CN105837312A - 一种小麦专用生物炭基肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小麦专用生物炭基肥及其制备方法，属于农用肥料技术领域。该肥料由尿素、磷酸一铵、氯化钾、磷酸二氢钾、生物炭、EDTA螯合铁、EDTA螯合锰、EDTA螯合铜和EDTA螯合锌等原料制备而成。与现有技术相比，本发明产品中的生物炭可以长期存留在土壤中，提高土壤有机质含量；肥料中含有一定的速效氮、磷、钾及部分微量元素，养分全面，提高肥效利用率；且本发明肥料有效利用作物秸秆资源，新型环保，降低化肥对环境的污染，值得推广应用。

Description

一种小麦专用生物炭基肥及其制备方法
技术领域
本发明属于农用肥料技术领域，特别是涉及一种专用于小麦的生物炭基肥。
背景技术
小麦是世界三大粮食作物之一，更是中国最重要的口粮之一。小麦种植在我国经济和社会发展中起到非常重要的作用，小麦的稳定高产和优良品质对保障我国粮食安全至关重要。肥料是小麦生长发育所必须的农用生产资料，对有效保障小麦生产起到重要作用，而肥料质量的高低和肥效的优劣直接影响小麦的产量和品质。
生物炭是近年来地球环境科学研究的热点，它是生物质在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的高含碳量的黑色固体物质。作为良好的土壤改良剂和高品质的肥料缓释载体施用于土壤是其重要的用途之一。
目前，肥料利用率低、肥效短是传统无机肥料的主要缺点；同时我国大量的农业废弃物（比如作物秸秆、树枝、果皮等）未得到有效利用，且不恰当的利用方式造成了不小的环境污染。因此，充分利用农业废弃物，开发一种成本低廉、高效环保、肥效持久、利用率高的新型肥料非常必要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能够改良土壤养分状况、肥料利用率高、环境友好型的小麦专用生物炭基肥及其生产方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：
一种小麦专用生物炭基肥，由如下重量份的原料制成：尿素400-550份、磷酸一铵100-250份、氯化钾100-300份、磷酸二氢钾100-300份、生物炭10-50份、EDTA螯合铁1-20份、EDTA螯合锰1-20份、EDTA螯合铜1-20份、EDTA螯合锌1-20份。
所述尿素为小颗粒尿素，其中氮含量为46%，为质量百分比，粒径为0.85-2.80mm；
所述磷酸一铵呈普通粉末状，其中氮含量为11%，为质量百分比；五氧化二磷含量为44%，为质量百分比；
所述氯化钾呈白色粉末状，其中氧化钾含量为60%，为质量百分比；
所述磷酸二氢钾呈白色细微晶体，其中五氧化二磷含量为24%，为质量百分比；氧化钾含量为27%，为质量百分比；
所述生物炭是将农作物秸秆清洁风干，于500℃-550℃裂解炭化制备；
所述EDTA螯合铁为淡黄色粉末（螯合铁含量≥13%）；
所述EDTA螯合锰为微红色粉末（螯合锰含量≥13%）；
所述EDTA螯合铜为蓝色粉末（螯合铜含量≥15%）；
所述EDTA螯合锌为白色粉末（螯合锌含量≥15%）。
本发明小麦专用生物炭基肥的制备方法，包括如下工艺步骤：
（1）将农作物秸秆清洁风干后，置于炭化炉内，于500℃-550℃裂解炭化40分钟，冷却后取出，制备成秸秆生物炭；
（2）将磷酸一铵、氯化钾、磷酸二氢钾、生物炭、EDTA螯合铁、EDTA螯合锰、EDTA螯合铜、EDTA螯合锌等原料，通过计量按一定配比投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机，送至粉碎机，混合后再通过皮带传送机送入造粒机；
（3）将尿素加入熔融槽，通过蒸汽加热至133℃-140℃进行充分熔融，由尿液泵将经过电磁流量计计量的尿液喷入造粒机内；
（4）将造粒机中来自粉碎机经过计量的磷酸一铵、氯化钾、磷酸二氢钾、生物炭、EDTA螯合铁、EDTA螯合锰、EDTA螯合铜、EDTA螯合锌等，喷入尿液和少量蒸汽进行滚动涂布造粒，要求直径1-4.75毫米的颗粒在80%以上，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；
（5）物料在烘干机内烘干，输送至冷却机进行冷却；冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装即可。
所述小麦专用生物炭基肥，进一步优选的原料组分如下，均为重量份：尿素450-500份、磷酸一铵100-200份、氯化钾100-250份、磷酸二氢钾100-250份、生物炭20-40份、EDTA螯合铁1-15份、EDTA螯合锰1-15份、EDTA螯合铜1-15份、EDTA螯合锌1-15份。
所述小麦专用生物炭基肥，最优的原料组分如下，均为重量份：尿素470份、磷酸一铵105份、氯化钾145份、磷酸二氢钾210份、生物炭30份、EDTA螯合铁10份、EDTA螯合锰10份、EDTA螯合铜10份、EDTA螯合锌10份。
本发明的小麦专用生物炭基肥具有以下优点：
1、培肥地力，改良土壤
生物炭基肥料可以提高土壤有机质含量，改善土壤养分状况。其中炭基肥料中的生物炭可以长期存留在土壤中，促进土壤团粒结构的形成，提高土壤的保水性和保肥性，增加土壤微生物群落进而提高土壤酶活性，从而提高土壤肥力，利于作物吸收养分。
2、养分全面，提高肥料利用率
生物炭基肥料含有一定的速效氮、磷、钾及部分微量营养元素；生物炭颗粒具有极强的吸附性能，可以吸附大量养分，延长速效养分的释放时间，具备一定的缓释效果，进而提高肥料利用率，增加肥效。
3、新型环保，降低化肥对环境的污染
农作物秸秆被炭化为生物炭可以有效利用作物秸秆资源，减少了农作物秸秆不恰当利用带来的环境污染，绿色环保。把生物炭作为有机原料与无机肥料生产混合制备的炭基肥料，可以极大提高化肥速效养分在土壤中的停留时间，减少因化肥养分流失造成的环境污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细说明，但是本发明的保护范围并不限于实施例，凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1：
（1）将农作物秸秆清洁风干后，置于炭化炉内，于500℃-550℃裂解炭化40分钟，冷却后取出，制备成秸秆生物炭；
（2）将150份磷酸一铵、180份氯化钾、150份磷酸二氢钾、30份生物炭投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机，送至粉碎机，混合后再通过皮带传送机送入造粒机；
（3）将480份尿素加入熔融槽，通过蒸汽加热至133℃-140℃进行充分熔融，由尿液泵将经过电磁流量计计量的尿液喷入造粒机内；
（4）将造粒机中来自粉碎机经过计量的物料，喷入尿液和少量蒸汽进行滚动涂布造粒，要求直径1-4.75毫米的颗粒在80%以上，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；
（5）物料在烘干机内烘干，输送至经冷却机后进行冷却；冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装即可。
得到的产品规格为N-P2O5-K2O（25-10-16，含生物炭，不含EDTA螯合盐）。
实施例2：
（1）将农作物秸秆清洁风干后，置于炭化炉内，于500℃-550℃裂解炭化40分钟，冷却后取出，制备成秸秆生物炭；
（2）将105份磷酸一铵、145份氯化钾、210份磷酸二氢钾、30份生物炭、10份EDTA螯合铁、10份EDTA螯合锰、10份EDTA螯合铜、10份EDTA螯合锌等原料，投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机，送至粉碎机；混合后再通过皮带传送机送入造粒机；
（3）将470份尿素加入熔融槽，通过蒸汽加热至133℃-140℃进行充分熔融，由尿液泵将经过电磁流量计计量的尿液喷入造粒机内；
其他步骤同实施例1。
得到的产品规格为N-P2O5-K2O（25-10-16，含生物炭，含EDTA螯合盐）。
对比例：
（1）将190份磷酸一铵、215份氯化钾、105份磷酸二氢钾投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机，送至粉碎机，混合后再通过皮带传送机送入造粒机；
（2）将490份尿素加入熔融槽，通过蒸汽加热至133℃-140℃进行充分熔融，由尿液泵将经过电磁流量计计量的尿液喷入造粒机内；
（3）将造粒机中来自粉碎机经过计量的物料，喷入尿液和少量蒸汽进行滚动涂布造粒，要求直径1-4.75毫米的颗粒在80%以上，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；
（4）物料在烘干机内烘干，输送至经冷却机后进行冷却；冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装即可；
得到的产品规格为N-P2O5-K2O（25-10-16，不含生物炭，不含EDTA螯合盐）。
上述实施例1-2和对比例均由申请人史丹利化肥股份有限公司研发生产。
以上实例1-2和对比例的应用效果如下：
发明人将试验设在山东省临沂市临沭县大兴镇大坡东村，土壤类型为棕壤，土壤养分含量：有机质12.25g/kg，碱解氮88mg/kg，速效磷16.2mg/kg，速效钾92mg/kg。小麦品种为济麦22。
试验小区面积为15平方米，设3个处理，3次重复，随机区组排列。试验小区为长方形，四周设保护行，施肥量为720kg/hm2，小区施肥量为1.5kg，2/3基施，1/3追施。
表1 小麦生物学性状与产量
表2 小麦品质
从表1可以看出，小麦生物学性状与产量方面，对比例的小麦处理各种指标最低；实施例1处理的小麦各指标均大于对比例，这说明炭基肥料的肥效好于不添加生物炭的传统复合肥料；实施例2的小麦处理各指标均最大，说明含EDTA螯合微素的炭基肥料肥效更为全面，更利于小麦对营养的吸收和生长。由表2可知，实施例2的各项小麦品质指标测定结果均最大，说明含EDTA螯合微素的炭基肥料更有利于小麦的养分吸收和生长。
综上所述，实施例2含生物炭与EDTA螯合盐的肥料配比为25-10-16的处理增产效果明显，是最值得推广应用的肥料品种。

Claims (4)

1.一种小麦专用生物炭基肥，其特征在于由如下重量份的原料制成：尿素400-550份、磷酸一铵100-250份、氯化钾100-300份、磷酸二氢钾100-300份、生物炭10-50份、EDTA螯合铁1-20份、EDTA螯合锰1-20份、EDTA螯合铜1-20份、EDTA螯合锌1-20份；
所述尿素为小颗粒尿素，其中氮含量为46%，为质量百分比，粒径为0.85-2.80mm；
所述磷酸一铵呈普通粉末状，其中氮含量为11%，为质量百分比；五氧化二磷含量为44%，为质量百分比；
所述氯化钾呈白色粉末状，其中氧化钾含量为60%，为质量百分比；
所述磷酸二氢钾呈白色细微晶体，其中五氧化二磷含量为24%，为质量百分比；氧化钾含量为27%，为质量百分比；
所述生物炭是将农作物秸秆清洁风干，于500℃-550℃裂解炭化制备；
所述EDTA螯合铁为淡黄色粉末，螯合铁含量≥13%；
所述EDTA螯合锰为微红色粉末，螯合锰含量≥13%；
所述EDTA螯合铜为蓝色粉末，螯合铜含量≥15%；
所述EDTA螯合锌为白色粉末，螯合锌含量≥15%。
2.根据权利要求1所述的小麦专用生物炭基肥，其特征在于由如下重量份的原料制成：尿素450-500份、磷酸一铵100-200份、氯化钾100-250份、磷酸二氢钾100-250份、生物炭20-40份、EDTA螯合铁1-15份、EDTA螯合锰1-15份、EDTA螯合铜1-15份、EDTA螯合锌1-15份。
3.根据权利要求2所述的小麦专用生物炭基肥，其特征在于由如下重量份的原料制成：尿素470份、磷酸一铵105份、氯化钾145份、磷酸二氢钾210份、生物炭30份、EDTA螯合铁10份、EDTA螯合锰10份、EDTA螯合铜10份、EDTA螯合锌10份。
4.根据权利要求1-3任一所述的小麦专用生物炭基肥，其特征在于由如下制备方法制得：
（1）将农作物秸秆清洁风干后，置于炭化炉内，于500℃-550℃裂解炭化40分钟，冷却后取出，制备成秸秆生物炭；
（2）将磷酸一铵、氯化钾、磷酸二氢钾、生物炭、EDTA螯合铁、EDTA螯合锰、EDTA螯合铜、EDTA螯合锌等原料，通过计量按一定配比投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机，送至粉碎机，混合后再通过皮带传送机送入造粒机；
（3）将尿素加入熔融槽，通过蒸汽加热至133℃-140℃进行充分熔融，由尿液泵将经过电磁流量计计量的尿液喷入造粒机内；
（4）将造粒机中来自粉碎机经过计量的磷酸一铵、氯化钾、磷酸二氢钾、生物炭、EDTA螯合铁、EDTA螯合锰、EDTA螯合铜、EDTA螯合锌等，喷入尿液和少量蒸汽进行滚动涂布造粒，要求直径1-4.75毫米的颗粒在80%以上，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；
（5）物料在烘干机内烘干，输送至冷却机进行冷却；冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装即可。
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