CN107501009A - 一种利用花生秸秆制备的花生专用肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及作物肥料技术领域，具体涉及一种利用花生秸秆制备的花生专用肥及其制备方法。该专用肥是由以下重量份的原料40‑50份花生炭化秸秆、10‑15份纳米碳酸钙及5‑8份小麦芽粉。本发明采用花生秸秆炭化处理，实现花生秸秆无害还田，秸秆本身含有大量营养元素，可为农作物提供全面营养，提高土壤有机质含量，改善土壤的理化性质和生物活性，通过引入钛酸四丁酯，增强对钙素的吸附；采用纳米钙与秸秆炭化物融合的方式，既提高了钙肥的利用率，又因为生物炭良好吸附性，实现了土壤对钙肥良好的保肥性，达到了减缓释放的目的，满足了花生生育后期对钙肥的需求，提高花生产量及品质。

Description

一种利用花生秸秆制备的花生专用肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及作物肥料技术领域，具体涉及一种利用花生秸秆制备的花生专用肥及其制备方法。
背景技术
近年来，农作物秸秆成为农村面源污染的新源头，其中田间焚烧对空气造成了严重污染。我国作为农业大国，每年可生成7亿多吨秸秆，作为花生生产大国，2016年我国花生总产量1600多万吨，花生秸秆与花生荚果产量约为1:1，也就是花生秸秆说我国花生秸秆产量1600多万吨。由于花生秸秆的自毒作用，其秸秆直接还田容易引起花生田的连作障碍，造成花生植株发育不良、产量显著下降。花生秸秆的合理处理，将有助于花生种植业的发展。
花生幼苗期需一定的钙素营养提高抗逆能力，而发育后期，荚果发育对钙元素需要较高，土壤可交换钙不足易引起空秕，严重影响产量，通过一次性施肥解决花生的钙肥需求、提高肥料效率是亟需解决的问题。花生专用钙肥方面，现有的专用肥针对性不强，而且大多数钙是直接施于土壤中，易造成钙元素的固化或流失，不能很好发挥肥料的时效性。
发明内容
为了解决上述花生秸秆污染和一次性施肥无法达到花生不同时期的钙肥料要求、肥料效率低、不能很好发挥肥料的时效性的问题，本发明提供了一种利用花生秸秆制备的花生专用肥，该肥料将花生秸秆炭化并将纳米钙整合在一起、使用效果好、有效地提高了花生产量和品质的花生秸秆炭化纳米钙专用肥料。
本发明还提供了一种利用花生秸秆制备的花生专用肥的制备方法。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为：
本发明提供了一种利用花生秸秆制备的花生专用肥，该专用肥是由以下重量份的原料40-50份花生炭化秸秆、10-15份纳米碳酸钙及5-8份小麦芽粉。
本发明还提供了一种花生专用肥的制备方法，包括以下步骤：
（1）将花生秸秆用秸秆粉碎机进行粉碎，粉末<600目，混合溶液浸泡40-50min，水冲洗，70-80℃烘干，然后将秸秆粉末进行加热，缓慢升温至300℃，维持3小时炭化时间，后缓慢降温至150℃以下，取出炭化物质，用稀盐酸浸泡2-3小时，用水冲洗至中性，然后边搅拌边逐滴加入钛酸四丁酯，滴加完成后继续搅拌1.5h，置于70-80℃烘干，得花生炭化秸秆；
（2）将小麦加入绿茶水，浸泡3-4h，然后进行发芽处理，待85%以上小麦芽的长度超过1cm，停止发芽，直接将发芽的小麦进行研磨，烘干后再次研磨，过60目筛得小麦芽粉；
（3）将纳米碳酸钙用水进行悬浮，搅拌进行均匀的悬浮液（纳米碳酸钙和水的质量比为1：10），加入花生炭化秸秆，小麦芽粉进行搅拌2-3个小时，充分混匀，置于70-80℃烘干，即得。
进一步的，所述混合溶液是由甘草酸二钾、聚丙烯酸钠及水配置而成。
上述甘草酸二钾、聚丙烯酸钠及水的质量比为1：2：100。
进一步的，所述钛酸四丁酯的加入量占炭化物质的2-3%。
本发明所使用的绿茶水通过以下方法制备而成：将绿茶中加入占绿茶重10倍的甘油和水的混合液（甘油和水的体积比为1：20），然后升温至50-60℃，保温浸泡1-2个小时，然后过滤即可。
本肥料成分以花生秸秆为主，将秸秆炭化处理后，将纳米钙吸附于炭化物中，根据花生生育期需钙素的特点，通过生物炭的吸附作用，既实现了钙营养的长期保持，又实现了钙营养的持续供应，满足了发育后期荚果对钙肥的需求；同时由于纳米钙的易吸收的特性，提高了钙肥的利用率，而且秸秆炭化有助于消除花生秸秆的自毒作用，同时由于秸秆炭化后具有较大的比表面积和多的孔隙结构，且具有良好的吸附特性，其主要成分除C元素之外，还包括H、O、N、S 以及少量的微量元素，可为农作物提供全面营养，提高土壤有机质含量，改善土壤的理化性质和生物活性。秸秆炭化既实现了花生秸秆的无害化处理和秸秆还田，又达到了减少碳排放、增加土壤肥力的双赢的目的。本发明配方简单，但实用、合理、使用效果好，能明显提高肥料利用率，花生的产量和品质大大提高，从而提高了花生的经济效益。
本发明所使用的纳米碳素钙为商品化的产品。
本发明的有益效果为：
1、采用花生秸秆炭化处理，实现花生秸秆无害还田，秸秆本身含有大量营养元素，可为农作物提供全面营养，提高土壤有机质含量，改善土壤的理化性质和生物活性，通过引入钛酸四丁酯，增强对钙素的吸附；
2、采用纳米钙与秸秆炭化物融合的方式，既提高了钙肥的利用率，又因为生物炭良好吸附性，实现了土壤对钙肥良好的保肥性，达到了减缓释放的目的，满足了花生生育后期对钙肥的需求；
3、以生产中花生秸秆为原料，进行炭化处理后，对环境和农作物无污染，纳米钙与生物炭的融合，使秸秆还田和钙肥营养的释放更加合理，使用效果更好，能明显提高肥料利用率，提高花生产量和品质。
4、适量添加小麦芽粉，提高肥料稳定的同时，增强了肥料的肥力，促进花生的生长发育。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。
实施例1
一种花生花生秸秆炭化纳米钙专用肥料：花生秸秆炭化物40份、纳米钙10份、小麦芽粉5份；
制备方法如下：
（1）将花生秸秆用秸秆粉碎机进行粉碎，粉末<600目，混合溶液浸泡40min，水冲洗，70-80℃烘干，然后将秸秆粉末进行加热，缓慢升温至300℃，维持3小时炭化时间，后缓慢降温至150℃以下，取出炭化物质，用稀盐酸浸泡2小时，用水冲洗至中性，然后边搅拌边逐滴加入占炭化物质质量3%钛酸四丁酯，滴加完成后继续搅拌1.5h，置于70-80℃烘干，得花生炭化秸秆；
所述混合溶液是由甘草酸二钾、聚丙烯酸钠及水按照质量比1：2：100配置而成；
（2）将小麦加入绿茶水（绿茶水的加入量为没过小麦即可），浸泡4h，然后进行发芽处理，待85%以上小麦芽的长度超过1cm，停止发芽，直接将发芽的小麦进行研磨，烘干后再次研磨，过60目筛得小麦芽粉；
（3）将纳米碳酸钙用水进行悬浮，搅拌进行均匀的悬浮液，加入花生炭化秸秆，小麦芽粉进行搅拌3个小时，充分混匀，置于70-80℃烘干，即得。
实施例2
一种花生秸秆炭化纳米钙专用肥料：花生秸秆炭化物50份、纳米钙12份、小麦芽粉8份；
制备方法如下：
（1）将花生秸秆用秸秆粉碎机进行粉碎，粉末<600目，混合溶液（组成同实施例1）浸泡50min，水冲洗，70-80℃烘干，然后将秸秆粉末进行加热，缓慢升温至300℃，维持3小时炭化时间，后缓慢降温至150℃以下，取出炭化物质，用稀盐酸浸泡3小时，用水冲洗至中性，然后边搅拌边逐滴加入占炭化物质质量2%钛酸四丁酯，滴加完成后继续搅拌1.5h，置于70-80℃烘干，得花生炭化秸秆；
所述混合溶液是由甘草酸二钾、聚丙烯酸钠及水按照质量比1：2：100配置而成；
（2）将小麦加入绿茶水（绿茶水的加入量为没过小麦即可），浸泡4h，然后进行发芽处理，待85%以上小麦芽的长度超过1cm，停止发芽，直接将发芽的小麦进行研磨，烘干后再次研磨，过60目筛得小麦芽粉；
（3）将纳米碳酸钙用水进行悬浮，搅拌进行均匀的悬浮液，加入花生炭化秸秆，小麦芽粉进行搅拌2个小时，充分混匀，置于70-80℃烘干，即得。
实施例3
一种花生秸秆炭化纳米钙专用肥料：花生秸秆炭化物45份、纳米钙15份，小麦芽粉7份；
制备方法如下：
（1）将花生秸秆用秸秆粉碎机进行粉碎，粉末<600目，混合溶液（组成同实施例1）浸泡50min，水冲洗，70-80℃烘干，然后将秸秆粉末进行加热，缓慢升温至300℃，维持3小时炭化时间，后缓慢降温至150℃以下，取出炭化物质，用稀盐酸浸泡3小时，用水冲洗至中性，然后边搅拌边逐滴加入占炭化物质质量2.5%钛酸四丁酯，滴加完成后继续搅拌1.5h，置于70-80℃烘干，得花生炭化秸秆；
（2）将小麦加入绿茶水（绿茶水的加入量为没过小麦即可），浸泡3h，然后进行发芽处理，待85%以上小麦芽的长度超过1cm，停止发芽，直接将发芽的小麦进行研磨，烘干后再次研磨，过60目筛得小麦芽粉；
（3）将纳米碳酸钙用水进行悬浮，搅拌进行均匀的悬浮液，加入花生炭化秸秆，小麦芽粉进行搅拌3个小时，充分混匀，置于70-80℃烘干，即得。
实施例4
一种花生秸秆炭化纳米钙专用肥料：花生秸秆炭化物40份、纳米钙10份、小麦芽粉5份；
制备方法如下：
（1）将花生秸秆用秸秆粉碎机进行粉碎，粉末>1000目，用水浸泡24小时冲洗表面粘附物，70-80℃烘干，然后将秸秆粉末进行加热，缓慢升温至600℃，维持3小时炭化时间，后缓慢降温至150℃以下，取出炭化物质，用稀盐酸浸泡2-3小时除灰，用水冲洗至中性，置于70-80℃烘干。
（2）将商品化的纳米碳酸钙用水进行悬浮，搅拌进行均匀的悬浮液，按比例加入炭化秸秆，进行搅拌2-3个小时，充分混匀。置于70-80℃烘干，即得。
对比例1
一种花生秸秆炭化纳米钙专用肥料：花生秸秆炭化物40份、小麦芽粉5份；
制备方法如下：
（1）将花生秸秆用秸秆粉碎机进行粉碎，粉末<600目，混合溶液（组成同实施例1）浸泡40min，水冲洗，70-80℃烘干，然后将秸秆粉末进行加热，缓慢升温至300℃，维持3小时炭化时间，后缓慢降温至150℃以下，取出炭化物质，用稀盐酸浸泡2小时，用水冲洗至中性，然后边搅拌边逐滴加入占炭化物质质量3%钛酸四丁酯，滴加完成后继续搅拌1.5h，置于70-80℃烘干，得花生炭化秸秆；
（2）将花生炭化秸秆，小麦芽粉加入适量水搅拌3个小时，充分混匀，置于70-80℃烘干，即得。
对比例2
一种花生秸秆炭化纳米钙专用肥料：花生秸秆炭化物40份、纳米钙10份；
制备方法如下：
（1）将花生秸秆用秸秆粉碎机进行粉碎，粉末<600目，混合溶液（组成同实施例1）浸泡40min，水冲洗，70-80℃烘干，然后将秸秆粉末进行加热，缓慢升温至300℃，维持3小时炭化时间，后缓慢降温至150℃以下，取出炭化物质，用稀盐酸浸泡2小时，用水冲洗至中性，然后边搅拌边逐滴加入占炭化物质质量3%钛酸四丁酯，滴加完成后继续搅拌1.5h，置于70-80℃烘干，得花生炭化秸秆；
（2）将纳米碳酸钙用水进行悬浮，搅拌进行均匀的悬浮液，加入花生炭化秸秆，小麦芽粉进行搅拌3个小时，充分混匀，置于70-80℃烘干，即得。
同时，发明人经过大量实验发现，当直接添加二氧化钛粉末时，其效果较对比例2差，亩产量较对比例2降低5-8%。
效果验证试验
（一）春花生实验：选取土壤性质、肥力、环境等一致的相邻面积大小的春花生田，均分为10块，编号S1-S10，试验田采用一穴一粒播种，设计密度16000穴/亩，每块试验田均提前预施复合肥50kg/亩。S1-S4分别使用实施例1-4制备的肥料，S5-S6分别使用对比例1-2制备的肥料，同时设置对照组：S7仅使用商品化纳米钙进行施肥，S8仅使用花生秸秆炭化物进行施肥，S9使用商品化纳米钙和小麦芽粉（纳米钙10份、小麦芽粉5份）的混合物作为肥料，S10不施加；各试验田均按照4kg/亩进行施肥，其他田间管理模式相同，收获时，统计各快试验田的单株结果数、饱果率、亩产量，具体结果见表1。
表1
（二）夏花生实验：选取土壤性质、肥力、环境等一致的相邻面积大小的春花生田，均分为10块，编号X1-X10，试验田采用一穴一粒播种，设计密度16000穴/亩，每块试验田均提前预施复合肥50kg/亩。X1-X4分别使用实施例1-4制备的肥料，X4-X6分别使用对比例1-2制备的肥料，同时设置对照组：X7仅使用商品化纳米钙进行施肥，X8仅使用花生秸秆炭化物进行施肥，X9使用商品化纳米钙和小麦芽粉（纳米钙10份、小麦芽粉5份）的混合物作为肥料，X10不施加；各试验田按照4kg/亩进行施肥，其他田间管理模式相同，收获时，统计各快试验田的单株结果数、饱果率、亩产量，具体结果见表2。
表2
从上述试验可以看出本发明的花生秸秆炭化纳米钙专用肥料不仅能有效满足花生各生育期的营养需求，促进花生的更好生长，提高花生产量，而且还降低了化肥施用量，节约了成本，有效降低了碳排放。

Claims (5)

1.一种利用花生秸秆制备的花生专用肥，其特征在于，该专用肥是由以下重量份的原料40-50份花生炭化秸秆、10-15份纳米碳酸钙及5-8份小麦芽粉。
2.一种如权利要求1所述的花生专用肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将花生秸秆用秸秆粉碎机进行粉碎，粉末<600目，混合溶液浸泡40-50min，水冲洗，70-80℃烘干，然后将秸秆粉末进行加热，缓慢升温至300℃，维持3小时炭化时间，后缓慢降温至150℃以下，取出炭化物质，用稀盐酸浸泡2-3小时，用水冲洗至中性，然后边搅拌边逐滴加入钛酸四丁酯，滴加完成后继续搅拌1.5h，置于70-80℃烘干，得花生炭化秸秆；
（2）将小麦加入绿茶水，浸泡3-4h，然后进行发芽处理，待85%以上小麦芽的长度超过1cm，停止发芽，直接将发芽的小麦进行研磨，烘干后再次研磨，过60目筛得小麦芽粉；
（3）将纳米碳酸钙用水进行悬浮，搅拌进行均匀的悬浮液，加入花生炭化秸秆，小麦芽粉进行搅拌2-3个小时，充分混匀，置于70-80℃烘干，即得。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液是由甘草酸二钾、聚丙烯酸钠及水配置而成。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述甘草酸二钾、聚丙烯酸钠及水的质量比为1：2：100。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述钛酸四丁酯的加入量占炭化物质的2-3%。
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