一种改良土壤的炭基缓释肥及其制备方法.pdf

本发明公开了一种改良土壤的炭基缓释肥，由下列重量份的原料制成：啤酒糟26-28、水稻秸秆18-22、凹凸棒土4-7、硫酸铜2-3、钼酸铵1-3、腐植酸原粉3-6、改性木薯淀粉溶液4-5、麦饭石粉11-15、骨粉24-26、沸石粉6-8；本发明的炭基缓释肥所用原料在土壤中可被吸收和降解，同时肥料缓释层的生物质炭对NH4+和NO3-具有较强的吸附性能，有效降低农田中氨的挥发并控制了土壤氮素的淋沥流失，提高了土壤的肥力，改善了土壤的理化性质，对农作物的高产稳产提供了保障。

1.  一种改良土壤的炭基缓释肥，其特征在于，由下列重量份的原料制成：啤酒糟26-28、水稻秸秆18-22、凹凸棒土4-7、硫酸铜2-3、钼酸铵1-3、腐植酸原粉3-6、改性木薯淀粉溶液4-5、麦饭石粉11-15、骨粉24-26、沸石粉6-8；
所述改性木薯淀粉溶液由下列重量份的原料制成：木薯淀粉45-55、浓硫酸2-3、高锰酸钾溶液4-6、氢氧化钠3-5、硼砂1-2、亚硒酸钠2-3、碳酸氢钙2-4、水适量；其制备方法是将木薯淀粉溶解于两倍于其质量的水中，不断搅拌下加入浓硫酸催化，5-10分钟后加入高锰酸钾溶液氧化50-70分钟，期间不断搅拌，然后加入氢氧化钠糊化15-25分钟，再加入硼砂交联10-20分钟，搅拌均匀后加入亚硒酸钠，将反应体系加热到60℃，螯合15分钟并搅拌均匀，最后加入碳酸氢钙，并将反应体系加热到90℃，螯合30分钟，向得到的溶液中加入9倍于其质量的水进行稀释，搅拌均匀后冷却，即得到木薯淀粉粘结剂。

2.  根据权利要求书1所述的改良土壤的炭基缓释肥，其特征在于，制备方法的具体步骤如下：
（1）将麦饭石粉、骨粉、啤酒糟、沸石粉以及适量水混合并搅拌均匀，喷雾干燥，得到干燥的混合微粒；
（2）将步骤一所得微粒与硫酸铜、钼酸铵共同粉碎后混合均匀，置于圆盘造粒机中制成颗粒，备用；
（3）将水稻秸秆在550-650℃下连续热解2-3小时，得到生物质炭粉，备用；
（4）将步骤三所得生物质炭粉、腐植酸原粉、凹凸棒土以及60%改性木薯淀粉溶液混合并搅拌均匀，待物料湿润后再与步骤二所得颗粒混合置于滚筒中，待物料翻滚30-50分钟后将滚筒加热到90-110℃，同时向筒内喷涂剩余40%改性木薯淀粉溶液，60-80分钟后将所得肥料取出，过20目筛保存，即得炭基缓释肥。

一种改良土壤的炭基缓释肥及其制备方法
技术领域
    本发明涉及一种肥料技术领域，特别涉及一种改良土壤的炭基缓释肥及其制备方法。
背景技术
生物质炭是由植物生物质在低温下热解形成的难溶多孔固态物质，具有很高的生物化学稳定性，进入土壤后对土壤的理化性质具有明显的改善作用，是一种优秀的肥料缓释材料。但目前市场上利用生物质炭制作缓释肥的应用很少，农民大多从成本上考虑，不愿使用价格较高的缓控释肥料，因此炭基缓释肥得不到规模化的使用，同时市场上广泛使用的聚合物包膜材料大多为不可降解的高分子聚合物，施用后的残留会对土壤结构造成破坏。为此，本发明人提供了一种新型的炭基缓释肥及其制备方法，利用我国资源丰富的水稻秸秆作为生物质炭的制备原料以降低生产成本，原料选择上根据可持续发展的原则，采用无残留、无污染、易降解的有机质，制备营养成分大、颗粒强度高、保肥时间长的绿色炭基缓释肥。
发明内容
本发明弥补了现有技术的不足，提供一种改良土壤的炭基缓释肥及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
本发明肥料由下列重量份的原料制成：啤酒糟26-28、水稻秸秆18-22、凹凸棒土4-7、硫酸铜2-3、钼酸铵1-3、腐植酸原粉3-6、改性木薯淀粉溶液4-5、麦饭石粉11-15、骨粉24-26、沸石粉6-8；
所述改性木薯淀粉溶液由下列重量份的原料制成：木薯淀粉45-55、浓硫酸2-3、高锰酸钾溶液4-6、氢氧化钠3-5、硼砂1-2、亚硒酸钠2-3、碳酸氢钙2-4、水适量；其制备方法是将木薯淀粉溶解于两倍于其质量的水中，不断搅拌下加入浓硫酸催化，5-10分钟后加入高锰酸钾溶液氧化50-70分钟，期间不断搅拌，然后加入氢氧化钠糊化15-25分钟，再加入硼砂交联10-20分钟，搅拌均匀后加入亚硒酸钠，将反应体系加热到60℃，螯合15分钟并搅拌均匀，最后加入碳酸氢钙，并将反应体系加热到90℃，螯合30分钟，向得到的溶液中加入9倍于其质量的水进行稀释，搅拌均匀后冷却，即得到木薯淀粉粘结剂。
所述肥料的制备的具体步骤如下：
（1）将麦饭石粉、骨粉、啤酒糟、沸石粉以及适量水混合并搅拌均匀，喷雾干燥，得到干燥的混合微粒；
（2）将步骤一所得微粒与硫酸铜、钼酸铵共同粉碎后混合均匀，置于圆盘造粒机中制成颗粒，备用；
（3）将水稻秸秆在550-650℃下连续热解2-3小时，得到生物质炭粉，备用；
（4）将步骤三所得生物质炭粉、腐植酸原粉、凹凸棒土以及60%改性木薯淀粉溶液混合并搅拌均匀，待物料湿润后再与步骤二所得颗粒混合置于滚筒中，待物料翻滚30-50分钟后将滚筒加热到90-110℃，同时向筒内喷涂剩余40%改性木薯淀粉溶液，60-80分钟后将所得肥料取出，过20目筛保存，即得炭基缓释肥。
制备过程中滚筒的延时加热能促进颗粒肥在吸水的过程中提高表面粘性，增加肥料颗粒缓释层厚度，提高缓释效果。
本发明的有益效果：
本发明的炭基缓释肥所用原料在土壤中可被吸收和降解，同时肥料缓释层的生物质炭对NH₄⁺和NO₃^-具有较强的吸附性能，有效降低农田中氨的挥发并控制了土壤氮素的淋沥流失，提高了土壤的肥力，改善了土壤的理化性质，对农作物的高产稳产提供了保障。
具体实施方案
下面结合以下具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：
称取下列重量份（kg）的原料制成：啤酒糟27、水稻秸秆20、凹凸棒土6、硫酸铜2、钼酸铵2、腐植酸原粉5、改性木薯淀粉溶液4、麦饭石粉13、骨粉25、沸石粉7；
所述改性木薯淀粉溶液由下列重量份（kg）的原料制成：木薯淀粉50、浓硫酸2、高锰酸钾溶液5、氢氧化钠4、硼砂1、亚硒酸钠2、碳酸氢钙3、水适量；其制备方法是将木薯淀粉溶解于两倍于其质量的水中，不断搅拌下加入浓硫酸催化，7分钟后加入高锰酸钾溶液氧化60分钟，期间不断搅拌，然后加入氢氧化钠糊化20分钟，再加入硼砂交联15分钟，搅拌均匀后加入亚硒酸钠，将反应体系加热到60℃，螯合15分钟并搅拌均匀，最后加入碳酸氢钙，并将反应体系加热到90℃，螯合30分钟，向得到的溶液中加入9倍于其质量的水进行稀释，搅拌均匀后冷却，即得到木薯淀粉粘结剂。
所述肥料的制备的具体步骤如下：
（1）将麦饭石粉、骨粉、啤酒糟、沸石粉以及适量水混合并搅拌均匀，喷雾干燥，得到干燥的混合微粒；
（2）将步骤一所得微粒与硫酸铜、钼酸铵共同粉碎后混合均匀，置于圆盘造粒机中制成颗粒，备用；
（3）将水稻秸秆在600℃下连续热解2小时，得到生物质炭粉，备用；
（4）将步骤三所得生物质炭粉、腐植酸原粉、凹凸棒土以及60%改性木薯淀粉溶液混合并搅拌均匀，待物料湿润后再与步骤二所得颗粒混合置于滚筒中，待物料翻滚40分钟后将滚筒加热到100℃，同时向筒内喷涂剩余40%改性木薯淀粉溶液，70分钟后将所得肥料取出，过20目筛保存，即得炭基缓释肥。
为了进一步说明本发明的应用价值，发明人选取了40亩水田种植水稻，其中20亩作为实验组使用本发明炭基缓释肥料作为基肥，另外20亩作为对照组使用普通水稻复合肥作为基肥，种植期间日照、水源、田间管理模式均相同。收获后数据测定如下：