一种用于土壤改良的缓释肥料及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于农业环境科学领域，设及一种用于±壤改良的缓释肥料及其制备方法 与应用，特别设及一种利用憐矿粉和农作物废弃物负载铁盐并在酸液的活化作用下得到的 用于±壤改良的缓释肥料及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 随着经济与社会的不断发展，±壤退化问题日益突出，主要表现为±壤板结、侵 蚀、盐碱化、酸化、元素失衡、重金属污染、有机质流失和动植物区系的退化等，严重限制了 ±地生产力的发展。目前全世界拥有耕地大约7亿hm2,但每年平均大约有500万}11112的± 地因退化而不能生产粮食。我国±地资源更不容乐观，各地每年受污染耕地面积接近700 万hm2。由于诸多原因导致±壤肥力下降，中低产田面积也在不断扩大，大约占耕地面积的 2/3。由于人们不合理的耕作、轮作及过度施用化肥、农药、杀虫剂等，导致黄淮海平原沙地 大约200万}11112的±壤退化非常严重。±壤重金属污染，产生严重的食品安全问题，人类健 康受到威胁。如何保持±壤质量、改善酸碱±壤、解除±壤毒性、减少±传病害传播，成为人 们关注的焦点。
[0003] 为了改善±壤现状，目前应用最多的是±壤改良剂，±壤改良产品种类繁多，如松 ±剂、固沙剂、增肥剂、消毒剂、降酸碱剂、±壤改良剂、±壤调节剂、±壤调理剂、保水剂、± 壤改良调节剂等。
[0004] 生物炭和木炭的生产过程几乎相同，即生物质材料在无氧或缺氧条件下经高溫热 解，除去挥发性的油和气，剩下的物质就是生物炭。用于生产生物炭的基质材料非常广泛， 木材、农作物废弃物，甚至部分城市垃圾都可W作为生物炭的基质。向上壤中施入生物炭可 W减小±壤的抗张力强度和±壤密度，从而改善±壤质量。抗张力强度减小会使种子易发 芽，同时利于根系的伸长生长，促进±壤生物在±壤中的移动；±壤密度的降低，可使±壤 具有更大的孔隙度，保持更多的水分、空气和养分，进而影响±壤的水含量、根分布和±壤 动物群。生物炭本身具有微孔结构和较强的吸附作用，使其能够吸附更多的矿物质元素。生 物炭还能激活部分稳定态元素，使其成为活化态，因而生物炭能增加±壤的阳离子交换量 (CEC)。生物炭施入±壤后，生物炭初期的表面官能团氧化，但随着在±壤中存在时间的延 长，表面纯化后的生物炭与±壤相互作用产生一种保护基质，增加±壤有机质的氧化稳定 性，提高±壤有机碳的积累。由于生物炭表面结构的多样性，无论疏水性物质、亲水性的物 质，还是酸性物质、碱性物质，都能被生物炭所吸附。生物炭因其多孔结构，成为藻类、细菌、 真菌、±壤动物的栖息场所，增加了±壤生物多样性。我国的农作物废弃物包括稻草、谷壳、 賴杆等的产量巨大，处理的方式主要是焚烧，产生的气体会产生严重的大气污染，且没有产 生经济效益，是一种资源的严重浪费。把它做成生物炭，W肥料的形式还田，即避免了环境 污染也产生了一定的经济效益。
[0005] 从已有的研究和应用来看，±壤重金属污染主要有3种治理策略（净化、纯化和避 害策略）和4类治理技术（物理、化学、生物和生态技术）。纳米氧化铁被证实具有很好的 吸附性能，它能够吸附固定重金属元素，且其制备方法简单。把它应用于±壤中，可w吸附 固定上壤中的化、ω、化、化等重金属，使其免于流向粮食作物，保证粮食安全，降低人类健 康风险。同时，铁元素在地球上含量丰富，铁是植物生长必需的营养元素之一，它参与植物 叶绿素的合成、呼吸作用和氧化还原反应等生理过程，人们对铁肥的研究也开始慢慢深入。
[0006] 憐是植物生长发育的必需元素之一，对保障作物生长及产量起着不可替代的作 用。由于憐肥的低利用率和憐对水体的污染，再加上我国憐矿资源比较短缺，憐矿粉的利用 率很低，提高憐肥的利用率研究具有极其重要的现实意义。肥料中憐的释放特性是很重要 的，从农学观点看，±壤中既要保持足够浓度的水溶性憐酸根离子，又要使被±壤固定的憐 达最小限度。所W，制备一种理想的缓释憐肥很重要，其养分在±壤中的溶解速率和浓度应 使植物保持最大的生物活性。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种用于±壤改良 的缓释肥料的制备方法。该方法操作简单，成本较低，原料易得，效果显著；憐矿粉通过高溫 和酸液进行活化，增加可溶憐含量，满足植物生长，同时加入农作物废弃物并且负载铁盐， 高溫下生成疏松多孔的生物炭改良±壤，同时生成的氧化铁可W吸附固定重金属，集±壤 改良和缓释肥料于一体。
[0008] 本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法制得的用于±壤改良的缓释肥料。
[0009] 本发明的再一目的在于提供上述用于±壤改良的缓释肥料的应用。
[0010] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0011] 一种用于±壤改良的缓释肥料的制备方法，包括如下步骤：
[0012] (1)憐矿粉加酸液活化，其间不断揽拌；酸液浓度保持在0.1~1111〇1/1，憐矿粉的 质量为30~80% ;
[0013] (2)活化后加入铁盐溶液和农作物废弃物共同混合，其间不断加热揽拌，至粘稠 状，获得粘稠状物；铁盐浓度保持在0. 1~1111〇1/1，农作物废弃物的质量为10~50% ;
[0014] 做将步骤似得到的粘稠状物进行碳化，冷却后粉碎成粉末；
[0015] (4)将步骤（3)得到的粉末用粘合剂交联，挤压成肥料颗粒，得到最终的用于±壤 改良的缓释肥料。
[0016] 步骤（1)中所述的酸液优选为盐酸、硫酸和憐酸等酸性溶液中的一种或者几种的 混合溶液；
[0017] 步骤（1)中所述的活化的条件优选为50~100°C活化0. 5~化；更优选为80°C 活化化；
[0018] 步骤（2)中所述的铁盐为二价铁盐或者Ξ价铁盐；优选为氯化铁、氯化亚铁和硫 酸亚铁等含铁化合物中的至少一种。
[0019] 步骤（2)中所述的农作物废弃物为粉碎的农作物废弃物；
[0020] 步骤（2)中所述的农作物废弃物优选为玉米賴杆、甘薦渣、稻壳和谷壳中至少一 种； W21] 步骤似中所述的混合的条件优选为50~100°C混合0. 5~化；更优选为80°C混合化； 阳02引步骤（3)中所述的碳化的条件优选为100~800°C碳化1~20min。
[0023] 步骤（4)中所述的粘合剂优选为糊精、环糊精和簇甲基纤维素等中的至少一种。
[0024] 一种用于±壤改良的缓释肥料，通过上述制备方法制备得到；
[0025] 所述的用于±壤改良的缓释肥料可应用于耕地±壤改良和提供憐素，满足农作物 生长。
[00%] 本发明的原理是：憐矿粉通过高溫或者加酸进行活化，提高憐的释放，满足植物生 长所需憐素。再添加賴杆、甘薦渣、稻壳等物质（农作物废弃物），增加含碳量，高溫下生成 疏松多孔的生物炭，改良±壤。负载铁盐后，利用化学动力学的电子转移原理和物理吸附原 理，吸附固定±壤中的重金属，降低重金属污染。将W上优点结合在一起，就构成了一种集 ±壤改良与憐素缓释于一体的的新型肥料，成本较低，制备简单。
[0027] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0028] (1)本发明的原料为憐矿粉和农作物废弃物，廉价易得，活化憐矿粉提升了憐矿粉 的利用率，缓解了憐矿资源短缺的现状，利用农作物废弃物实现了废物的二次利用。
[0029] 似本发明的制备方法简单，无二次污染，无毒无害，更加环保。
[0030] (3)本发明制备的用于±壤改良的缓释肥料具有±壤重金属的吸附固定、改善± 壤板结、增加上壤容重等优点，增加粮食产量，保证粮食安全。
[0031] (4)本发明制备的用于±壤改良的缓释肥料憐素的缓释效果好，既满足植物生物 活性，有可W避免憐素的流失。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合实施例对