[發明專利]一種基于河道底泥炭化生產炭基肥的制作方法

在審

• 申請號: 202011474590.3
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112592225A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 和苗苗
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/60;C05G3/80;C05G5/12;A01C21/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

本發明公開一種基于河道底泥炭化生產炭基肥的制作方法。本發明基于底泥為主的有機廢物高溫熱解炭化后獲得生物炭，進一步與有機肥或無機肥混合加工而成。其營養成分與微量元素均高于竹炭或秸稈炭，且生成的生物炭比表面積、總孔體積等關鍵參數顯著好于畜禽糞便生物炭，重金屬含量也明顯較低。將生物炭與化學或有機肥料混合加工成炭基肥，這樣即能獲得比表面積大、總孔體積高的骨架結構，又能提高其親水性與極性，進而增強底泥炭基肥在土壤中的吸附作用，有助于降低土壤污染物的生物有效性、提高有益微生物對土傳病害的抑制作用，進一步維持土壤生態平衡。

技術領域

本發明屬于節能減排和環保領域，利用河道底泥碳化生產炭基肥，涉及城鄉有機固體廢棄物的資源化利用、以及土壤質量保護等技術，具體是一種基于河道底泥炭化生產炭基肥的制作方法。

背景技術

隨著我國人口的增長，對農作物的需求量越來越大，集約化農業迅速擴大。農藥、化肥的大量使用，使土壤板結、鹽漬化、土地承載力差、酸性土壤范圍廣等土壤質量問題日益突出；而有機肥的濫用，又加重土壤的重金屬及病害問題，進而直接影響農產品的質量與安全。可見，單純的有機肥或無機肥施用已不能滿足日益提升的環境要求，合理選擇及施用肥料，對維持土壤生態系統健康以及土地可持續生產力非常重要。

生物炭在燒制過程中，能形成較多的芳香環結構，生物炭由此變得非常緊湊，其比表面積、孔體積都顯著增大，但極性和親水性都有所減弱。近年來，農業工作者將生物炭引入肥料制作生產炭基肥。炭基肥是利用生物炭的多孔性能以及較強的吸附能力，與各種有機養分、無機養分、以及有益微生物巧妙地結合，使化學或有機肥料存在于生物炭表面的孔隙之中，在未改變生物炭骨架結構和官能團種類的基礎上，適當增大原子比(H/C、O/C和(N+O)/C)，增強生物炭的親水性與極性，從而更好地改善土壤團粒結構，提高土壤保水保肥能力及對病害的抵抗力，凈化土壤微生態環境。炭基肥的使用，符合國家農業農村部減肥減藥的行動，是有利于生態保護的新型綠色生態肥料，更是拯救耕地土壤質量、促進生態平衡的一劑良藥。

目前，制作生物炭的原材料主要來自有機質含量高的農林廢棄物，包括農作物秸稈、竹子、畜禽糞便等。其中，植物秸稈的轉化率低影響其大量生產，且制作炭基肥時還需要另外添加微量元素；而畜禽糞便經熱解炭化后比表面積、總孔體積、芳香性等關鍵參數顯著低于植物秸稈生物炭，且其中的高濃度重金屬會給土壤帶來污染。河道底泥中有機質含量高，鹽分含量低，且重金屬含量顯著低于畜禽糞便，不會給土壤添加二次負擔。更重要的是，底泥來源廣泛且量大，其歸宿正是亟待解決的生態環境問題。在此背景下，將河道底泥與適量的竹子或秸稈混合后進行高溫熱解炭化，獲得底泥生物炭，其營養成分與微量元素均高于竹炭或秸稈炭，且生成的生物炭比表面積、總孔體積等關鍵參數顯著好于畜禽糞便生物炭，重金屬含量也明顯較低。將該生物炭進一步與化學或有機肥料混合加工成炭基肥，這樣即能獲得比表面積大、總孔體積高的骨架結構，又能提高其親水性與極性，進而增強底泥炭基肥在土壤中的吸附作用，有助于降低土壤污染物的生物有效性、提高有益微生物對土傳病害的抑制作用，是一種環境友好型產品，在農業領域中的應用具有廣闊前景，同時也有效解決大量河道底泥的處置問題。

發明內容

本發明針對現有背景技術中存在的問題，提供一種基于河道底泥炭化后生產炭基有機肥或炭基無機肥的制作方法，從而獲得產率高、微量元素含量高、重金屬含量低、可長期施用的環境友好型炭基肥。這不僅解決了大量河道底泥的處理處置問題，還提供一種新型綠色生態肥料，對維持土壤生態系統健康以及土地可持續生產力具有重要意義。

本發明方法的具體步驟是：

步驟(1).采集河道底泥；

步驟(2).將河道底泥機械脫水預處理至含水率60-80％，其中含水率用稱重法測定；

步驟(3).用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定河道底泥有機碳含量；

步驟(4).采集秸稈、竹子等農林廢棄物，粉碎至5mm左右，待用；