一种磷强化的炭基缓效性肥及其制备方法与流程

本发明属于生物质复合缓效性肥制备技术领域，具体涉及一种磷强化的炭基缓效性肥及其制备方法。

背景技术：

化肥是维持我国农业稳产增产最重要的生产资料。多年来，我国农业化肥施用强度持续增加，全国消费了占世界的35％，化肥的施用量由1990年的174.6kg/hm²增加到2011年的351.45kg/hm²，增加速度非常迅速。由于过量施肥或偏施肥，化肥利用效率较低。目前我国的氮肥利用率仅为30％左右，磷肥利用率为10％～25％，远低于世界发达国家50％～80％的水平。农业生产中化肥的用量不断提高，而化肥利用率较低，这样就造成了化肥流失，每年都有相当量的化肥随地表径流、泥沙、淋溶等损失，这造成严重农业的面源污染，大量的化肥氮、磷从土壤中流入周边流域的水体造成水体富营养化，据统计，由于化肥长期不合理且过量使用，我国农业已超过工业成为最大的面源污染产业，农业可持续发展遭遇瓶颈。为此，农业部2015年提出农业生产中减少化肥的施用的政策。这样，提高氮、磷肥料的利用率成为农业生产中减少肥料施用量的关键问题。

生物质炭是秸秆类、生活垃圾类、禽畜粪便类等生物质废弃物在厌氧条件下高温热裂解得到的物质。其表面具有丰富的官能团和孔隙，巨大的比较面积，呈碱性和较高的阳离子交换量等性质，并含有丰富的有机物和无机盐矿物质养分，对肥料养分具有一定的吸附作用，作为载体被用于具有缓释效果的化肥的制备。如中国专利文献CN102775236A公开了一种农林废弃物炭基缓释肥及其制备方法，该制备方法先对农林废弃物依次进行粉碎和热解，制得生物质炭；再将生物质炭浸泡于含磷溶液中进行吸附，吸附结束后，取出干燥，即可得到农林废弃物炭基缓释肥。该炭基缓释肥成本低廉、能为作物提供磷养分，且具有缓释能力。

上述技术先制备生物质炭，再将生物质炭浸泡于含磷溶液中，最后干燥即可得到农林废弃物炭基缓释肥，其中的含磷溶液为磷酸一铵和磷酸二氢钾的饱和水溶液，上述磷元素均以H₂PO₄^-或HPO₄^2-等阴离子的形式存在其中。因为生物质炭孔隙和表面的官能团大多带负电荷，如羧基，羟基等，因此，其对铵离子和钾离子等阳离子的吸附能力较强，而对带负电的H₂PO₄^-或HPO₄^2-等磷酸阴离子的吸附作用非常弱，这样导致上述技术制得的农林废弃物炭基缓释肥磷含量偏低，生物质炭对磷的吸附保蓄能力较差，施入土壤中释放较快，作物对磷的利用率不高。而且上述制得的农林废弃物炭基缓释肥主要含有氮磷钾，农作物需要的其它成分含量较少，营养较为单一。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的是炭基缓效肥中磷含量低、磷的缓效效能差以及营养单一的缺陷，进而提高了一种磷含量高、磷的缓效效能好和营养均衡的磷强化的炭基缓效性肥及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明所提供的磷强化的炭基缓效性肥，包括如下质量份数的原料：

进一步地，还包括如下质量份数的原料：

优选地，所述含磷生物质中磷含量为0.5～1.5wt％。

优选地，所述粘土中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的质量比为(20-40)：(25-35)：(5-25)；

所述玄武岩中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、TiO₂和K₂O的质量比为(30-45)：(10-15)：(5-12)：(8-20)：(5-20)：(2-7)：(1-4)；

所述磷灰石中P₂O₅、CaO和F的质量比为(10-40)：(45-55)：(3-5)。

本发明还提供了上述磷强化的炭基缓效性肥的制备方法，包括如下步骤：将上述各原料依次进行混合和炭化，制得所述磷强化的炭基缓效性肥。

进一步地，还包括将所述磷强化的炭基缓效性肥与上述各原料混合干燥和造粒的步骤。

优选地，所述炭化的温度为400-500℃。

进一步地，所述炭化包括如下三个阶段：

第一个阶段：将所述混合所得混合料由室温升至100-120℃，并保温10-20min；

第二个阶段：将所述混合料由100-120℃升温至170-190℃，并保温10-20min；

第三个阶段：将所述混合料由170-190℃升至400-500℃，并保温10-20min；

所述第一个阶段、所述第二个阶段和所述第三个阶段的升温速度均为4-6℃/min。

优选地，所述含磷生物质的制备方法，包括如下步骤：将农作物秸秆浸渍于20-35wt％的含磷水溶液中1-3h后，取出，于60-80℃下干燥，制得所述含磷生物质。

优选地，所述农作物秸秆与所述含磷水溶液的质量比为1：(4-8)；

所述农作物秸秆为玉米、小麦、水稻或油菜秸秆中的至少一种；

所述含磷水溶液为磷酸、可溶性磷酸盐、磷酸一氢盐或磷酸二氢盐中的至少一种的水溶液。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明实施例所提供的磷强化的炭基缓效性肥，在制备磷强化的炭基缓效肥时，采用含磷生物质、尿素、粘土、玄武岩、磷灰石和氧化铁原料，且限定各原料之间的比例，最终制得的炭基缓效性肥营养均衡，磷、氮含量高，且磷、氮的缓效性好，能有效提高磷、氮的利用率和农作物中的磷和氮含量。

(2)本发明实施例所提供的磷强化的炭基缓效性肥，在制备的过程中还添加了硫酸钾、氯化钾、磷酸氢二铵、尿素和膨润土，均衡了炭基缓效性肥中主要营养元素含量的同时，增添了多种微量元素，同时也保证了炭基缓效性肥的肥料颗粒结构完好。

(3)本发明实施例所提供的磷强化的炭基缓效性肥的制备方法，将含磷生物质、尿素、粘土、玄武岩、磷灰石和氧化铁依次进行混合和炭化，在炭化的过程中，随着炭化温度的升高，炭化过程中产生的挥发性气体使制得的生物质炭中形成许多孔隙，高温下产生的大量含磷蒸汽进入生物质炭孔隙内，并附着在其内表面，形成富磷孔隙，提高了炭基缓效肥中的磷含量；具有富磷孔隙的炭基缓效肥施入土壤后，存在于孔隙中的磷会缓慢持续的释放出来，这样显著延长了磷在土壤中的释放时间，以进一步提高磷的作物利用率，也有效的防止由于磷素的快速释放而造成土壤中磷素的流失；再者，上述制备过程中加入的尿素在高温下形成的尿素蒸汽会促使生物质炭中形成更多的孔隙，显著提高了生物质炭富磷能力和对养分的吸附保蓄能力，提高了炭基肥中的磷含量；因为高温时生物质炭的孔隙结构比冷却后的大，大孔隙结构能够更好地容纳吸附各营养元素，所以高温下将上述各原料混合炭化，提高了炭基缓效肥的缓效能力和各营养元素的含量。

(4)本发明实施例所提供的磷强化的炭基缓效肥的制备方法，因炭基肥的缓效作用在时间上有一定的滞后性，为了保障农作物生长前期对磷素的需求，在制备过程中还加入了硫酸钾、氯化钾、磷酸氢二铵和尿素，将它们与炭化后得到的富磷生物质炭直接混合，利用高温下富磷生物质炭的大孔隙吸附上述原料，再加入膨润土，混合造粒，这样操作能保证在短期内快速提供磷素供作物吸收利用，平衡炭基肥的营养成分，满足作物前期生成所需营养元素。

(5)本发明实施例所提供的磷强化的炭基缓效性肥的制备方法，炭化过程分三个阶段进行，能保证炭化过程中磷蒸汽的释放速度与生物质炭孔隙的大小匹配，前期在中低温下进行，生物质质炭孔隙较小，容纳吸附能力有限，此时磷蒸汽的释放速度也较慢，后期在高温下进行，此时生物质炭孔隙较大，容纳吸附能力增强，此时磷蒸汽的释放速度也相应增加，通过上述操作平衡了磷蒸汽的释放速度与生物质炭孔隙，避免磷来不及被生物质炭吸附而损失。

(6)本发明实施例所提供的磷强化的炭基缓效性肥的制备方法，含磷生物质是通过将农作物秸秆浸渍于20-35wt％的含磷水溶液中1-3h后，取出，于60-80℃下干燥制得，先浸渍，以将磷充分浸渍于生物质中，再炭化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明对比例3中由普通生物质炭制得的炭基肥的SEM图；

图2为本发明对比例3中由普通生物质炭制得的炭基肥的EDS图；

图3为本发明实施例1中由含磷生物质制得的炭基肥的SEM图；

图4为本发明实施例1中由含磷生物质制得的炭基肥的EDS图；

具体实施方式

为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。

实施例1

本实施例提供了一种磷强化的炭基缓效性肥及其制备方法。所述炭基缓效性肥由如下原料制成：含磷生物质27.2g、第一尿素2.3g、粘土2.3g、玄武岩1.4g、磷灰石1.1g、氧化铁1.1g、硫酸钾7g、氯化钾5g、磷酸氢二铵10g、膨润土7g、第二尿素30g；

其中，所述含磷生物质中磷含量为1wt％；所述粘土为红粘土，其中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的质量比为2：2：1；所述玄武岩中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、TiO₂和K₂O的质量比为35：10：10：15：15：6：2；所述磷灰石中P₂O₅、CaO和F的质量比为25：50：4；

上述炭基缓效性肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将小麦秸秆浸渍于35wt％的磷酸水溶液中，保证小麦秸秆与磷酸水溶液的质量比为1：4，浸渍1h后，取出，置于60℃的烘箱内干燥12h，即可得到所述含磷生物质，所述含磷生物质中磷含量为1wt％；

(2)将上述含磷生物质、第一尿素、粘土、玄武岩、磷灰石、氧化铁按比例混合均匀，得到混合料；并将所述混合料装罐放入马弗炉中进行炭化处理，得到炭基缓效性肥，其中，炭化处理的条件如下：将所述混合料按5℃/min的升温速度由室温升至110℃，并于110℃下保温15min；再按5℃/min的升温速度由110℃升至180℃，并于180℃下保温15min；最后按5℃/min的升温速度由180℃升至450℃，并于450℃下保温15min；

(3)将上述炭基缓效性肥与含有7g硫酸钾和5g氯化钾的水溶液混合均匀，再向其中加入30g第二尿素和10g磷酸氢二铵，混匀后，置于室温下晾干；

(4)将步骤(3)所得混合物与7g的膨润土混合均匀，采用圆盘造粒机进行造粒，得到粒状的炭基缓效性肥，再将其置于50℃的烘箱中烘干，使其含水量符合国家复合肥标准。

对上述炭基缓效性肥进行测试，相应的测试结果如下：

图3和图4分别为上述炭基缓效性肥的SEM图，从图3和图4可得知：上述炭基缓效性肥中含有高浓度的K，Cl，N和P的一个区域结构，且SEM图中央的平滑多孔区反映出碳晶格和不同复混肥料中的化学物质在肥料混合过程中产生了剧烈反应，如，在上述制备过程中，高温下产生的大量含磷蒸汽进入生物质炭孔隙内，并附着在其内表面，形成富磷孔隙，提高了炭基缓效肥中的磷含量；具有富磷孔隙的炭基缓效肥施入土壤后，存在于孔隙中的磷会缓慢持续的释放出来，这样显著延长了磷在土壤中的释放时间，以进一步提高磷的作物利用率；如氮被吸附在其表面、内部或者成为炭基体中的杂原子，这样氮素就施入土壤后，不会直接全部溶解，具有一定的缓效效应。总之通过上述制备方法制得的炭基缓效性肥表面和内部覆盖着较多的营养成分。

实施例2

本实施例提供了一种磷强化的炭基缓效性肥及其制备方法。所述炭基缓效性肥由如下原料制成：含磷生物质25g、第一尿素3g、粘土1g、玄武岩2.5g、磷灰石0.3g、氧化铁2g、硫酸钾8g、氯化钾3g、磷酸氢二铵15g、膨润土10g、第二尿素25g；

其中，所述含磷生物质中磷含量为0.5wt％；所述粘土为红粘土，其中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的质量比为4：6：1；所述玄武岩中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、TiO₂和K₂O的质量比为30：15：5：20：5：7：1；所述磷灰石中P₂O₅、CaO和F的质量比为10：55：3；

上述炭基缓效性肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将小麦秸秆浸渍于20wt％的磷酸二氢钠水溶液中，保证小麦秸秆与磷酸二氢钠水溶液的质量比为1：5，浸渍1.5h后，取出，置于80℃的烘箱内干燥10h，即可得到所述含磷生物质，所述含磷生物质中磷含量为0.5wt％；

(2)将上述含磷生物质、第一尿素、粘土、玄武岩、磷灰石、氧化铁按比例混合均匀，得到混合料；并将所述混合物装罐放入马弗炉中进行炭化处理，得到炭基缓效性肥，其中，炭化处理的条件如下：将所述混合料按4℃/min的升温速度由室温升至120℃，并于120℃下保温10min；再按4℃/min的升温速度由120℃升至170℃，并于170℃下保温10min；最后按5℃/min的升温速度由170℃升至500℃，并于500℃下保温10min；

(3)将上述炭基缓效性肥与含有8g硫酸钾和3g氯化钾的水溶液混合均匀，再向其中加入25g第二尿素和15g磷酸氢二铵，混匀后，置于40℃烘箱中烘干；

(4)将步骤(3)所得混合物与10g的膨润土混合均匀，采用圆盘造粒机进行造粒，得到粒状的炭基缓效性肥，再将其置于室温下晾干，使其含水量符合国家复合肥相关标准。

实施例3

本实施例提供了一种磷强化的炭基缓效性肥及其制备方法。所述炭基缓效性肥由如下原料制成：含磷生物质30g、第一尿素0.5g、粘土4g、玄武岩1g、磷灰石2g、氧化铁0.3g、硫酸钾5g、氯化钾6g、磷酸氢二铵5g、膨润土5g、第二尿素27g；

其中，所述含磷生物质中磷含量为1.5wt％；所述粘土为红粘土，其中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的质量比为8：5：1；所述玄武岩中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、TiO₂和K₂O的质量比为45：10：12：8：20：2：4；所述磷灰石中P₂O₅、CaO和F的质量比为40：45：5；

上述炭基缓效性肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将小麦秸秆浸渍于35wt％的磷酸水溶液中，保证小麦秸秆与磷酸水溶液的质量比为1：8，浸渍3h后，取出，置于60℃的烘箱内干燥14h，即可得到所述含磷生物质，所述含磷生物质中磷含量为1.5wt％；

(2)将上述含磷生物质、第一尿素、粘土、玄武岩、磷灰石、氧化铁按比例混合均匀，得到混合料；并将所述混合物装罐放入马弗炉中进行炭化处理，得到炭基缓效性肥，其中，炭化处理的条件如下：将所述混合料按6℃/min的升温速度由室温升至100℃，并于100℃下保温20min；再按4℃/min的升温速度由100℃升至190℃，并于190℃下保温10min；最后按5℃/min的升温速度由190℃升至400℃，并于400℃下保温20min；

(3)将上述炭基缓效性肥与含有5g硫酸钾和6g氯化钾的水溶液混合均匀，再向其中加入第二尿素和5g磷酸氢二铵，混匀后，置于室温下晾干；

(4)将步骤(3)所得混合物与5g的膨润土混合均匀，采用圆盘造粒机进行造粒，得到粒状的炭基缓效性肥，再将其置于50℃的烘箱中烘干，使其含水量符合国家复合肥相关标准。

实施例4

本实施例提供了一种磷强化的炭基缓效性肥及其制备方法。所述炭基缓效性肥由如下原料制成：含磷生物质28g、第一尿素0.6g、粘土3g、玄武岩2g、磷灰石1.2g、氧化铁0.5g、硫酸钾6g、氯化钾5g、磷酸氢二铵8g、膨润土8g、第二尿素26g；

其中，所述含磷生物质中磷含量为1wt％；所述粘土为红粘土，其中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的质量比为5：5：3；所述玄武岩中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、TiO₂和K₂O的质量比为40：12：10：12：15：4：3；所述磷灰石中P₂O₅、CaO和F的质量比为30：48：4；

上述炭基缓效性肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将小麦秸秆浸渍于30wt％的磷酸一氢盐水溶液中，保证小麦秸秆与磷酸一氢盐水溶液的质量比为1：7，浸渍2h后，取出，置于68℃的烘箱内干燥13h，即可得到所述含磷生物质，所述含磷生物质中磷含量为1wt％；

(2)将上述含磷生物质、第一尿素、粘土、玄武岩、磷灰石、氧化铁按比例混合均匀，得到混合料；并将所述混合物装罐放入马弗炉中进行炭化处理，得到炭基缓效性肥，其中，炭化处理的条件如下：将所述混合料按4℃/min的升温速度由室温升至110℃，并于110℃下保温18min；再按6℃/min的升温速度由110℃升至170℃，并于170℃下保温20min；最后按5℃/min的升温速度由170℃升至500℃，并于500℃下保温10min；

(3)将上述炭基缓效性肥与含有6g硫酸钾和5g氯化钾的水溶液混合均匀，再向其中加入26g第二尿素和8g磷酸氢二铵，混匀后，置于50℃烘箱中烘干；

(4)将步骤(3)所得混合物与8g的膨润土混合均匀，采用圆盘造粒机进行造粒，得到粒状的炭基缓效性肥，再将其置于室温下晾干，使其含水量符合国家复合肥相关标准。

实施例5

本实施例提供了一种磷强化的炭基缓效性肥及其制备方法。所述炭基缓效性肥由如下原料制成：含磷生物质27.2g、尿素2.3g、粘土2.3g、玄武岩1.4g、磷灰石1.1g、氧化铁1.1g；

其中，所述含磷生物质中磷含量为1.5wt％；所述粘土为红粘土，其中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的质量比为2：2：1；所述玄武岩中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、TiO₂和K₂O的质量比为35：10：10：15：15：6：2；所述磷灰石中P₂O₅、CaO和F的质量比为25：50：4；

上述炭基缓效性肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将小麦秸秆浸渍于35wt％的磷酸水溶液中，保证小麦秸秆与磷酸水溶液的质量比为1：8，浸渍1h后，取出，置于60℃的烘箱内干燥12h，即可得到所述含磷生物质，所述含磷生物质中磷含量为1.5wt％；

(2)将上述各原料按比例混合均匀，得到混合料；并将所述混合物装罐放入马弗炉中进行炭化处理，得到炭基缓效性肥，其中，炭化处理的条件如下：将所述混合料按5℃/min的升温速度由室温升至110℃，并于110℃下保温15min；再按5℃/min的升温速度由110℃升至180℃，并于180℃下保温15min；最后按5℃/min的升温速度由180℃升至450℃，并于450℃下保温15min。

实施例6

本实施例提供了一种磷强化的炭基缓效性肥及其制备方法。所述炭基缓效性肥由如下原料制成：含磷生物质27.2g、尿素2.3g、粘土2.3g、玄武岩1.4g、磷灰石1.1g、氧化铁1.1g；

其中，所述含磷生物质中磷含量为1.5wt％；所述粘土为红粘土，其中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的质量比为2：2：1；所述玄武岩中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O3、TiO₂和K₂O的质量比为35：10：10：15：15：6：2；所述磷灰石中P₂O₅、CaO和F的质量比为25：50：4；

上述炭基缓效性肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将小麦秸秆浸渍于35wt％的磷酸水溶液中，保证小麦秸秆与磷酸水溶液的质量比为1：8，浸渍1h后，取出，置于60℃的烘箱内干燥12h，即可得到所述含磷生物质，所述含磷生物质中磷含量为1.5wt％；

(2)将上述各原料按比例混合均匀，得到混合料；并将所述混合物装罐放入马弗炉中进行炭化处理，得到炭基缓效性肥，其中，炭化处理的条件如下：温度为450℃、时间为30min。

实施例7

本实施例提供了一种磷强化的炭基缓效性肥及其制备方法。所述炭基缓效性肥由如下原料制成：含磷生物质27.2g、第一尿素2.3g、粘土2.3g、玄武岩1.4g、磷灰石1.1g、氧化铁1.1g、硫酸钾7g、氯化钾5g、磷酸氢二铵10g、膨润土7g、第二尿素30g；

其中，所述含磷生物质中磷含量为1wt％；所述粘土为红粘土，其中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的质量比为1：4：3；所述玄武岩中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、TiO₂和K₂O的质量比为20：20：5：3：23：8：7；所述磷灰石中P₂O₅、CaO和F的质量比为50：33：7；

上述炭基缓效性肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将小麦秸秆浸渍于35wt％的磷酸水溶液中，保证小麦秸秆与磷酸水溶液的质量比为1：4，浸渍1h后，取出，置于60℃的烘箱内干燥12h，即可得到所述含磷生物质，所述含磷生物质中磷含量为1wt％；

(2)将上述含磷生物质、第一尿素、粘土、玄武岩、磷灰石、氧化铁按比例混合均匀，得到混合料；并将所述混合料装罐放入马弗炉中进行炭化处理，得到炭基缓效性肥，其中，炭化处理的条件如下：将所述混合料按5℃/min的升温速度由室温升至110℃，并于110℃下保温15min；再按5℃/min的升温速度由110℃升至180℃，并于180℃下保温15min；最后按5℃/min的升温速度由180℃升至450℃，并于450℃下保温15min；

(3)将上述炭基缓效性肥与含有7g硫酸钾和5g氯化钾的水溶液混合均匀，再向其中加入30g第二尿素和10g磷酸氢二铵，混匀后，置于室温下晾干；

(4)将步骤(3)所得混合物与7g的膨润土混合均匀，采用圆盘造粒机进行造粒，得到粒状的炭基缓效性肥，再将其置于50℃的烘箱中烘干，使其含水量符合国家复合肥标准。

本实施例制得的炭基缓效性肥中的氮、磷含量均低于实施例1中制得的炭基缓效性肥。

对比例1

本对比例提供了一种炭基肥及其制备方法。所述炭基肥由如下原料制成：生物质27.2g、第一尿素2.3g、粘土2.3g、玄武岩1.4g、磷灰石1.1g、氧化铁1.1g、硫酸钾7g、氯化钾5g、磷酸氢二铵10g、膨润土7g、第二尿素30g；

其中，所述粘土为红粘土，其中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的质量比为2：2：1；所述玄武岩中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、TiO₂和K₂O的质量比为35：10：10：15：15：6：2；所述磷灰石中P₂O₅、CaO和F的质量比为25：50：4；

上述炭基肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将上述小麦秸秆生物质、第一尿素、粘土、玄武岩、磷灰石、氧化铁按比例混合均匀，得到混合料；并将所述混合物装罐放入马弗炉中进行炭化处理，得到炭基肥，其中，炭化处理的条件如下：将所述混合料按5℃/min的升温速度由室温升至110℃，并于110℃下保温15min；再按5℃/min的升温速度由110℃升至180℃，并于180℃下保温15min；最后按5℃/min的升温速度由180℃升至450℃，并于450℃下保温15min；

(3)将上述炭基肥与含有7g硫酸钾和5g氯化钾的水溶液混合均匀，再向其中加入30g第二尿素和10g磷酸氢二铵，混匀后，置于室温下晾干；

(4)将步骤(3)所得混合物与7g的膨润土混合均匀，采用圆盘造粒机进行造粒，得到粒状的炭基肥，再将其置于50℃的烘箱中烘干，使其含水量符合国家复合肥相关标准。

对比例2

本对比例提供了一种炭基肥及其制备方法。所述炭基肥由如下原料制成：生物质27.2g、尿素2.3g、粘土2.3g、玄武岩1.4g、磷灰石1.1g、氧化铁1.1g；

其中，所述粘土为红粘土，其中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的质量比为2：2：1；所述玄武岩中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、TiO₂和K₂O的质量比为35：10：10：15：15：6：2；所述磷灰石中P₂O₅、CaO和F的质量比为25：50：4；

上述炭基肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将小麦秸秆生物质于450℃下炭化30min，得到生物质炭，并将生物质炭，浸渍于35wt％的磷酸水溶液中，保证生物质炭与磷酸水溶液的质量比为1：6，浸渍1h后，取出，置于60℃的烘箱内干燥12h，得到含磷的生物质炭；

(2)将上述含磷的生物质炭、尿素、粘土、玄武岩、磷灰石、氧化铁按比例混合均匀，得到炭基肥。

对比例3

本对比例提供了一种炭基肥及其制备方法。所述炭基肥由如下原料制成：生物质27.2g、第一尿素2.3g、粘土2.3g、玄武岩1.4g、磷灰石1.1g、氧化铁1.1g、硫酸钾7g、氯化钾5g、磷酸氢二铵10g、膨润土7g、第二尿素30g；

其中，所述粘土为红粘土，其中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃的质量比为2：2：1；所述玄武岩中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、TiO₂和K₂O的质量比为35：10：10：15：15：6：2；所述磷灰石中P₂O₅、CaO和F的质量比为25：50：4；

上述炭基肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将小麦秸秆生物质放入马弗炉中，并于450℃下炭化，得到生物质炭；

(2)将上述生物质炭、第一尿素、粘土、玄武岩、磷灰石、氧化铁按比例混合均匀，得到炭基肥；

(3)将上述炭基肥与含有7g硫酸钾和5g氯化钾的水溶液混合均匀，再向其中加入30g第二尿素和10g磷酸氢二铵，混匀后，置于室温下晾干；

(4)将步骤(3)所得混合物与7g的膨润土混合均匀，采用圆盘造粒机进行造粒，得到粒状的炭基肥，再将其置于50℃的烘箱中烘干，使其含水量符合国家复合肥标准。

对上述炭基肥进行测试，相应的测试结果如下：

图1和图2分别为上述炭基肥的SEM图和XPS图，从图1和图2可得知：相对实施例1而言，上述炭基肥中N和P含量偏低。

试验例1

试验选用辣椒作大田试验，并设置3个处理：

处理1(CF)：施用复合肥，其中N、P₂O₅和K₂O的质量比为15:15:15；

处理2(BF1)：施用常规炭基肥，即由小麦秸秆制得的生物质炭与氮磷钾肥直接掺混造粒制成的常规炭基肥，其中，N、P₂O₅和K₂O的质量比为18:9:10；

处理3(BF2)：施用本实施例1中的粒状的炭基缓效性肥，其中，N、P₂O₅和K₂O的质量比为18:9:10；

上述各处理均等量施肥，施肥量为670kg/hm²，且均作为基肥一次性施用。每个处理设4个重复，共计12个试验小区，每个试验小区的面积为6㎡，其它田间管理措施均与平常一致，相应的测试结果如下表1和表2所示：

表1不同处理对辣椒品质和产量的影响

从表1可得知：与复合肥、常规炭基肥相比，炭基缓效性肥对辣椒的生长具有显著的促进作用，可显著提高辣椒产量，而且也可显著提高辣椒中可溶性蛋白含量，降低其中硝酸盐含量，显著提高其品质。

表2不同处理对辣椒植株和果实中养分含量的影响

从表2可得知：与复合肥、常规炭基肥相比，炭基缓效性肥显著提高了辣椒植株和果实中磷的含量，如与常规炭基肥相比，辣椒植株和果实中磷的含量分别提高了18.2％和11.5％。因本试验不再追施磷肥，故辣椒在整个生长期需不断的从土壤中吸收磷，而炭基缓效性肥比常规炭基肥显著提高辣椒植株和果实中磷的含量，表明炭基缓效性肥的供磷持续效果显著高于常规炭基肥，进一步表明炭基缓效性肥中磷具有好的缓效效果；再者，处理1处理后的辣椒果实中磷的含量为0.53％，但是，处理1中复合肥中的P₂O₅含量为15％，而炭基缓效性肥中P₂O₅含量为9％，因此，在与复合肥等量施肥的条件下(670kg/hm²)，炭基缓效性肥中P₂O₅中磷肥的施用量比复合肥少施加46.9kg/hm²，但是，最终得到的辣椒植株和果实中磷的含量均高于复合肥，表明炭基缓效性肥的肥效高，磷素的植物利用率高。

试验例2

试验选用辣椒作大田试验：

分别施用上述各实施例和对比例中的炭基缓效性肥或炭基肥，施肥量为670kg/hm²，且均作为基肥一次性施用，做4个重复，每个试验小区的面积为6㎡，其它田间管理措施均与平常一致，相应的测试结果如下表3和表4所示：

表3不同肥料对辣椒品质和产量的影响

从表3可得知：与对比例1、对比例2和对比例3相比，本发明的炭基缓效性肥对辣椒的生长具有显著的促进作用，可显著提高辣椒产量，而且也可显著提高辣椒中可溶性蛋白含量，降低其中硝酸盐含量，显著提高其品质。

表4不同处理对辣椒植株和果实中养分含量的影响

从表4可得知：与对比例1、对比例2和对比例3相比，炭基缓效性肥显著提高了辣椒植株和果实中磷的含量以及氮含量，表明本发明的炭基缓效性肥对其中的磷和氮具有优异的缓效效果，使磷和氮缓慢释放，提高了植物利用率，进而提高了辣椒植株和果实中磷的含量以及氮含量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。