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改性生物炭肥以及利用改性生物炭肥消除酸性土壤养分失衡的方法技术

技术编号:40417833 阅读:7 留言:0更新日期:2024-02-20 22:35
本发明专利技术属于土壤施肥技术领域,尤其涉及一种改性生物炭肥以及利用改性生物炭肥消除酸性土壤养分失衡的方法。本发明专利技术,针对现有技术中对于中微量元素的缓释能力仍有待提高,同时无法改良土壤酸性的问题,提供一种生物炭肥以及利用生物炭肥消除酸性土壤养分失衡的方法,包括生物炭和配伍肥料,所述配伍肥料包括氮肥、磷肥、钾肥、硅肥、硫肥、钙肥、硼肥、锰肥、铁肥和钼肥。本发明专利技术的生物炭在制备过程中通过碱液改性,应用至生物炭肥中后,使得生物炭肥具备中和酸性,改良土壤酸碱度的功能,同时经碱液改性后的秸秆,在高温碳化时会出现分布较为均匀的圆形塌陷,相比未经碱液改性的秸秆具有更大的比表面积,能更好的实现对中微量元素的缓释效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土壤施肥,尤其涉及一种改性生物炭肥以及利用改性生物炭肥消除酸性土壤养分失衡的方法


技术介绍

1、由于农民在用肥习惯上施肥种类相对固定,多以施入大量元素(养分)氮磷钾为主,作物对土壤养分又具有选择吸收性,因此长期种植某种作物会引起土壤中某些元素的亏缺,使土壤养分失衡,从而导致作物吸收养分困难,严重影响作物的生长发育。研究发现,水稻田土壤中微量元素,尤其是硅元素,存在不同程度的缺乏。而作物生长均遵从“最小养分律”和“限制因子律”,某一种或几种养分的比例失衡,必然会影响整个植株的正常生长发育。现有技术中常用的消除土壤养分失衡的方法是通过直接施用中微量元素肥料或喷施叶面肥进行补充,这些措施一方面因为用量少,操作难度大,另一方面受天气影响较大。

2、针对这一问题,人们在长期的生产生活实践中也进行了探索研究,例如,中国专利技术专利申请公开了一种生物炭肥[申请号:201610686352.6],该专利技术生物炭肥,由下述重量份的原料制成:生物炭粉30-60、人畜粪便20-30、废糖蜜4-8、添加剂15-25;上述一种生物炭肥的制备方法,包括如下步骤:(1)将生物炭粉、人畜粪便、废糖蜜、添加剂混合均匀后在一定的温度下进行造粒;(2)将造粒产物冷却、过筛,使其粒径2.5-4.5mm,包装后得到生物炭肥产品。

3、有机生物炭基肥虽然添加了有机质,分解后会释放一部分中微量元素,但其肥效较低,肥效慢,难以满足植物对养分的需求。而无机炭基肥中以氮磷钾为主,基本不考虑植物对中微量元素的需求和土壤酸化问题。本专利技术通过碱性改性生物炭添加有机无机元素之制备成改性生物炭基肥平衡土壤养分和提高土壤酸碱度。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对上述问题,提供一种对中微量元素可起到控释效果,同时可中和土壤酸性的生物炭肥。

2、本专利技术的另一目的是针对上述问题,提供一种利用对中微量元素可起到控释效果,同时可中和土壤酸性的生物炭肥消除酸性土壤养分失衡的方法。

3、为达到上述目的,本专利技术采用了下列技术方案:

4、一种生物炭肥,包括生物炭和配伍肥料,所述配伍肥料包括氮肥、磷肥、钾肥、硅肥、硫肥、钙肥、硼肥、锰肥、铁肥和钼肥。

5、在上述的生物炭肥中,生物炭肥包括质量份数分别为30-40份的生物炭、2.5-4.0份的氮肥、1.3-2.0份的磷肥、3.0-4.5份的钾肥、1.5-2.5份的硅肥、2.0-3.0份的硫肥、5.0-8.0份的钙肥、1.0-2.0份的硼肥、1.0-2.0份的锰肥、1.0-2.0份的铁肥和0.2-0.5份的钼肥。

6、在上述的生物炭肥中,所述生物炭肥包括质量份数分别为35份的生物炭、3.0份的氮肥、1.5份的磷肥、4.0份的钾肥、2.0份的硅肥、2.5份的硫肥、6.5份的钙肥、1.5份的硼肥、1.5份的锰肥、1.5份的铁肥和0.4份的钼肥。

7、在上述的生物炭肥中,所述生物炭通过以下步骤制得:

8、步骤一:取水稻秸秆若干,进行清洁预处理,得清洁后的秸秆;

9、步骤二:将步骤一中制得的清洁后的秸秆浸泡在酒石酸镁水溶液中,浸泡30-60min后加碱溶液调节ph值至10以上,搅拌条件下加热至70-90℃,反应10-30min,过滤除去液体部分,得碱处理后的秸秆;

10、步骤三:将步骤二中制得的碱处理后的秸秆干燥,在无氧条件下升温至800℃后,立刻开始降温,降温至500℃后保持6-10h,热解制得秸秆生物炭;

11、步骤四:将步骤三中制得的秸秆生物炭粉碎,过60目筛,得到生物炭。

12、在上述的生物炭肥中,所述步骤二中酒石酸镁溶液的物质的量浓度为0.2-0.6mol/l。

13、在上述的生物炭肥中,所述步骤二中碱溶液为物质的量浓度为1mol/l的氢氧化钠水溶液。

14、在上述的生物炭肥中,所述步骤三中升温速率为50℃/min,降温速率为50℃/min。

15、在上述的生物炭肥中,所述氮肥以碱性氮肥碳酸氢铵为主;磷肥以碱性磷肥钙镁磷肥为主;钾肥包括草木灰;硅肥包括二氧化硅;硫肥包括石膏;钙肥包括熟石灰;硼肥包括十水四硼酸钠;锰肥包括硫酸锰;铁肥包括硫酸铁;钼肥包括钼酸钠。

16、一种利用如上述生物炭肥消除酸性土壤养分失衡的方法,包括以下步骤:

17、步骤a:对区域土壤理化性质进行土壤酸碱度和各养分含量检测;

18、步骤b:按土壤地力制备好生物炭肥;

19、步骤c:将生物炭肥作为基肥施入土壤,并将其与表土充分混合。

20、与现有的技术相比,本专利技术的优点在于:

21、1、本专利技术的生物炭在制备过程中通过碱液改性,应用至生物炭肥中后,使得生物炭肥具备中和酸性,改良土壤酸碱度的功能。

22、2、本专利技术的生物炭在制备过程中通过碱液改性,经碱液改性后的秸秆,在高温碳化时会出现分布较为均匀的圆形塌陷,呈半穿透至穿透状,且塌陷孔径基本相同,且存在微孔,相比未经碱液改性的秸秆碳化过程中整体呈树枝状,且边缘产生碎片状的情况具有更大的比表面积,能更好的实现对中微量元素的缓释效果。

23、3、本专利技术以无氧条件进行碳化,且经历一显著高温后迅速回温的步骤,有效提高了sp2杂化的无定形碳的比例,使得制得的生物炭整体的芳香性结构增强,极性减弱,提升了整体结构的稳定性,有效防止内部塌陷的发生,在后续使用过程中能较好的保持较大的比表面积和较好的对中微量元素的缓释效果。

24、4、本专利技术浸泡过程中以酒石酸镁水溶液为浸泡液,这样在后续利用碱液进行的ph值调节过程中,可减缓镁元素的沉降速率,提升镁元素在秸秆表面及孔隙中沉降分布的均匀程度。

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【技术保护点】

1.一种改性生物炭肥,其特征在于:包括生物炭和配伍肥料,所述配伍肥料包括氮肥、磷肥、钾肥、硅肥、硫肥、钙肥、硼肥、锰肥、铁肥和钼肥。

2.如权利要求1所述的改性生物炭肥,其特征在于:生物炭肥包括质量份数分别为30-40份的生物炭、2.5-4.0份的氮肥、1.3-2.0份的磷肥、3.0-4.5份的钾肥、1.5-2.5份的硅肥、2.0-3.0份的硫肥、5.0-8.0份的钙肥、1.0-2.0份的硼肥、1.0-2.0份的锰肥、1.0-2.0份的铁肥和0.2-0.5份的钼肥。

3.如权利要求2所述的改性生物炭肥,其特征在于:所述生物炭肥包括质量份数分别为35份的生物炭、3.0份的氮肥、1.5份的磷肥、4.0份的钾肥、2.0份的硅肥、2.5份的硫肥、6.5份的钙肥、1.5份的硼肥、1.5份的锰肥、1.5份的铁肥和0.4份的钼肥。

4.如权利要求1所述的改性生物炭肥,其特征在于:所述生物炭通过以下步骤制得:

5.如权利要求4所述的改性生物炭肥,其特征在于:所述步骤二中酒石酸镁溶液的物质的量浓度为0.2-0.6mol/L。

6.如权利要求4所述的改性生物炭肥,其特征在于:所述步骤二中碱溶液为物质的量浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液。

7.如权利要求4所述的改性生物炭肥,其特征在于:所述步骤三中升温速率为50℃/min,降温速率为50℃/min。

8.如权利要求1所述的改性生物炭肥,其特征在于:所述氮肥包括碳酸氢铵;磷肥包括碱性磷肥或钙镁磷肥;钾肥包括草木灰;硅肥包括二氧化硅;硫肥包括石膏;钙肥包括熟石灰;硼肥包括十水四硼酸钠;锰肥包括碳酸锰;铁肥包括硫酸铁;钼肥包括钼酸钠。

9.一种利用如权利要求1-8任一所述改性生物炭肥消除酸性土壤养分失衡的方法,其特征在于,包括以下步骤:

...

【技术特征摘要】

1.一种改性生物炭肥,其特征在于:包括生物炭和配伍肥料,所述配伍肥料包括氮肥、磷肥、钾肥、硅肥、硫肥、钙肥、硼肥、锰肥、铁肥和钼肥。

2.如权利要求1所述的改性生物炭肥,其特征在于:生物炭肥包括质量份数分别为30-40份的生物炭、2.5-4.0份的氮肥、1.3-2.0份的磷肥、3.0-4.5份的钾肥、1.5-2.5份的硅肥、2.0-3.0份的硫肥、5.0-8.0份的钙肥、1.0-2.0份的硼肥、1.0-2.0份的锰肥、1.0-2.0份的铁肥和0.2-0.5份的钼肥。

3.如权利要求2所述的改性生物炭肥,其特征在于:所述生物炭肥包括质量份数分别为35份的生物炭、3.0份的氮肥、1.5份的磷肥、4.0份的钾肥、2.0份的硅肥、2.5份的硫肥、6.5份的钙肥、1.5份的硼肥、1.5份的锰肥、1.5份的铁肥和0.4份的钼肥。

4.如权利要求1所述的改性生...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙叶芳闻秀娟厉方桢谢舻邢海顾昊男
申请(专利权)人:绍兴市农业科学研究院
类型:发明
国别省市:

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