[發明專利]一種利用夏威夷果殼/高粱秸稈制備生物碳基緩釋肥料的方法

有效

• 申請號: 201410681614.0
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104355906B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 夏紅霞;朱啟紅
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及生物碳基肥料制備技術領域，特別涉及一種用夏威夷果殼、高粱秸稈制備生物炭基緩釋肥料的方法。

背景技術

據統計，我國化肥年使用量已達到4214萬噸，平均368 kg/hm²，并且化肥在施用過程中還存在結構不合理的現象，化肥利用率極低。據資料顯示，目前我國氮肥平均利用率只有30%～40%、磷肥只有10%～20%、鉀肥只有35%～50%。化肥的流失，不僅增加生產成本，還造成湖泊、水庫、江河等水體富營養化，土壤性質改變，生產力下降，農產品品質下降等諸多問題。因此，減輕農業化肥面源污染，發展生態農業，改善生態環境是當前農業生產的重要任務。為此，國內外進行了大量研究工作，研發各型緩釋肥料，極大降低了化肥面源污染。

緩釋肥料又稱長效肥料或控釋肥料，指由于化學成分改變或表面包涂半透水性或不透水性物質，而使其中有效養分慢慢釋放，保持肥效的長效性。緩釋氮肥的最重要特性是可以控制其釋放速度，在施入土壤以后逐漸分解，逐漸為作物吸收利用，使肥料中養分能滿足作物整個生長期中各個生長階段的不同需要，一次施用后，肥效可維持數月至一年以上。施用緩釋/控釋肥料，既可以降低生產成本，又可以減少農業化肥面源污染，利用農業的持續發展。

生物炭是生物質材料在缺氧或限氧條件下熱解，去除生物質中的油和氣后剩下的固體物質。生物碳具有優異的吸附性能，能直接吸附廢水中的污染物質；施用土壤后還可以改善土壤理化性質、減少養分流失、促進作物生長、吸附固定土壤污染物質，并能起到土壤碳庫增匯減排的作用。因此，生物炭已成為近年來環境和農業科學領域的研究熱點之一。

發明內容

本發明的另一目的在于提供上述生物碳基緩釋肥料的制備方法和施用方法。

為了實現本發明的目的，本發明提供一種生物碳基緩釋肥料的制備方法，主要包括生物炭、有機質和化肥，所述的生物炭由夏威夷果殼、高粱秸稈低溫碳化改性制得。

本發明提供的生物碳基緩釋肥料，其原料包括如下質量比例的成分：

改性后的生物碳產物：25～40

牛糞沼渣：25～35

化肥：30～40

脲酶抑制劑和硝化抑制劑的混合溶液：2～5

粘合劑：5-10

所述生物炭與沼渣、化肥、脲酶抑制劑和硝化抑制劑的混合溶液、粘合劑的質量比為（25～40）：（25～35）：（30～40）：（2～5）：（5～10），優選為30：28：33：4：5。

所述的生物碳基緩釋肥，其總養分（N+P₂O₅+K₂O）≧20%，生物炭≧30%，有機質≧30%。

此外，本發明首先提供一種上述生物碳基緩釋肥料的制備方法，包括以下具體步驟：

（1）將收集的夏威夷果殼、高粱秸稈粉碎過篩。

（2）在上述粉碎后的夏威夷果殼、高粱秸稈按一定比例混勻后加入稀鹽酸攪拌混勻，密封靜置24h，再加入硝酸銫溶液混勻密封靜置12h，自然風干。

（3）將上述處理過的生物質置于瓷坩堝中壓實，蓋上蓋子進行厭氧熱解；熱解反應結束后，待坩堝冷卻至室溫后取出。

（4）將上述制備的生物碳與一定濃度的H₂O₂混勻，在振蕩器中震蕩24h取出，用蒸餾水洗凈后烘干，即獲得高吸附性能生物碳。

（5）將上述制備的生物炭置入密閉容器中，加入一定量的濃氨水、硝酸鉑溶液后加熱反應，待反應3-10小時后取出。反應期間調節反應容器壓力，使其維持在5-15個標準大氣壓。

（6）以上述反應后的改性生物炭為主體，加入一定量的沼渣、化肥（氮肥、磷肥、鉀肥）、脲酶抑制劑/硝化抑制劑混合液、粘合劑等，在有機無機肥料造粒機中造粒，造粒后的物料進入烘干機中烘干，經冷卻即獲得生物碳基緩釋肥料。

為確保熱解時的缺氧環境以及熱解效果，所述步驟1中生物質原料粉碎粒徑為20～100目。

所述步驟2中稀鹽酸濃度為0.5-2.5mol/L，硝酸銫溶液濃度為0.05-1.5mol/L。

所述步驟3中生物質熱解溫度400～700℃，熱解時間60-300min，升溫速度為5-15℃/min。

所述步驟4中H₂O₂濃度為1～10%。