一种西红柿用生物炭基肥料制备方法及其肥料和应用技术

本发明专利技术提供一种西红柿用生物炭基肥料制备方法及其肥料和应用，涉及肥料领域，本发明专利技术制备方法包括如下步骤：1)将花生壳制备为花生壳生物炭；2)将花生壳、花生壳生物炭和水产加工副产物分别粉碎并分别过筛；3)将花生壳生物炭、尿素、磷矿粉、氯化钾、蚯蚓粪、水产加工副产物、贝壳粉、花生壳、腐殖酸和氨基酸聚合物混匀，得混肥料；4)将混肥料加水，至其含水量达到最大持水量的(40～80)wt％，装入容器中堆制30～60天，得堆肥料；5)对堆肥料风干；本发明专利技术能够实现农业废弃物资源化利用、土壤改良、促进肥料作物增产能力的多重效果，具有环保、安全和高效的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及肥料领域，具体涉及一种西红柿用生物炭基肥料制备方法及其肥料和应用。
技术介绍
随着我国经济的快速发展和人口的不断增长，耕地面积大量减少，耕地质量严重下降，直接威胁农业的可持续发展。目前，我国粮食蔬菜需求的增加和耕地减少的矛盾，已成为我国正面临的一个重大问题。因此，在有限数量的耕地前提下，如何保持土壤肥力，提高耕地的质量和单位面积的生产能力，是解决我过粮食安全的重要手段。化肥的使用，有效改善了我国土壤肥力，提高了作物的产量。然而，近年来，由于农民盲目长期过量使用化肥，并长期忽视土壤水分和养分资源管理，使得土壤有机质含量下降，土壤严重板结,酸化加剧。这不但使得作物的产量减少，而且导致化肥的利用率下降，造成资源浪费的同时也引发了严重的环境问题(如水体富营养化、温室气体N2O的排放等)。西红柿作为一种经济作物，其含有的番茄红素具有很高的抗氧化作用，能够保护心血管系统，降低心脏病、高血压的发病率，对防癌、抗癌有一定效果，是人们食用最广泛的蔬菜之一。然而，在退化的土壤环境下种植西红柿，其产量和品质也会受到影响，如叶片发黄、发紫、番茄枯萎病、只长高，不出芽、苗旺挂果少等。因此，如何在现有土壤条件下，改善土壤质地，提高土壤肥力，已经成为西红柿及其他蔬菜增产所亟需解决的问题。因此，虽然我国西红柿种植面积和产量呈稳步增长态势，但生产成本也在不断增加。尤其是化肥料投入增长较快，严重限制了我国西红柿产品在国内外市场的竞争力。我国西红柿种植过程中，农民片面追求高产而盲目过量长期施用化肥料，已导致了严重的经济问题和环境问题。例如，增肥料不增产、西红柿植株扛倒伏性弱、养分利用效率偏低、籽粒品质差、土壤酸化、养分流失和水体富营养化等。这些问题反过来很大程度上又抑制了西红柿产量的提高。因此，针对这些由于施加了大量化肥料而导致的生产力降低的土壤，开发具有多重效益的功能化的肥料产品，是目前我国西红柿种植行业亟待解决的问题。花生壳作为我国北方典型的农业残余物，每年产量高达500万吨，除少部分用于饲料外，大部分都被直接烧掉或任意丢弃，造成了严重的环境问题。生物炭是指生物质在高温下形成的一种富含碳的固体材料，可以用于土壤改性。其已成为近年来环境和农业等领域的研究热点。然而，并不是所有生物炭改性的土壤对作物的生长具有促进效果，美国生物炭专家Spokas的统计中发现多数生物炭对作物生长无影响，甚至有20％的研究表现出抑制效果。并且，其氮磷钾及微量元素含量低，即便与常用化肥料简单混合，也无法与施用地区的作物养分生长需求相吻合，引起土壤退化，抑制西红柿种植过程中作物生长和导致减产。现有产品或为包膜肥料，其肥料中的养分难以释放，并且膜材料也容易污染土壤。故现阶段亟需一种低成本高肥效的缓控释肥。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种西红柿用生物炭基肥料制备方法，该制备方法能够实现农业废弃物资源化利用、土壤改良、促进肥料作物增产能力的多重效果，具有环保、安全和高效的特点。本专利技术进一步提供了一种上述制备方法制得的生物炭基肥料。本专利技术还提供了一种上述生物炭基肥料的应用。提供一种西红柿用生物炭基肥料制备方法，包括如下步骤：1)将花生壳制备为花生壳生物炭；2)将花生壳、花生壳生物炭和水产加工副产物分别粉碎并分别过筛；3)将40-90重量份花生壳生物炭、0.8-2.5重量份尿素、8-11重量份磷矿粉、1～3重量份氯化钾、10～15重量份蚯蚓粪、6～14重量份水产加工副产物、3～7重量份贝壳粉、3～7重量份花生壳、0.1～5重量份腐殖酸和0.1～5重量份氨基酸聚合物混匀，得混肥料；4)将步骤3)所得的所述混肥料加水，至其含水量达到最大持水量的(40～80)wt％，装入容器中堆制30～60天，得堆肥料；5)对步骤4)所得的堆肥料风干。优选的，在步骤1)中，所述花生壳生物炭的制备方法，包括如下步骤：a)将花生壳风干，直至其水含量为(0-10)wt％；b)将风干后花生壳加入炭化炉，热解2～4小时；c)将热解后花生壳密闭厌氧冷却至(19-31)℃。本专利技术所述花生壳生物炭是指花生壳生物质在限氧或绝氧条件下，经一定高温阶段热解形成的一种富含碳的固体材料。本专利技术制备方法所得花生壳生物炭能够获得固碳和土壤改良的效果。土壤中添加本专利技术所制得生物炭，可以改善土壤质地，增加土壤透气性和保水性；提高土壤pH和阳离子交换量，保持土壤养分；影响土壤氮磷循环，提高土壤养分利用；促进作物生长，提高作物产量。进一步，在花生壳生物炭制备方法的步骤c)中，所述热解的温控流程包括：以2-10℃/min速度缓慢升温至(180-260)℃，保持1h，然后于40-60min内升温至400-530℃，保持2-4h，然后炉内以5-20℃/min速度降温至(19-31)℃，整个过程氮气流速保持在100-800mL/min。本专利技术制备方法所得生物炭基肥料中的花生壳生物炭，能够有益于增强土壤微生物栖息和活动，尤其能够促进菌根真菌生长。吸附土壤和水体中重金属及有机污染物，降低污染物的生物有效性和环境风险。因此，所述生物炭具有土壤改良、作物增产、固碳、污染控制和生态修复的多重功效。同时，所述花生壳经所述温控流程热解后，所制成的生物炭能够增强孔隙率，保留原花生壳纤维素及木质素纤维骨架形貌。进一步促进其与所述生物炭基肥料其余组分的合理吸附。其不仅起缓释作用，提高肥料力效价；尤其调节了所述生物炭与氨基酸聚合物间的范德华力作用。进一步，在步骤2)中，花生壳生物炭过10～60目筛，花生壳、贝壳粉和水产加工副产物过40～120目筛。优选地，在步骤3)中，所述水产加工副产物为鱼类和软体类加工后剩余的鳞、牙、骨和内脏中的至少一种；所述氯化钾为分析纯；所述磷矿粉磷元素含量为25wt％；所述腐植酸有机酸含量为(40～60)wt％；所述蚯蚓粪中有机质含量为(92-95)wt％；所述氨基酸聚合物为聚天门冬氨酸，所述氨基酸聚合物在所述混肥料中的占比为0.05-0.2重量份；和/或所述混肥料中氮磷钾总元素含量为5wt％。进一步，在步骤4)中，所述堆制的方法包括：保持混肥料温度(45-65)℃，保持混肥料含水量为40wt％～70wt％，密闭同时维持(2-8)％vol的氧气水平；在所述堆制期间翻堆1～3次。进一步，在步骤5)中，所述风干方法包括：将所述堆肥料遮阴，自然风干，使其含水量在(4～10)wt％，然后过10～60目筛。一种上述制备方法制得的生物炭基肥料，所用原料包括70～90重量份花生壳生物炭、2.9～8重量份尿素、2～5重量份水产加工副产物、0.5～2重量份氯化钾、0.05～0.2重量份硫酸锌、3～10重量份花生壳粉、0.5～2重量份腐植酸、0.5～2重量份蚯蚓粪和0.05～0.2重量份聚天门冬氨酸。一种上述制备方法制得的生物炭基肥料在促进西红柿生长中的应用。进一步，在生物炭基肥料中，所述生物炭的应用包括促进西红柿根系及周边土壤内微生物呼吸作用，优选促进菌根真菌的呼吸作用。本专利技术所带来的综合效果包括：1、所使用的花生壳、贝壳粉、水产加工副产物、蚯蚓粪等属于农业和水产加工副产物。这些物质除少部分被利用外，大部分都被视为垃圾处理，对环境产生了危害。如燃烧花生壳会释放有毒气体污染大气，贝壳粉、水产加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种西红柿用生物炭基肥料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将花生壳制备为花生壳生物炭；2)将花生壳、花生壳生物炭和水产加工副产物分别粉碎并分别过筛；3)将40‑90重量份花生壳生物炭、0.8‑2.5重量份尿素、8‑11重量份磷矿粉、1～3重量份氯化钾、10～15重量份蚯蚓粪、6～14重量份水产加工副产物、3～7重量份贝壳粉、3～7重量份花生壳、0.1～5重量份腐殖酸和0.1～5重量份氨基酸聚合物混匀，得混肥料；4)将步骤3)所得的所述混肥料加水，至其含水量达到最大持水量的(40～80)wt％，装入容器中堆制30～60天，得堆肥料；5)对步骤4)所得的堆肥料风干。

【技术特征摘要】
1.一种西红柿用生物炭基肥料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将花生壳制备为花生壳生物炭；2)将花生壳、花生壳生物炭和水产加工副产物分别粉碎并分别过筛；3)将40-90重量份花生壳生物炭、0.8-2.5重量份尿素、8-11重量份磷矿粉、1～3重量份氯化钾、10～15重量份蚯蚓粪、6～14重量份水产加工副产物、3～7重量份贝壳粉、3～7重量份花生壳、0.1～5重量份腐殖酸和0.1～5重量份氨基酸聚合物混匀，得混肥料；4)将步骤3)所得的所述混肥料加水，至其含水量达到最大持水量的(40～80)wt％，装入容器中堆制30～60天，得堆肥料；5)对步骤4)所得的堆肥料风干。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述花生壳生物炭的制备方法，包括如下步骤：a)将花生壳风干，直至其水含量为(0-10)wt％；b)将风干后花生壳加入炭化炉，热解2～4小时；c)将热解后花生壳密闭厌氧冷却至(19-31)℃。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在花生壳生物炭制备方法的步骤c)中，所述热解的温控流程包括：以2-10℃/min速度缓慢升温至(180-260)℃，保持1h，然后于40-60min内升温至400-530℃，保持2-4h，然后炉内以5-20℃/min速度降温至(19-31)℃，整个过程氮气流速保持在100-800mL/min。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，花生壳生物炭过10～60目筛，花生壳、贝壳粉和水产加工副产物过40～120目筛。。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王震宇，郑浩，罗先香，刘旻慧，陈蕾，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37