[發明專利]惰性炭基鈍化肥料、其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201711336763.3
• 申請日: 2017-12-10
• 公開（公告）號: CN109896907A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 王洪媛;劉宏斌;蓋霞普;雷寶坤;翟麗梅;雷秋良;武淑霞
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所
• 主分類號: C05G3/08
• 分類號: C05G3/08;C05G3/00;C05G3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種惰性炭基產品，本產品是采用無氧/缺氧條件在450?550℃的炭化溫度下制備成的富碳、性質穩定的材料，主要特點是具有較大比表面積、多孔結構性質等優良特性，能夠起到提高土壤pH，增加土壤有機碳含量，固持土壤養分的作用。本發明將惰性炭基產品與尿素或糞肥按照一定比例復合制備成惰性炭基鈍化氮肥或者惰性炭基鈍化有機肥，使外源氮素在土壤中緩慢釋放，能夠延長肥效，提高氮肥利用率，減少氮素流失。田間試驗結果表明本發明的惰性炭基鈍化氮肥和惰性炭基鈍化有機肥均能夠有效地使農作物增產增收，提高土壤pH，增加土壤有機碳、全氮、銨態氮、有效磷、速效鉀等養分含量，降低土壤硝態氮的殘留和一氧化二氮等溫室氣體的排放。

技術領域

本發明涉及肥料制備領域，具體地說，涉及一種惰性炭基鈍化肥料的制備方法和應用。

背景技術

氮是大多數植物正常生長發育所必不可少的營養元素，世界人口所需蛋白的近50％依賴于化學氮肥。然而，隨著農業生產中氮肥施用逐漸增加，氮肥除被作物吸收外，大量盈余氮素帶來了一系列嚴重的環境問題，如地下水硝酸鹽超標、地表水富營養化、以氧化亞氮或氨揮發形式進入大氣導致的溫室效應和大氣質量降低，以及這些活性氮素通過干濕沉降返回陸地，進一步導致的生態系統多樣性下降等。然而，隨著人口增長對糧食需求的不斷增加，氮肥的使用是不可避免的甚至會更多，因此，研發環境友好的肥料將會成為我國肥料的主體，也是我國農業可持續發展的重大需求。

緩釋肥料是一種環境友好型肥料，具有養分利用率高、養分釋放與作物需求同步、肥效均衡、持續、釋放周期長、理化性質穩定、環境污染小等優勢，能滿足植物生長時期所需養分，減少了施肥次數以及施肥過程中不必要的人力、物力、財力的消耗，備受到農業科技人員的青睞，成為近年來的研發熱點。然而，目前市場上銷售的采用包埋技術、改性技術等得到的緩釋肥料多因價格過高、其分解產物對農田土壤有一定的毒害作用等緣故，難以得到廣泛應用。

活性炭(active carbon)是經過特殊工藝加工而成的無定形碳，具有孔隙結構豐富、比表面積巨大、吸附速度快且能力強等優點，對多數污染物具有較好的吸附性能，是一種優良的吸附材料，但是活性炭的價格過高，難以在農業中得到廣泛應用。生物炭(biochar)是在完全或部分缺氧條件下，生物質在 300-700℃條件下熱解炭化成的一種含碳量極其豐富的、性質穩定的產物，具有孔隙結構發達，較強的吸附特性和高度的穩定性，不僅能夠提高土壤pH和土壤含水量，改善土壤結構，而且能夠提高土壤有機質含量，增加土壤中氮、磷、鉀、鈣、鎂等含量，增加土壤固碳能力及農作物產量等。然而，由于生物炭的熱解溫度范圍較大，得到的生物質產品質量穩定性較差，田間應用效果具有很大的爭議性。

本發明提出的惰性炭(passivated carbon)，是指在缺氧或無氧條件下，秸稈、畜禽糞便等農業廢棄物在450-550℃條件下熱解得到的一種富碳物質。在此條件下得到的惰性炭基產品，具有造價低廉、比表面積大、孔隙結構致密、吸附能力強等優勢，是一種綠色環保、環境友好型的新型功能材料。

在農業生產實踐中，氮肥以及糞肥直接施入土壤中，氮素很容易通過氨揮發、淋溶、徑流、氧化亞氮排放等途徑進入環境，即降低了作物利用率又造成了生態環境污染問題。將氮肥或糞肥與惰性炭基產品按照一定比例進行混合制備成鈍化肥料施入到土壤中，可更長時間給植物提供營養，提高肥料利用率，減少面源污染，從而提高施肥的經濟效益、社會效益和環境效益。

發明內容

本發明的目的是提出惰性炭(passivated carbon)，并將惰性炭與化肥或者糞肥按照一定比例進行復合，開發出一種新型的鈍化肥料，使外源氮素在土壤中緩慢釋放，提高氮肥利用率，使農作物增產增收，減少氮素流失。

本發明的另一目的提供上述鈍化肥料的制備方法及應用。

為了實現本發明目的，本發明首先提供一種制備鈍化肥料的方法，包括以下步驟：