一种改性玉米芯生物炭基缓释复合肥及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种改性玉米芯生物炭基缓释复合肥及其制备方法和应用，属于肥料技术领域。改性玉米芯生物炭基缓释复合肥，包括以下重量份的组分：5～23.7份改性玉米芯生物炭、71.3～82份化学肥料和5～8份膨润土；还包括1～6份黑曲霉H201菌株培养物。所复合肥不仅增加植物营养元素，还依赖生物炭和黑曲霉H201菌株培养物特殊结构对肥料养分有较强的吸附能力，可使被吸附的养分缓慢释放，减少其在土壤中的挥发、固定损失及淋失，增加作物对养分的吸收利用率，同时还能增高土壤有机质含量，改良土壤物理性状提高土壤生产力，因此将所述复合肥在农作物特别是玉米种植中的应用。

A Modified Corn Cob Biocharcoal-based Sustained Release Compound Fertilizer and Its Preparation Method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种改性玉米芯生物炭基缓释复合肥及其制备方法和应用
本专利技术属于肥料
，具体涉及一种改性玉米芯生物炭基缓释复合肥及其制备方法和应用。
技术介绍
土壤中的常量营养元素氮、磷、钾通常不能满足作物生长的需求，需要施用含氮、磷、钾的化肥来补足。常见的化肥包括氮肥、磷肥、钾肥、微肥、复合肥料等，具有成分单纯，养分含量高，肥效快，肥劲猛的特点，但是某些肥料有酸碱反应，同时一般不含有机质，无改土培肥的作用。传统化学肥料的氮肥由于挥发、淋失和土壤固定等因素的影响，利用率一直不高，氮肥当季利用率只有30％～40％，磷肥当季利用率只有10％～20％左右；微量元素利用率更低，且施入当季难以充分发挥作用。肥料利用率不高，不但影响农作物增产增质，降低经济效益，还可能引起一系列的生态环境问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种改性玉米芯生物炭基缓释复合肥及其制备方法和应用，所述改性玉米芯生物炭基缓释肥具有降低肥料养分淋失，延长肥料养分的有效期，维持土壤养分浓度，促进作物对养分的吸收的效果。本专利技术提供了一种改性玉米芯生物炭基缓释复合肥，包括以下重量份的组分：5～23.7份改性玉米芯生物炭、71.3～82份化学肥料和5～8份膨润土；所述改性玉米芯生物炭的制备方法，包括以下步骤：1)将玉米芯渣粉和氧化石墨烯混合，得到混合料；2)将所述混合料依次在90～110℃烧制55～65min，在290～310℃烧制1.8～2.2h和在490～510℃烧制2.5～3.5h，得到生物炭原材料；3)将所述生物炭原材料粉碎，过筛，得到生物炭颗粒；4)将所述生物炭颗粒和FeCl3溶液，混合，58～62℃静置，去除水分，250～350℃热处理1.5～2h，得改性玉米芯生物炭。优选的，所述玉米芯渣粉和氧化石墨烯的质量比为100～200:1。优选的，所述混合料依次在100℃烧制60min，在300℃烧制2h和在500℃烧制3h。优选的，所述FeCl3溶液体积和生物炭颗粒的质量比为10～15ml：1g；所述FeCl3溶液的浓度优选为0.05mol/L。优选的，包括以下重量份的组分：10～20份改性玉米芯生物炭、75～80份化学肥料和6～7份膨润土。优选的，所述化学肥料中各组分占所述缓释复合肥质量百分浓度如下：尿素35.0％～40.2％、过磷酸铵19.6％～21.8％、氯化钾16.7％～20.0％。优选的，以改性玉米芯生物炭的重量份为基准，还包括1～6份黑曲霉H201菌株培养物；所述黑曲霉H201菌株的保藏编号为CGMCCNo.3.17612。本专利技术提供了所述缓释复合肥的制备方法，包括以下步骤：A.将改性玉米芯生物炭、化学肥料和膨润土混合，得到混合料；B.将所述混合料在80～100℃下制粒，得到缓释复合肥。优选的，当组分还包括黑曲霉H201菌株培养物时，将所述黑曲霉H201菌株培养物同改性玉米芯生物炭一同混合。本专利技术提供了所述缓释复合肥或所述制备的缓释复合肥在农作物种植中的应用。本专利技术提供的一种改性玉米芯生物炭基缓释复合肥，根据玉米生长期需肥量结合我国土壤肥力特点，经过测土配方后组方制造，利用化学肥料、改性玉米芯生物炭和膨润土进行混合处理。根据玉米的需肥特点对氮元素需求量大，氮磷钾比例大约为1∶0.48∶0.8。低温制备的改性玉米芯生物炭(低于400℃)含一定量的氮、磷、钾、钠、镁、硅等元素。改性玉米芯生物炭不仅增加植物营养元素，且改性玉米芯生物炭的特殊结构使之对肥料养分有较强的吸附能力，可使被吸附的养分缓慢释放，减少其在土壤中的挥发、固定损失及淋失，增加作物对养分的吸收利用率。生物炭呈碱性，输入多年施用化肥的土壤中能够缓解土壤酸化，同时，可抑制土壤脲酶活性而有效延缓尿素水解成铵态氮过程，降低氨挥发损失。改性玉米芯生物炭能增高土壤有机质含量，改良土壤物理性状，提高土壤微生物活性，加速土壤物质和能量循环，提高土壤生产力。与其它普通复合肥相比，本专利技术提供的复合肥的主要优点如下：1、养分完全，利用率高，肥效期长。改性玉米芯生物炭加入使得普通肥料水溶性减弱、挥发性降低；降低氮肥淋失、挥发对生态环境造成的破坏作用。改性生物之谈无毒无害，在土壤中转化为腐殖质可起到土壤改良剂的作用；本专利技术可提高氮利用率10％～12％，磷利用率5％～8％，钾利用率5％左右，并能显著提高中微量元素利用率。该专用肥的应用显著提高氮、磷、钾肥料利用率、田间施用肥效长，可节肥增产并节省人工，能获得良好的经济和环境效益。2、满足和供应植物生长所需的多种养分，调节植物生长，提高作物产量和质量。本专利技术养分分配合理，含有作物生长所需的氮、磷、钾和多种中微量元素，并含有优质碳素以及各种小分子有机酸和多糖等生理活性物质，能加速作物新陈代谢，调节植物生长，延长叶片功能期，提高玉米抗逆性，提高玉米抗旱、抗早衰、抗倒伏能力。3.改良土壤物理性状，促进健康土壤生物链的形成，降低及防止病虫害的衍生，为植物生长建立优良的有机生态条件。进一步的，本专利技术提供的复合肥还进一步限定了包括黑曲霉H201培养物。所述黑曲霉H201培养物不仅增加植物营养元素，且使之对肥料养分有较强的吸附能力，可使被吸附的养分缓慢释放，减少其在土壤中的挥发、固定损失及淋失，增加作物对养分的吸收利用率。同时黑曲霉H201培养物能增高土壤有机质含量，改良土壤物理性状，提高土壤微生物活性，加速土壤物质和能量循环，提高土壤生产力。生物材料保藏信息黑曲霉(Aspergillusniger)，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期：2015年06月29日，保藏编号：CGMCCNo.3.17612，菌株编号为H201KP280086。具体实施方式本专利技术提供了一种改性玉米芯生物炭基缓释复合肥，包括以下重量份的组分：5～23.7份改性玉米芯生物炭、71.3～82份化学肥料和5～8份膨润土。本专利技术提供的缓释复合肥包括改性玉米芯生物炭、按重量份计，所述改性玉米芯生物炭优选为10～18份，更优选为15份。所述改性玉米芯生物炭的制备方法，包括以下步骤：1)将玉米芯渣粉和氧化石墨烯混合，得到混合料；2)将所述混合料依次在90～110℃烧制55～65min，在290～310℃烧制1.8～2.2h和在490～510℃烧制2.5～3.5h，得到生物炭原材料；3)将所述生物炭原材料粉碎，过筛，得到生物炭颗粒；4)将所述生物炭颗粒和FeCl3溶液，混合，58～62℃静置，去除水分，250～350℃热处理1.5～2h，得改性玉米芯生物炭。在本专利技术中，所述玉米芯渣粉优选是将玉米芯烘干、粉碎和过筛制备得到。所述烘干的温度优选为50～80℃，更优选为60～70℃。所述过筛用筛网的孔径优选为80～100目，更优选为90目。所述玉米芯渣粉和氧化石墨烯的质量比优选为150:1。在本专利技术中，所述混合料优选依次在100℃烧制60min，在300℃烧制2h和在500℃烧制3h。采用梯度温度烧制的目的使生物质原材料反应更为彻底均一，提高热解所得的生物炭性能，增强其吸附能力。在本专利技术中，所述FeCl3溶液的体积和生物炭颗粒的质量比优选为0.56～1ml：1g，更优选为0.82ml:1g。所述F本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性玉米芯生物炭基缓释复合肥，其特征在于，包括以下重量份的组分：5～23.7份改性玉米芯生物炭、71.3～82份化学肥料和5～8份膨润土；所述改性玉米芯生物炭的制备方法，包括以下步骤：1)将玉米芯渣粉和氧化石墨烯混合，得到混合料；2)将所述混合料依次在90～110℃烧制55～65min，在290～310℃烧制1.8～2.2h和在490～510℃烧制2.5～3.5h，得到生物炭原材料；3)将所述生物炭原材料粉碎，过筛，得到生物炭颗粒；4)将所述生物炭颗粒和FeCl3溶液，混合，58～62℃静置，去除水分，250～350℃热处理1.5～2h，得改性玉米芯生物炭。

【技术特征摘要】
1.一种改性玉米芯生物炭基缓释复合肥，其特征在于，包括以下重量份的组分：5～23.7份改性玉米芯生物炭、71.3～82份化学肥料和5～8份膨润土；所述改性玉米芯生物炭的制备方法，包括以下步骤：1)将玉米芯渣粉和氧化石墨烯混合，得到混合料；2)将所述混合料依次在90～110℃烧制55～65min，在290～310℃烧制1.8～2.2h和在490～510℃烧制2.5～3.5h，得到生物炭原材料；3)将所述生物炭原材料粉碎，过筛，得到生物炭颗粒；4)将所述生物炭颗粒和FeCl3溶液，混合，58～62℃静置，去除水分，250～350℃热处理1.5～2h，得改性玉米芯生物炭。2.根据权利要求1所述缓释复合肥，其特征在于，所述玉米芯渣粉和氧化石墨烯的体积比为100～200：1。3.根据权利要求1所述缓释复合肥，其特征在于，所述混合料依次在100℃烧制60min，在300℃烧制2h和在500℃烧制3h。4.根据权利要求1所述缓释复合肥，其特征在于，所述FeCl3溶液的体积和生物炭颗粒的质量比为10～12ml：1g；所述FeCl3溶液的浓度为0.05mol/L。...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宁宁，王凯荣，宗海英，王芳丽，刘君，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37