CN106588435A - 一种稻壳炭化颗粒制备的有机肥载体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稻壳炭化颗粒制备的有机肥载体及其制备方法，由以下重量份的原料制成：稻壳、3~4mol/L NaOH溶液、ZnCl₂、CuCl₂、苦参、EM菌剂、米糠、菜籽粕、泥炭、小麦秸秆粉、燕麦麸、猪粪水、硒粉、蛭石和适量的水；采用稻壳炭化后的颗粒作为吸附发酵有机物的吸附体，可以有效贮存有机活性成分，保护其不受自然环境的危害，延长有效期限，自身来源于生活中常见的稻壳，廉价即得，进入土壤后还可以对无机肥料起到吸附缓释的作用，自身可以分解，保护环境。

Description

一种稻壳炭化颗粒制备的有机肥载体及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料有机肥的工艺技术领域，具体涉及到一种稻壳炭化颗粒制备的有机肥载体及其制备方法。

背景技术

我国是水稻生产大国，每年有数千万吨的稻壳产生，稻壳具有很高的灰分含量，而且灰分中绝大多数为二氧化硅，因此将稻壳作为燃料，只是一种低热值的燃料。活性炭具有耐酸耐碱、孔隙结构发达，比表面积大、吸附容量高的特点，所以活性炭吸附法被认为是一种非常有效、经济吸附材料。

稻壳作为燃料和饲料早就被人们所熟知，作为燃料污染环境，作为饲料则粗蛋白的含量仅为3%，而粗纤维量却高达45%以上，可消化蛋白，消化能和代谢能都为负值，难以被禽畜消化吸收，且其中大量粗蛋白和硅业影响对其它营养物质的吸收。稻壳中富含硅，是水稻在生长发育过程中从土壤中吸收富集而来，关于稻壳的分布，一般认为硅主要以一种无机键合形式的存在，有人提出硅可能与有机基团相连接，随着近年来实验手段和仪器设备不断完善和发展，通过波谱等实验手段，发现硅主要位于稻壳外部表皮和靠近米粒内皮层，且与多糖有部分结合，并发现两分布区域结合性质有一定差别，另外，再练分布区之间厚壁细胞组织中也有一定的硅存在。

生物炭是生物有机材料（生物质）在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物。既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。生物炭几乎是纯碳，埋到地下后可以有几百至上千年不会消失，等于把碳封存进了土壤。生物炭富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。事实上，之所以肥沃的土壤大都呈现黑色，就是因为含碳量高的缘故。英国环保大师詹姆斯·拉夫洛克称，生物炭是减轻灾难性气候变化的唯一希望。研究人员也表示，生物炭也能提高农业生产率，减少对碳密集肥料的需求。木炭碎料的孔洞结构十分容易聚集营养物质和有益微生物，从而使土壤变得肥沃，利于植物生长，实现增产的同时让农业更具持续性。更妙的是，它把碳锁定在生物群内，而非让它排放到空气中。

发明内容

本发明为了优化了有机肥在田间使用的方式，避免实际使用中存在的：单一有机肥使用量大、无机养分不足等的问题，利用脱硅稻壳炭为主体制备了一种有机肥载体，具体是通过以下方法实现的：

一种稻壳炭化颗粒制备的有机肥载体，其特征在于，由以下重量份的原料制成：稻壳30~40、3~4mol/L NaOH溶液80~120、ZnCl₂ 5~10、CuCl₂ 0.5~1.0、苦参4~8、EM菌剂2~3、米糠15~25、菜籽粕30~45、泥炭6~12、小麦秸秆粉30~40、燕麦麸10~15、猪粪水20~26、硒粉2~4、蛭石10~16和适量的水；

一种稻壳炭化颗粒制备的有机肥载体的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将稻壳晒干后粉碎颗粒状，然后加入3~4mol/L NaOH溶液中，油浴加热至80~90℃条件下，保温缓慢搅拌6~8h，捞出稻壳颗粒，热水浴浸泡洗涤至中性后烘干，制得脱硅稻壳颗粒；

（2）混合ZnCl₂、CuCl₂并加入10~15倍其总重量的水稀释成混合溶液，加入（1）所述的稻壳颗粒浸渍活化20~25h，完成后放入500~600℃炭化炉中密闭炭化1.0~1.5h，洗涤并烘干；

（3）将蛭石粉碎后高温900~1100℃煅烧40~50min，自然冷却后研磨过80~100目筛的粉剂；

（4）混合米糠、菜籽粕、泥炭及其它以下未涉及的剩余成分，保水55~60%，接种EM菌剂堆积发酵10~15天，将发酵物研磨成浆并按料水比1:2~3加水稀释，过滤得发酵液，浓缩后加入（2）炭化稻壳颗粒，振荡摇晃辅助吸附；

（5）将（3）所述粉剂加入（4）的混合料中，搅拌混匀成膏状即得。

将生物质炭运用于有机肥的实例已经非常常见，本发明当然不是单纯将生物质炭进行简单的添加，本公司是经过多年的研究，已经不仅将生物质炭运用于肥料的生产，同时还运用于水泥、砂浆及硅胶等领域。这里经过不断地探索发现，生物质炭作为吸附剂，还具有深入探索的可能性。

发明以稻壳为基本材料，由于硅在稻壳中以SiO₂形式存在，根据背景技术提到的，绝大多数存在于稻壳的SiO₂外表面和内皮层，先利用NaOH溶液浸泡溶解SiO₂成为硅酸盐和氢气，以致脱离稻壳，在稻壳上留下较大的孔隙结构，无形中增大了稻壳的比表面积。

发明的最终产物稻壳炭用于吸附有机物，而有机物发酵后的最终产物往往是一些有机酸类产物居多，发明从这方面考虑，利用脱硅的稻壳再进行金属离子的氧化，加入金属离子氧化剂进行对脱硅稻壳的活化，经过多次试验得出最适宜的化学试剂选用的是ZnCl₂和CuCl₂混合溶液。脱硅处理的稻壳，稻壳失去内外表面有效的SiO₂自然防护，暴露内部的有机大分子基团，在Cu²⁺和Zn²⁺的氧化作用下成为脱去部分OH^－，使整体带有正电荷，而发酵后的有机物中有机酸类偏多，有机酸类会电离出H⁺，因此呈现负电荷，即使炭化后也不会对电荷的分布产生较大的影响，这样形成电荷差后存在彼此的吸引吸附。

本发明的有益效果：采用稻壳炭化后的颗粒作为吸附发酵有机物的吸附体，可以有效贮存有机活性成分，保护其不受自然环境的危害，延长有效期限，自身来源于生活中常见的稻壳，廉价即得，进入土壤后还可以对无机肥料起到吸附缓释的作用，自身可以分解，保护环境。

具体实施方式

实施例1：

一种稻壳炭化颗粒制备的有机肥载体，其特征在于，由以下重量份（Kg）的原料制成：稻壳35、3~4mol/L NaOH溶液100、ZnCl₂ 6、CuCl₂ 0.6、苦参6、EM菌剂2、米糠18、菜籽粕40、泥炭10、小麦秸秆粉35、燕麦麸14、猪粪水24、硒粉3、蛭石14和适量的水；

一种稻壳炭化颗粒制备的有机肥载体的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将稻壳晒干后粉碎颗粒状，然后加入3~4mol/L NaOH溶液中，油浴加热至80~90℃条件下，保温缓慢搅拌6~8h，捞出稻壳颗粒，热水浴浸泡洗涤至中性后烘干，制得脱硅稻壳颗粒；

（2）混合ZnCl₂、CuCl₂并加入10~15倍其总重量的水稀释成混合溶液，加入（1）所述的稻壳颗粒浸渍活化20~25h，完成后放入500~600℃炭化炉中密闭炭化1.0~1.5h，洗涤并烘干；

（3）将蛭石粉碎后高温900~1100℃煅烧40~50min，自然冷却后研磨过80~100目筛的粉剂；

（4）混合米糠、菜籽粕、泥炭及其它以下未涉及的剩余成分，保水55~60%，接种EM菌剂堆积发酵10~15天，将发酵物研磨成浆并按料水比1:2~3加水稀释，过滤得发酵液，浓缩后加入（2）炭化稻壳颗粒，振荡摇晃辅助吸附；

（5）将（3）所述粉剂加入（4）的混合料中，搅拌混匀成膏状即得。

将辣椒种植的无机营养元素加入至熔融状态后，按1:1的比例加入本发明有机肥载体，造粒，用于辣椒的种植试验，相对以往不添加载体的做法，辣椒的长势更好，抗逆性增强，土壤保水、保肥能力更好。

Claims (2)

1.一种稻壳炭化颗粒制备的有机肥载体，其特征在于，由以下重量份的原料制成：稻壳30~40、3~4mol/L NaOH溶液80~120、ZnCl₂ 5~10、CuCl₂ 0.5~1.0、苦参4~8、EM菌剂2~3、米糠15~25、菜籽粕30~45、泥炭6~12、小麦秸秆粉30~40、燕麦麸10~15、猪粪水20~26、硒粉2~4、蛭石10~16和适量的水。

2.根据权利要求1所述一种稻壳炭化颗粒制备的有机肥载体的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将稻壳晒干后粉碎颗粒状，然后加入3~4mol/L NaOH溶液中，油浴加热至80~90℃条件下，保温缓慢搅拌6~8h，捞出稻壳颗粒，热水浴浸泡洗涤至中性后烘干，制得脱硅稻壳颗粒；

（2）混合ZnCl₂、CuCl₂并加入10~15倍其总重量的水稀释成混合溶液，加入（1）所述的稻壳颗粒浸渍活化20~25h，完成后放入500~600℃炭化炉中密闭炭化1.0~1.5h，洗涤并烘干；

（3）将蛭石粉碎后高温900~1100℃煅烧40~50min，自然冷却后研磨过80~100目筛的粉剂；

（4）混合米糠、菜籽粕、泥炭及其它以下未涉及的剩余成分，保水55~60%，接种EM菌剂堆积发酵10~15天，将发酵物研磨成浆并按料水比1:2~3加水稀释，过滤得发酵液，浓缩后加入（2）炭化稻壳颗粒，振荡摇晃辅助吸附；

（5）将（3）所述粉剂加入（4）的混合料中，搅拌混匀成膏状即得。