一种基于水蓼的富磷生物炭及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种基于水蓼的富磷生物炭及其制备方法与应用，所述制备方法包括以下步骤：获取磷含量大于等于4gkg

【技术实现步骤摘要】
一种基于水蓼的富磷生物炭及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及障碍土壤改良
，特别涉及一种基于水蓼的富磷生物炭及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]土壤磷素供给及生物有效性是影响陆地生态系统作物生长的重要因素。植物所能利用的磷素主要来源于土壤，而土壤中的磷素极易被固定，尤其在酸性土壤中，磷多与铁、铝结合，形成难溶化合物，有效性较低，较难被植物直接吸收利用。因此，为了满足作物生长发育需求，对于酸性紫色土应进一步增加磷素供给和提高磷素有效性。
[0003]施用磷肥可以满足作物对磷素的需求，但大量施磷会导致土壤中磷的积累，土壤多余的磷素易通过地表径流、渗漏等途径进入水环境，造成水体富营养化等环境问题。此外，由于磷肥的大量生产和精细磷化工的飞速发展，高品位的磷矿资源也在日益减少。因此，降低磷肥投入，寻找农业生态系统内部磷素循环利用的新途径，以此缓解全球“磷枯竭”危机，已成为农业资源环境领域的研究热点。
[0004]磷富集植物多为水陆两生植物，具有磷提取能力强、生物量大、生长周期快、环境适应性强等优点，在我国大部分地区均有分布。目前，对该类植物的研究主要集中于磷积累特性、植物生理表现、根际磷素特征与磷去除效果等方面。而用于环境修复后的磷富集植物并未得到合理利用，废弃堆积、就地焚烧等常规手段，不仅造成了资源浪费，还增加了环境二次污染的风险。因此在环境面源污染控制和非可再生磷矿资源耗竭日益突出的形势下，结合磷富集植物的自身特性开展无害化、资源化、循环利用研究十分必要。

技术实现思路
/>[0005]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种基于水蓼的富磷生物炭及其制备方法与应用。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一方面，提供一种基于水蓼的富磷生物炭的制备方法，包括以下步骤：获取磷含量大于等于4g kg
‑1的水蓼，对其进行除杂、干燥、粉碎，获得磷富集植物生物质原材料；将所述磷富集植物生物质原材料在保护气氛条件下进行热解炭化，冷却至室温后即可获得所述富磷生物炭。
[0008]作为优选，对所述水蓼进行干燥时，干燥温度采用75℃。
[0009]作为优选，进行热解炭化时，采用的热解温度为300～600℃，热解时间为1～2h。
[0010]作为优选，采用的热解温度为500℃。
[0011]作为优选，所述富磷生物炭的pH为10.84～11.43，灰分含量为23.98～25.87％，含碳量为51.98～56.13％；总磷含量为11.46～14.77g kg
‑1，有效磷含量为4.81～5.38g kg
‑1，固相磷回收率在95.99～100％。
[0012]另一方面，还提供一种上述任意一项所述的基于水蓼的富磷生物炭的制备方法制
备而成的富磷生物炭及其在土壤改良中的应用。
[0013]作为优选，所述富磷生物炭用于对酸性紫色土进行磷素增效。
[0014]作为优选，所述富磷生物炭的添加量为所述酸性紫色土土重的1～2％，混合均匀后即可实现对所述酸性紫色土的磷素增效。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]1、本专利技术利用热解炭化技术对高磷环境下的修复植物进行资源化利用，能够有效地避免磷素含量较高的植物残体返回到土壤与水体而导致的二次污染，为磷富集植物规模化产出后的后端处置问题提供了技术支撑。
[0017]2、本专利技术在实现资源化处理磷富集植物废弃生物质的同时，着重对其富含的磷素进行了资源化回收，制备了高值化的富磷生物炭，较常见农林废弃物生物炭具有更高的磷含量，更高的磷回收率，优良的孔隙结构，具备对磷素的缓释能力。少量施用即可显著提高酸性紫色土的磷素有效性，提高土壤肥力，改善土壤性质，并且具有明显的促生作用，为酸性紫色土生长的作物提供充足的磷素养分。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为一个具体实施例本专利技术制备基于水蓼的富磷生物炭的流程示意图；
[0020]图2为一个具体实施例富磷生物炭的电子显微镜微观形貌测试结果示意图；
[0021]图3为一个具体实施例富磷生物炭的光电子能谱磷素价态解析结果示意图；
[0022]图4为一个具体实施例添加富磷生物炭与未添加富磷生物炭的青菜生长情况示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。本专利技术公开使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0024]一方面，本专利技术提供一种基于水蓼的富磷生物炭的制备方法，包括以下步骤：获取磷含量大于等于4g kg
‑1的水蓼，对其进行除杂、干燥、粉碎，获得磷富集植物生物质原材料；将所述磷富集植物生物质原材料在保护气氛条件下进行热解炭化，冷却至室温后即可获得所述富磷生物炭。
[0025]在一个具体的实施例中，所述水蓼可从富营养化水体或高磷土壤生长环境中获得。
[0026]在一个具体的实施例中，对所述水蓼进行干燥时，干燥温度采用75℃；进行热解炭化时，采用的热解温度为300～600℃，热解时间为1～2h。可选地，采用的热解温度为500℃。
[0027]需要说明的是，上述实施例中的干燥温度仅为本专利技术优选的干燥温度，使用本专利技术时，也可采用自然风干或其他温度进行风干。
[0028]在一个具体的实施例中，所述富磷生物炭的pH为10.84～11.43，灰分含量为23.98～25.87％，含碳量为51.98～56.13％；总磷含量为11.46～14.77g kg
‑1，有效磷含量为4.81～5.38g kg
‑1，固相磷回收率在95.99～100％。
[0029]另一方面，本专利技术还提供一种所述基于水蓼的富磷生物炭的制备方法制备而成的富磷生物炭及其在土壤改良中的应用。
[0030]在一个具体的实施例中，所述富磷生物炭用于对酸性紫色土进行磷素增效。可选地，所述富磷生物炭的添加量为酸性紫色土土重的1～2％，混合均匀后即可实现对所述酸性紫色土的磷素增效。在一个具体的实施例中，将所述富磷生物炭与所述酸性紫色土混合均匀，陈化3～7天即可实现对所述酸性紫色土进行磷素增效，改善所述酸性紫色土的土壤性质，使其满足植物生长发育对磷素的需求。
[0031]实施例1
[0032]如图1所示，一种基于水蓼的富磷生物炭采用以下步骤制备而成：获取磷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水蓼的富磷生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：获取磷含量大于等于4g kg
‑1的水蓼，对其进行除杂、干燥、粉碎，获得磷富集植物生物质原材料；将所述磷富集植物生物质原材料在保护气氛条件下进行热解炭化，冷却至室温后即可获得所述富磷生物炭。2.根据权利要求1所述的基于水蓼的富磷生物炭的制备方法，其特征在于，对所述水蓼进行干燥时，干燥温度采用75℃。3.根据权利要求1所述的基于水蓼的富磷生物炭的制备方法，其特征在于，进行热解炭化时，采用的热解温度为300～600℃，热解时间为1～2h。4.根据权利要求3所述的基于水蓼的富磷生物炭的制备方法，其特征在于，采用的热解温度为500℃。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的基于水蓼的富磷生物炭的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄化刚，郭新欣，黄瀚，周严，叶代桦，李廷轩，余海英，郑子成，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：