一種促進(jìn)油桃根系的秸稈顆粒吸附肥料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于肥料的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種促進(jìn)油桃根系的秸桿顆粒吸附肥料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]秸桿組成主要是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、總糖、蛋白質(zhì)、脂肪和礦物質(zhì)組成，現(xiàn)階段對(duì)于秸桿的利用主要有沼氣利用，燃料成型、生物乙醇、生物質(zhì)熱裂解、生物柴油等；
常見(jiàn)的木質(zhì)素預(yù)處理方法有求魔法、稀硫酸法、氨水預(yù)處理、石灰預(yù)處理、熱水預(yù)處理、蒸汽爆破法和生物預(yù)處理方法等，其中，機(jī)械球磨法對(duì)化學(xué)組成基本沒(méi)有影響，但可以有效減小顆粒尺寸以及降低木質(zhì)纖維素結(jié)晶度和聚合度，從而促進(jìn)木質(zhì)素纖維素的酶降解。稀硫酸處理主要通過(guò)水解半纖維素，破壞半纖維素木質(zhì)素之間的化學(xué)鍵，達(dá)到增大酶可及表面積的效果，同時(shí)還可以減小纖維素的平均聚合度，酸預(yù)處理方法對(duì)木質(zhì)素脫除及結(jié)晶度破壞效果不明顯并且容易產(chǎn)生微生物發(fā)酵抑制物，增加了后續(xù)處理的難度，此外，烯酸對(duì)預(yù)處理裝置的復(fù)制性也是制約其工業(yè)化的重要因素之一。堿處理的方法，如氨水浸泡處理，處理?xiàng)l件溫和，不易產(chǎn)生抑制物，在一定條件下可有效脫除木質(zhì)素，并伴有少量半纖維素發(fā)生水解，內(nèi)表面積增加。蒸汽爆破法與氨氣爆破法是纖維素發(fā)生機(jī)械斷裂的同時(shí)破壞纖維素內(nèi)部的氫鍵，亦可有效去除半纖維素和部分木質(zhì)素并破壞木質(zhì)素結(jié)構(gòu)。蒸汽爆破法對(duì)設(shè)備要求較高設(shè)備投入大，制約了規(guī)?；瘧?yīng)用。生物法則主要采用白腐真菌或木質(zhì)素降解酶等降解原料中的木質(zhì)素，提高纖維素的酶解效率，生物法處理?xiàng)l件最為溫和，且過(guò)程綠色，但預(yù)處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，目前還難以與化學(xué)處理方法相媲美。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了提高肥料的利用率，降低肥料的流失，保護(hù)環(huán)境，本發(fā)明在普通特色肥料加工的基礎(chǔ)上添加一種炭化秸桿的添加成分，對(duì)肥料養(yǎng)分的釋放和土壤保護(hù)都起到關(guān)鍵性的作用，具體操作方法如下:
一種促進(jìn)油桃根系的秸桿顆粒吸附肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:農(nóng)作物秸桿60~70、濃磷酸75~85、乙醇70~90、過(guò)磷酸鈣15~20、腐殖酸20~35、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑2~4、氯化鉀15~20、脲酶抑制劑1~3、蛭石粉20~30、碳酸氫銨45~60、粘結(jié)劑7~9和適量的水；
所述粘結(jié)劑由以下重量份的原料制成:六亞甲基四胺2~4、蓖麻油3~6、氧化鋁微粉4~5、聚氧乙烯醚12~16、木粉0.5~1、松香粉末5~8、酒精12~15和水60 ;制備方法是將松香粉末加入至盛有酒精的反應(yīng)釜中，加入總量1/3的水，加熱至80~100°C，然后保溫?cái)嚢?0~30min至松香粉末完全溶解，然后保持反應(yīng)釜條件不變，依次加入聚氧乙烯醚、蓖麻油和剩余的水，待前述原料完全溶解過(guò)后加入六亞甲基四胺、氧化鋁微粉和木粉，保溫?cái)嚢?0~40min至均勻的乳劑，保溫備用。
[0004]—種促進(jìn)油桃根系的秸桿顆粒吸附肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
(O將農(nóng)作物秸桿先初步粉碎，然后與3~4倍其重量份的水混合，浸泡吸水10~12h，放入球磨機(jī)球磨40~50min至勻漿，過(guò)濾掉多余水分，加入濃磷酸，在常溫常壓下浸泡水解4-4.5h，完成后過(guò)濾掉濃磷酸，加入乙醇溶劑后攪拌發(fā)散，最后離心得下層沉淀，烘干得粉劑；
(2)將粘結(jié)劑加入至(I)所述的粉劑中，加適量的水調(diào)制成糊狀，靜置2~3h凝固，然后粉碎成粒徑2~3mm的顆粒，放入炭化爐，在無(wú)氧，600~700°C條件下密閉炭化3~5h，完成后過(guò)清水漂洗2~3遍，烘干備用；
(3)混合植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和脲酶抑制劑，然后與3~5倍其重量份的水混合稀釋，加入至
(2)所述的炭化顆粒中，攪拌震動(dòng)吸附20min ；
(4)混合過(guò)磷酸鈣、腐殖酸、氯化鉀、蛭石粉、碳酸氫銨及其它剩余成分，加水至含水量20~25%，然后加入(3)所得炭化顆粒，攪拌均勻后噴漿造粒呈粒狀即可。
[0005]本發(fā)明研究木質(zhì)纖維素的頑抗特性，包括物理特性和化學(xué)特性對(duì)纖維素酶降解糖化的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明纖維素溶劑一有機(jī)溶劑組合預(yù)處理方法，采用濃磷酸作為纖維素溶劑，乙醇作為有機(jī)溶劑，在溫和50°C、常壓條件下處理木質(zhì)纖維素原料，高濃度磷酸>83%顯著破壞了木質(zhì)纖維素的結(jié)晶度，然后經(jīng)過(guò)后續(xù)的乙醇溶劑浸泡處理，更是完全分離木質(zhì)素、水溶性半纖維素和水解糖，得到無(wú)定型的木質(zhì)素顆粒成分和軟化泥狀的纖維素成分，最后離心取下層沉淀部分可得到較純凈木質(zhì)素，在4h之內(nèi)可達(dá)到80%的水解率。纖維素溶劑一有機(jī)溶劑組合預(yù)處理方法最顯著的優(yōu)勢(shì)在于破壞了木質(zhì)纖維素的結(jié)晶溫度，獲得了無(wú)定型的底物，與常規(guī)方法相比，得到的木質(zhì)素純度更高，效果明顯，操作方便，無(wú)公害。
[0006]了解到生物質(zhì)炭化的主要成分來(lái)源為干枯植物的木質(zhì)化部分，通過(guò)適宜的木質(zhì)素與纖維素的脫分離技術(shù)可以有效提取較為純凈的木質(zhì)素部分，再利用生物炭化技術(shù)將顆粒狀木質(zhì)素顆粒炭化為具有一定吸附作用的活性炭。
[0007]由于顆粒分離出的木質(zhì)素顆粒較小，分散太過(guò)松散，隨肥料進(jìn)入土壤后，容易隨水流的作用滲透到地表深層，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間提供一個(gè)吸附緩釋的功效，如何讓生物質(zhì)炭顆粒長(zhǎng)時(shí)間停留在地表及作物的根系附近是本發(fā)明研究的重點(diǎn)，我們利用顆粒狀的秸桿顆粒進(jìn)行炭化的時(shí)間控制，使秸桿顆粒未完全炭化就使用，事實(shí)證明效果更加出色，控制時(shí)間使秸桿顆粒只炭化顆粒的表面部分，約40~50%，然后利用粘結(jié)劑粘結(jié)未完全炭化的秸桿顆粒，最后粉碎成目標(biāo)大小，以密集的炭化秸桿顆粒整體作為肥料的添加劑一同制備肥料，不易滲透至地表深層，顆粒狀的顆粒有利于提高土壤通氣性，沙質(zhì)化土層，促進(jìn)作物根系的呼吸作用，同時(shí)炭化屬于不完全炭化，未炭化部分隨時(shí)間降解的過(guò)程可提供豐富的有機(jī)質(zhì)，供作物吸收。
[0008]粘結(jié)劑是利用了聚氧乙烯醚的熱塑性水溶性樹(shù)脂為本體原料，先加入蓖麻油乳化發(fā)散在溶液中，聚氧乙烯醚本身具有表面活性劑的特性，所以不用加入任何的表面活性物質(zhì)，然后依次加入氧化鋁微粉提高樹(shù)脂溶液成型的骨架和加強(qiáng)