重量比1:0.5-1.5组成的混合物;所述磷肥是由磷酸一铵和过磷酸钙以重量比1.2-1.8:1组成的混合;所述钾肥是由硫酸钾、氯化钾以重量比1:2-3组成的混合物。
[0034]优选的,所述增效剂包括如下重量份的原料:双氰胺4-8份、脒基硫脲5-9份、氢醌1-5份、硼酸钠10-14份、硫酸锌12-16份、草酸6_10份、沸石3_7份、氧化镁1_5份、腐植酸钱2-6份。
[0035]本发明的增效剂通过采用上述原料并严格控制各原料的重量配比,能使氮素长效化,延长氮肥有效期一倍以上,播种时一次底施后,作物生育期不再用追肥,省工省时;提高了化肥利用率约12%左右。
[0036]优选的,所述微生物菌种包括如下重量份的原料:放线菌10-20份、固氮细菌20-30份、磷细菌6-10份、硅酸盐类解钾细菌5-15份和酵母20-40份;所述保水防渗剂是由800-1200万分子量的阴尚子型聚丙稀酰胺和100-500万分子量的聚丙稀酸钾以重量比1:0.8-1.2组成的混合物。
[0037]本发明的微生物菌种通过采用上述原料并严格控制各原料的重量配比,不仅可以满足农作物的营养需求,而且能提高肥料利用率和土壤有机质含量,活化土壤,对土壤有固氮、解磷、解钾的作用,形成土壤有益微生物菌群落系统;还能减少农药、硝酸盐(亚硝酸盐)、重金属等毒害和提高作物抗逆能力。
[0038]本发明通过米用800-1200万分子量的阴尚子型聚丙稀酰胺和100-500万分子量的聚丙烯酸钾作为保水防渗剂,并控制其重量比为1:0.8-1.2,具有保墒节水、提高水肥利用率和改良土壤结构的优点。
[0039]本发明的另一目的通过下述技术方案实现:一种中药渣生物质炭基复合肥,所述中药渣生物质炭基复合肥根据上述的制备方法制得。
[0040]本发明的中药渣生物质炭基复合肥利用中药渣生物质炭的物理性能,实现了对复合肥的有效缓释,延长了复合肥的作用时间,提高了复合肥的利用率,为作物在生长期中长时间充足的营养供应,并且为作物营养强化提供了很好的技术支持。
[0041 ] 本发明的中药渣生物质炭基复合肥在玉米、大豆、水稻等多种粮食作物及蔬菜、果树中施用,可以实现一次施肥后期不用追肥,有效提高土壤有效成分的水平,作物籽粒营养成分的含量及产量明显提升,肥效持久,增产增收。
[0042]本发明的有益效果在于:本发明的制备方法将废弃资源中药渣制得中药渣生物质炭,再和复合肥复配制得中药渣生物质炭基复合肥,大大降低了生产成本,减少了环境污染,可以带来良好的社会经济效益和推广应用的价值。
[0043]本发明的制备方法工艺简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高,可大规模工业化生产。
[0044]本发明的中药渣生物质炭基复合肥通过加入生物质炭,生物质炭呈微碱性、多孔、疏松和富含各种不同结构的有机质组分的炭质混合物,具有良好的物理性质和养分调控作用,增加土壤中养分特别是氮肥的有效性,有效降低土壤氧化亚氮的排放,同时可有效提高土壤中有机碳的储存量。
[0045]本发明的中药渣生物质炭基复合肥利用中药渣生物质炭的物理性能,实现了对复合肥的有效缓释,延长了复合肥的作用时间,提高了复合肥的利用率,为作物在生长期中长时间充足的营养供应,并且为作物营养强化提供了很好的技术支持。
[0046]本发
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