一种生物质炭基肥及其制备方法技术

本发明专利技术属于农业肥料技术领域，具体涉及一种生物质炭基肥及其制备方法。其包括如下重量份的原料：生物质炭15‑20份，尿素20‑30份，磷酸二氢铵20‑30份，钾盐15‑25份，膨润土5‑10份，硫酸钙1‑5份。本发明专利技术提供的生物质炭基肥的制备方法，造粒过程兼具物理与化学双重反应，在高温蒸汽的反应条件下，炭基肥中尿素的酰胺键和磷酸二氢铵的氮磷键与炭基团结合而改变化学位移，养分与炭架互相联结，原料间结合更紧密，从而延长肥效。 1

A biomass carbon base fertilizer and its preparation method

The invention belongs to the field of agricultural fertilizer technology, in particular to a biomass carbon base fertilizer and a preparation method thereof. It includes raw material as follows: 15 biomass carbon, 20 urea, 20 urea 30, 20 phosphoric acid two ammonium 20, 30 copies, 15 potash salt, 5 bentonite 5, 10 calcium sulfate, calcium sulfate 1 5 copies. The invention provides the preparation method of biomass carbon base fertilizer. The granulation process has both physical and chemical reactions. Under the reaction conditions of high temperature steam, the amide bond of urea and the nitrogen and phosphorus bonds of the ammonium hydrogen phosphate in the carbon base fertilizer are combined with the carbon groups to change chemical shifts. The nutrients are linked to the carbon frame, and the combination of the raw materials is closer together. To prolong the fertilizer efficiency. One

【技术实现步骤摘要】
一种生物质炭基肥及其制备方法
本专利技术属于农业肥料
，具体涉及一种生物质炭基肥及其制备方法。
技术介绍
目前，我国低产耕地约占耕地面积的75％，总体质量欠佳，有机质含量低于1.5％的耕地占总面积的65％。施用化肥作为一种能够大幅提高作物产量的一种手段，在我国农业中占据着相当重要的地位，但同时也存在着一系列的问题。其中最主要的问题就是化肥利用率低下。朱兆良等研究表明，在当时农业生产水平下，我国主要粮食作物的化肥当季利用率分别为氮肥30％-35％，磷肥10％-20％，钾肥35％-50％。其中，氮肥经过硝化作用产生的NO3--N，除一部分被作物吸收利用之外，还有一部分随降雨渗透进入地下。张福锁等总结了在全国主要粮食生产区进行的大量田间试验的数据结果，通过分析整合发现我国主要粮食作物水稻、小麦和玉米的氮肥农学效率分别为10.4kg/kg、8.0kg/kg和9.8kg/kg，氮肥利用率分别为28.3％、28.2％和26.1％，与20世纪80年代相比呈下降趋势。秸秆是我国农业生产中丰富的资源，每年产生的农作物秸秆总量在7亿吨左右，其中水稻、小麦、玉米等大宗农作物秸秆在5亿吨左右。随着经济发展和生活水平的不断提高，村镇厨余废弃物日益增多，其处理和其中养分资源再循环利用是我国资源和环境领域的重要挑战。有研究表明，作物秸秆或厨余生物质废弃物经热裂解炭化，可以形成生物质炭，这类物质呈微碱性、多孔、疏松和富含各种不同结构的有机质组分的炭质混合物，具有良好的物理性质和养分调控作用，增加土壤中养分特别是氮肥的有效性，有效降低土壤氧化亚氮的排放。同时可有效提高土壤中有机碳的储存量，因此，将生物质炭与无机肥料结合生产有机无机复混肥料，既能够实现废弃物资源化利用，又能够达到节能减排、提高肥料利用率、提高作物产量和质量的双赢效果。为此，中国专利文献CN103449915A，公开了一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料及其制备方法和秸秆生物质精细炭粉的制备方法，其按照质量份数是由25～30份秸秆生物质精细炭粉、15～30份氮肥、15～30份磷肥、10～25份钾肥、5～10份膨润土、粘结剂和0～2份微量元素制成，其中所述的粘结剂为0.1～0.3份黄原胶或1～2份氧化淀粉。该篇文献中秸秆经炭化后制得生物质炭含有大量植物所需的营养元素，可以促进土壤养分的循环和植物的生长；施用生物质炭可以提高土壤的CEC；生物质炭具有孔隙结构，可以改善土壤团粒结构、提高保水能力、降低土壤容重、减少二氧化碳向大气的再释放；可将养分缓慢的释放到土壤环境。因此，将生物质炭与无机肥料复合制成以生物质炭为基质的有机无机肥料颗粒，既能够实现秸秆废弃物的综合利用，减少了对环境造成的负面影响。还可以通过每季施入生物质炭为基质的肥料给土壤带入生物炭，增加土壤中有机质和固体碳含量，生物炭与化肥复合造粒还可降低生物炭粉尘损失，可极大降低生物炭施用作业困难。但是，以生物质炭为基料，在常规造粒过程中不易成形，选用黄原胶和淀粉作为粘结剂制得的肥料硬度不够高、在水中溶解迅速，导致肥料中的养分不能按照预期释放，影响肥料的缓释效果，其次，养分与生物质炭结合不牢，肥效缩短。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的生物质炭基肥不易成型、硬度不够、容易破损以及养分与生物质炭吸附不牢，肥效缩短的缺陷，从而提供一种生物质炭基肥及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种生物质炭基肥，包括如下重量份的原料：生物质炭15-20份，尿素20-30份，磷酸二氢铵20-30份，钾盐15-25份，膨润土5-10份，硫酸钙1-5份。优选的，包括如下重量份的原料：生物质炭18份，尿素25份，磷酸二氢铵25份，钾盐20份，膨润土8份，硫酸钙3份。优选的，所述钾盐为硫酸钾或氯化钾。一种上述生物质炭基肥的制备方法，包括以下步骤：(1)按比例称取各组分，混合均匀；(2)将混合好的原料进行造粒，所述造粒过程采用高温水蒸汽作为反应介质，通过高温水蒸气控制造粒温度为100-140℃左右，整个造粒过程中所使用的蒸汽量大约为原料总质量的25％-30％左右；(3)将成型的生物质炭基肥颗粒在300-400℃下进行干燥，控制含水量低于5wt％，然后进行筛分。进一步地，生物质炭基肥的粒径大于1mm，小于4.75mm。本专利技术的工作原理:生物质炭是微碱性、多孔、疏松和富含各种不同结构的有机质组分的炭质混合物，利用其丰富的稳定性有机质及其对养分的吸持特性和土壤结构改良特性，经添加一定量的粘土和定量配比的化肥养分，经复配、混合、造粒而制成的特殊有机无机多元肥料。这种肥料的特点是以生物质炭为载体，同时含有有机和无机生物活性物质，具有促进氮素等养分的生物周转而提高化肥养分的土壤保持和作物吸收，改善土壤结构，提高土壤墒情和促进作物根系生长等多种良好作用。本专利技术中原料要求见下表：表1本专利技术原料纯度要求品名纯度要求尿素(粉末)总氮≥46％磷酸二氢铵(粉末)N≥11％，P2O5≥44％氯化钾(粉末)K2O≥59％硫酸钾(粉末)K2O≥52％本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术的提供的生物质炭基肥，相对于传统的复合肥和早期类似炭基肥，在其水溶性(缓释性)和颗粒硬度上做了充分改善。本专利技术选用膨润土和硫酸钙共同作为粘结剂，不含有机成分，避免了有机物残留对土壤的影响；可使得肥料在造粒过程中具有良好的粘结效果，提高生物炭与其他化学养分的有机结合，从而在施用过程中能有效控制养分的合理释放，起到肥效缓释作用；同时良好的塑形作用也使得肥料成粒效果良好，降低肥料在运输和施用中因粉碎而产生的浪费，同时，避免了由于肥料粉碎而导致肥料中的养分不能按照预期释放，肥效缩短的问题。2.本专利技术提供的生物质炭基肥的制备方法，造粒过程兼具物理与化学双重反应，在高温蒸汽的反应条件下，炭基肥中尿素的酰胺键和磷酸二氢铵的氮磷键与炭基团结合而改变化学位移，养分与炭架互相联结，原料间结合更紧密，从而延长肥效。3.本专利技术提供的生物质炭基肥的制备方法，干燥温度更高，干燥时间更短，更适用于大规模工厂化生产。附图说明图1氮素释放速率曲线；图2肥料的核磁共振波谱。具体实施方式实施例1一种生物质炭基肥，包括如下重量份的原料：生物质炭15kg，尿素30kg，磷酸二氢铵20kg，硫酸钾25kg，膨润土5kg，硫酸钙5kg。其制备方法为：(1)将各组分称重，混合均匀；(2)将混合好的原料进行造粒，所述造粒过程采用高温水蒸汽作为反应介质，通过高温水蒸气控制造粒温度为100℃左右；(3)将成型的生物质炭基肥颗粒在400℃下进行快速干燥，使含水率低于5％，再过20目筛，取肥粒径大于1mm，小于4.75mm的生物质炭基肥。实施例2一种生物质炭基肥，包括如下重量份的原料：生物质炭20kg，尿素20kg，磷酸二氢铵30kg，氯化钾15kg，膨润土10kg，硫酸钙1kg。其制备方法为：(1)将各组分称重，混合均匀；(2)将混合好的原料进行造粒，所述造粒过程采用高温水蒸汽作为反应介质，通过高温水蒸气控制造粒温度为140℃左右；(3)将成型的生物质炭基肥颗粒在300℃下进行快速干燥，使含水率低于12％，再过20目筛，取肥粒径大于1mm，小于4.75mm的生物质炭基肥。实施例3一种生物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质炭基肥，其特征在于，包括如下重量份的原料：生物质炭15‑20份，尿素

【技术特征摘要】
1.一种生物质炭基肥，其特征在于，包括如下重量份的原料：生物质炭15-20份，尿素20-30份，磷酸二氢铵20-30份，钾盐15-25份，膨润土5-10份，硫酸钙1-5份。2.根据权利要求1所述的生物质炭基肥，其特征在于，包括如下重量份的原料：生物质炭18份，尿素25份，磷酸二氢铵25份，钾盐20份，膨润土8份，硫酸钙3份。3.根据权利要求1或2所述的生物质炭基肥，其特征在于，所述钾盐为硫酸钾或氯化钾。4.一种权利要求1-3任一项所述生...

【专利技术属性】
技术研发人员：付兴国，张少明，田然，姜芳，
申请(专利权)人：北京三聚绿能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11