[發(fā)明專利]一種生物炭肥及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410190591.3
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103922831A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙月
• 申請（專利權(quán)）人: 趙月
• 主分類號: C05G1/00
• 分類號: C05G1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物質(zhì)資源回收利用領(lǐng)域，尤其涉及一種生物炭肥及其制備方法。

背景技術(shù)

隨不論是在糧食作物還是在經(jīng)濟(jì)作物的種植領(lǐng)域，長久以來就采用施肥的手段來提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。從最早的施用農(nóng)家有機(jī)肥到施用無機(jī)肥，再到施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥。施肥種類、施肥量及配比等對糧食作物或經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量和質(zhì)量都有很大的影響。傳統(tǒng)的肥料尤其是有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥雖然在提高作物產(chǎn)量方面起到了不錯(cuò)的效果。但是，傳統(tǒng)的肥料存在成分和養(yǎng)分配比不合理，幾乎不能恢復(fù)土壤肥力、改善土壤結(jié)構(gòu)，甚至還會產(chǎn)生副作用，造成土壤板結(jié)等。

生物炭（biochar）是生物質(zhì)在缺氧或厭氧條件下經(jīng)碳化熱裂解所得的一類具有高度芳香化物質(zhì)。生物炭一般具有疏松微孔的結(jié)構(gòu)，所以目前生物炭作為土壤改良劑、肥料緩釋載體在作物種植領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多。大量研究表明，生物炭的施用可提高土壤肥效，增加作物產(chǎn)量，施加生物炭可培肥土壤，提高土壤有機(jī)質(zhì)（SOM），同時(shí)分解慢、能降低重金屬和有機(jī)污染物生物有效性等作用。其多孔性促使生物炭吸附土壤有機(jī)質(zhì)，催化活性小的有機(jī)分子聚合形成SOM，促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成；另外，其生物穩(wěn)定性可促進(jìn)土壤腐殖質(zhì)的形成，構(gòu)筑土壤肥力，此外生物質(zhì)碳可有效調(diào)節(jié)土壤?N、P、K?等營養(yǎng)元素的循環(huán)，提高土壤保水保肥能力。

目前生物炭的使用方法，一般是添加有機(jī)和/或無機(jī)肥料配合使用，一方面使用麻煩，成本較高，另一方面也會對生物炭的作用造成影響，使其不能充分發(fā)揮作用。另外，目前的生物炭由于其原料以及制備方法的原因，其微孔結(jié)構(gòu)偏少、比表面積也偏小，而微孔結(jié)構(gòu)和比表面積是決定其主要功能的因素之一；再者，由于其原料以及制備方法的原因，生物炭保留的營養(yǎng)元素包括微量元素較少，也是目前需要添加其他肥料的原因之一。

另外，在很多農(nóng)村地區(qū)，小麥?zhǔn)崭詈罅粝麓罅康慕斩挘捎谵r(nóng)村燃料漸漸采用電和天然氣替代，小麥秸稈沒有很好的處理方法，很多地方采用直接焚燒的方式還田。但是，這種方式造成了大量的空氣污染，產(chǎn)生大量的霾，一方面影響飛機(jī)等飛行器的飛行，另一方面對空氣產(chǎn)生污染，尤其是城郊燃燒秸稈，會對城市空氣造成很大影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的之一，在于針對上述存在的問題，提供一種具有高比表面積、不需要另外添加化肥的生物炭肥。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種生物炭肥，由下述重量份的原料組成：

小麥秸稈???60-80份

人畜糞便???20-30份

添加劑?????15-25份，其中，所述添加劑為草木灰用水溶解后，用氨水調(diào)節(jié)pH至8.2-8.6，然后過濾，冷凍干燥得到的物質(zhì)。?

上述原料中，小麥秸稈重量份數(shù)是指含水量在10%以下進(jìn)行稱量的份數(shù)，人畜糞便的重量份數(shù)是指含水量在20%以下進(jìn)行稱量的份數(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，雖然有采用KOH作為添加劑的報(bào)道，也有采用KOH、K₂CO₃和K₃PO₄作為添加劑的報(bào)道，其目的都是為了增加生物炭的微孔數(shù)量從而增大比表面積，但是由于添加劑成分與比例的原因，增加的微孔數(shù)量有限。

而本發(fā)明的發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)，采用經(jīng)過特殊方法處理過的草木灰作為添加劑，

該添加劑一方面可以大幅增加微孔從而增大比表面積，平均比表面積可以達(dá)到590m³·g^-1以上，從而可以更好地增加土壤有機(jī)質(zhì)、吸收重金屬、改良土壤、增加肥力，另一方面可以增加營養(yǎng)元素N、P、K以及微量元素包括Ca、Mn、Mg、Fe、Zn、Cu等，，基本不用額外添加有機(jī)和/或無機(jī)化肥；更為重要的是，配合本發(fā)明特有的裂解方法，還可以鎖住小麥秸稈和人畜糞便中對作物有用的營養(yǎng)元素包括微量元素，保證其在裂解過程中減少流失甚至不流失，從而更好地滿足作物生長的需要。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：一種生物炭肥，由下述重量份的原料組成：

小麥秸稈???75份

人畜糞便???25份

添加劑?????20份。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述草木灰為喬木燃燒后得到的草木灰。喬木燃燒后的草木灰，雜質(zhì)更少，也更利于營養(yǎng)成分的保留和對小麥秸稈、人畜糞便的營養(yǎng)成分的鎖定。另外，很多工廠比如塑料廠作為燃料的喬木燃燒后產(chǎn)生大量的草木灰，可以對其進(jìn)行充分回收利用。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：過濾時(shí)采用0.45μm濾膜。采用較細(xì)的孔徑，可以濾除絕大部分雜質(zhì)，利于生物炭微孔的形成和營養(yǎng)元素的富集留存。