[發(fā)明專利]生物質(zhì)炭基硅肥及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104130054A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王旭東;王蒙
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;A01C21/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用在果園中的生物質(zhì)炭基硅肥，屬于肥料和農(nóng)業(yè)生物學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

硅不是植物生長的必需營養(yǎng)元素，但對于很多植物來說，硅是有益元素，對于植物的抗逆性等具有重要的影響。已有的研究顯示，硅肥對水稻的品質(zhì)、產(chǎn)量、抗病蟲、抗重金屬污染等方面表現(xiàn)出非常積極的作用，但在其農(nóng)作物的上的研究相對較少。

黃土高原是我國重要的水果產(chǎn)地，尤其是蘋果生產(chǎn)基地，但長期種植下，由于黃土肥力本身偏低，土壤干旱，果樹常常出現(xiàn)營養(yǎng)不良的癥狀，容易發(fā)生生理性病害，最終影響到產(chǎn)量和品質(zhì)。為了解決這個問題，需要通過合理營養(yǎng)調(diào)控，促進(jìn)蘋果持續(xù)健康生長。

已有一些初步的研究表明，硅元素對促進(jìn)果樹生長具有一定的積極效果，但是如何將硅元素有效的輸送給果樹在本領(lǐng)域還沒有成熟的解決方案。參考早期的在農(nóng)田中的使用方法，可以通過施用無機硅肥。但無機硅肥受到土壤的吸附和固定的影響，其效果很不穩(wěn)定，不具有推廣價值。

近年來，已有人嘗試通過復(fù)合肥料將硅元素添加到土壤中，例如中國專利申請201310616977.1公開了一種復(fù)合化肥，是一種專用在水稻品種的化肥，包括氮磷鉀大量元素和微量元素，其中添加少量的來源于向日葵的生物質(zhì)炭，其制備方法是把無機肥料先造粒，然后把尿素形成的熔漿與生物質(zhì)炭進(jìn)行復(fù)合，再噴布于無機肥料的顆粒的表面，從而包裹肥料，這種肥料對于密植的農(nóng)田農(nóng)作物有一定的效果，但是對于果園土壤并不適用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明申請人公開了一種生物質(zhì)炭基硅肥，利用堿性生物質(zhì)炭促進(jìn)偏硅酸鈉的溶解，減少土壤對偏硅酸根的固定，提高硅的生物有效性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

生物質(zhì)炭基硅肥，包括混合均勻的粉狀生物質(zhì)炭、粉狀偏硅酸鈉、水，其中偏硅酸鈉吸附在生物質(zhì)炭表面。

通過上述組成，偏硅酸鈉在水中部分發(fā)生溶解與生物質(zhì)炭中的芳香環(huán)有機高分子發(fā)生聚合反應(yīng)，從而形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高果樹吸收硅的生物有效性。

在本發(fā)明中，所述生物質(zhì)炭是基于申請人的早期研究和專利申請制備的，具體的說，是以蘋果枝條為原料，粉碎后在厭氧裂解爐中，在溫度300-600℃，優(yōu)選400-500℃下進(jìn)行處理2-5h，優(yōu)選3-4h獲得的產(chǎn)物，其pH值在7.2-12之間，有機碳含量在45-75％之間，生物炭陽離子代換量在15-70cmol/kg之間。

為了提高二者在水作用下的相互融合，生物質(zhì)炭粒徑、偏硅酸鈉粒徑均不高于0.25mm。

優(yōu)選的，生物質(zhì)炭與偏硅酸鈉的質(zhì)量比為1∶0.5-1，水的質(zhì)量含量為約20％。

在上述中，申請人使用了水含量約20％的概念，是由于水的用量的變化并不會顯著影響最終效果，一般而言，上述約20％等價于水的質(zhì)量含量在15-25％之間自由調(diào)節(jié)。

在上述中，各含量是以干基表示，也就是以最終獲得的產(chǎn)品中的各成分的含量，而非原始原料的用量比例。

申請人深入研究了生物質(zhì)碳與偏硅酸鈉的配比，發(fā)現(xiàn)二者含量相同時效果是最佳的。

相應(yīng)的，本發(fā)明公開了上述生物質(zhì)炭基硅肥的制備方法，具體的是，首先將生物質(zhì)炭粉碎過篩后加入到水中充分拌勻，然后加入粉狀偏硅酸鈉次充分拌勻，晾曬至含水量約為20％，裝袋。

優(yōu)選采用下述方法：首先將生物質(zhì)炭粉碎過篩后加入30％左右的水，混勻；然后按1∶1比例(生物質(zhì)炭∶偏硅酸鈉)加入粉狀偏硅酸鈉充分拌勻，晾曬至含水量約為20％，裝袋。

在上述中，30％左右指的是25-35％。

為了降低生產(chǎn)難度，還包括在晾曬前靜置的步驟。

上述的靜置、晾曬并不限定特別條件，優(yōu)選室溫、自然通風(fēng)的條件下進(jìn)行。

由于本發(fā)明的生物質(zhì)炭基硅肥能夠顯著提高提高了硅肥在果園土壤的有效性，因此本發(fā)明還公開了該生物質(zhì)炭基硅肥作為果園土壤肥料的應(yīng)用。

當(dāng)用于果園時，其用量可根據(jù)果園的土壤情況、種植密度等進(jìn)行調(diào)整，通常情況下，在冬季或春季，每畝果園施用150-300kg生物質(zhì)炭基硅肥。

上述的果園，優(yōu)選是蘋果果園，然后其他果園也是同樣適用的。

通過組成改進(jìn)，本發(fā)明的生物質(zhì)炭基硅肥取得了如下技術(shù)進(jìn)步：

(1)提高了硅肥在土壤的有效性。和單施硅肥的相比，生物質(zhì)炭基硅肥硅在土壤中使有效硅濃度提高了8-15％。