CN105061032A - 一种富氮固氮的小麦秸秆生物炭肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种富氮固氮的小麦秸秆生物炭肥及其制备方法，由下列重量份的原料制成：大麦麸50-60、醋酸钙2-4、锯末35-45、磷酸氢钙4-5、阳起石粉7-9、磷酸二铵10-12、硫硝酸铵7-8、新鲜浒苔130-140、复合微生物菌剂6-8、小麦秸秆230-260、新鲜尿液29-31、水适量；本发明的生物炭肥通过添加磷酸二铵、硫硝酸铵等原料大大提高了肥料中氮素含量，大麦麸、锯末等有机质的添加又确保了氮素的长期供应能力，配合阳起石粉和秸秆炭的物理结构能降低氮素的挥发，并提高了对铵离子的吸附性，从而稳定了土壤中有效氮素的含量，提高了作物对氮肥的利用率。

Description

一种富氮固氮的小麦秸秆生物炭肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种肥料技术领域，特别涉及一种富氮固氮的小麦秸秆生物炭肥及其制备方法。

背景技术

生物质炭是生物质经限氧热裂解炭化得到的富含稳定性碳的有机物质，生物炭不仅可以有效提升土壤中的有机碳含量，在逐步改善土壤保肥、保水性能的同时，对于降低土壤养分损失等方面同样具有良好的效果。

随着我国农产品出口比例的不断提升，农业对于肥料、土壤肥力的要求将不断升级，因此从土壤肥料种类的变革及肥力提升的角度来使用生物炭肥料，将对我国农业结构的调整以及农产品出口综合实力的提升产生极大的推进作用。

但由于生物炭质轻，呈粉末状，占空间较大，运输和贮存成本较高，而且在农田施用过程中也存在施用不便、粉尘污染等困难，限制了生物质炭的农业推广和利用。为此，本发明人通过将生物质炭与多种原料配合制成生物质炭基复混肥，通过生物炭来延长肥料养分的释放期，降低养分损失，无机有机复合物则消除了生物炭养分不足的缺陷，从而做到了对生物炭的充分利用，对农业高效、生态、环保、可持续发展具有重要意义。

发明内容

本发明弥补了现有技术的不足，提供一种富氮固氮的小麦秸秆生物炭肥及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明肥料由下列重量份的原料制成：大麦麸50-60、醋酸钙2-4、锯末35-45、磷酸氢钙4-5、阳起石粉7-9、磷酸二铵10-12、硫硝酸铵7-8、新鲜浒苔130-140、复合微生物菌剂6-8、小麦秸秆230-260、新鲜尿液29-31、水适量；

所述的复合微生物菌剂包括米根霉、枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌，所占比例为1：2：2。

所述肥料的制备的具体步骤如下：

(1)将浒苔洗净后捣碎并与大麦麸、锯末、阳起石粉混合，投入发酵池中加水调节含水量为45-50％,再向发酵物中接种复合微生物菌剂，之后将发酵物搅拌均匀开始发酵，每隔3-5天翻堆一次，并同时测定发酵堆温度，控制发酵堆最高温度不超过70℃，发酵20-22天，待完全腐熟后对发酵堆压榨过滤得发酵液和酵渣，备用；

(2)将小麦秸秆粉碎后投入炭化窑中，加热升温至550-600℃，保温炭化2-4小时，再将温度升高至800-900℃，保温1-2小时，进行第二次炭化，之后停止加热，并将所得小麦秸秆炭粉冷却至室温备用；

(3)向步骤1所得发酵液中加入醋酸钙、磷酸氢钙，加热至50-60℃下保温45-60分钟，再冷却至室温后加入磷酸二铵、硫硝酸铵并搅拌均匀，得营养液备用；

(4)将新鲜尿液和步骤3所得营养液混合搅拌均匀，加入柠檬酸溶液调节PH为3.9-4.2，将混合液加热浓缩8-12倍后分为重量相等的三份，并依次与步骤2所得小麦秸秆炭粉混合吸附，反复吸附完成后对炭粉-尿液混合物烘干干燥，备用；

(5)将步骤1所得酵渣和步骤4所得物料以及剩余物料混合后投入造粒机中制粒，将所得颗粒称量后包装保存，即得到本发明的生物炭肥。

步骤二中对小麦秸秆的二次炭化可以提高生物炭纯度，并进一步增加生物炭的微孔数，提高其吸附能力。

步骤四中使用小麦秸秆炭粉反复吸附的方法可以提高生物炭对混合营养液中营养元素的固定能力，其巨大的比表面积可以有效促进含氮结晶的形成，并防止之后干燥工艺带来的营养元素的流失。

本发明的有益效果：

添加的浒苔除了含有碳氮有机成分外，还含有浒苔多糖、甘露醇、藻朊酸等小分子有机物和生长素、赤霉素等天然植物生长调节剂，还有钙、镁、碘、锌等四十多种微量元素，保证了对作物提供全面的营养供给。

本发明的生物炭肥通过添加磷酸二铵、硫硝酸铵等原料大大提高了肥料中氮素含量，大麦麸、锯末等有机质的添加又确保了氮素的长期供应能力，配合阳起石粉和秸秆炭的物理结构能降低氮素的挥发，并提高了对铵离子的吸附性，从而稳定了土壤中有效氮素的含量，提高了作物对氮肥的利用率。

具体实施方案

下面结合以下具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

称取下列重量份(kg)的原料制成：大麦麸55、醋酸钙3、锯末40、磷酸氢钙4、阳起石粉8、磷酸二铵11、硫硝酸铵7、新鲜浒苔135、复合微生物菌剂7、小麦秸秆245、新鲜尿液30、水适量；

所述的复合微生物菌剂包括米根霉、枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌，所占比例为1：2：2。

所述肥料的制备的具体步骤如下：

(1)将浒苔洗净后捣碎并与大麦麸、锯末、阳起石粉混合，投入发酵池中加水调节含水量为45-50％,再向发酵物中接种复合微生物菌剂，之后将发酵物搅拌均匀开始发酵，每隔3-5天翻堆一次，并同时测定发酵堆温度，控制发酵堆最高温度不超过70℃，发酵20-22天，待完全腐熟后对发酵堆压榨过滤得发酵液和酵渣，备用；

(2)将小麦秸秆粉碎后投入炭化窑中，加热升温至575℃，保温炭化3小时，再将温度升高至850℃，保温1.5小时，进行第二次炭化，之后停止加热，并将所得小麦秸秆炭粉冷却至室温备用；

(3)向步骤1所得发酵液中加入醋酸钙、磷酸氢钙，加热至55℃下保温50分钟，再冷却至室温后加入磷酸二铵、硫硝酸铵并搅拌均匀，得营养液备用；

(4)将新鲜尿液和步骤3所得营养液混合搅拌均匀，加入柠檬酸溶液调节PH为4.1，将混合液加热浓缩10倍后分为重量相等的三份，并依次与步骤2所得小麦秸秆炭粉混合吸附，反复吸附完成后对炭粉-尿液混合物烘干干燥，备用；

(5)将步骤1所得酵渣和步骤4所得物料以及剩余物料混合后投入造粒机中制粒，将所得颗粒称量后包装保存，即得到本发明的生物炭肥。

为了进一步说明本发明的应用价值，本发明人选取了20亩水稻试验田来对本发明的生物炭肥进行效果验证，其中10亩实验组使用本发明炭肥作为基肥、另10亩对照组使用普通肥料作为基肥，且亩施肥料均为1600kg，水稻生长期间所有管理模式均相同，成熟后测得实验数据如下：

项目

对照组

实验组

土壤有效氮含量(mg/kg)	32.64	40.38
			稻田水中氨态氮含量(mg/L)	2.14	0.55
病虫害发生率(％)	6.5	0.6
			产量(kg/亩)	557	611
增产率(％)	——	9.69

从实验数据可以看出使用本发明的生物炭肥后水稻田的土壤养分含量明显提高，同时减少了氮素流失到稻田水的营养损失，水稻生长期间病虫害也显著减少，对水稻的品质有很大的提升，最终得到较高的水稻产量，相较于对照组产率有着较大的提高。

Claims (2)

1.一种富氮固氮的小麦秸秆生物炭肥及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：大麦麸50-60、醋酸钙2-4、锯末35-45、磷酸氢钙4-5、阳起石粉7-9、磷酸二铵10-12、硫硝酸铵7-8、新鲜浒苔130-140、复合微生物菌剂6-8、小麦秸秆230-260、新鲜尿液29-31、水适量；

所述的复合微生物菌剂包括米根霉、枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌，所占比例为1：2：2。

2.根据权利要求书1所述的富氮固氮的小麦秸秆生物炭肥及其制备方法，其特征在于，制备方法的具体步骤如下：

（1）将浒苔洗净后捣碎并与大麦麸、锯末、阳起石粉混合，投入发酵池中加水调节含水量为45-50%,再向发酵物中接种复合微生物菌剂，之后将发酵物搅拌均匀开始发酵，每隔3-5天翻堆一次，并同时测定发酵堆温度，控制发酵堆最高温度不超过70℃，发酵20-22天，待完全腐熟后对发酵堆压榨过滤得发酵液和酵渣，备用；

（2）将小麦秸秆粉碎后投入炭化窑中，加热升温至550-600℃，保温炭化2-4小时，再将温度升高至800-900℃，保温1-2小时，进行第二次炭化，之后停止加热，并将所得小麦秸秆炭粉冷却至室温备用；

（3）向步骤1所得发酵液中加入醋酸钙、磷酸氢钙，加热至50-60℃下保温45-60分钟，再冷却至室温后加入磷酸二铵、硫硝酸铵并搅拌均匀，得营养液备用；

（4）将新鲜尿液和步骤3所得营养液混合搅拌均匀，加入柠檬酸溶液调节PH为3.9-4.2，将混合液加热浓缩8-12倍后分为重量相等的三份，并依次与步骤2所得小麦秸秆炭粉混合吸附，反复吸附完成后对炭粉-尿液混合物烘干干燥，备用；

（5）将步骤1所得酵渣和步骤4所得物料以及剩余物料混合后投入造粒机中制粒，将所得颗粒称量后包装保存，即得到本发明的生物炭肥。