CN108329069A - 适用于贵州甘蓝高产栽培的专用炭基肥及其制备方法和施用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于贵州甘蓝的炭基肥及其制备方法和施用方法，炭基肥由尿素、磷酸一铵、硫酸钾、酒糟生物炭、石膏、稀土物质（含有钙、镁、钼、硼等中微量元素）、液体粘结剂和复合微生物菌群（包括氨氧化古菌、氨氧化细菌和光合细菌等）组成，所述炭基肥中含氮素12.0%、五氧化二磷6.0%、氧化钾10.8%、生物炭30%，中微量元素≥2%，主要功能菌群含量≥0.2亿/g。本发明还公布了一种贵州甘蓝专用炭基肥的施用技术。利用本发明的贵州甘蓝专用炭基肥可以每亩增加甘蓝产量1752～2138 kg，氮素表观利用率提高5.33～6.59个百分点。

Description

适用于贵州甘蓝高产栽培的专用炭基肥及其制备方法和施用 方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种适用于贵州甘蓝高产栽培的专用炭基肥制备方法及其施用技术。

背景技术

截止到2015年，贵州全省蔬菜种植面积已达1762万亩，其中甘蓝面积达到67万亩以上，且每年可以连续种植三季，甘蓝目前已经成为贵州蔬菜的主栽作物之一。然而，在当前集约化种植模式下，不合理的栽培措施、长期连作以及化肥过量投入的现象仍普遍存在，由此造成的土壤质量下降等问题日益凸显，其结果必然会造成甘蓝产量水平、品质以及肥料利用率下降等问题，不仅无法实现作物高产、肥料高效的施肥目标，更不利于贵州蔬菜产业的可持续发展。

施肥是农业增产的必要手段，而常规肥料的大量不合理施用导致肥料利用率下降，这不仅造成资源的浪费，而且会带来严重的环境问题。肥料发展和使用的历史证明，对肥料本身进行技术革新和研制新型肥料是提高肥料利用率的重要途径。缓/控释肥料为解决化肥利用率低这一问题提出了新的思路和途径，得到世界各国肥料专家的普遍重视，但缓/控释肥料缺少补充土壤有机碳的功能，材料受资源制约、不可再生，且价格较贵，农民生产成本较高，其推广应用受到很大限制。

生物炭的问世为废弃生物质利用、土壤培肥改良、温室气体减排、肥料创新等提出了综合解决方案。被炭化后的生物炭大多保留了原有生物质良好的孔隙结构，具有较大的孔隙度和比表面积，其丰富的化学反应型官能团赋予了生物炭极强的吸附能力，生物炭的多孔结构和强大的吸附性能使得生物炭成为一种非常好的肥料增效载体，也使得将其与化肥复合以提高肥料的利用率成为可能。但是由于生物炭自身矿质养分含量低，其能直接供给作物的养分非常有限，生物炭对作物产量与生长的促进作用主要是依靠其对土壤物理、化学性质和微生物活性改善的间接作用以及对土壤肥料养分淋失降低作用实现的，而很少与其自身养分直接供给有关。因此，将生物炭与化学肥料混合造粒制成生物炭基肥成为生物炭农用的新途径。当生物炭作为肥料载体，与肥料复合制备成为生物炭基肥，化肥与生物炭紧紧结合在一起，这不仅补充了生物炭养分不足的缺陷，而且赋予肥料缓释功能，在供给作物养分的同时，能够实现生物炭对土壤的改良功能和固碳作用。大量研究均已表明，生物炭与化学肥料混合造粒或与化学肥料复合施用可弥补生物炭自身养分不足的缺点，可显著提升作物产量和肥效。尽管目前关于生物炭基肥已有较多相关的研究，但是针对贵州甘蓝专用的生物炭基肥还未见报道，因此亟需弥补这方面的空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于贵州甘蓝高产栽培的专用炭基肥及其制备方法和施用方法，考虑到贵州甘蓝的养分需求规律和气候环境特点，搭配合适的原料，能明显提高甘蓝产量，提高氮素利用率。

本发明的技术方案为：

一种适用于贵州甘蓝高产栽培的专用炭基肥，所述甘蓝专用炭基肥由尿素、磷酸一铵、硫酸钾、酒糟生物炭、石膏、稀土物质(含有钙、镁、钼、硼等中微量元素)、液体粘结剂和复合微生物菌群(包括氨氧化古菌、氨氧化细菌和光合细菌等)组成，所述甘蓝专用炭基肥由如下组份组成：22.50～23.00重量份的尿素、13.50～14.00重量份的磷酸一铵、17.50～18.50重量份的硫酸钾、29.00～31.00重量份的酒糟生物炭、9.00～11.00重量份的石膏、1.00～2.00重量份的稀土物质(含有钙、镁、钼、硼等中微量元素)、3.00～3.50重量份的粘结剂和1.30～1.50重量份的复合微生物菌群(包括氨氧化古菌、氨氧化细菌和光合细菌等)。

在上述技术方案中，甘蓝专用炭基肥，优选为，由如下组份组成： 22.83重量份的尿素、13.64重量份的磷酸一铵、18.00重量份的硫酸钾、30.00重量份的酒糟生物炭、9.53重量份的石膏、1.00重量份的稀土物质(含有钙、镁、钼、硼等中微量元素)、3.50重量份的液体粘结剂和1.50重量份的复合微生物菌群(包括氨氧化古菌、氨氧化细菌和光合细菌等)。所述甘蓝专用炭基肥中含有以下重量百分比的纯养分：氮素12.0％，五氧化二磷6.0％，氧化钾10.8％，生物炭 30％，中微量元素≥2％，主要功能菌群含量≥0.2亿/g。

本发明进一步提供一种适用于贵州甘蓝高产栽培的专用炭基肥制备方法，该方法步骤如下：

步骤1：制备酒糟生物炭

步骤1.1：将酱香型白酒酒糟于自然状态下风干，用齿爪式粉碎机(型号为9FC-21)全部粉碎至粒径为2mm的碎粒备用，得到酒糟生物炭制备原料；

步骤1.2：将步骤1.1中粉碎后的酒糟原料全部装入专业生物炭化炉(型号为SSBP-5000A)，炭化温度为550℃，升温速率为5℃/min，炭化时间为3小时，冷却时间为18小时，即得到酒糟生物炭。

步骤2：制备炭基肥混合物

准确称量22.83重量份的尿素、13.64重量份的磷酸一铵、18.00 重量份的硫酸钾、30.00重量份的酒糟生物炭、9.53重量份的石膏、 1.00重量份的稀土物质(含有钙、镁、钼、硼等中微量元素)、3.50 重量份的液体粘结剂和1.50重量份的复合微生物菌群(包括氨氧化古菌、氨氧化细菌和光合细菌等)，首先将全部的尿素、磷酸一铵、硫酸钾、酒糟生物炭、石膏、稀土物质和复合微生物菌群进行充分的搅拌混匀，粉碎大块，即得到炭基肥原料混合物；

步骤3：制备甘蓝专用炭基肥

在实验室内，将混匀后的混合物少量多次的添加到平磨式颗粒机 (型号为SKJ-120)，在添加物料的同时，用喷雾器将3.50重量份的液体粘结剂均匀喷洒在混合物表面，并搅拌均匀，依次通过直径为 0.8cm挤压模具，使其在一定压力下进行挤压造粒制备成为长度约 1～2cm的圆柱状生物炭基肥料；

步骤4：将步骤3制得的柱状生物炭基肥料再次进行挤压造粒，确保所有炭基肥混合物能够造粒完全，保证炭基肥外观、形态良好，最终得到合格的甘蓝专用炭基肥(如图1所示)。

本发明再进一步提供一种提高甘蓝产量和肥料利用率的甘蓝专用炭基肥施用技术，该技术是：向种植甘蓝的土壤中施用所述的甘蓝专用炭基肥，每亩土壤施用所述甘蓝专用炭基肥150-200kg，其中基施90-120kg/亩，莲座期和结球期各追施30-40kg/亩。优选，每亩土壤施用所述甘蓝专用炭基肥170kg，其中基肥100kg/亩，莲座期和结球期各追施35kg/亩。

本发明的优点在于：(1)本发明的甘蓝专用炭基肥养分配方通过减少肥料中营养元素含量、增加有机碳含量的方法，在既满足作物对氮、磷、钾等养分需求的同时，又增加了土壤有机碳含量，可以起到提高土壤质量和肥力水平的效果。(2)贵州省每年产生的酒糟废弃物可达300万吨以上，利用生物炭化技术制备成酒糟生物炭，并与化学肥料混合造粒研制成生物炭基肥进行农用，一方面可以解决农业废弃物闲置或任意焚烧排放造成的环境污染问题，另一方面还可以实现贵州特色农业的可持续发展。在有效利用农业废弃资源的同时，充分实现“取之于田，用之于田”的良好农业循环模式，对贵州农业低碳、循环、可持续发展有着重要的意义。(3)与现有技术相比，本发明充分考虑到贵州甘蓝的养分需求规律和气候环境特点，同时兼顾生产成本，搭配合适的原料，明显了提高甘蓝产量和氮素利用率。利用本发明的甘蓝专用炭基肥可以每亩增加甘蓝产量1752～2138kg，氮素表观利用率提高5.33～6.59个百分点。

附图说明

图1为利用平磨式颗粒机制备的甘蓝专用炭基肥。

具体实施方式

实施例1甘蓝专用炭基肥制备及其施用技术

本实施例中的甘蓝专用炭基肥是在贵州省农业科学院土壤肥料研究所肥料生产基地进行生产的，是在原有的普通甘蓝专用肥配方基础上改进的甘蓝专用炭基肥。大量元素(以纯养分计)的重量百分比为：氮12.0％，五氧化二磷6.0％，氧化钾10.8％，生物炭30％，中微量元素≥2％，主要功能菌群含量≥0.2亿/g。肥料中的大量元素有效物质分别由下述物质提供：尿素、磷酸一铵、硫酸钾。

折合成商品制剂的实物量为下列物质(每生产100kg甘蓝专用炭基肥计量)：

将上述原料用平磨式颗粒机(型号为SKJ-120)混合造粒生产成圆柱状(直径0.8cm、长度约1～2cm)甘蓝专用炭基肥。

利用该甘蓝专用炭基肥于2016年9月-12月在贵州省贵阳市息烽县开展覆膜甘蓝田间示范试验。选用的甘蓝品种为“京丰1号”，采用高厢起垄地膜覆盖的种植方式，厢面宽1.5m，厢面间0.3m沟，株行距40×45cm，种植密度为3000株/亩。田间示范试验设置3个处理，分别为(1)不施肥处理，(2)普通甘蓝专用肥处理，由贵州天宝丰原生态农业科技股份有限公司生产，氮、磷、钾养分含量分别为20-10-18，每亩施用量为100kg；(3)本发明甘蓝专用炭基肥处理，每亩施用上述的甘蓝专用炭基肥170kg，其中基施120kg/亩，莲座期和结球期各追施35kg/亩。不施肥处理小区面积为30m²，其余两个处理小区面积为300m²。所有肥料均匀撒施在厢垄表面，然后覆土覆膜。

与普通甘蓝专用肥相比，本实施例施用甘蓝专用炭基肥后，甘蓝产量平均增加1752kg/亩，氮素表观利用率提高了5.92个百分点。

表1不同处理甘蓝产量和氮素表观利用率

处理	产量(kg/亩)	氮素表观利用率(％)
			不施肥	4232	—
普通甘蓝专用肥	5627	33.03
			甘蓝专用炭基肥	7379	38.95

实施例2甘蓝专用炭基肥制备及其施用技术

本实施例中的甘蓝专用炭基肥是在贵州省农业科学院土壤肥料研究所肥料生产基地进行生产的，是在原有的普通甘蓝专用肥配方基础上改进的甘蓝专用炭基肥。大量元素(以纯养分计)的重量百分比为：氮12.0％，五氧化二磷6.0％，氧化钾10.8％，生物炭30％，中微量元素≥2％，主要功能菌群含量≥0.2亿/g。肥料中的大量元素有效物质分别由下述物质提供：尿素、磷酸一铵、硫酸钾。

折合成商品制剂的实物量为下列物质(每生产100kg甘蓝专用炭基肥计量)：

将上述原料用平磨式颗粒机(型号为SKJ-120)混合造粒生产成圆柱状(直径0.8cm、长度约1～2cm)甘蓝专用炭基肥。

利用该甘蓝专用炭基肥于2016年9月-12月在贵州省贵阳市修文县开展覆膜甘蓝田间示范试验。选用的甘蓝品种为“京丰1号”，采用高厢起垄地膜覆盖的种植方式，厢面宽1.5m，厢面间0.3m沟，株行距40×45cm，种植密度为3000株/亩。田间示范试验设置3个处理，分别为(1)不施肥处理，(2)普通甘蓝专用肥处理，由贵州天宝丰原生态农业科技股份有限公司生产，氮、磷、钾养分含量分别为20-10-18，每亩施用量为100kg；(3)本发明甘蓝专用炭基肥处理，每亩施用上述的甘蓝专用炭基肥170kg，其中基施120kg/亩，莲座期和结球期各追施35kg/亩。不施肥处理小区面积为30m²，其余两个处理小区面积为300m²。所有肥料均匀撒施在厢垄表面，然后覆土覆膜。

与普通甘蓝专用肥相比，本实施例施用甘蓝专用炭基肥后，甘蓝产量平均增加1930kg/亩，氮素表观利用率提高了6.59个百分点。

表2不同处理甘蓝产量和氮素表观利用率

处理	产量(kg/亩)	氮素表观利用率(％)
			不施肥	3911	—
普通甘蓝专用肥	5337	33.61
			甘蓝专用炭基肥	7267	40.20

实施例3甘蓝专用炭基肥制备及其施用技术

本实施例中的甘蓝专用炭基肥是在贵州省农业科学院土壤肥料研究所肥料生产基地进行生产的，是在原有的普通甘蓝专用肥配方基础上改进的甘蓝专用炭基肥。大量元素(以纯养分计)的重量百分比为：氮12.0％，五氧化二磷6.0％，氧化钾10.8％，生物炭30％，中微量元素≥2％，主要功能菌群含量≥0.2亿/g。肥料中的大量元素有效物质分别由下述物质提供：尿素、磷酸一铵、硫酸钾。

折合成商品制剂的实物量为下列物质(每生产100kg甘蓝专用炭基肥计量)：

将上述原料用平磨式颗粒机(型号为SKJ-120)混合造粒生产成圆柱状(直径0.8cm、长度约1～2cm)甘蓝专用炭基肥。

利用该甘蓝专用炭基肥于2016年9月-12月在贵州省铜仁市石阡县聚凤乡开展覆膜甘蓝田间示范试验。选用的甘蓝品种为“京丰1 号”，采用高厢起垄地膜覆盖的种植方式，厢面宽1.5m，厢面间0.3 m沟，株行距40×45cm，种植密度为3000株/亩。田间示范试验设置3个处理，分别为(1)不施肥处理，(2)普通甘蓝专用肥处理，由贵州天宝丰原生态农业科技股份有限公司生产，氮、磷、钾养分含量分别为20-10-18，每亩施用量为100kg；(3)本发明甘蓝专用炭基肥处理，每亩施用上述的甘蓝专用炭基肥170kg，其中基施120kg/ 亩，莲座期和结球期各追施35kg/亩。不施肥处理小区面积为30m²，其余两个处理小区面积为300m²。所有肥料均匀撒施在厢垄表面，然后覆土覆膜。

与普通甘蓝专用肥相比，本实施例施用甘蓝专用炭基肥后，甘蓝产量平均增加2138kg/亩，氮素表观利用率提高了5.33个百分点。

表3不同处理甘蓝产量和氮素表观利用率

处理	产量(kg/亩)	氮素表观利用率(％)
			不施肥	7305	—
普通甘蓝专用肥	5627	33.23
			甘蓝专用炭基肥	7765	38.56

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种适用于贵州甘蓝高产栽培的专用炭基肥，其特征在于，所述炭基肥由以下重量份组成：

尿素 22.50～23.00

磷酸一铵 13.50～14.00

硫酸钾 17.50～18.50

酒糟生物炭 29.00～31.00

石膏 9.00～11.00

稀土物质 1.00～2.00

液体粘结剂 3.00～3.50

复合微生物菌群 1.30～1.50。

2.根据权利要求1所述的一种适用于贵州甘蓝高产栽培的专用炭基肥，其特征在于，所述炭基肥由以下重量份组成：

尿素 22.83

磷酸一铵 13.64

硫酸钾 18.00

酒糟生物炭 30.00

石膏 9.53

稀土物质 1.00

液体粘结剂 3.50

复合微生物菌群 1.50。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于贵州甘蓝高产栽培的专用炭基肥，其特征在于，所述稀土物质至少含有以下中微量元素：钙、镁、钼和硼。

4.根据权利要求1或2所述的一种适用于贵州甘蓝高产栽培的专用炭基肥，其特征在于，所述复合微生物菌群包括氨氧化古菌、氨氧化细菌和光合细菌。

5.一种制备如权利要求1-4中任一权利要求所述的炭基肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1制备酒糟生物炭：将酱香型白酒酒糟于自然状态下风干后全部粉碎成碎粒；然后将所述碎粒装入生物炭化炉，在一定的条件下进行碳化，即得到酒糟生物炭；

S2制备炭基肥混合物；将预定重量组分的尿素、磷酸一铵、硫酸钾、酒糟生物炭、石膏、稀土物质和复合微生物菌群充分混合并粉碎，即得到炭基肥原料混合物；

S3制备甘蓝专用炭基肥：将步骤S2得到的所述炭基肥原料混合物加入颗粒机，并用喷雾器将预定重量份的液体粘结剂均匀喷洒在所述炭基肥原料混合物表面，搅拌均匀后制成颗粒状的生物炭基肥料。

6.根据权利要求5所述的炭基肥制备方法，其特征在于，步骤S1中的碎粒的平均粒径为2 mm。

7.根据权利要求5所述的炭基肥制备方法，其特征在于，步骤S2中颗粒机的制粒过程为：将生物炭基肥料依次通过直径为0.8 cm挤压模具，使其在一定压力下进行挤压造粒制备成为长度约1～2 cm的圆柱状的生物炭基肥料颗粒。

8.根据权利要求5所述的炭基肥制备方法，其特征在于，在步骤S3结束后还包括如下步骤：将制得的颗粒状的生物炭基肥料再次进行挤压造粒，确保所有炭基肥混合物能够造粒完全。

9.根据权利要求5所述的炭基肥制备方法，其特征在于，生物炭基肥中含有以下重量百分比的纯养分：氮素12.0%，五氧化二磷6.0%，氧化钾10.8%，生物炭30%，中微量元素≥2%，主要功能菌群含量≥0.2亿/g。

10.一种适用于贵州甘蓝高产栽培专用炭基肥的施用技术，其特征在于，向种植甘蓝的土壤中施加权利要求5制备的所述生物炭基肥，每亩土壤施加所述生物炭基肥150 -200kg，其中基施90-120 kg/亩，莲座期和结球期各追施30-40 kg/亩。