[發明專利]一種高效生物質炭包膜肥料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510223854.0
• 申請日: 2015-05-05
• 公開（公告）號: CN104973931A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 王曉亭;吳德清;陳永山;黃會真
• 申請（專利權）人: 馬鞍山科邦生態肥有限公司
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明屬于肥料的工藝技術領域，具體涉及到一種高效生物質炭包膜肥料及其制備方法。

背景技術

緩釋肥料不僅能提高肥料利用率，還能減少施肥對環境的負面影響，近年來引起了學者的廣泛關注。當前包膜緩釋肥料的研究主要集中在包膜材料的選擇和研發上，有機高分子聚合物包膜緩釋肥料可以減緩養分釋放，提高肥料利用效率，已得到普遍的認同。

但其在生產過程中大都使用脂溶性物質，施用后容易對環境造成污染，加之價格昂貴等原因，限制了這類肥料的推廣應用。因此，尋求環境友好、價格低廉、緩釋效果好的膜材料成為該領域的研究熱點。生物質炭具有高度的孔隙結構，可以增加土壤孔隙度及增強土壤保水能力，降低土壤體積質量，有利植物根系生長；同時含有大量植物所需的營養元素，促進土壤養分循環和植物生長；還具有較高的生物學穩定性，較強的抵抗微生物分解的能力，可以增強土壤的固碳作用，減少碳向大氣的釋放。如果將生物質炭作為膜材料制備包裹型緩釋肥料，不僅能減緩肥料養分釋放速度，提高肥料利用率，而且能帶來良好的生態環境效益。因此，本文利用碳化稻殼為主要膜材料制備3種不同厚度的包裹型緩釋肥料，重點探討了生物質炭的厚度對包裹型緩釋肥料的養分釋放特性的影響，以期為我國環境友好型緩釋肥料的研發和應用提供依據。

發明內容

一種高效生物質炭包膜肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：核桃殼20～35、甘蔗渣8～15、毛竹12～20、尿素20～26、1mol/L稀鹽酸溶液80～100、腐殖酸銨10～15、硫酸鉀20～30、硫酸亞鐵5～10、磷酸氫鈣18～25、粘土6～10、氯化鋅6～10、粘結劑4～5和適量的水；

所述粘結劑由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇10～15、石灰石粉3～5、煤焦油4～7、碳酸氫鈉1～2、甲殼素2～4、十二烷基苯磺酸鈉1～2.5、磷酸三丁酯0.5～1、乙醇6～10和水50；制備方法是在反應釜中，將乙醇與水混合稀釋，然后加入煤焦油、十二烷基苯磺酸鈉、碳酸氫鈉和磷酸三丁酯，加熱至70～80℃，恒?溫以350～600r/min轉速攪拌30～40min，保溫狀態下靜置20min后至泡沫消失，最后兌入聚乙烯醇、石灰石粉和甲殼素，在60～75℃條件下攪拌至均勻的乳劑即得。

一種高效生物質炭包膜肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

(1)混合核桃殼、甘蔗渣及毛竹，先初步粉碎，然后加水至沒過總物料10～20cm，浸泡振蕩8～10h，球磨20～30min成勻漿，離心得下層沉淀，烘干得粉劑

(2)將(1)所述的粉劑在密封條件下放入炭化爐中，溫度600～800℃進行加熱炭化6～10h，冷卻至室溫后得炭化產物，用1mol/L稀鹽酸溶液浸泡洗滌2～3遍后烘干水分；

(3)混合腐殖酸銨、硫酸鉀、硫酸亞鐵、磷酸氫鈣、氯化鋅及其它以下未涉及的剩余成分，粉碎至過40目篩，加入粘土，適量加水調整含水量至40％，制成3～4mm粒徑的顆粒；

(4)將粘結劑加入至(2)的最終炭化產物中，加水調制成含水量70～80％均勻的糊，然后將(3)所述的顆粒放入包膜機中預熱到80～90℃，向顆粒上間隔噴灑糊料，反復2～3次，最后通熱風烘干即可。

本發明采用炭化稻殼的粗制活性炭成分配合粘結劑制成的外包膜成分包膜尿素，然后探究包膜尿素在土壤中的釋放情況。

供試土壤為褐土，尿素采用大顆粒的直徑為3.0～4.0mm氮含量為46.2％，粘結劑為濃度5.0％的聚乙烯醇水溶液。

包膜設備是轉鼓式糖衣包膜劑，高壓噴漆槍。步驟是稱取1.0kg粒徑均勻的顆粒尿素倒入轉動的轉股中，加熱到40℃左右，按照每千克肥料50ml粘結劑的用量，向顆粒尿素上噴灑粘結劑，將一定量的炭化稻殼加入到轉鼓中，同時噴灑粘結劑，使物料滾動成粒，反復幾次，直到包裹完畢。最終得到包裹材料用量占被包裹肥料重量的10％、15％、20％的比例，共制備3種包裹型緩釋肥料，分別表示為SRF10、SRF15、SRF20。

采用200目的塑料濾布對內徑4.72cm、高15.24的PVC管封底做成淋洗柱，以土壤為淋洗介質，肥料用量按N?0.6g/kg風干土的比例添加自行研制的包裹型緩釋肥料；同時設置對照(施用未經包裹的尿素，CK表示)和空白共5個處理，?每一處理重復3次。有肥料混入的土柱在填裝時先裝入50g未混入肥料的風干土，余下的風干土與試驗肥料充分混勻后再裝入PVC管內，其上鋪少許石英砂。