一种减少温室气体排放的小麦秸秆生物炭肥及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种肥料技术领域，特别涉及一种减少温室气体排放的小麦秸杆生物 炭肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 生物质炭是生物质经限氧热裂解炭化得到的富含稳定性碳的有机物质，生物炭不 仅可以有效提升土壤中的有机碳含量，在逐步改善土壤保肥、保水性能的同时，对于降低土 壤养分损失等方面同样具有良好的效果。
[0003] 随着我国农产品出口比例的不断提升，农业对于肥料、土壤肥力的要求将不断升 级，因此从土壤肥料种类的变革及肥力提升的角度来使用生物炭肥料，将对我国农业结构 的调整以及农产品出口综合实力的提升产生极大的推进作用。
[0004] 但由于生物炭质轻，呈粉末状，占空间较大，运输和贮存成本较高，而且在农田施 用过程中也存在施用不便、粉尘污染等困难，限制了生物质炭的农业推广和利用。为此，本 发明人通过将生物质炭与多种原料配合制成生物质炭基复混肥，通过生物炭来延长肥料养 分的释放期，降低养分损失，无机有机复合物则消除了生物炭养分不足的缺陷，从而做到了 对生物炭的充分利用，对农业高效、生态、环保、可持续发展具有重要意义。
【发明内容】
[0005] 本发明弥补了现有技术的不足，提供一种减少温室气体排放的小麦秸杆生物炭肥 及其制备方法。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] 本发明肥料由下列重量份的原料制成：豆柏42-46、沸石粉9-13、乳精粉8-10、硫 酸铜4-5、氯化铁3-4、风化煤25-29、硫酸铁2-4、新鲜浒苔135-155、复合微生物菌剂4-6、 小麦秸杆270-290、新鲜尿液28-30、水适量；
[0008] 所述的复合微生物菌剂包括米根霉、枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌，所占比例为 1 ：2 ：2〇
[0009] 所述肥料的制备的具体步骤如下：
[0010] (1)将浒苔洗净后捣碎并与沸石粉、豆柏、风化煤混合，投入发酵池中加水调节含 水量为50-60%，再向发酵物中接种复合微生物菌剂，之后将发酵物搅拌均匀开始发酵，每 隔4-5天翻堆一次，并同时测定发酵堆温度，控制发酵堆最高温度不超过70°C，发酵27-33 天，待完全腐熟后对发酵堆压榨过滤得发酵液和酵渣，备用；
[0011] (2)将小麦秸杆粉碎后投入炭化窑中，加热升温至510-560°c，保温炭化2-3小时， 再将温度升高至850-950°C，保温30-60分钟，进行第二次炭化，之后停止加热，并将所得小 麦秸杆炭粉冷却至室温备用；
[0012] (3)向步骤1所得发酵液中加入乳精粉、硫酸铜，加热至67-73Γ下保温40-60分 钟，再冷却至室温后加入氯化铁、硫酸铁并搅拌均匀，得营养液备用；
[0013] (4)将新鲜尿液和步骤3所得营养液混合搅拌均匀，加入柠檬酸溶液调节PH为 4. 5-5. 0,将混合液加热浓缩8-10倍后分为重量相等的三份，并依次与步骤2所得小麦秸杆 炭粉混合吸附，反复吸附完成后对炭粉-尿液混合物烘干干燥，备用；
[0014] (5)将步骤1所得酵渣和步骤4所得物料以及剩余物料混合后投入造粒机中制粒， 将所得颗粒称量后包装保存，即得到本发明的生物炭肥。
[0015] 步骤二中对小麦秸杆的二次炭化可以提高生物炭纯度，并进一步增加生物炭的微 孔数，提高其吸附能力。
[0016] 步骤四中使用小麦秸杆炭粉反复吸附的方法可以提高生物炭对混合营养液中营 养元素的固定能力，其巨大的比表面积可以有效促进含氮结晶的形成，并防止之后干燥工 艺带来的营养元素的流失。
[0017] 本发明的有益效果：
[0018] 添加的浒苔除了含有碳氮有机成分外，还含有浒苔多糖、甘露醇、藻朊酸等小分子 有机物和生长素、赤霉素等天然植物生长调节剂，还有钙、镁、碘、锌等四十多种微量元素， 保证了对作物提供全面的营养供给。
[0019] 本发明的生物炭肥施入土壤后能增加土壤碳的储存量，不仅增加了土壤有机物 质，提高肥力，同时耐降解，提高了碳在土壤中的封存时间，其多孔的性质也提高了对二氧 化碳的吸附性，减少了温室气体对大气中的排放，使得本肥料在作为肥源保证作物生长的 同时减少了空气环境的污染，是一种绿色的可循环的生态型炭肥。 具体实施方案
[0020] 下面结合以下【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述：
[0021] 称取下列重量份（kg)的原料制成：豆柏44、沸石粉11、乳精粉9、硫酸铜4、氯化铁 3、 风化煤27、硫酸铁3、新鲜浒苔145、复合微生物菌剂5、小麦秸杆280、新鲜尿液29、水适 量；
[0022] 所述的复合微生物菌剂包括米根霉、枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌，所占比例为 1 ：2 ：2〇
[0023] 所述肥料的制备的具体步骤如下：
[0024] (1)将浒苔洗净后捣碎并与沸石粉、豆柏、风化煤混合，投入发酵池中加水调节含 水量为50-60%，再向发酵物中接种复合微生物菌剂，之后将发酵物搅拌均匀开始发酵，每 隔5天翻堆一次，并同时测定发酵堆温度，控制发酵堆最高温度不超过70°C，发酵30天，待 完全腐熟后对发酵堆压榨过滤得发酵液和酵渣，备用；
[0025] (2)将小麦秸杆粉碎后投入炭化窑中，加热升温至540°C，保温炭化2小时，再将温 度升高至900°C，保温45分钟，进行第二次炭化，之后停止加热，并将所得小麦秸杆炭粉冷 却至室温备用；
[0026] (3)向步骤1所得发酵液中加入乳精粉、硫酸铜，加热至70°C下保温50分钟，再冷 却至室温后加入氯化铁、硫酸铁并搅拌均匀，得营养液备用；
[0027] (4)将新鲜尿液和步骤3所得营养液混合搅拌均匀，加入柠檬酸溶液调节PH为 4. 5,将混合液加热浓缩9倍后分为重量相等的三份，并依次与步骤2所得小麦秸杆炭粉混 合吸附，反复吸附完成后对炭粉-尿液混合物烘干干燥，备用；
[0028] (5)将步骤1所得酵渣和步骤4所得物料以及剩余物料混合后投入造粒机中制粒， 将所得颗粒称量后包装保存，即得到本发明的生物炭肥。
[0029] 为了进一步说明本发明的应用价值，本发明人选取了 20亩水稻试验田来对本发 明的生物炭肥进行效果验证，其中10亩实验组使用本发明炭肥作为基肥、另10亩对照组使 用普通肥料作为基肥，且亩施肥料均为1600kg，水稻生长期间所有管理模式均相同，成熟后 测得实验数据如下：
[0032] 从实验数据可以看出使用本发明的生物炭肥后水稻田的土壤养分含量明显提高， 同时减少了氮素流失到稻田水的营养损失，水稻生长期间病虫害也显著减少，对水稻的品 质有很大的提升，最终得到较高的水稻产量，相较于对照组产率有着较大的提高。
【主权项】
1. 一种减少温室气体排放的小麦秸杆生物炭肥及其制备方法，其特征在于，由下列重 量份的原料制成：豆柏42-46、沸石粉9-13、乳精粉8-10、硫酸铜4-5、氯化铁3-4、风化煤 25-29、硫酸铁2-4、新鲜浒苔135-155、复合微生物菌剂4-6、小麦秸杆270-290、新鲜尿液 28-30、水适量； 所述的复合微生物菌剂包括米根霉、枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌，所占比例为1 :2 : 2〇2. 根据权利要求书1所述的减少温室气体排放的小麦秸杆生物炭肥及其制备方法，其 特征在于，制备方法的具体步骤如下： (1) 将浒苔洗净后捣碎并与沸石粉、豆柏、风化煤混合，投入发酵池中加水调节含水量 为50-60%,再向发酵物中接种复合微生物菌剂，之后将发酵物搅拌均匀开始发酵，每隔4-5 天翻堆一次，并同时测定发酵堆温度，控制发酵堆最高温度不超过70°C，发酵27-33天，待 完全腐熟后对发酵堆压榨过滤得发酵液和酵渣，备用； (2) 将小麦秸杆粉碎后投入炭化窑中，加热升温至510-560°C，保温炭化2-3小时，再将 温度升高至850-950°C，保温30-60分钟，进行第二次炭化，之后停止加热，并将所得小麦秸 杆炭粉冷却至室温备用； (3) 向步骤1所得发酵液中加入乳精粉、硫酸铜，加热至67-73°C下保温40-60分钟，再 冷却至室温后加入氯化铁、硫酸铁并搅拌均匀，得营养液备用； (4) 将新鲜尿液和步骤3所得营养液混合搅拌均匀，加入柠檬酸溶液调节PH为 4. 5-5. 0,将混合液加热浓缩8-10倍后分为重量相等的三份，并依次与步骤2所得小麦秸杆 炭粉混合吸附，反复吸附完成后对炭粉-尿液混合物烘干干燥，备用； (5) 将步骤1所得酵渣和步骤4所得物料以及剩余物料混合后投入造粒机中制粒，将所 得颗粒称量后包装保存，即得到本发明的生物炭肥。
【专利摘要】本发明公开了一种减少温室气体排放的小麦秸秆生物炭肥及其制备方法，由下列重量份的原料制成：豆粕42-46、沸石粉9-13、乳精粉8-10、硫酸铜4-5、氯化铁3-4、风化煤25-29、硫酸铁2-4、新鲜浒苔135-155、复合微生物菌剂4-6、小麦秸秆270-290、新鲜尿液28-30、水适量；本发明的生物炭肥施入土壤后能增加土壤碳的储存量，不仅增加了土壤有机物质，提高肥力，同时耐降解，提高了碳在土壤中的封存时间，其多孔的性质也提高了对二氧化碳的吸附性，减少了温室气体对大气中的排放，使得本肥料在作为肥源保证作物生长的同时减少了空气环境的污染，是一种绿色的可循环的生态型炭肥。
【IPC分类】C05G3/00
【公开号】CN105000997
【申请号】CN201510464623
【发明人】王菊
【申请人】合肥旭腾环保科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月30日