一种生物炭基有机肥及其制备方法及其在玉米种植中的应用技术

本发明专利技术提供了一种生物炭基有机肥及其制备方法及其在农作物种植中的应用，属于肥料技术领域。生物炭基有机肥包括以下重量份的原料发酵得到：石墨烯/Mn/生物质炭15～20份、啤酒渣25～40份、黄腐酸锌钾5～8份、甜菜糖蜜3～5份、花生壳粉10～20份、EM菌剂6～8份、玉米秸秆10～30份和猪粪50～70份；石墨烯/Mn/生物质炭制备方法，将玉米秸秆残渣粉和石墨烯混合，在90～110℃下加热0.5～2h，将产物与氯化锰溶液混合，在500～600℃炭化3～5h，去除灰分后得到石墨烯/Mn/生物质炭。生物炭基有机肥达到了养地、增产的效果，是玉米有机栽培的优选肥源；同时制备成本低廉、工艺先进，可规模化生产。

A Biocharcoal-based Organic Fertilizer and Its Preparation and Application in Maize Planting

The invention provides a biocharcoal-based organic fertilizer and a preparation method thereof, and its application in crop cultivation, belonging to the field of fertilizer technology. Biocharcoal-based organic fertilizer includes 15-20 parts of graphene/Mn/biomass carbon, 25-40 parts of beer residue, 5-8 parts of zinc potassium fulvic acid, 3-5 parts of sugar beet molasses, 10-20 parts of peanut shell powder, 6-8 parts of EM fungicide, 10-30 parts of corn straw and 50-70 parts of pig manure, and 50-70 parts of graphene/Mn/biomass carbon. The product was mixed with manganese chloride solution and carbonized for 3-5 h at 500-600 C. Graphene/Mn/biomass carbon was obtained after removal of ash after heating for 0.5-2 h at 90-110 C. Biocharcoal-based organic fertilizer has achieved the effect of soil nourishment and yield increase, and is the best fertilizer source for organic cultivation of maize. At the same time, it has low cost, advanced technology and can be produced on a large scale.

【技术实现步骤摘要】
一种生物炭基有机肥及其制备方法及其在玉米种植中的应用
本专利技术属于肥料
，具体涉及一种生物炭基有机肥及其制备方法及其在农作物种植中的应用。
技术介绍
虽然我国生物质资源丰富，但由于保存和转化的技术落后导致生物质资源浪费严重，这不仅污染了环境，还造成了生物质资源的巨大浪费。在畜禽养殖业上，随着畜禽养殖业、种植业的迅猛发展，畜禽粪便产生量越来越大，据统计我国每年畜禽粪便的排放总量高达38亿吨，大量畜禽粪便的随意堆放和低效处理，也给环境治理造成很大的压力。在酿酒工业上，我国啤酒产量巨大，啤酒渣作为啤酒工业的副产品，营养丰富。以往啤酒渣只有少数用作粗饲料使用，大部分作为废渣弃掉，这不仅造成资源浪费而且污染环境。在种植业上，以玉米秸秆为例，由于玉米秸秆资源利用缺乏创新支撑，导致丰富的秸秆资源未能发挥其应有的作用。总利用率不足50％，其余均被废弃或焚烧，造成了资源了浪费和环境的污染。虽然工业和农业中大量生物质原料，但是由于目前生物质原料转化技术有待提高，将生物质原料经过简单的转化施用到土地汇总容易出现利用困难，肥料施用效果不明显的问题。同时，传统化肥应用到农作物种植中因施肥方式会导致玉米产量不高，过量的施用化肥还会造成土壤质量下降、环境污染的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种生物炭基有机肥及其制备方法及其在农作物种植中的应用，所述生物炭基有机肥能有效提高作物产量的同时还有利于改善土壤环境。本专利技术提供的一种生物炭基有机肥，包括以下重量份的原料发酵制备得到：石墨烯/Mn/生物质炭15～20份、啤酒渣25～40份、黄腐酸锌钾5～8份、甜菜糖蜜3～5份、花生壳粉10～20份、EM菌剂6～8份、玉米秸秆10～30份和猪粪50～70份；所述石墨烯/Mn/生物质炭的制备方法，包括以下步骤：1)将玉米秸秆残渣粉和石墨烯混合，得到混合料；2)将所述混合料在90～110℃下加热0.5～2h，得到加热产物；3)将所述加热产物与氯化锰混合，在500～600℃炭化3～5h，得到石墨烯改性生物炭初品；4)将所述石墨烯改性生物炭初品去除灰分，得到石墨烯/Mn/生物质炭。优选的，步骤1)中玉米秸秆残渣粉和石墨烯的质量比为100～200：1。优选的，步骤3)中加热产物的质量和氯化锰的质量比为100～150：1。优选的，包括以下重量份的原料发酵制备得到：石墨烯/Mn/生物质炭16～19份、啤酒渣28～35份、黄腐酸锌钾6～7份、甜菜糖蜜3.5～4.5份、花生壳粉12～18份、EM菌剂6.5～7.5份、玉米秸秆15～25份和猪粪55～65份。本专利技术提供了所述的生物炭基有机肥的制备方法，包括以下步骤：a.将石墨烯/Mn/生物质炭、猪粪、啤酒渣、玉米秸秆、花生壳粉和EM菌剂1～2份混合，调节含水量至60％-70％，建堆，在25～40℃下发酵10～18d，每2～4d翻堆1次，得到第一发酵产物；b.待所述第一发酵产物温度降到40℃以下，与黄腐酸锌钾、甜菜糖蜜和余量的EM菌剂混合，调节含水量含水量在40％～50％，再次建堆发酵，得到生物炭基有机肥。优选的，所述再次建堆发酵根据季节的不同发酵时间有所差异：当夏季和秋季时，发酵的时间为5～8d，每2d翻堆1次，发酵温度范围为30～40℃；当春季和冬季时，发酵的时间为10～14d，每3d翻堆1次，发酵的温度为20～30℃。优选的，步骤b中再次建堆发酵后得到的发酵产物进行造粒；所述造粒的温度为60～75℃。本专利技术提供了所述生物炭基有机肥或所述方法制备的生物炭基有机肥在农作物种植中的应用。优选的，所述农作物包括玉米。优选的，所述生物炭基有机肥作为基肥同化肥一起施入到土壤中，所述生物炭基有机肥和化肥的质量比为1:3，所述生物炭基有机肥的施入量为20～25kg/亩。本专利技术提供的一种生物炭基有机肥，具有如下优异效益：1、生物炭基有机肥生成工艺流程简单，易操作，生产周期短，成本低廉，产品附加值高；通过啤酒渣的腐熟处理，发酵过程中微生物的酶解效果好；通过添加生物质炭，加速发酵进程，发酵过程无臭味，氮的损失量很小2、生物炭基有机肥，有机质和腐殖酸含量较高，疏松多孔，通气透水性好，比表面积大，吸附和螯合能力强；施用该玉米专用生物炭基有机肥后，能够降增加土壤中的有机质，改良土壤的结构和孔性，增加了土壤的水肥库容，改善玉米的根际环境，提高土壤的酶活性，促进作物根际有益微生物的繁衍，根系生长健壮，玉米抗病虫害的能力显著增强；3、生物炭基有机肥能活化土壤中的养分，促进土壤营养元素的释放；生物炭添加到有机肥料中，能固定有机物中的氮素，使该有机肥缓慢释放养分供给谷物持续吸收利用；总之，本专利技术提供的生物炭基有机肥达到了养地、增产的效果，是玉米有机栽培的优选肥源；本专利技术需要的有机物料为有机废弃物，易获得且成本低廉、工艺先进，可规模化生产。具体实施方式本专利技术提供的一种生物炭基有机肥，包括以下重量份的原料发酵制备得到：石墨烯/Mn/生物质炭15～20份、啤酒渣25～40份、黄腐酸锌钾5～8份、甜菜糖蜜3～5份、花生壳粉10～20份、EM菌剂6～8份、玉米秸秆10～30份和猪粪50～70份。本专利技术提供的生物炭基有机肥的原料包括石墨烯/Mn/生物质炭。按重量份计，所述石墨烯/Mn/生物质炭优选为16～19份，更优选为17～18份。所述石墨烯/Mn/生物质炭的制备方法，包括以下步骤：1)将玉米秸秆残渣粉和石墨烯混合，得到混合料；2)将所述混合料在90～110℃下加热0.5～2h，得到加热产物；3)将所述加热产物与氯化锰混合，在500～600℃炭化3～5h，得到石墨烯改性生物炭初品；4)将所述石墨烯改性生物炭初品去除灰分，得到石墨烯/Mn/生物质炭。在本专利技术中，所述玉米秸秆残渣粉是优选将玉米秸秆去除附着物后，粉碎，过筛得到。所述玉米秸秆去除附着物的方法优选为用水洗去除。所述水洗的次数优选为3～4次。所述水洗后优选烘干。所述烘干的温度优选为70～80℃，所述烘干的时间优选为10～14h，更优选为12h。所述过筛用筛网的孔径优选为80～100目，更优选为90目。在本本专利技术中，所述玉米秸秆残渣粉和石墨烯的质量比优选为100～200：1，更优选为150:1。所述加热产物的质量和氯化锰的质量比优选为100～150：1，更优选为120：1。经Mn和石墨烯改性后的玉米秸秆基生物质炭的空隙结构更加发达，比表面积显著增大，吸附能力增强，作为堆肥调理剂可以增加堆肥自由空域，且不会因其添加过大而增加堆肥体积，有利于堆肥的翻堆和通风，同时作为一种富碳物质，可以有效调节堆肥C/N比，减少堆肥过程中的碳素损失。施入土壤后能够保持水分，且具有肥料缓释功能，起到增强肥效和改善土壤肥力作用。经石墨烯和Mn改性后制备的石墨烯/Mn/生物质炭的比表面积，孔容和t-plot微孔体积分别为439～516m2/g、0.278～0.309m3/g和0.121～0.137m3/g，而未改性的生物质炭的比表面积，孔容和t-plot微孔体积分别为42.9～48.7m2/g、0.0329～0.0355m3/g和0.118～0.125m3/g。表明石墨烯/Mn/生物质炭有更大的表面积以及更丰富的孔容和微孔，更有利于对土壤中植物所需营养元素的固持。本专利技术提供的生物炭基有机肥的原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物炭基有机肥，其特征在于，包括以下重量份的原料发酵制备得到：石墨烯/Mn/生物质炭15～20份、啤酒渣25～40份、黄腐酸锌钾5～8份、甜菜糖蜜3～5份、花生壳粉10～20份、EM菌剂6～8份、玉米秸秆10～30份和猪粪50～70份；所述石墨烯/Mn/生物质炭的制备方法，包括以下步骤：1)将玉米秸秆残渣粉和石墨烯混合，得到混合料；2)将所述混合料在90～110℃下加热0.5～2h，得到加热产物；3)将所述加热产物与氯化锰混合，在500～600℃炭化3～5h，得到石墨烯改性生物炭初品；4)将所述石墨烯改性生物炭初品去除灰分，得到石墨烯/Mn/生物质炭。

【技术特征摘要】
1.一种生物炭基有机肥，其特征在于，包括以下重量份的原料发酵制备得到：石墨烯/Mn/生物质炭15～20份、啤酒渣25～40份、黄腐酸锌钾5～8份、甜菜糖蜜3～5份、花生壳粉10～20份、EM菌剂6～8份、玉米秸秆10～30份和猪粪50～70份；所述石墨烯/Mn/生物质炭的制备方法，包括以下步骤：1)将玉米秸秆残渣粉和石墨烯混合，得到混合料；2)将所述混合料在90～110℃下加热0.5～2h，得到加热产物；3)将所述加热产物与氯化锰混合，在500～600℃炭化3～5h，得到石墨烯改性生物炭初品；4)将所述石墨烯改性生物炭初品去除灰分，得到石墨烯/Mn/生物质炭。2.根据权利要求1所述的生物炭基有机肥，其特征在于，步骤1)中玉米秸秆残渣粉和石墨烯的质量比为100～200：1。3.根据权利要求1所述的生物炭基有机肥，其特征在于，步骤3)中加热产物和氯化锰的质量比为100～150：1。4.根据权利要求1～3任意一项所述的生物炭基有机肥，其特征在于，包括以下重量份的原料发酵制备得到：石墨烯/Mn/生物质炭16～19份、啤酒渣28～35份、黄腐酸锌钾6～7份、甜菜糖蜜3.5～4.5份、花生壳粉12～18份、EM菌剂6.5～7.5份、玉米秸秆15～25份和猪粪55～65份。5.权利要求1～4任意一项所述的生物炭基有机肥的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳新伟，宋宁宁，王凯荣，崔德杰，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37