CN102675001A - 一种炭基肥料增效剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种炭基肥料增效剂及其应用，其特征是原料包含如下重量比例的成分：炭粉50~70，腐植酸5~15，尿酶抑制剂和硝化抑制剂混合的抑制剂2~5，微肥 10~20，酸性膨润土或粘土5~10；本发明选用生物质颗粒炭为基质载体，其生产工艺简单，原料易得，成本低廉。.生物炭具有极强的吸附性、保水性和吸光增温性，其除了作为载体使用，还是很好的氨稳定剂和土壤改良剂。施入土壤后不但可以持肥缓释，而且在一定程度上缓解干旱缺水、低温对作物生长发育的影响。.不但能提高肥料利用率，而且对环境友好，安全环保。能有效提高氮肥、磷肥利用率，降低肥料损失，同时能减轻氮肥施用对水体的污染和温室效应，降低农产品中的硝态氮含量，保证食品安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种肥料增效剂，特别是一种以农林废弃生物质颗粒炭化物为基质的肥料增效剂及其应用。
背景技术
肥料是农业生产的重要物质基础，不科学施肥会造成资源浪费、环境污染和农田生产力下降。我国是传统农业大国，耕地约有18亿亩，但基于庞大的人口基数，人地矛盾极为突出，农田高强度低效率利用状况更为严重。我国氮肥利用率仅为30~45%，磷肥的当季利用率为10~20%，低于发达国家20个百分点，施肥效益较低。因此，如何实现肥料的高效利用、土地生产力的可持续发展是目前土肥领域研究的一个热点，是实现农业资源高效利用的迫切需求，是保障国家粮食安全的战略需求。
提高氮肥利用率的主要方法是使用长效缓释氮肥，或是普通尿素配合施用尿酶抑制剂和硝化抑制剂等氮肥增效剂来提高肥料氮的肥效。此方法主要是通过生物化学途径调节氮肥施入土壤后的转化过程，从而达到氮肥增效。还可以通过物理包被法及整体分散法生产缓控释肥，但物理方法生产的长效肥料成本相对较高，仅在观赏园艺等高值化植物生产中应用。另外一种常用的方法是化学合成法，将肥料直接或间接地通过共价键或离子键连接到预先形成的聚合物上，通过构成一种新型的组合物合成缓释肥，这种方法中养分的释放取决于聚合物的性质、立体化学结构、疏水性、降解度及交联程度。
在我国北方粮食作物主产区（东北、华北），由于早春气温偏低，土壤有效磷含量往往不是很低，但对作物苗期的有效性不高，常见到作物苗期缺磷的现象。土壤中的磷95%左右是固定态磷。磷肥施入土壤后，很快被土壤固定。由于大量广泛使用磷肥，我国土壤中磷素水平呈逐渐增加的趋势，施磷肥的成本增加，但施肥效益降低。土壤磷素活化促释技术是提高肥料利用率，提高土壤有效态磷含量的一项关键的技术措施。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种炭基肥料增效剂及其应用，炭基肥料增效剂能单独施用，也可与其他肥料配合使用。在制备工艺上利用生物炭颗粒微孔多、吸附能力强的特点，与腐植酸、微肥、氮肥抑制剂等复合，并用酸性膨润土或粘土作粘结剂，制成颗粒状炭基肥料增效剂。制备工艺简单、经济环保、安全高效，有助于提高肥料利用率，降低施肥成本及能耗，适于大规模推广应用。
本发明所使用的生物炭是农林废弃生物质在低氧条件下不完全燃烧形成的黑色炭粉颗粒（炭黑），具有良好的孔隙度和较大的比表面积，吸附和保持氮磷钾等养分的能力强，保水保肥增温效果显著，尤其可显著缓解北方冷季作物发育缓慢的问题。生物炭本身所具有的微孔结构与极强的吸附力，使其可以吸附更多的养分离子。生物炭还田以后，其本身实际可供作物利用的养分含量并不多，但它可以改变土壤的物理性状和结构，促进土壤生物化学与物理化学的交互作用而提高土壤肥力，间接地提高作物养分利用效率，从而对作物生长起到积极的促进作用。在低纬度地区的田间试验表明，农田土壤施用20t/hm2以上的生物炭大约可减少10%的肥料施用量。同时，生物炭有效地吸附NO3 -与NH3，减少了土壤中氮素的氨挥发损失和淋溶损失。此外，生物炭中含有丰富的腐植酸，研究表明玉米秸秆炭含有6.67%的腐植酸。腐植酸作为廉价、有效且无污染的磷肥增效剂的研究已有40多年历史。大量试验表明，腐植酸与磷肥混合施用，可减少无机磷的固定，活化土壤固定态磷，增加土壤速效磷含量，有助于作物根系吸收。生物炭可通过络合带正电荷的钙、镁、铁等离子，保护了磷酸根离子，从而使磷被作物自由的吸收。生物炭可有效改良粘重土壤，降低土壤容重，有利于作物根系生长，从而提高了作物吸收养分的能力。由于其突出的生物化学稳定性、抗降解性、以及对微生物的惰性，生物炭比通常的有机添加物更为稳定。由此制备的肥料增效剂可以有效地改善土壤团粒结构、优化土壤生态环境、提高土壤可持续生产能力和作物养分利用率，更可将碳有效封存，实现农业减排，对促进土壤、作物和环境三者的协调发展和良性循环具有重要作用。
本发明提供的炭基肥料增效剂，其原料包含如下重量比例的成分：
炭粉： 50~70，
腐植酸： 5~15，
尿酶抑制剂和硝化抑制剂混合的抑制剂： 2~5，
微肥： 10~20，
酸性膨润土或粘土： 5~10。
所述的尿酶抑制剂为N-丁基硫代磷酰三胺（NBPT）、苯基磷酰二胺（PPD）、氢醌（HQ）、邻苯二酚中的一种；所述的硝化抑制剂为氯甲基吡啶、双氰胺（DCD）、1-甲基吡唑-1羧酰胺（CMP）、3-甲基吡唑（MP）中的一种；所述的尿酶抑制剂和硝化抑制剂按等重量比例混合配制。
所述的微肥为硫酸锌、硼砂、硫酸亚铁和硫酸镁按等重量比例混合配制。
所述的酸性膨润土或粘土pH值为5~6。
制备方法：将上述各种物料混合均匀、造粒，即得到炭基肥料增效剂。
本发明提供的炭基肥料增效剂应用方法：采用单独施用或同常规复合肥配合施用，施用量为0.5-2.5公斤/亩。
本发明的优点是：
1.选用生物质颗粒炭为基质载体，其生产工艺简单，原料易得，成本低廉；
2.生物炭具有极强的吸附性、保水性和吸光增温性，其除了作为载体使用，本身还是很好的氨稳定剂和土壤改良剂。施入土壤后，不但可以持肥缓释，而且由于在每个炭粒周围都能形成一个小的吸光增温保水区，可在一定程度上缓解干旱缺水、低温对作物生长发育的影响；
3.炭基肥料增效剂不但能提高肥料利用率，而且对环境友好，安全环保。能有效提高氮肥、磷肥利用率，降低肥料损失，同时能减轻氮肥施用对水体的污染和温室效应，降低农产品中的硝态氮含量，保证食品安全生产。
具体实施方式
实施例1：
炭基肥料增效剂的原料包含如下重量比例的成分：
炭粉50，腐植酸15，N-丁基硫代磷酰三胺（NBPT）和氯甲基吡啶按1:1重量比配制的混合抑制剂5，微肥20，pH5.5-6.5的酸性膨润土10。
上述成分中的炭粉是以玉米芯、花生壳、稻壳、食用菌基质等农林废弃生物质为原料，采用专利号为ZL200710086505.4的发明专利技术提供的设备和工艺生产，粒度为80-100目。
其中微肥是将硫酸锌、硼砂、硫酸亚铁、硫酸镁按1:1:1:1重量比例混合配制。
制备方法：将各成分按比例混配，用ZLC-300型搅拌机搅拌均匀，然后通过圆盘造粒机进行压力造粒，制成含颗粒炭50%的炭基肥料增效剂。
最后计量、包装。
应用方法：采用单独施用或同市售常规复合肥配合施用，施用量为0.5-2.5公斤/亩。
实施例2：
炭基肥料增效剂的原料包含如下重量比例的成分：
炭粉55份，腐植酸13，苯基磷酰二胺（PPD）和双氰胺（DCD）按1:1重量比配制的混合抑制剂 2，微肥20，pH5.5~6.5的酸性膨润土10。
上述成分中的炭粉、微肥同实施例1。
制备方法：同实施例1。
最后计量、包装。
应用方法：同实施例1。
实施例3：
炭基肥料增效剂的原料包含如下重量比例的成分：
炭粉60，腐植酸15，氢醌（HQ）和1-甲基吡唑-1羧酰胺（CMP）按1:1重量比配制的混合抑制剂2，微肥13，pH5.5~6.5的酸性膨润土10。
上述成分中的炭粉、微肥同实施例1。
制备方法：同实施例1。
最后计量、包装。
应用方法：同实施例1。
实施例4：
炭基肥料增效剂的原料包含如下重量比例的成分：
炭粉65，腐植酸10，邻苯二酚和3-甲基吡唑（MP）按1:1重量比配制的混合抑制剂5，微肥15，pH5.5~6.5的酸性膨润土5。
上述成分中的炭粉、微肥同实施例1。
制备方法：同实施例1。
最后计量、包装。
应用方法：同实施例1。
实施例5：
炭基肥料增效剂的原料包含如下重量比例的成分：
炭粉70，腐植酸5，邻苯二酚和双氰胺（DCD）按1:1重量比配制的混合抑制剂5，微肥10，pH5.5~6.5的酸性膨润土10。
上述成分中的炭粉、微肥同实施例1。
制备方法：同实施例1。
最后计量、包装。
应用方法：同实施例1。
实施例6：
炭基肥料增效剂的原料包含如下重量比例的成分：
炭粉55，腐植酸12，氢醌（HQ）和双氰胺（DCD）按1:1重量比配制的混合抑制剂 3，微肥20，pH5.5~6.5的酸性膨润土10。
上述成分中的炭粉、微肥同实施例1。
制备方法：同实施例1。
最后计量、包装。
应用方法：同实施例1。
Claims (2)
1.一种炭基肥料增效剂，其特征是原料包含如下重量比例的成分：
炭粉： 50~70，
腐植酸： 5~15，
尿酶抑制剂和硝化抑制剂混合的抑制剂： 2~5，
微肥： 10~20，
酸性膨润土或粘土： 5~10；
所述的尿酶抑制剂为N-丁基硫代磷酰三胺（NBPT）、苯基磷酰二胺（PPD）、氢醌（HQ）、邻苯二酚中的一种；所述的硝化抑制剂为氯甲基吡啶、双氰胺（DCD）、1-甲基吡唑-1羧酰胺（CMP）、3-甲基吡唑（MP）中的一种；所述的尿酶抑制剂和硝化抑制剂按等重量比例混合配制；
所述的微肥为硫酸锌、硼砂、硫酸亚铁和硫酸镁按等重量比例混合配制；
所述的酸性膨润土或粘土pH值为5~6。
2.一种如权利要求1所述的炭基肥料增效剂应用方法：炭基肥料增效剂采用单独施用或同常规复合肥配合施用，施用量为0.5-2.5公斤/亩。
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