一种复合型生物炭基缓释肥及施用方法技术

本发明专利技术公开了一种复合型生物炭基缓释肥及施用方法，主要涉及生物炭基肥领域。其制作方法为：通过将农业稻杆与木屑混合制炭，并添加亚硒酸钠，得生物炭，再通过将猪粪和鸡粪混合发酵，并进行金属钝化处理，得到粪基肥，最后通过将将生物炭与粪基肥进一步发酵及加入硅藻土改性，得到缓释肥颗粒，应用在农田时，最好以256kg/亩基施，并在全生育期内保持土壤水分标准为田间持水量测定值的70％～80％。本发明专利技术的有益效果在于：它能满足稻苗生长发育初期及全期对氮磷等的需求，肥效充足持久，且避免重金属影响，不但显著改善土壤环境，抑制甲基汞，且能获得高产、优质、富硒的稻米。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物炭基肥领域，具体是一种复合型生物炭基缓释肥及施用方法。
技术介绍
生物炭通常是指农林废弃物等生物质，在缺氧和一定温度条件下热解形成的富碳产物。在环境领域，生物炭主要用来破解秸秆燃烧难题，减少面源污染，实现农业“碳封存”；在农业领域，主要用来改良土壤、培肥地力、修复农田、提高作物产量和品质等。当下，我国农田已不堪重负，耕地一再被占用，质量急剧下降；气候变化和掠夺式的过度利用，使过去的良田沃土严重退化：有机质含量降低，黑土层变薄、酸化现象严重，地力明显下降，重金属超标。同时，随着我国粮食生产连年增收，每年有大约7亿吨的秸秆，其中只有不到1/3的秸秆实现了还田，其余的基本被烧掉或废弃。如果将这些秸秆等农业废弃物还田，无疑是遏制土壤退化、改善耕地质量的有效措施。在所有的秸秆利用途径中，首先应是肥料还田、直接还田或炭化还田。这不仅是改良土壤、实现农田可持续发展、保障粮食安全的需要，也是破解秸秆焚烧难题、加强环境与生态建设的需要。为提高土壤肥力，近年来，国外开始研究将生物炭应用技术引进农业环境领域的可能性。但是，国外的生物炭产业由于各种原因，并不符合我国生态建设和可持续发展的需要。根据我国的实际情况，生物炭与农业研究的总体设计思路应该是：以生物炭为载体，生产缓释肥和土壤改良剂，实现秸秆炭化还田。基于上述设计思路，现有技术研发了多种以生物炭为基础的肥料，各自有所突破。但是，总体而言，均存在一定的缺陷。首先，与生物炭联合的生物基肥的选择尚不理想，大部分技术采用与鸡粪共同堆沤，但是鸡粪的营养及肥效有其自身的特点，并不全面。大部分与生物炭联合的生物有机肥均为粪肥，鸡粪、猪粪都由于各自产量较大，成本低廉而成为粪肥的常用选择。但是由于各自组分的差异，故在促进作物生长方面各有优势，同时也各自存在有短板：一方面，二者的组分不同，故具有不同的肥效，鸡粪是常规禽畜粪便中营养价值最高的，其中有机质站25％，氮磷钾的含量也很高，同时富含氨基酸、铜、锌、铁、锰、镁、硒等微量元素以及富含维生素B，肥效持期长；而猪粪含油蛋白质、脂肪类、有机酸、纤维素、半纤维素以及无机盐等多种营养成分，维生素A的含量较高，肥效迅速。二者组分具有较好的互补性，互相具有不同的肥效优势。但是，由于猪粪质地较细，透气性差，单独发酵需要大量的秸秆疏松，造成成品肥料的养分比例较低。且鸡粪与猪粪的发酵条件有所不同，故现有技术难以合并堆沤。其次，近年来，中国畜牧业的发展已经步入规模化、产业化的发展阶段，由于养殖模式的改变以及商家对利益的追求，一些重金属元素如Cu、Zn、As、Cr、Pb等被广泛应用于饲料添加剂，随之进入到禽畜粪便中。因此，禽畜粪便的重金属污染问题变得十分严峻，这些重金属离子如果不在堆肥时进行钝化，降低其生物有效性，则会对作物的生长以及土壤的环境造成不良影响。再有，在水稻生长的土壤污染形势不容乐观，根据2014年4月7日公布的第一次全国土壤污染调查公报，Hg点位超标率达到1.6％。根据农业部第二次全国污灌区普查报告，在当时统计的约140×104km2污灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污灌区总面积的64.8％，其中汞是污染面积最大的重金属之一，平均含量为0.76mg-1·kg。土壤在经历漫灌(污灌)、季节性水淹、洪水或干湿交替(稻田环境)等水分条件变化时，可以使土壤汞发生甲基化，汞在硫酸盐还原菌等细菌作用下，大量转化为甲基汞并转运到水稻籽粒中，对人体健康造成极大威胁。已有研究证实，水稻对于甲基汞具有较强的富集能力，且甲基汞容易在稻米中产生积累。在中国西南汞矿区周边，食用稻米是农村居民甲基汞暴露的主要途径，居民甲基汞总输入量的94％来自稻米食用。生物炭基肥对汞离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，还能进一步提高其对汞离子的固化水平，是本领域研究人员的难点和重点。在肥料的使用中，控释肥显然更加方便实用。而生物炭的缓释能力有限，如果覆盖水稻的全生育期，则需要进一步对其理化性质进行优化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合型生物炭基缓释肥及施用方法，它所制得的缓释肥颗粒具有前期磷肥加速释放，全生育期氮肥钾肥有效缓释的优秀特性，且营养全面，强力抑制了生态肥中的重金属影响稻田中的甲基汞，对土壤有显著的改良作用，促进稻苗生长，并能获得高产、优质、富硒的稻米，且本方法能够最大化发挥本肥料的肥效及功用，满足稻苗生长发育全过程中对氮肥的长期需求，且能满足其在初期对磷肥的大量需求，故全生育期内对氮肥和磷肥不用再增加，不但肥效较好，且大量节省人工成本。本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种复合型生物炭基缓释肥，通过以下方法制得：步骤1：稻杆基炭准备：1.1将农业稻杆与木屑按重量比1:1混合进行烘干、粉碎、过10～30目筛，在50～80℃下烘干1～2天，500～800℃限氧或无氧热解2～6h，研磨过50～100目筛，得生物炭；1.2按与所述生物炭重量比1.9％～2.9％加入亚硒酸钠，混匀后陈化2～3天；步骤2：粪基底肥2.1将干猪粪、干鸡粪按重量比1:1混合，得到混合干粪；2.2在混合干粪中按重量比加入30％～50％的水、10％～15％的米糠或麦麸、10％～15％的草粉或草炭、0.3％～0.5％加入em菌液，搅拌均匀，堆成高约1米、宽2米的长方形物料堆，并在堆顶打孔通气，40～50℃堆沤2～3天；2.3按总物料重量百分比10％～20％加入风化煤腐殖酸、2％～8％的磷肥，拌匀码堆，并在堆顶打孔通气，升温至50～70℃进行堆沤5～10天，得粪基底肥；步骤3：复合改性3.1将稻杆基炭和粪基底肥按照重量比0.6:1～1:1进行混合，拌匀码堆并在50～70℃条件下堆沤3～6天；3.2按总物料重量加入10～20％的硅藻土、3～8％的粘合剂，拌匀，抽滤，干燥，陈化1～2天，得基肥；3.3按基肥重量的15％～25％进行喷淋水雾，以基肥为原料使用圆盘造粒机进行造粒，即得成品控释肥颗粒。优选的，所述风化煤腐殖酸的制备方法为：将风化煤去除杂物、碾磨过筛，按风化煤质量的10％加入清水，拌匀后，按体积比1:1加入0.1mol/L的盐酸溶液，搅拌静置3天，过滤，用清水漂洗3～5次，干燥即得。优选的，所述粘合剂为氧化淀粉。优选的，在所述步骤2的2.2中，按基肥重量的1％～3％加入过磷酸钙。优选的，在所述步骤2的2.2中，按基肥重量的0.5％～1.5％加入尿素。优选的，上述缓释肥的制作方法可以优化为：步骤1：稻杆基炭准备：1.1将农业稻杆与木屑按重量比1:1混合进行烘干、粉碎、过20目筛，在60℃下烘干24h，600℃氮气保护条件下进行无氧热解4h，研磨过60目筛，得生物炭；1.2按与所述生物炭重量比2.5％加入亚硒酸钠，混匀后陈化2天；步骤2：粪基底肥2.1将干猪粪、干鸡粪按重量比1:1混合，得到混合干粪；2.2在混合干粪中按重量比加入40％的水、12％的米糠或麦麸、12％的草粉或草炭、0.4％加入em菌液，搅拌均匀，堆成高约1米、宽2米的长方形物料堆，并在堆顶打孔通气，45℃堆沤2天；2.3按总物料重量百分比15％加入风化煤腐殖酸、3.5％的磷肥，拌匀码堆，并在堆顶打孔通气，升温至65℃进行堆沤6天，得粪基底肥；步骤3：复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型生物炭基缓释肥，其特征在于：通过以下方法制得：步骤1：稻杆基炭准备：1.1将农业稻杆与木屑按重量比1:1混合进行烘干、粉碎、过10～30目筛，在50～80℃下烘干1～2天，500～800℃限氧或无氧热解2～6h，研磨过50～100目筛，得生物炭；1.2按与所述生物炭重量比1.9％～2.9％加入亚硒酸钠，混匀后陈化2～3天；步骤2：粪基底肥2.1将干猪粪、干鸡粪按重量比1:1混合，得到混合干粪；2.2在混合干粪中按重量比加入30％～50％的水、10％～15％的米糠或麦麸、10％～15％的草粉或草炭、0.3％～0.5％加入em菌液，搅拌均匀，堆成高约1米、宽2米的长方形物料堆，并在堆顶打孔通气，40～50℃堆沤2～3天；2.3按总物料重量百分比10％～20％加入风化煤腐殖酸、2％～8％的磷肥，拌匀码堆，并在堆顶打孔通气，升温至50～70℃进行堆沤5～10天，得粪基底肥；步骤3：复合改性3.1将稻杆基炭和粪基底肥按照重量比0.6:1～1:1进行混合，拌匀码堆并在50～70℃条件下堆沤3～6天；3.2按总物料重量加入10～20％的硅藻土、3～8％的粘合剂，拌匀，抽滤，干燥，陈化1～2天，得基肥；3.3按基肥重量的15％～25％进行喷淋水雾，以基肥为原料使用圆盘造粒机进行造粒，即得成品控释肥颗粒。...

【技术特征摘要】
1.一种复合型生物炭基缓释肥，其特征在于：通过以下方法制得：步骤1：稻杆基炭准备：1.1将农业稻杆与木屑按重量比1:1混合进行烘干、粉碎、过10～30目筛，在50～80℃下烘干1～2天，500～800℃限氧或无氧热解2～6h，研磨过50～100目筛，得生物炭；1.2按与所述生物炭重量比1.9％～2.9％加入亚硒酸钠，混匀后陈化2～3天；步骤2：粪基底肥2.1将干猪粪、干鸡粪按重量比1:1混合，得到混合干粪；2.2在混合干粪中按重量比加入30％～50％的水、10％～15％的米糠或麦麸、10％～15％的草粉或草炭、0.3％～0.5％加入em菌液，搅拌均匀，堆成高约1米、宽2米的长方形物料堆，并在堆顶打孔通气，40～50℃堆沤2～3天；2.3按总物料重量百分比10％～20％加入风化煤腐殖酸、2％～8％的磷肥，拌匀码堆，并在堆顶打孔通气，升温至50～70℃进行堆沤5～10天，得粪基底肥；步骤3：复合改性3.1将稻杆基炭和粪基底肥按照重量比0.6:1～1:1进行混合，拌匀码堆并在50～70℃条件下堆沤3～6天；3.2按总物料重量加入10～20％的硅藻土、3～8％的粘合剂，拌匀，抽滤，干燥，陈化1～2天，得基肥；3.3按基肥重量的15％～25％进行喷淋水雾，以基肥为原料使用圆盘造粒机进行造粒，即得成品控释肥颗粒。2.根据权利要求1所述一种复合型生物炭基缓释肥，其特征在于：所述风化煤腐殖酸的制备方法为：将风化煤去除杂物、碾磨过筛，按风化煤质量的10％加入清水，拌匀后，按体积比1:1加入0.1mol/L的盐酸溶液，搅拌静置3天，过滤，用清水漂洗3～5次，干燥即得。3.根据权利要求1所述一种复合型生物炭基缓释肥，其特征在于：所述粘合剂为氧化淀粉。4.根据权利要求1所述一种复合型生物炭基缓释肥，其特征在于：在所述步骤2的2.2中，按基肥重量的1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兰保，盛蒂，
申请(专利权)人：蚌埠学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34