CN108409377A - 一种基于茶叶种植的石墨烯有机肥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于茶叶种植的石墨烯有机肥，具体地，是将畜禽粪便、豆粕、秸秆、沼渣各原料按照相应的比例混合均匀，然后添加生物菌，拌匀后堆积发酵，发酵结束后添加石墨烯，即可制成本发明的茶叶专用有机肥。与现有的有机茶叶的有机肥配方相比，由于添加了石墨烯，肥料的释放速度更慢、控制更多、效率更高，开发对环境影响更小、成本更低。其不仅含有大量营养元素成分，还含有一定比例的中、微量元素，同时结合了茶叶需肥规律、茶叶土壤养分现状，使得配方具有较强的专用性，特别是能有效控制病虫害高发，促长增产，节约有机肥料的使用，因此为农业和环境带来巨大的潜在效益，具备广阔的应用前景。

Description

一种基于茶叶种植的石墨烯有机肥

技术领域

本发明涉及有机肥料领域，具体涉及一种基于茶叶种植的石墨烯有机肥及其制备方法。

背景技术

中国是茶的故乡，传统茶叶农药残留超标现象很普遍，在市场上建立严格的检测系统，质检部门查处或消费者监督等，对淘汰农残超标茶叶只能起到辅助作用，要从根本上解决茶叶农残问题，唯一的路子就是发展有机茶。

然而经研究发现，由于有机茶不允许使用任何化肥、农药、生长调节剂等化学投入品，目前现有的茶叶有机肥导致在茶叶种植过程中产生一些问题，例如：有机肥料吸收率低，造成资源浪费和环境污染；病虫害高发且难预防、难控制；有机茶叶产量低；有机茶叶口感不佳，易产生有害细菌等。同时，单纯的有机肥虽然富含有机质，但是养分释放缓慢，茶树吸收慢，肥效低，各种养分之间达不到有效平衡。

综上可知，如何研发出能够有效抑制细菌和病虫害、提高吸收率和利用率、有利于促长增产的有机茶专用肥料是本领域目前急需解决的技术性难题。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术中的不足，提供一种基于茶叶种植的石墨烯有机肥，该有机肥配方的重量百分比为：畜禽粪便55％-75％、豆粕5％-15％、秸秆5％-15％、沼渣5％-15％、生物菌4％-12％，石墨烯0.1％-1％，各原料总量为100％。

较优选地，该有机肥配方的重量百分比为：畜禽粪便60％-70％、豆粕8％-12％、秸秆8％-12％、沼渣5％-10％、生物菌6％-8％，石墨烯0.3％-0.8％，各原料总量为100％。

更优选地，该有机肥配方的重量百分比为：畜禽粪便65％、豆粕10％、秸秆10％、沼渣7.5％、生物菌7％，石墨烯0.5％。

上述畜禽粪便由鸡粪、牛粪、羊粪、马粪混合而成，其比例为1:(3-5):(5-10):(3-5)，优选比例为1:4:8:4。

上述生物菌为巨大芽孢杆菌、大豆根瘤菌、EM菌群和乳酸杆菌的混合物。

上述石墨烯是通过对石墨或可膨胀石墨进行液相剥离后制备得到，其层数在10层以内。

本发明还提供了上述有机肥的制备方法，步骤如下：

(1)按照相应比例称取畜禽粪便、豆粕、秸秆、沼渣、生物菌和石墨烯各原料，备用；

(2)取畜禽粪便、豆粕、秸秆、沼渣混合，搅拌均匀；

(3)向步骤(2)中获得的混合物添加生物菌，拌匀，调整湿度为40％-50％；

(4)堆积发酵：堆积发酵的时间为15-25天，翻动搅拌后继续发酵10天；

(5)发酵结束后添加石墨烯，搅拌均匀后即制成石墨烯有机肥。

上述步骤(3)中，调整湿度最优为45％。

本发明所提供的石墨烯有机肥的使用方法为：在茶叶苗期将含有石墨烯的有机肥稀释100倍，对茶苗进行浇灌，正常情况下，3个月施肥一次。

本发明包括以下有益效果：

1、采用化学法得到的石墨烯一般在工艺中选用强氧化剂、强酸，会有残留，容易导致土壤酸化，而本发明采用物理法制备得到石墨烯，层数在10层以内。由于石墨烯比表面积大、分散性好、吸附能力强，能吸附各种营养成分，并且不易随着时间的流逝而减少肥力，可以快速溶解在土壤溶液中，因此肥力持久，有利于恢复和提高土壤肥力。

2、本发明所提供的有机肥能够增加植物毛细根系吸收水分和养分的潜能，植物通过根系吸收石墨烯粒附着的养分，进入植物根茎、叶，缩短植物生长周期并达到增产效果；石墨烯有机肥能在光合作用下使土壤中养分增加，促进植物根系活性化，提高植物生命力，有助于茶叶的旺盛生长。

3、将石墨烯用作有机肥料载体，将必需的微量元素装载到氧化石墨烯片上，提高了有机肥颗粒的强度，以及运输和传播能力，可以产生有效的缓释肥料。使用石墨烯作为载体意味着肥料以一种更有针对性的方式使用，总体上提高了肥料利用率，并使植物吸收了大量的养分如锌和铜氮、磷等营养元素。

4、石墨烯有机肥料可以使土壤中有益噬碳微生物、小生物大量繁殖，促进土地生态循环，逐渐改善土壤状况，减少有机肥料的使用。同时，石墨烯的抑菌效果有助于抑制茶叶的病虫害，减少农药的使用，也有利于茶叶种植的可持续发展。

综上，本发明所提供的石墨烯有机肥与现有的茶叶有机肥配方相比，肥料的释放速度更慢、控制更多、效率更高，开发对环境影响较小、成本较低。其不仅含有大量营养元素成分，还含有一定比例的中、微量元素，同时结合了茶叶需肥规律、茶叶土壤养分现状，使得配方具有较强的专用性，特别是能有效控制病虫害高发，促长增产，节约有机肥料的使用，因此为农业和环境带来巨大的潜在效益，具备广阔的应用前景。

具体实施方式

下面通过几个实施例详细说明本发明的具体实施方式，但不对本发明的权利要求做任何限定。

实施例1

(1)按照重量百分比称取55％的畜禽粪便、15％的豆粕、15％的秸秆、5％的沼渣、9％的生物菌和1％的石墨烯备用，其中畜禽粪便是由鸡粪、牛粪、羊粪、马粪按照比例1:3:5:5混合而成，生物菌是由巨大芽孢杆菌、大豆根瘤菌、EM菌群和乳酸杆菌混合而成；

(2)取畜禽粪便、豆粕、秸秆、沼渣混合，搅拌均匀；

(3)向步骤(2)中获得的混合物添加生物菌，拌匀，调整湿度为40％；

(4)堆积发酵：堆积发酵的时间为25天，翻动搅拌后继续发酵10天；

(5)发酵结束后添加石墨烯，搅拌均匀后即制成石墨烯有机肥。

实施例2

(1)按照重量百分比称取75％的畜禽粪便、5％的豆粕、5％的秸秆、10.4％的沼渣、4.5％的生物菌和0.1％的石墨烯备用，其中畜禽粪便是由鸡粪、牛粪、羊粪、马粪按照比例1:5:10:3混合而成，生物菌是由巨大芽孢杆菌、大豆根瘤菌、EM菌群和乳酸杆菌混合而成；

(2)取畜禽粪便、豆粕、秸秆、沼渣混合，搅拌均匀；

(3)向步骤(2)中获得的混合物添加生物菌，拌匀，调整湿度为50％；

(4)堆积发酵：堆积发酵的时间为15天，翻动搅拌后继续发酵10天；

(5)发酵结束后添加石墨烯，搅拌均匀后即制成石墨烯有机肥。

实施例3

(1)按照重量百分比称取65％的畜禽粪便、10％的豆粕、10％的秸秆、7.5％的沼渣、7％的生物菌和0.5％的石墨烯备用，其中畜禽粪便是由鸡粪、牛粪、羊粪、马粪按照比例1:4:8:4混合而成，生物菌是由巨大芽孢杆菌、大豆根瘤菌、EM菌群和乳酸杆菌混合而成；

(2)取畜禽粪便、豆粕、秸秆、沼渣混合，搅拌均匀；

(3)向步骤(2)中获得的混合物添加生物菌，拌匀，调整湿度为45％；

(4)堆积发酵：堆积发酵的时间为20天，翻动搅拌后继续发酵10天；

(5)发酵结束后添加石墨烯，搅拌均匀后即制成石墨烯有机肥。

实施例4

选择实施例1-3中获得的石墨烯有机肥为测试组，选择绿盛牌有机肥为对照组，其中绿盛牌有机肥购买自成都盖尔盖司生物科技有限公司。随机选择400棵生长良好、状态相同的茶树植株，分为4组，每组100棵，编号为1-4。对第1-3组茶树分别施用实施例1-3中获得的石墨烯有机肥，对第4组茶树施用对照组的有机肥。其它种植步骤均一样，均不打农药，仅有机肥不一样，记录4组茶树的茶叶产量数据和病虫害结果，进行对比，如下表1和表2所示。

表1测试组与对照组茶叶产量结果

茶树分组编号	1	2	3	4
					有机肥来源	实施例1	实施例2	实施例3	对照组
产量	120％	114％	125％	100％

注：将对照组施用绿盛牌有机肥的茶叶产量定为100％，其它均与其进行对比换算

表2测试组与对照组茶叶病虫害发病率

茶树分组编号	1	2	3	4
					有机肥来源	实施例1	实施例2	实施例3	对照组
茶小绿叶蝉	38％	40％	35％	85％
					茶橙瘿螨	35％	35％	30％	83％
茶枝蠊蛾	31％	29％	24％	75％
					茶叶瘿螨	20％	22％	17％	66％
茶卷叶蛾	34％	41％	32％	89％
					茶短须螨	14％	17％	11％	54％
咖啡小爪螨	25％	21％	19％	78％
					茶蚜	30％	28％	26％	80％
黑刺粉虱	19％	23％	13％	69％
					茶丽纹象甲	15％	16％	9％	58％

注：发病率的计算按照发生病虫害的植株数量/植株总数量计算得到。

通过比较上述结果可知，施用本发明实施例所提供的石墨烯有机肥，可以大大提高茶叶的产量，同时有效降低茶树常见病虫害的发生率。特别是实施例3配方获得的有机肥，效果极为显著。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (9)

1.一种基于茶叶种植的石墨烯有机肥，其特征在于，所述有机肥配方的重量百分比为：畜禽粪便55％-75％、豆粕5％-15％、秸秆5％-15％、沼渣5％-15％、生物菌4％-12％，石墨烯0.1％-1％，各原料总量为100％。

2.根据权利要求1所述的石墨烯有机肥，其特征在于，所述有机肥配方的重量百分比为：畜禽粪便60％-70％、豆粕8％-12％、秸秆8％-12％、沼渣5％-10％、生物菌6％-8％，石墨烯0.3％-0.8％，各原料总量为100％。

3.根据权利要求2所述的石墨烯有机肥，其特征在于，所述有机肥配方的重量百分比为：畜禽粪便65％、豆粕10％、秸秆10％、沼渣7.5％、生物菌7％，石墨烯0.5％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯有机肥，其特征在于，所述畜禽粪便由鸡粪、牛粪、羊粪、马粪混合而成，其比例为1:(3-5):(5-10):(3-5)。

5.根据权利要求4所述的石墨烯有机肥，其特征在于，鸡粪、牛粪、羊粪、马粪的混合比例为1:4:8:4。

6.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯有机肥，其特征在于，所述生物菌为巨大芽孢杆菌、大豆根瘤菌、EM菌群和乳酸杆菌的混合物。

7.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯有机肥，其特征在于，所述石墨烯是通过对石墨或可膨胀石墨进行液相剥离后制备得到，其层数在10层以内。

8.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯有机肥，其特征在于，所述有机肥的制备方法如下：

(1)按照相应比例称取畜禽粪便、豆粕、秸秆、沼渣、生物菌和石墨烯各原料，备用；

(2)取畜禽粪便、豆粕、秸秆、沼渣混合，搅拌均匀；

(3)向步骤(2)中获得的混合物添加生物菌，拌匀，调整湿度为40％-50％；

(4)堆积发酵：堆积发酵的时间为15-25天，翻动搅拌后继续发酵10天；

(5)发酵结束后添加石墨烯，搅拌均匀后即制成石墨烯有机肥。

9.根据权利要求8所述的石墨烯有机肥，其特征在于，步骤(3)中调整湿度为45％。