CN109678608A - 一种生物质肥料保肥剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质肥料保肥剂及其制备方法，属于肥料加工技术领域，以石墨烯溶胶、硅藻土和多孔淀粉为主要料，石墨烯溶胶中的石墨烯具有规整的二维结构，且具有较大的比表面面积，同时与硅藻土多孔物质结合，一方面石墨烯的二维结构和硅藻土多孔的三维结构相结合，制备的保肥剂具有多维度空间结构，同时石墨烯和硅藻土都是无毒环保物质，最后在制备的颗粒表面包覆上多孔淀粉形成的膜，增加颗粒的牢固度，同时多孔淀粉的三位结构与颗粒的多维度结构二次结合，制备的保肥剂通过三维结构对肥料进行吸附，对土壤的水分进行吸收，从而结构生物质肥料的保肥性，测试数据显示，对土壤中总氮的持留效果最大提高184％。

Description

一种生物质肥料保肥剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及肥料加工技术领域，特别是指一种生物质肥料保肥剂及其制备方法。
背景技术
生物质固体肥料是由农作物秸秆、人畜粪便和泥土混合后制备的一种具有广泛应用前景的环保肥料，生物质固体肥料时在传统的农村粪便堆积成肥的基础上产生的新工艺，其生产工艺包括粉碎、挤压、烘干、冷却、质检、包装等步骤。
申请人在研究自己生产的肥料的基础上，通关调研周边农村的生物质肥料的使用情况发现，生物质肥料具有原料丰富，且制作工序简单易操作的特点，且是绿色环保肥料，不仅实现了农村生物质的循环再利用，而且减少使用机肥料对土壤的破坏力，申请人在研究发现，目前生物质肥料的肥效持续时间较短，且保肥能力较差，不利于节省农业生产的人力。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种生物质肥料保肥剂及其制备方法，以延长生物质肥料的保肥能力。
基于上述目的本发明提供的一种生物质肥料保肥剂，包括如下重量份成分：
石墨烯溶胶2～14份，硅藻土10～30份，多孔淀粉50～80份。
在一些可选实施例中，包括如下重量份成分：
石墨烯溶胶6～12份，硅藻土18～27份，多孔淀粉57～74份。
在一些可选实施例中，包括如下重量份成分：
石墨烯溶胶8份，硅藻土20.5份，多孔淀粉67份。
在一些可选实施例中，所述石墨烯溶胶的浓度为1.2～3.5％。
在一些可选实施例中，所述多孔淀粉的孔的容积占颗粒体积不低于40％。
在一些可选实施例中，所述生物质肥料保肥剂的制备方法包括如下步骤：
1)将多孔淀粉与水进行混合，料液比为1:10～18，然后加热至60～80℃进行糊化1～8min，冷却至室温，得多孔淀粉糊；
2)将石墨烯溶胶加入硅藻土中，震荡混合均匀后，进行挤出造粒，并自然干燥，得石墨烯-硅胶土颗粒；
3)将所述多孔淀粉糊喷涂在所述石墨烯-硅胶土颗粒的表面后，自然干燥，得生物质肥料保肥剂。
在一些可选实施例中，所述喷涂为热喷涂，温度为50～70℃。
从上面所述可以看出，本发明提供的一种生物质肥料保肥剂及其制备方法，以石墨烯溶胶、硅藻土和多孔淀粉为主要料，石墨烯溶胶中的石墨烯具有规整的二维结构，且具有较大的比表面面积，同时与硅藻土多孔物质结合，一方面石墨烯的二维结构和硅藻土多孔的三维结构相结合，制备的保肥剂具有多维度空间结构，同时石墨烯和硅藻土都是无毒环保物质，最后在制备的颗粒表面包覆上多孔淀粉形成的膜，增加颗粒的牢固度，同时多孔淀粉的三位结构与颗粒的多维度结构二次结合，制备的保肥剂通过三维结构对肥料进行吸附，对土壤的水分进行吸收，从而结构生物质肥料的保肥性，测试数据显示，对土壤中总氮的持留效果最大提高184％。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
石墨烯溶胶的购自中国科学院成都有机化学有限公司，氧化石墨烯溶胶，颜色为棕红色，稀释后颜色为金黄色，含氧基团的总氧含量在30～40％，水溶性非常好，溶解后单层含量为99％以上。微片大小在0.5～3μm,厚度在0.55～1.2nm左右。无沉淀。纯度：>99wt％，厚度：0.55～1.2nm，直径：0.5～3μm，层数：1～10层。
为了解决生物质肥料的保肥能力较差的缺点，本发明实施例提供的一种生物质肥料保肥剂，包括如下重量份成分：
石墨烯溶胶2～14份，硅藻土10～30份，多孔淀粉50～80份。
且所述生物质肥料保肥剂的制备方法，包括如下步骤
1)将多孔淀粉与水进行混合，料液比为1:10～18，然后加热至60～80℃进行糊化1～8min，冷却至室温，得多孔淀粉糊；
2)将石墨烯溶胶加入硅藻土中，震荡混合均匀后，进行挤出造粒，并自然干燥，得石墨烯-硅胶土颗粒；
3)将所述多孔淀粉糊喷涂在所述石墨烯-硅胶土颗粒的表面后，自然干燥，得生物质肥料保肥剂。
以石墨烯溶胶、硅藻土和多孔淀粉为主要料，石墨烯溶胶中的石墨烯具有规整的二维结构，且具有较大的比表面面积，同时与硅藻土多孔物质结合，一方面石墨烯的二维结构和硅藻土多孔的三维结构相结合，制备的保肥剂具有多维度空间结构，同时石墨烯和硅藻土都是无毒环保物质，最后在制备的颗粒表面包覆上多孔淀粉形成的膜，增加颗粒的牢固度，同时多孔淀粉的三位结构与颗粒的多维度结构二次结合，制备的保肥剂通过三维结构对肥料进行吸附，对土壤的水分进行吸收，从而结构生物质肥料的保肥性。
进一步结合性能测试，对本发明实施例提供的一种生物质肥料保肥剂及其制备方法做详细的阐述。
本发明其一实施例提供的一种生物质肥料保肥剂，包括如下重量份成分：
石墨烯溶胶8份，硅藻土20.5份，多孔淀粉67份，其中，石墨烯溶胶的浓度为2％，多孔淀粉的孔的容积占颗粒体积50％。
生物质肥料保肥剂的制备方法包括如下步骤：按配方称取各成分，
1)将多孔淀粉与水进行混合，料液比为1:14，然后加热至70℃进行糊化5min，在糊化的过程中要不停的搅拌，防止黏糊，待糊化完成后自然冷却至室温，得多孔淀粉糊；
2)将石墨烯溶胶加入硅藻土中，喷涂震荡混合均匀后，进行挤出造粒，并自然干燥，得石墨烯-硅胶土颗粒；
3)将所述多孔淀粉糊采用热喷涂的方式，并控制温度为50～70℃，喷涂在所述石墨烯-硅胶土颗粒的表面后，自然干燥，得生物质肥料保肥剂。
同时，本发明实施例还采用上述方式按表1的各组分含量制备出了不同的生物质肥料保肥剂样品。
表1样品配方
将上述产品1～9与生物质复合肥按照1～3％比例进行混合，搅拌均匀，得产品10～18然后对产品10～18通过大田试验，全面考察添加本发明实施例所制备的生物质肥料保肥剂，水分和养分的控失效果。
1.试验时间和地点：2017年10月～2018年10月在安徽沿淮淮北地区开展大田作物小麦专用配方控失性肥料和普通复合肥肥效比较试验，试验在安徽沿淮淮北地区进行，分别选择了4个点。试验地地势均为平坦，肥力均匀、中等，能灌能排。
2.材料和方法：选取的4块试验地除肥料处理不同外，均进行除草、防病等完全相同田间管理措施。对照组田地施未添加产品1～9的生物质复合肥，试验组田地分别实施产品10～18。在相同的时间施肥，施肥前检验土壤中氮元素、磷元素、钾元素的含量及土壤的pH值。施肥一段时间后再次检验土壤中氮元素、磷元素、钾元素的含量。
3.试验数据结果如下：施肥中的氮元素、磷元素、钾元素的重量比为5:1:1。每亩施肥50kg，按照每亩667平米，土厚0.2米计算，每亩地土壤的重量为150吨左右，即平均每千克土壤中施肥料的量为330mg；每千克土壤中施氮元素的重量为235.7mg，每千克土壤中施磷元素的重量为47.1mg，每千克土壤中施钾元素的重量为47.1mg。
实验前土壤中各成分含量：
实施肥料后土壤中各成分含量：
10天后土壤中各成分含量
土壤中N,P,K元素的持留效果的采用如下计算公式进行计算：
从上面的测试数据显示，对N元素的持留效果最好，K元素的持留效果最差，但对三种元素的持留效果均远远大于未添加保肥剂的生物质肥料。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生物质肥料保肥剂，其特征在于，包括如下重量份成分：
石墨烯溶胶2～14份，硅藻土10～30份，多孔淀粉50～80份。
2.根据权利要求1所述的生物质肥料保肥剂，其特征在于，包括如下重量份成分：
石墨烯溶胶6～12份，硅藻土18～27份，多孔淀粉57～74份。
3.根据权利要求1所述的生物质肥料保肥剂，其特征在于，包括如下重量份成分：
石墨烯溶胶8份，硅藻土20.5份，多孔淀粉67份。
4.根据权利要求1所述的生物质肥料保肥剂，其特征在于，所述石墨烯溶胶的浓度为1.2～3.5％。
5.根据权利要求1所述的生物质肥料保肥剂，其特征在于，所述多孔淀粉的孔的容积占颗粒体积不低于40％。
6.根据权利要求1所述的生物质肥料保肥剂，其特征在于，所述生物质肥料保肥剂的制备方法包括如下步骤：
1)将多孔淀粉与水进行混合，料液比为1:10～18，然后加热至60～80℃进行糊化1～8min，冷却至室温，得多孔淀粉糊；
2)将石墨烯溶胶加入硅藻土中，震荡混合均匀后，进行挤出造粒，并自然干燥，得石墨烯-硅胶土颗粒；
3)将所述多孔淀粉糊喷涂在所述石墨烯-硅胶土颗粒的表面后，自然干燥，得生物质肥料保肥剂。
7.根据权利要求6所述的生物质肥料保肥剂，其特征在于，所述喷涂为热喷涂，温度为50～70℃。
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