一種復(fù)合型生物炭基緩釋肥及施用方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種復(fù)合型生物炭基緩釋肥及施用方法，主要涉及生物炭基肥領(lǐng)域。其制作方法為：通過(guò)將農(nóng)業(yè)稻桿與木屑混合制炭，并添加亞硒酸鈉，得生物炭，再通過(guò)將豬糞和雞糞混合發(fā)酵，并進(jìn)行金屬鈍化處理，得到糞基肥，最后通過(guò)將將生物炭與糞基肥進(jìn)一步發(fā)酵及加入硅藻土改性，得到緩釋肥顆粒，應(yīng)用在農(nóng)田時(shí)，最好以256kg/畝基施，并在全生育期內(nèi)保持土壤水分標(biāo)準(zhǔn)為田間持水量測(cè)定值的70％～80％。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的有益效果在于：它能滿(mǎn)足稻苗生長(zhǎng)發(fā)育初期及全期對(duì)氮磷等的需求，肥效充足持久，且避免重金屬影響，不但顯著改善土壤環(huán)境，抑制甲基汞，且能獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、富硒的稻米。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及生物炭基肥領(lǐng)域，具體是一種復(fù)合型生物炭基緩釋肥及施用方法。
技術(shù)介紹
生物炭通常是指農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)，在缺氧和一定溫度條件下熱解形成的富碳產(chǎn)物。在環(huán)境領(lǐng)域，生物炭主要用來(lái)破解秸稈燃燒難題，減少面源污染，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)“碳封存”；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，主要用來(lái)改良土壤、培肥地力、修復(fù)農(nóng)田、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)等。當(dāng)下，我國(guó)農(nóng)田已不堪重負(fù)，耕地一再被占用，質(zhì)量急劇下降；氣候變化和掠奪式的過(guò)度利用，使過(guò)去的良田沃土嚴(yán)重退化：有機(jī)質(zhì)含量降低，黑土層變薄、酸化現(xiàn)象嚴(yán)重，地力明顯下降，重金屬超標(biāo)。同時(shí)，隨著我國(guó)糧食生產(chǎn)連年增收，每年有大約7億噸的秸稈，其中只有不到1/3的秸稈實(shí)現(xiàn)了還田，其余的基本被燒掉或廢棄。如果將這些秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物還田，無(wú)疑是遏制土壤退化、改善耕地質(zhì)量的有效措施。在所有的秸稈利用途徑中，首先應(yīng)是肥料還田、直接還田或炭化還田。這不僅是改良土壤、實(shí)現(xiàn)農(nóng)田可持續(xù)發(fā)展、保障糧食安全的需要，也是破解秸稈焚燒難題、加強(qiáng)環(huán)境與生態(tài)建設(shè)的需要。為提高土壤肥力，近年來(lái)，國(guó)外開(kāi)始研究將生物炭應(yīng)用技術(shù)引進(jìn)農(nóng)業(yè)環(huán)境領(lǐng)域的可能性。但是，國(guó)外的生物炭產(chǎn)業(yè)由于各種原因，并不符合我國(guó)生態(tài)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的需要。根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，生物炭與農(nóng)業(yè)研究的總體設(shè)計(jì)思路應(yīng)該是：以生物炭為載體，生產(chǎn)緩釋肥和土壤改良劑，實(shí)現(xiàn)秸稈炭化還田。基于上述設(shè)計(jì)思路，現(xiàn)有技術(shù)研發(fā)了多種以生物炭為基礎(chǔ)的肥料，各自有所突破。但是，總體而言，均存在一定的缺陷。首先，與生物炭聯(lián)合的生物基肥的選擇尚不理想，大部分技術(shù)采用與雞糞共同堆漚，但是雞糞的營(yíng)養(yǎng)及肥效有其自身的特點(diǎn)，并不全面。大部分與生物炭聯(lián)合的生物有機(jī)肥均為糞肥，雞糞、豬糞都由于各自產(chǎn)量較大，成本低廉而成為糞肥的常用選擇。但是由于各自組分的差異，故在促進(jìn)作物生長(zhǎng)方面各有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也各自存在有短板：一方面，二者的組分不同，故具有不同的肥效，雞糞是常規(guī)禽畜糞便中營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高的，其中有機(jī)質(zhì)站25％，氮磷鉀的含量也很高，同時(shí)富含氨基酸、銅、鋅、鐵、錳、鎂、硒等微量元素以及富含維生素B，肥效持期長(zhǎng)；而豬糞含油蛋白質(zhì)、脂肪類(lèi)、有機(jī)酸、纖維素、半纖維素以及無(wú)機(jī)鹽等多種營(yíng)養(yǎng)成分，維生素A的含量較高，肥效迅速。二者組分具有較好的互補(bǔ)性，互相具有不同的肥效優(yōu)勢(shì)。但是，由于豬糞質(zhì)地較細(xì)，透氣性差，單獨(dú)發(fā)酵需要大量的秸稈疏松，造成成品肥料的養(yǎng)分比例較低。且雞糞與豬糞的發(fā)酵條件有所不同，故現(xiàn)有技術(shù)難以合并堆漚。其次，近年來(lái)，中國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展已經(jīng)步入規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展階段，由于養(yǎng)殖模式的改變以及商家對(duì)利益的追求，一些重金屬元素如Cu、Zn、As、Cr、Pb等被廣泛應(yīng)用于飼料添加劑，隨之進(jìn)入到禽畜糞便中。因此，禽畜糞便的重金屬污染問(wèn)題變得十分嚴(yán)峻，這些重金屬離子如果不在堆肥時(shí)進(jìn)行鈍化，降低其生物有效性，則會(huì)對(duì)作物的生長(zhǎng)以及土壤的環(huán)境造成不良影響。再有，在水稻生長(zhǎng)的土壤污染形勢(shì)不容樂(lè)觀，根據(jù)2014年4月7日公布的第一次全國(guó)土壤污染調(diào)查公報(bào)，Hg點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)到1.6％。根據(jù)農(nóng)業(yè)部第二次全國(guó)污灌區(qū)普查報(bào)告，在當(dāng)時(shí)統(tǒng)計(jì)的約140×104km2污灌區(qū)中，遭受重金屬污染的土地面積占污灌區(qū)總面積的64.8％，其中汞是污染面積最大的重金屬之一，平均含量為0.76mg-1·kg。土壤在經(jīng)歷漫灌(污灌)、季節(jié)性水淹、洪水或干濕交替(稻田環(huán)境)等水分條件變化時(shí)，可以使土壤汞發(fā)生甲基化，汞在硫酸鹽還原菌等細(xì)菌作用下，大量轉(zhuǎn)化為甲基汞并轉(zhuǎn)運(yùn)到水稻籽粒中，對(duì)人體健康造成極大威脅。已有研究證實(shí)，水稻對(duì)于甲基汞具有較強(qiáng)的富集能力，且甲基汞容易在稻米中產(chǎn)生積累。在中國(guó)西南汞礦區(qū)周邊，食用稻米是農(nóng)村居民甲基汞暴露的主要途徑，居民甲基汞總輸入量的94％來(lái)自稻米食用。生物炭基肥對(duì)汞離子有一定的吸附固化能力，但是效果甚微，如何在即利用了生物炭基肥的肥效作用前提下，還能進(jìn)一步提高其對(duì)汞離子的固化水平，是本領(lǐng)域研究人員的難點(diǎn)和重點(diǎn)。在肥料的使用中，控釋肥顯然更加方便實(shí)用。而生物炭的緩釋能力有限，如果覆蓋水稻的全生育期，則需要進(jìn)一步對(duì)其理化性質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種復(fù)合型生物炭基緩釋肥及施用方法，它所制得的緩釋肥顆粒具有前期磷肥加速釋放，全生育期氮肥鉀肥有效緩釋的優(yōu)秀特性，且營(yíng)養(yǎng)全面，強(qiáng)力抑制了生態(tài)肥中的重金屬影響稻田中的甲基汞，對(duì)土壤有顯著的改良作用，促進(jìn)稻苗生長(zhǎng)，并能獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、富硒的稻米，且本方法能夠最大化發(fā)揮本肥料的肥效及功用，滿(mǎn)足稻苗生長(zhǎng)發(fā)育全過(guò)程中對(duì)氮肥的長(zhǎng)期需求，且能滿(mǎn)足其在初期對(duì)磷肥的大量需求，故全生育期內(nèi)對(duì)氮肥和磷肥不用再增加，不但肥效較好，且大量節(jié)省人工成本。本專(zhuān)利技術(shù)為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種復(fù)合型生物炭基緩釋肥，通過(guò)以下方法制得：步驟1：稻桿基炭準(zhǔn)備：1.1將農(nóng)業(yè)稻桿與木屑按重量比1:1混合進(jìn)行烘干、粉碎、過(guò)10～30目篩，在50～80℃下烘干1～2天，500～800℃限氧或無(wú)氧熱解2～6h，研磨過(guò)50～100目篩，得生物炭；1.2按與所述生物炭重量比1.9％～2.9％加入亞硒酸鈉，混勻后陳化2～3天；步驟2：糞基底肥2.1將干豬糞、干雞糞按重量比1:1混合，得到混合干糞；2.2在混合干糞中按重量比加入30％～50％的水、10％～15％的米糠或麥麩、10％～15％的草粉或草炭、0.3％～0.5％加入em菌液，攪拌均勻，堆成高約1米、寬2米的長(zhǎng)方形物料堆，并在堆頂打孔通氣，40～50℃堆漚2～3天；2.3按總物料重量百分比10％～20％加入風(fēng)化煤腐殖酸、2％～8％的磷肥，拌勻碼堆，并在堆頂打孔通氣，升溫至50～70℃進(jìn)行堆漚5～10天，得糞基底肥；步驟3：復(fù)合改性3.1將稻桿基炭和糞基底肥按照重量比0.6:1～1:1進(jìn)行混合，拌勻碼堆并在50～70℃條件下堆漚3～6天；3.2按總物料重量加入10～20％的硅藻土、3～8％的粘合劑，拌勻，抽濾，干燥，陳化1～2天，得基肥；3.3按基肥重量的15％～25％進(jìn)行噴淋水霧，以基肥為原料使用圓盤(pán)造粒機(jī)進(jìn)行造粒，即得成品控釋肥顆粒。優(yōu)選的，所述風(fēng)化煤腐殖酸的制備方法為：將風(fēng)化煤去除雜物、碾磨過(guò)篩，按風(fēng)化煤質(zhì)量的10％加入清水，拌勻后，按體積比1:1加入0.1mol/L的鹽酸溶液，攪拌靜置3天，過(guò)濾，用清水漂洗3～5次，干燥即得。優(yōu)選的，所述粘合劑為氧化淀粉。優(yōu)選的，在所述步驟2的2.2中，按基肥重量的1％～3％加入過(guò)磷酸鈣。優(yōu)選的，在所述步驟2的2.2中，按基肥重量的0.5％～1.5％加入尿素。優(yōu)選的，上述緩釋肥的制作方法可以?xún)?yōu)化為：步驟1：稻桿基炭準(zhǔn)備：1.1將農(nóng)業(yè)稻桿與木屑按重量比1:1混合進(jìn)行烘干、粉碎、過(guò)20目篩，在60℃下烘干24h，600℃氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下進(jìn)行無(wú)氧熱解4h，研磨過(guò)60目篩，得生物炭；1.2按與所述生物炭重量比2.5％加入亞硒酸鈉，混勻后陳化2天；步驟2：糞基底肥2.1將干豬糞、干雞糞按重量比1:1混合，得到混合干糞；2.2在混合干糞中按重量比加入40％的水、12％的米糠或麥麩、12％的草粉或草炭、0.4％加入em菌液，攪拌均勻，堆成高約1米、寬2米的長(zhǎng)方形物料堆，并在堆頂打孔通氣，45℃堆漚2天；2.3按總物料重量百分比15％加入風(fēng)化煤腐殖酸、3.5％的磷肥，拌勻碼堆，并在堆頂打孔通氣，升溫至65℃進(jìn)行堆漚6天，得糞基底肥；步驟3：復(fù)合本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種復(fù)合型生物炭基緩釋肥，其特征在于：通過(guò)以下方法制得：步驟1：稻桿基炭準(zhǔn)備：1.1將農(nóng)業(yè)稻桿與木屑按重量比1:1混合進(jìn)行烘干、粉碎、過(guò)10～30目篩，在50～80℃下烘干1～2天，500～800℃限氧或無(wú)氧熱解2～6h，研磨過(guò)50～100目篩，得生物炭；1.2按與所述生物炭重量比1.9％～2.9％加入亞硒酸鈉，混勻后陳化2～3天；步驟2：糞基底肥2.1將干豬糞、干雞糞按重量比1:1混合，得到混合干糞；2.2在混合干糞中按重量比加入30％～50％的水、10％～15％的米糠或麥麩、10％～15％的草粉或草炭、0.3％～0.5％加入em菌液，攪拌均勻，堆成高約1米、寬2米的長(zhǎng)方形物料堆，并在堆頂打孔通氣，40～50℃堆漚2～3天；2.3按總物料重量百分比10％～20％加入風(fēng)化煤腐殖酸、2％～8％的磷肥，拌勻碼堆，并在堆頂打孔通氣，升溫至50～70℃進(jìn)行堆漚5～10天，得糞基底肥；步驟3：復(fù)合改性3.1將稻桿基炭和糞基底肥按照重量比0.6:1～1:1進(jìn)行混合，拌勻碼堆并在50～70℃條件下堆漚3～6天；3.2按總物料重量加入10～20％的硅藻土、3～8％的粘合劑，拌勻，抽濾，干燥，陳化1～2天，得基肥；3.3按基肥重量的15％～25％進(jìn)行噴淋水霧，以基肥為原料使用圓盤(pán)造粒機(jī)進(jìn)行造粒，即得成品控釋肥顆粒。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種復(fù)合型生物炭基緩釋肥，其特征在于：通過(guò)以下方法制得：步驟1：稻桿基炭準(zhǔn)備：1.1將農(nóng)業(yè)稻桿與木屑按重量比1:1混合進(jìn)行烘干、粉碎、過(guò)10～30目篩，在50～80℃下烘干1～2天，500～800℃限氧或無(wú)氧熱解2～6h，研磨過(guò)50～100目篩，得生物炭；1.2按與所述生物炭重量比1.9％～2.9％加入亞硒酸鈉，混勻后陳化2～3天；步驟2：糞基底肥2.1將干豬糞、干雞糞按重量比1:1混合，得到混合干糞；2.2在混合干糞中按重量比加入30％～50％的水、10％～15％的米糠或麥麩、10％～15％的草粉或草炭、0.3％～0.5％加入em菌液，攪拌均勻，堆成高約1米、寬2米的長(zhǎng)方形物料堆，并在堆頂打孔通氣，40～50℃堆漚2～3天；2.3按總物料重量百分比10％～20％加入風(fēng)化煤腐殖酸、2％～8％的磷肥，拌勻碼堆，并在堆頂打孔通氣，升溫至50～70℃進(jìn)行堆漚5～10天，得糞基底肥；步驟3：復(fù)合改性3.1將稻桿基炭和糞基底肥按照重量比0.6:1～1:1進(jìn)行混合，拌勻碼堆并在50～70℃條件下堆漚3～6天；3.2按總物料重量加入10～20％的硅藻土、3～8％的粘合劑，拌勻，抽濾，干燥，陳化1～2天，得基肥；3.3按基肥重量的15％～25％進(jìn)行噴淋水霧，以基肥為原料使用圓盤(pán)造粒機(jī)進(jìn)行造粒，即得成品控釋肥顆粒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種復(fù)合型生物炭基緩釋肥，其特征在于：所述風(fēng)化煤腐殖酸的制備方法為：將風(fēng)化煤去除雜物、碾磨過(guò)篩，按風(fēng)化煤質(zhì)量的10％加入清水，拌勻后，按體積比1:1加入0.1mol/L的鹽酸溶液，攪拌靜置3天，過(guò)濾，用清水漂洗3～5次，干燥即得。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種復(fù)合型生物炭基緩釋肥，其特征在于：所述粘合劑為氧化淀粉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種復(fù)合型生物炭基緩釋肥，其特征在于：在所述步驟2的2.2中，按基肥重量的1...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱蘭保，盛蒂，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：蚌埠學(xué)院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：安徽;34