含硅生物炭基肥及其制法和施用方法技术

本发明专利技术提供了含硅生物炭基肥及其制法和施用方法。具体地，本发明专利技术的含硅生物炭基肥包括：20‑40重量份生物质炭、30‑45重量份有机肥、5‑15重量份氮肥、和10‑20重量份硅肥。本发明专利技术的含硅生物炭基肥能够协同地和显著地提高水果的产量和品质，同时改善土壤理化性质。此外，本发明专利技术为农工业废弃物的综合生态循环利用提供了可行和有效的处置方式。

Biochar based fertilizer containing silicon and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
含硅生物炭基肥及其制法和施用方法
本专利技术涉及肥料领域，具体涉及含硅生物炭基肥及其制法和施用方法。
技术介绍
目前，世界各地现代农业生产的习惯作法多是依赖于大量的化学肥料。虽然，已证明化肥可大大增加农作物的每亩产量，但这种效果只是短期的，长期重复施用化肥会导致了费用增加并且加速了土壤的衰退。例如，在经过三至五年的集中使用化学物质后，土壤的自然肥力随着每年连续施用化学物质而显著下降。有机肥料在农业上已应用多年，特别是在农村中有大量的各种动植物的废弃物，能就地堆积，发酵，就地施用，来源广，经济实惠，种类繁多。在我国一般利用植物秸秆、人畜粪尿，或者利用专门种植的作物如绿肥，也有利用河泥、骨粉、草木灰等。炭基肥是一种以生物质炭为基质，根据土壤和作物的不同需求添加有机质或无机质的新型生态环保肥料。研究表明炭基肥能够改善土壤理化性状，促进土壤养分释放，降低土壤养分流失，提高作物肥料利用率，是一种新型的生态环保肥料。虽然在农业上已经开发了一些有机肥料和炭基肥，然而，这些肥料在效力、成本等方面还难以令人满意。此外，现有的一些农用肥料无法有效实现对农林废弃物和工业硅渣进行综合利用。综上所述，本专利技术迫切需要开发新的既可实现农工业废弃物的综合生态循环利用，又具有显著地促进作物生长并可有效改善土壤理化性质的农用肥料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种既可实现农工业废弃物的综合生态循环利用，又具有显著地促进作物生长并可有效改善土壤理化性质的农用肥料。本专利技术的另一目的是提供本专利技术含硅生物炭基肥的制法和施用方法。本专利技术第一方面，提供了一种生物炭基肥，所述含硅生物炭基肥包括：20-40重量份生物质炭；30-45重量份有机肥；5-15重量份氮肥；和10-20重量份硅肥。在另一优选例中，所述生物质炭、有机肥、氮肥、和硅肥的总重量为所述含硅生物炭基肥总重量的70-100％，较佳地80-100％，更佳地90-100％或95-100％。在另一优选例中，所述的氮肥包括尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵、或其组合。在另一优选例中，所述的氮肥为尿素(含氮量为约46wt％)。在另一优选例中，所述含硅生物炭基肥由以下成分构成：20-40重量份生物质炭；30-45重量份有机肥；5-15重量份氮肥；和10-20重量份硅肥。在另一优选例中，所述生物质炭为25-35重量份，优选地为28-32重量份。在另一优选例中，所述有机肥为35-42重量份，优选地为36-40重量份。在另一优选例中，所述氮肥为10-15重量份，优选地为10-12重量份。在另一优选例中，所述硅肥为10-15重量份，优选地为12-15重量份。在另一优选例中，所述的硅肥为颗粒状。在另一优选例中，所述的硅肥的平均粒径为50-200目，优选地为80-120目。在另一优选例中，所述生物质炭由下述方法制备，包括步骤：(i)将农林废弃物进行风干、粉碎；(ii)将步骤(i)所得粉碎物在限氧条件下热解(即限氧裂解)，冷却(如自然冷却至室温)，研磨，制得生物质炭。在另一优选例中，在步骤(ii)中，在研磨之后，还进行过筛(如30-300目，较佳地50-200目)，从而制得生物质炭。在另一优选例中，所述的限氧条件指氧含量≤10％，较佳地≤5％，更佳地≤2％。在另一优选例中，所述农林废弃物选自下组：水稻秸秆、稻壳、树木残枝、及其组合。在另一优选例中，所述树木残枝选自：桃树残枝、葡萄藤残枝、及其组合。在另一优选例中，所述热解具有选自下组的一个或多个特征：1)所述热解的温度为300℃-600℃，优选地为500℃-600℃；2)所述热解的时间为3-5h，优选地为3-4h。在另一优选例中，所述生物质炭的总有机碳含量为40wt％-60wt％，优选地为50wt％-60wt％，按生物质炭的重量计。在另一优选例中，所述生物质炭粒径为20-200目，优选地为80-120目。在另一优选例中，所述有机肥选自：堆肥、沤肥、沼气肥、绿肥、饼肥，或其组合。在另一优选例中，所述有机肥为畜禽粪便和农作物秸秆经堆肥得到。在另一优选例中，所述有机肥具有选自下组的一个或多个特征：1)所述有机肥的有机质含量≥35wt％，优选地为≥40wt％；2)所述有机肥的含氮量≥1wt％；其中，各百分比按有机肥的重量计。在另一优选例中，所述硅肥由下述方法制备，包括步骤：(i)将工业硅渣磨碎、过筛，在NaOH水溶液中浸泡；(ii)用蒸馏水洗涤、干燥后得到所述硅肥。在另一优选例中，所述工业硅渣选自下组：冶金硅渣、高炉水淬渣、电厂粉煤灰、玻璃废渣、及其组合。在另一优选例中，所述的工业硅渣选自下组：冶金硅渣、高炉水淬渣、或其组合。在另一优选例中，在步骤(i)中，所述工业硅渣磨碎后，过筛采用50-200目，优选地为80-120目。在另一优选例中，所述工业硅渣的总硅含量＞25wt％，优选地为＞30wt％，按工业硅渣的重量计。在另一优选例中，所述NaOH水溶液浓度为2-10mol/L，优选地为4-8mol/L，更优选地为5-6mol/L。在另一优选例中，所述浸泡的时间为3-6h，优选地为4-5h。在另一优选例中，所述硅肥的pH为7.5-8.5。本专利技术第二方面，提供了本专利技术第一方面所述的含硅生物炭基肥的制备方法，包括步骤：(i)提供生物质炭、有机肥、氮肥、和硅肥；(ii)将生物质炭、有机肥、氮肥、和硅肥进行混合，从而形成本专利技术第一方面所述的含硅生物炭基肥。本专利技术第三方面，提供了本专利技术第一方面所述的含硅生物炭基肥的施用方法，包括步骤：(i)将所述含硅生物炭基肥施于土壤；和(ii)将施肥土壤表层0～20cm(较佳地2-20cm)进行翻耕，使所述含硅生物炭基肥与土壤充分混合。在另一优选例中，所述含硅生物炭基肥的施用量为100-1000kg/公顷，较佳地200-1000kg/公顷，更佳地500-800kg/hm2，最佳地500-600kg/hm2。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。具体实施方式本专利技术人经过长期而深入的研究，意外地发现将特定的生物质炭、特定的有机肥、氮肥(如尿素)、特定的硅肥以合适的比例混合，得到的含硅生物炭基肥。实验表明，将本专利技术含硅生物炭基肥施用于农作物或林业植物之后，能够协同地、更为显著促进植物的生长，从而提高水果的产量和品质。此外，本专利技术含硅生物炭基肥还可出乎意料地更有效地改善土壤的理化性质，尤其可显著提高土壤有机质含量。在此基础上，专利技术人完成了本专利技术。术语如本文所用，术语“本专利技术的含硅生物炭基肥”、“本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含硅生物炭基肥，其特征在于，所述含硅生物炭基肥包括：/n20-40重量份生物质炭；/n30-45重量份有机肥；/n5-15重量份氮肥；和/n10-20重量份硅肥。/n

【技术特征摘要】
1.一种含硅生物炭基肥，其特征在于，所述含硅生物炭基肥包括：
20-40重量份生物质炭；
30-45重量份有机肥；
5-15重量份氮肥；和
10-20重量份硅肥。


2.如权利要求1所述的含硅生物炭基肥，其特征在于，所述生物质炭由下述方法制备，包括步骤：
(i)将农林废弃物进行风干、粉碎；
(ii)将步骤(i)所得粉碎物在限氧条件下热解，冷却，研磨，制得生物质炭。


3.如权利要求2所述的含硅生物炭基肥，其特征在于，所述热解具有选自下组的一个或多个特征：
1)所述热解的温度为300℃-600℃，优选地为500℃-600℃；
2)所述热解的时间为3-5h，优选地为3-4h。


4.如权利要求1所述的含硅生物炭基肥，其特征在于，所述有机肥选自下组：堆肥、沤肥、沼气肥、绿肥、饼肥，或其组合。


5.如权利要求1所述的含硅生物炭基肥，其特征在于，所述有机肥具有选自下组的一个或多个特征：
1)所述有机肥的有机质含量≥35wt％，优选地为≥40wt％；
2)所述有机肥的含氮量≥1wt％；

【专利技术属性】
技术研发人员：赵峥，吴淑杭，褚长彬，周德平，
申请(专利权)人：上海市农业科学院，
类型：发明
国别省市：上海;31