本申請(qǐng)涉及肥料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥及其制備方法。
背景技術(shù)：
：農(nóng)業(yè)是人類生存的基礎(chǔ)，是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的根本保障。目前，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式越來越具有“石油農(nóng)業(yè)”的特征，以化學(xué)肥料和農(nóng)藥為投入農(nóng)田的主要物質(zhì)，傳統(tǒng)的有機(jī)化肥用量越來越少，在維持單位面積高產(chǎn)的同時(shí)，也帶來了諸如農(nóng)業(yè)的廢棄物的處理和利用等問題。由植物形成的，以固定碳元素為目的的木炭被稱為“生物質(zhì)炭”。而生物質(zhì)炭則可以固定碳元素長達(dá)幾百年。生物質(zhì)炭配合肥料或生物質(zhì)炭與肥料復(fù)合施用，可明顯改善作物肥效。因?yàn)樯镔|(zhì)炭可延緩肥料釋放，降低肥料損失。因此將生物質(zhì)炭作為肥料載體，與肥料混合或復(fù)合制備成生物質(zhì)炭肥料，這不僅可消除生物質(zhì)炭養(yǎng)分不足的缺陷，也可賦予肥料緩釋功能，提高肥效，通過每年或每季施肥向土壤施入生物質(zhì)炭，在供給作物肥料養(yǎng)分的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)炭的土壤改良功能和固碳功能。目前，還未有利用沙柳制備生物質(zhì)炭與肥料相結(jié)合的技術(shù)，因此，研發(fā)一種沙柳生物質(zhì)炭基肥顯得尤為重要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷。本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥，包括以下組分：10-20重量份的沙柳秸稈生物質(zhì)炭、60-80重量份肥料、5-10重量份土壤改良劑和5-10重量份的膨潤土?？蛇x地，所述沙柳秸稈生物質(zhì)炭通過以下方法制得：將沙柳秸稈破碎至粒徑≤3mm，然后烘干至水分<12％，得到沙柳秸稈物料；將沙柳秸稈物料放入炭化爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，從15-25℃以20℃/分鐘的升溫速率升至400-600℃進(jìn)行炭化裂解，生成沙柳秸稈生物質(zhì)炭。可選地，所述沙柳秸稈生物質(zhì)炭為10重量份，所述肥料為80重量份，所述膨潤土為5重量份，所述土壤改良劑為5重量份?？蛇x地，所述沙柳秸稈生物質(zhì)炭為15重量份，所述肥料為70重量份，所述膨潤土為8重量份，所述土壤改良劑為7重量份。可選地，所述沙柳秸稈生物質(zhì)炭為20重量份，所述肥料為60重量份，所述膨潤土為10重量份，所述土壤改良劑為10重量份?？蛇x地，所述土壤改良劑包括以下組分：50-70重量份草炭，20-40重量份的有機(jī)肥，5-20重量份的磷石膏。可選地，所述膨潤土的粒度>150目；所述肥料為粉狀尿素，且所述尿素的粒徑<0.5mm。本申請(qǐng)實(shí)施例還公開了一種沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥的制備方法，包括：a、在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將沙柳秸稈進(jìn)行炭化裂解，生成沙柳秸稈生物質(zhì)炭；b、將10-20重量份的步驟a得到的沙柳秸稈生物質(zhì)炭、60-80重量份肥料、5-10重量份土壤改良劑、5-10重量份的膨潤土混合，加入水分后調(diào)勻，得到混合后的物料；c、將所述混合后的物料進(jìn)行擠壓造粒、拋圓、烘干、冷卻和過篩，得到所述沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥?？蛇x地，所述步驟a包括：a1、將沙柳秸稈破碎至粒徑≤3mm，然后烘干至水分<12％，得到沙柳秸稈物料；a2、將沙柳秸稈物料放入炭化爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，從15-25℃以20℃/分鐘的升溫速率升至400-600℃進(jìn)行炭化裂解，生成沙柳秸稈生物質(zhì)炭?？蛇x地，在步驟b中，所述膨潤土的粒度>150目；所述肥料為粉狀尿素，且所述尿素的粒徑<0.5mm；在步驟c中，所述擠壓造粒的壓縮比為(2.5-5)：1；烘干溫度為110-130℃；拋圓后的粒徑為3-6mm。本申請(qǐng)公開的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥及其制備方法，通過將沙柳秸稈生物質(zhì)炭與肥料相結(jié)合，從而在供給作物肥料養(yǎng)分的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)沙柳秸稈生物質(zhì)炭的土壤改良功能和固碳功能，可以延緩肥料釋放，降低肥料損失，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量。附圖說明圖1是本申請(qǐng)公開的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥的制備方法示意圖；圖2是本申請(qǐng)公開的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥的制備方法中的步驟a的流程示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述。為了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中存在的缺陷，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷。本申請(qǐng)實(shí)施例公開的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥，包括以下組分：10-20重量份的沙柳秸稈生物質(zhì)炭、60-80重量份肥料、5-10重量份土壤改良劑、5-10重量份的膨潤土?？蛇x地，在一種優(yōu)選的配比中，沙柳秸稈生物質(zhì)炭為10重量份，肥料為80重量份，膨潤土為5重量份，土壤改良劑為5重量份?？蛇x地，在一種優(yōu)選的配比中，沙柳秸稈生物質(zhì)炭為15重量份，肥料為70重量份，膨潤土為8重量份，土壤改良劑為7重量份。可選地，在一種優(yōu)選的配比中，沙柳秸稈生物質(zhì)炭為20重量份，肥料為60重量份，膨潤土為10重量份，土壤改良劑為10重量份。其中，生物質(zhì)炭是在完全或部分缺氧的情況下熱解產(chǎn)生的一類含碳量在50％-85％的高度芳香化物質(zhì)。由于其高度芳香化結(jié)構(gòu)，因而具有高度的生物與化學(xué)穩(wěn)定性，所以能長期存在于環(huán)境中而不被礦化。生物質(zhì)炭進(jìn)入土壤后對(duì)土壤的基本理化性質(zhì)具有顯著的改善作用。生物質(zhì)炭不僅可以補(bǔ)充土壤中的養(yǎng)分，還可以有效地保存養(yǎng)分和水分，進(jìn)而提高土壤的肥力。因?yàn)樯锾靠裳泳彿柿厢尫牛档头柿蠐p失。因此將沙柳秸稈生物質(zhì)炭作為肥料的載體，與肥料混合或復(fù)合制備成沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥，這不僅可消除沙柳秸稈生物質(zhì)炭養(yǎng)分不足的缺陷，也可賦予肥料的緩釋功能，提高肥效和土壤保水性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)炭的土壤改良功能和固碳功能。其中，沙柳秸稈生物質(zhì)炭通過以下方法制得：將沙柳秸稈破碎至粒徑≤3mm，然后烘干至水分<12％，得到沙柳秸稈物料；將沙柳秸稈物料放入炭化爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，從15-25℃以20℃/分鐘的升溫速率升至400-600℃進(jìn)行炭化裂解，生成沙柳秸稈生物質(zhì)炭。采用上述方法將沙柳秸稈炭化為沙柳秸稈生物質(zhì)炭，能夠有效保留沙柳秸稈中鉀、磷、鈣等養(yǎng)分，并且提高肥料的利用率。下表一為沙柳秸稈生物質(zhì)炭的元素分析表。從表一中的結(jié)果來看，制備的沙柳秸稈生物質(zhì)炭呈現(xiàn)一定的多孔結(jié)構(gòu)、孔隙度彌散性比較高、對(duì)鉛、汞等重金屬有良好的的吸附性，生物質(zhì)炭中除了較高含量的炭之外，還含有p、ca、mg、k養(yǎng)分及中微量元素。表一元素重量比/％原子比/％c77.1282.08o22.0717.63mg0.120.06p0.070.03k0.090.03ca0.530.17總共100.00100.00另外，土壤改良劑可以改良土壤的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)，使其更適宜于植物生長。本實(shí)施例中，土壤改良劑包括以下組分：50-70重量份草炭，20-40重量份的有機(jī)肥，5-20重量份的磷石膏。進(jìn)一步地，有機(jī)肥由牛糞、羊糞、豬糞和雞糞的至少一種作為原料，添加腐熟菌劑發(fā)酵制得；所述草炭的有機(jī)質(zhì)含量>30％?？蛇x地，土壤改良劑的組分為50重量份草炭，30重量份的有機(jī)肥，20重量份的磷石膏；或者為70重量份草炭，20重量份的有機(jī)肥，10重量份的磷石膏；或者為60重量份草炭，30重量份的有機(jī)肥，10重量份的磷石膏；或者為55重量份草炭，40重量份的有機(jī)肥，5重量份的磷石膏。另外，膨潤土的粒度為大于150目。加入膨潤土可以起到粘結(jié)劑的作用，同時(shí)具有保水功能。進(jìn)一步地，肥料的種類有多種，如氮肥、鉀肥等，本實(shí)施例中的肥料可以為氮肥，如常見的粉狀尿素，且所述尿素的粒徑<0.5mm。本實(shí)施例還公開了一種沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥的制備方法，參見圖1，包括步驟a～c：a、在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將沙柳秸稈進(jìn)行炭化裂解，生成沙柳秸稈生物質(zhì)炭。具體地，參見圖2，步驟a包括：a1、將沙柳秸稈破碎至粒徑≤3mm，然后烘干至水分<12％，得到沙柳秸稈物料；a2、將沙柳秸稈物料放入炭化爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，從15-25℃常溫以20℃/分鐘的升溫速率升至400-600℃進(jìn)行炭化裂解，生成沙柳秸稈生物質(zhì)炭。例如，在一個(gè)具體的實(shí)施例中，步驟a包括：將沙柳秸稈破碎至粒徑為3mm，然后烘干至水分為10％，得到沙柳秸稈物料；將沙柳秸稈物料放入炭化爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，從15℃常溫以20℃/分鐘的升溫速率升至400℃進(jìn)行炭化裂解，生成沙柳秸稈生物質(zhì)炭。在另一個(gè)具體的實(shí)施例中，步驟a包括：將沙柳秸稈破碎至粒徑為2mm，然后烘干至水分為8％，得到沙柳秸稈物料；將沙柳秸稈物料放入炭化爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，從20℃常溫以20℃/分鐘的升溫速率升至500℃進(jìn)行炭化裂解，生成沙柳秸稈生物質(zhì)炭。在又一個(gè)具體的實(shí)施例中，步驟a包括：將沙柳秸稈破碎至粒徑為1mm，然后烘干至水分為5％，得到沙柳秸稈物料；將沙柳秸稈物料放入炭化爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，然后從25℃常溫以20℃/分鐘的升溫速率升至600℃進(jìn)行炭化裂解，生成沙柳秸稈生物質(zhì)炭。b、將10-20重量份的步驟a得到的沙柳秸稈生物質(zhì)炭、60-80重量份肥料、5-10重量份土壤改良劑、5-10重量份的膨潤土混合，加入水分后調(diào)勻，得到混合后的物料?？蛇x地，在一種優(yōu)選的配比中，沙柳秸稈生物質(zhì)炭為10重量份，肥料為80重量份，膨潤土為5重量份，土壤改良劑為5重量份?？蛇x地，在一種優(yōu)選的配比中，沙柳秸稈生物質(zhì)炭為15重量份，肥料為70重量份，膨潤土為8重量份，土壤改良劑為7重量份?？蛇x地，在一種優(yōu)選的配比中，沙柳秸稈生物質(zhì)炭為20重量份，肥料為60重量份，膨潤土為10重量份，土壤改良劑為10重量份?？蛇x地，本實(shí)施例中的肥料優(yōu)選為粉末尿素，尿素的粒徑<0.5mm；膨潤土的粒度優(yōu)選為>150目，起到粘結(jié)劑的作用，同時(shí)具有保水功能。c、將所述混合后的物料經(jīng)過擠壓造粒、拋圓、烘干、冷卻和過篩，得到所述沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥。其中，擠壓造粒的壓縮比為(2.5-5)：1，烘干的溫度為110-130℃，拋圓后的粒徑為3-6mm。下面將通過實(shí)施例來進(jìn)一步說明本申請(qǐng)。但是，需要說明的是，以下實(shí)施例是對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案的進(jìn)一步的說明，本申請(qǐng)的技術(shù)方案并不因此而受到任何限制。實(shí)施例一本實(shí)施例一的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥，制備方法包括如下步驟：在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將沙柳秸稈進(jìn)行炭化裂解，生成沙柳秸稈生物質(zhì)炭。將10重量份的步驟a制得的沙柳秸稈生物質(zhì)炭、80重量份的粉狀尿素、5重量份的土壤改良劑、5重量份的膨潤土混勻，加入水分后調(diào)勻，得到混合后的物料。將混勻的物料進(jìn)行擠壓造粒、拋圓、烘干、冷卻、過篩，得到所述生物質(zhì)炭基肥。上述沙柳秸稈生物質(zhì)炭是通過包括如下步驟的方法制備得到的：將沙柳秸稈破碎至粒徑≤3mm，經(jīng)烘干后水份小于12％(沙柳含水40％)，得到沙柳秸稈物料。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將沙柳秸稈物料放入炭化爐中進(jìn)行炭化裂解，炭化裂解的溫度為500℃，從20℃以20℃/分鐘的升溫速率進(jìn)行升溫，得到沙柳秸稈生物質(zhì)炭。上述土壤改良劑中原料含有：60重量份草炭，30重量份的有機(jī)肥，10重量份的磷石膏。所述有機(jī)肥由牛糞、羊糞作為原料，添加腐熟菌劑發(fā)酵制得；所述草炭的有機(jī)質(zhì)含量為45％，膨潤土的粒度大于150目的篩孔，粉狀尿素粒徑小于0.5mm。上述步驟中的擠壓造粒的壓縮比為2.5:1，烘干溫度為110℃，拋圓后得到粒徑為3-6mm的產(chǎn)品，即為本實(shí)施例得到的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥。實(shí)施例二本實(shí)施例二的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥，制備方法包括如下步驟：在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將沙柳秸稈高溫裂解，得到沙柳秸稈生物質(zhì)炭。將20重量份的步驟a制得的沙柳秸稈生物質(zhì)炭、60重量份的粉狀尿素、10重量份的土壤改良劑、10重量份的膨潤土混勻，加入水分后調(diào)勻，得到混合后的物料。將混勻的物料進(jìn)行擠壓造粒、拋圓、烘干、冷卻、過篩，得到所述生物質(zhì)炭基肥。上述沙柳秸稈生物質(zhì)炭是通過包括如下步驟的方法制備得到的：將沙柳秸稈破碎至粒徑≤3mm，經(jīng)烘干后水份小于12％(沙柳含水40％)，得到沙柳秸稈物料。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將沙柳秸稈物料放入炭化爐中進(jìn)行炭化裂解，炭化裂解溫度為500℃，從20℃以20℃/分鐘的升溫速率進(jìn)行升溫，得到沙柳秸稈生物質(zhì)炭。上述土壤改良劑中原料含有：60重量份草炭，30重量份的有機(jī)肥，10重量份的磷石膏。所述有機(jī)肥由牛糞、羊糞作為原料，添加腐熟菌劑發(fā)酵制得；所述草炭的有機(jī)質(zhì)含量為45％，膨潤土的粒度大于150目的篩孔，粉狀尿素粒徑小于0.5mm。上述步驟中的擠壓造粒的壓縮比為5:1，烘干溫度為130℃，拋圓后得到粒徑為3-6mm的產(chǎn)品，即為本實(shí)施例得到的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥。實(shí)施例三本實(shí)施例三的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥，制備方法包括如下步驟：在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將沙柳秸稈高溫裂解，得到沙柳秸稈生物質(zhì)炭。將15重量份的步驟a制得的沙柳秸稈生物質(zhì)炭、70重量份的粉狀尿素、7重量份的土壤改良劑、8重量份的膨潤土混勻，加入水分后調(diào)勻，得到混合后的物料。將混勻的物料進(jìn)行擠壓造粒、拋圓、烘干、冷卻、過篩，得到所述生物質(zhì)炭基肥。上述沙柳秸稈生物質(zhì)炭是通過包括如下步驟的方法制備得到的：將沙柳秸稈破碎至粒徑≤3mm，經(jīng)烘干后水分小于12％(沙柳含水40％)，得到沙柳秸稈物料。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將沙柳秸稈物料放入炭化爐中進(jìn)行炭化裂解，炭化裂解溫度為500℃，從20℃以20℃/分鐘的升溫速率進(jìn)行升溫，得到沙柳秸稈生物質(zhì)炭。上述土壤改良劑中原料含有：60重量份草炭，30重量份的有機(jī)肥，10重量份的磷石膏。所述有機(jī)肥由牛糞、羊糞作為原料，添加腐熟菌劑發(fā)酵制得；所述草炭的有機(jī)質(zhì)含量為45％，膨潤土的粒度大于150目的篩孔，粉狀尿素粒徑小于0.5mm。上述步驟中的擠壓造粒的壓縮比為2.5:1，烘干溫度為120℃，拋圓后得到粒徑為3-6mm的產(chǎn)品，即為本實(shí)施例得到的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥。對(duì)三個(gè)實(shí)施例的測試如下：供試作物選擇大田作物向日葵，供試土質(zhì)為砂壤土，共設(shè)5個(gè)追施操作，三次重復(fù)。在向日葵的追肥時(shí)期對(duì)向日葵分別進(jìn)行下述5個(gè)追施操作：：①追施尿素，常規(guī)施用量，即30公斤/畝；②追施尿素，常規(guī)施用量的80％，即為24公斤/畝；③追施實(shí)施例一制備的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥，與處理②相同氮養(yǎng)分含量的用量；④追施實(shí)施例二制備的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥，與處理②相同氮養(yǎng)分含量的用量；⑤追施實(shí)施例三制備的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥，與處理②相同氮養(yǎng)分含量的用量。測試項(xiàng)目為向日葵的產(chǎn)量。相同氮養(yǎng)分含量下的各個(gè)追施操作產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)分析見表二，三個(gè)實(shí)施例制備的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥與常規(guī)施肥的對(duì)比分析見表三。表二處理向日葵產(chǎn)量(公斤/畝)增產(chǎn)(％)②175③22025.71④21221.14⑤23031.43表三處理向日葵產(chǎn)量(公斤/畝)增產(chǎn)(％)①196③22012.24④2128.16⑤23017.35由表二、表三可以看出，本申請(qǐng)實(shí)施例一、二、三的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥具有很高的肥效，能夠顯著提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。同時(shí)，從表二的結(jié)果可以看出，本申請(qǐng)實(shí)施例一、二、三的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥能夠顯著提高肥料利用率，節(jié)省氮肥。綜上所述，本申請(qǐng)公開的沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥及其制備方法，通過將沙柳秸稈生物質(zhì)炭與肥料相結(jié)合，從而在供給作物肥料養(yǎng)分的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)沙柳秸稈生物質(zhì)炭的土壤改良功能和固碳功能，可以延緩肥料釋放，降低肥料損失，減少氮素淋失，提高肥料利用率，促進(jìn)作物生長，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。并且，沙柳秸稈生物質(zhì)炭基肥的制作生產(chǎn)成本低，沒有環(huán)境污染，且工藝操作簡單，適合規(guī)?；a(chǎn)。上面結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)優(yōu)選的具體實(shí)施方式和實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本申請(qǐng)并不限于上述實(shí)施方式和實(shí)施例，在本領(lǐng)域技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本申請(qǐng)構(gòu)思的前提下做出各種變化。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本申請(qǐng)對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本申請(qǐng)的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本申請(qǐng)的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本申請(qǐng)所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁12