[發明專利]一種水稻可降鎘新型炭基生物復合肥

有效

• 申請號: 201410697563.0
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104496639A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 王惠群;陳亞波;方俊;張沁怡;劉星強;范星露;邢嘉韻
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學;湖南谷力新能源科技股份有限公司
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/04
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 江巨鰲

技術領域

本發明涉及一種水稻專用可降鎘新型炭基生物復合肥，屬于作物肥料的領域，主要用于各水稻產區的水稻田，上調水稻連作的土壤pH值，提高土壤的有機質含量，降低稻米中的鎘元素含量，從而提高稻米品質。

背景技術

許多雙季稻水稻生產區，特別是湖南省的水稻產區，由于雙季稻區水稻連作造成雙季稻區土壤酸化嚴重，使土壤中的肥料養份流失及散發，造成水田周圍的水環境污染嚴重；同時土壤酸化使土壤中的重金屬鎘元素在土壤中的溶解度增加，稻米中鎘元素質量分數在0.2mg/kg以上，形成“鎘米”，使稻米品質下降，影響人們的身體健康，也影響農民的生產效益，也對我國糧食穩產造成重要影響。

稻殼炭是稻米加工后的稻殼通過生物質能源氣化多聯產技術的應用，在600-800℃下、缺氧熱解2-3小時，之后添加氣化劑在600-1200℃下氧化，然后在800-600℃下還原。這個過程產生的大量熱量用來發電。稻殼炭化后的副產品黑色材料稱之為稻殼炭或生物質炭。用這種方法100kg稻殼可制備約30kg稻殼炭。這種稻殼炭含有約50％的固定碳，約50％的灰分。這種稻殼炭主要理化性質如下：pH?10.2，礦質元素磷元素質量分數683.17mg/kg，硫元素質量分數58.90mg/kg，鈣元素質量分數303.13mg/kg，鎂元素質量分數121.93mg/kg，鉀元素質量分數1598.80mg/kg，鋅元素質量分數2.60mg/kg，錳元素質量分數24.90mg/kg，硅元素質量分數517.33mg/kg。

稻殼炭、石灰和腐植酸的pH值都較高，為雙季稻區酸性土壤之良好改良劑。稻殼炭主要成分含有約50％的固定碳，所含的二氧化硅，與土壤成分相近，可視為土壤代用品。稻殼炭具有孔隙結構，較大的比表面積，特異的表面官能團。減少重金屬在根系的表面交換吸附。稻殼炭吸附力大，稻殼炭能夠吸附重金屬鎘元素，降低鎘元素在土壤中的遷移率，同時降低水稻對鎘元素的吸收累積系數，減少連作障害。稻殼炭具有許多的物理學、化學和生物學等功能，如何對它進行綜合利用是值得研究的重大課題。

腐植酸是動植物遺骸，主要是植物遺骸，經過生物酵素/微生物分解和轉化，以及地球化學的一系列過程形成的一類有機物質。對水稻田，可用降鎘新型炭基生物復合肥，充分利用稻殼炭載體和腐植酸的大量含氧官能團(羧基、內酯基、酚羥基和醌型羰基)與土壤中的金屬離子(Cd²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ca²⁺等)絡合，增大土壤膠粒直徑,上調土壤pH值,在土壤膠體結構中腐植酸通過范德華力、氫鍵、靜電吸附、陽離子鍵橋等形成有機-無機復合體。在合適的條件下，這種吸附作用可有效地阻止重金屬離子進入植株中，減輕重金屬離子對作物的毒害。

生物質炭是工業、農業、國防、交通、醫藥衛生、環保事業和尖端科學不可或缺的重要材料。項目組研究人員根據生物技術、生態技術、有機農業種植技術、植物養分歸還法施肥技術和測土配方施肥技術等原理，經過多年的實驗室和大田試驗和實踐研究，提供一種水稻可降鎘新型炭基生物復合肥。目前，有關包括稻殼炭在內的生物質炭應用，用新型炭基生物復合肥在水稻田中的降鎘，至今未見報道。

生物質炭具有許多的物理學、化學和生物學等功能，但對稻殼炭作為載體進行水稻可降鎘新型炭基生物復合肥的研制和應用的基礎理論機理還有待進一步的研究和完善。

發明內容

本發明針對上述雙季稻水稻生產區的主要生產實際問題，研制一種水稻可降鎘新型炭基生物復合肥配方及其應用,這對解決稻殼炭產生的環境污染，指導稻殼炭的高值化生產，提高稻殼炭的附加值，提高湖南稻米產量和品質具有十分重要的理論意義、實際意義和應用價值。

采用的技術方案是：一種水稻可降鎘炭基生物復合肥，該炭基生物復合肥由尿素、氯化銨、硫酸銨、磷酸一銨、氯化鉀、稻殼炭、生物酵素、石灰、腐殖酸原粉等組成，每噸炭基復合肥含尿素70～80kg、氯化銨120～130kg、硫酸銨45～55kg、磷酸一銨110～120kg、氯化鉀100～110kg、稻殼炭250～325kg、生物酵素15～20kg、石灰190～245kg、腐殖酸原粉6～7kg。

上述炭基復合肥是按上述配比稱取各組分進行均勻混合，混合時可用混合機，即得到本發明的炭基復合肥。上述炭基復合肥可直接施用，每畝的施用量為140～180kg，也可與有機物料腐熟劑一起使用，其添加量為每噸炭基復合肥添加61～75kg有機物料腐熟劑，施用量為每畝150～190kg。可以用作基肥，也可以散施，可以在土壤翻耕時施用，也可以在耙田時施用。