CN109912357A - 一种蔬菜苗期追肥用生物质炭基肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蔬菜苗期追肥用生物质炭基肥及其制备方法，其成分包括尿素、磷酸二氢铵、硫酸钾、生物质炭、填充剂和炭基肥增效剂，其制备方法的具体步骤为1)对农作物秸秆进行裂解炭化，冷却后取出，制得生物质炭；2)将尿素、磷酸二氢铵、硫酸钾、生物质炭、填充剂、炭基肥增效剂混合后进行造粒，制得颗粒物；3)对所述颗粒物依次进行烘干、冷却、筛分和防结块处理，制得生物质炭基肥。本发明提高肥料利用率，满足蔬菜发育迅速、需肥量大的要求，促进作物根系生长，加快作物生长发育；同时显著降低蔬菜中的硝酸盐含量，符合蔬菜无公害生产需要。
Description
技术领域
本发明属于化肥生产技术领域，具体涉及一种蔬菜苗期追肥用生物质炭基肥及其制备方法。
背景技术
在蔬菜生产中科学合理的施肥不仅决定着作物产量的高低，而且对产品品质也有很大的影响。蔬菜不同生育时期对营养元素的需求量不同，施肥量也应有所变化。氮是植物细胞、叶绿素、酶等的主要成分，能促进枝叶生长；磷是细胞核的重要成分，有利于根系生长和花芽形成；钾能提高光合作用强度，促进淀粉、糖、纤维的形成。蔬菜在营养生长前期对肥料的需求数量不多，但要求营养丰富，一般除重施有机肥作底肥外，在苗期还要施用提苗肥。蔬菜苗期对氮肥需求量最高，磷钾肥次之。
无公害蔬菜要求产品中硝酸盐含量控制在432ppm以下，因此，蔬菜种植中应避免采用含硝酸盐的肥料。常用蔬菜苗期追肥多为尿素(105-225kg/ha)、水溶肥或液体肥(75-150kg/ha)、叶面肥(450-900g/ha)。常见水溶肥、液体肥中多含硝态氮；叶面喷施氮素因直接与空气接触，也容易转化成硝酸盐；尿素为酰胺态氮，需要7-8天才能见效，且易随水淋溶，肥料利用率低。
因此，如何保证在满足无公害蔬菜要求的同时，提高肥料利用率和蔬菜产量是本领域亟需解决的问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的现有技术中肥料易造成蔬菜中硝酸盐含量高，同时肥料利用率低，蔬菜增产有待提高的问题，进而提供一种高效环保、降低蔬菜中硝酸盐含量的蔬菜追肥生物质炭基肥及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明所提供的蔬菜追肥用生物质炭基肥，包括如下重量份数的原料：
优选地，包括如下重量份数的原料：
优选地，所述炭基肥增效剂为南京三聚生物质新材料有限公司所提供炭基肥增效剂，含EDTA螯合态铁、钼、铜、锌、锰及钙、硼等中微量元素。
优选地，所述填充剂为膨润土和滑石粉中的至少一种。
本发明所提供的蔬菜追肥用生物质炭基肥的制备方法，包括如下步骤：
1)对农作物秸秆进行裂解炭化，冷却后取出，制得生物质炭；
2)将尿素、磷酸二氢铵、硫酸钾、生物质炭、填充剂、炭基肥增效剂混合后进行造粒，制得颗粒物；
3)对所述颗粒物依次进行烘干、冷却、筛分和防结块处理，制得生物质炭基肥。
优选地，步骤1)中所述裂解炭化的温度为450-530℃；
优选地，步骤2)中在所述混合之前，还包括将所述生物质炭过20目筛的步骤。
优选地，步骤2)中，所述造粒为将尿素、磷酸二氢铵、硫酸钾、生物质炭、填充剂、炭基肥增效剂的混合物送入造粒机中，并向造粒机内喷入高温蒸汽进行滚动造粒。
优选地，在所述造粒过程中，控制所述混合物的含水率为25-35wt％，造粒温度为100-140℃，压力为常压。
优选地，步骤3)中，所述烘干的温度为300-400℃，烘干后颗粒物的含水率低于12wt％；
所述筛分为将烘干后颗粒物通过筛分留取直径为1.00-4.75mm的颗粒物。
优选地，步骤3)中，所述防结块处理为采用膨润土和滑石粉中的至少一种，包裹在肥料颗粒的表面，形成一层保护膜，阻止肥料颗粒的吸湿。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明利用生物质炭作为肥料基质，具有疏松、多孔结构，有较强的吸附能力，与蔬菜生长发育所必需的氮、磷、钾及其他营养元素复合，减少养分损失，提高肥料利用率，满足蔬菜发育迅速、需肥量大的营养要求，有利于在蔬菜生产中大规模推广应用；同时，尿素、磷酸二氢铵、硫酸钾、生物质炭、填充剂和炭基肥增效剂相互配合，能降低蔬菜中硝酸盐含量，同时能提高蔬菜的产量。
(2)生物质炭具备良好的增温保温性，在每个炭粒周围形成增温隔热区，可有效提高地温，促进作物根系生长，加快作物生育进程，利于蔬菜提早上市。
(3)本发明具有广泛的适用性，满足蔬菜苗期对养分的需求，可显著提高作物产量和品质，增强作物抗寒抗病能力，降低土壤氧化亚氮的排放，显著降低蔬菜中的硝酸盐含量，为蔬菜安全生产提供充足保障。
(4)多年使用本发明提供的蔬菜苗期追肥用生物质炭基肥，可改善土壤结构，降低土壤容重，促进土壤中微生物生长，提高土壤有机质含量；可以提高根区土壤pH值，有效解决土壤酸化导致的植物根系生理病害问题。
具体实施方式
为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。
实施例1-5及对比例1使用的尿素、磷酸二氢铵、硫酸钾均为市售产品，纯度要求为尿素：总氮≥46％；磷酸二氢铵：N≥11％，P2O5≥44％；硫酸钾K2O≥50％；炭基肥增效剂为南京三聚生物质新材料有限公司所生产的炭基肥增效剂，含EDTA螯合态铁、钼、铜、锌、锰及钙、硼等中微量元素。
实施例1
(1)将农作物秸秆清洁风干后，置于炭化炉内，于450℃裂解炭化，冷却后取出，制备成秸秆生物质炭，过20目筛；
(2)取62.6kg尿素、11.4kg磷酸二氢铵、10kg硫酸钾、15kg生物质炭、0.9kg膨润土、0.1kg炭基肥增效剂，投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机，送至粉碎机，混合后再通过皮带传送机送入造粒机；
(3)向造粒机中喷入少量高温蒸汽进行滚动造粒，造粒控制含水率为30wt％，温度为140℃，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；
(4)物料在烘干机内在400℃下进行快速干燥，含水率10wt％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装。
实施例2
(1)将农作物秸秆清洁风干后，置于炭化炉内，于500℃裂解炭化，冷却后取出，制备成秸秆生物质炭，过20目筛；
(2)取62.6kg尿素、11.4kg磷酸二氢铵、10kg硫酸钾、15kg生物质炭、0.9kg滑石粉、0.1kg炭基肥增效剂，投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机，送至粉碎机，混合后再通过皮带传送机送入造粒机；
(3)向造粒机中喷入少量高温蒸汽进行滚动造粒，造粒控制含水率为25wt％，温度为100℃，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；
(4)物料在烘干机内在300℃下进行快速干燥，含水率9wt％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装。
实施例3
(1)将农作物秸秆清洁风干后，置于炭化炉内，于530℃裂解炭化，冷却后取出，制备成秸秆生物质炭，过20目筛；
(2)取62.6kg尿素、11.4kg磷酸二氢铵、10kg硫酸钾、15kg生物质炭、0.5kg膨润土、0.4kg滑石粉、0.1kg炭基肥增效剂，投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机，送至粉碎机，混合后再通过皮带传送机送入造粒机；
(3)向造粒机中喷入少量高温蒸汽进行滚动造粒，造粒控制含水率为35wt％，温度为120℃，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；
(4)物料在烘干机内在330℃下进行快速干燥，含水率11wt％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装。
实施例4
(1)将农作物秸秆清洁风干后，置于炭化炉内，于450℃裂解炭化，冷却后取出，制备成秸秆生物质炭，过20目筛；
(2)取65kg尿素、12kg磷酸二氢铵、11kg硫酸钾、14kg生物质炭、1.5kg膨润土、0.2kg炭基肥增效剂，投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机，送至粉碎机，混合后再通过皮带传送机送入造粒机；
(3)向造粒机中喷入少量高温蒸汽进行滚动造粒，造粒控制含水率为30wt％，温度为140℃，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；
(4)物料在烘干机内在400℃下进行快速干燥，含水率10wt％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装。
实施例5
(1)将农作物秸秆清洁风干后，置于炭化炉内，于450℃裂解炭化，冷却后取出，制备成秸秆生物质炭，过20目筛；
(2)取60kg尿素、10kg磷酸二氢铵、8kg硫酸钾、15kg生物质炭、0.8kg滑石粉、0.1kg炭基肥增效剂，投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机，送至粉碎机，混合后再通过皮带传送机送入造粒机；
(3)向造粒机中喷入少量高温蒸汽进行滚动造粒，造粒控制含水率为30wt％，温度为140℃，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；
(4)物料在烘干机内在400℃下进行快速干燥，含水率10wt％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装。
对比例1
对比例1和实施例1唯一的区别在于没有添加炭基肥增效剂。
(1)将农作物秸秆清洁风干后，置于炭化炉内，于450℃裂解炭化，冷却后取出，制备成秸秆生物质炭，过20目筛；
(2)取62.6kg尿素、11.4kg磷酸二氢铵、10kg硫酸钾、15kg生物质炭、0.9kg膨润土，投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机，送至粉碎机，混合后再通过皮带传送机送入造粒机；
(3)向造粒机中喷入少量高温蒸汽进行滚动造粒，造粒控制含水率为30wt％，温度为140℃，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；
(4)物料在烘干机内在400℃下进行快速干燥，含水率10wt％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装。
试验例1
将实施例1-5所制得的蔬菜追肥用生物质炭基肥用作田间试验，试验过程如下：
试验时间：2012年6月至9月，
试验地点：安徽池州
试验内容：取6块同等肥力和生成环境的田区，每区40平米，全部种植小白菜，取其中五块田区在小白菜苗期追肥使用实施例1-5所制得的生物质炭基肥为实施组1-5，其中追肥使用量为每区900g，即15kg/亩；最后一块田区使用常规肥料为对照组1，其中所述常规肥料为安徽拜尔福生物科技有限公司“憨农”牌复合肥，N-P2O5-K2O:15-15-15，追肥使用量为每区900g，即15kg/亩。连续种植两茬，分别在收获时取10株样品，采用紫外吸收法测试种植出的小白菜中的硝酸盐含量，如表1所示：
表1小白菜硝酸盐含量
如表1所示，使用实施例所制得的生物质炭基肥和常规肥料相比，生产出的蔬菜中的硝酸盐含量第一茬和第二茬分别降低27.43％-35.38％和18.78％-28.61％，降低效果显著。
试验例2
将实施例1-5所制得的蔬菜追肥用生物质炭基肥用作田间试验，试验过程如下：
试验时间：2018年4月至5月，
试验地点：北京市海淀区上庄镇八家村
试验内容：取6块同等肥力和生成环境的田区，每区40平米，全部种植生菜，取其中五块田区在生菜苗期追肥使用实施例1-5所制得的生物质炭基肥为实施组6-10，其中追肥使用量为每区900g，即15kg/亩；另一块田区使用常规肥料为对照组2，其中所述常规肥料为中化山东肥业有限公司“聚合肽”牌复合肥，N-P2O5-K2O:15-15-15，追肥使用量为每区900g，即15kg/亩，分别测试种植出的生菜的生理指标和产量数据，如表2、3所示：
表2生菜生理指标
| 生理指标 | 株高/cm | 叶宽/cm | 叶绿素 | 根长/cm |
| 实施组6 | 30.3 | 21.0 | 23.9 | 12.5 |
| 实施组7 | 30.4 | 20.9 | 24.3 | 12.1 |
| 实施组8 | 30.1 | 21.2 | 23.8 | 12.2 |
| 实施组9 | 29.1 | 20.2 | 23.0 | 11.5 |
| 实施组10 | 29.4 | 20.0 | 22.9 | 11.6 |
| 对照组2 | 27.7 | 19.1 | 20.3 | 9.9 |
表3生菜产量数据
| 单株产量/g | 亩产/kg | 较常规肥增产率 | |
| 实施组6 | 370 | 6169.8 | 14.55％ |
| 实施组7 | 371 | 6180.7 | 14.75％ |
| 实施组8 | 376 | 6199.2 | 15.10％ |
| 实施组9 | 356 | 5902.1 | 9.59％ |
| 实施组10 | 358 | 5808.9 | 7.85％ |
| 对照组2 | 323 | 5386.0 |
由表2、3可知，使用实施例2所制得的生物质炭基肥和使用常规肥料的生菜相比株高增长5.1-9.7％，叶宽显著增加4.7-10.9％，叶绿素显著增加12.8-19.7％，根长显著增加16.2-26.3％，最终收获产量增加7.85-14.55％
试验例3
将实施例1-5所制得的蔬菜追肥用生物质炭基肥用作田间试验，试验过程如下：
试验时间：2018年4月至5月，
试验地点：北京市海淀区上庄镇八家村
试验内容：取6块同等肥力和生成环境的田区，每区40平米，全部种植小油菜，取其中五块田区在小油菜苗期追肥使用实施例1-5所制得的生物质炭基肥为实施组11-15，其中追肥使用量为每区900g，即15kg/亩；另一块田区使用常规肥料为对照组3，其中所述常规肥料为中化山东肥业有限公司“聚合肽”牌复合肥，N-P2O5-K2O:15-15-15，追肥使用量为每区900g，即15kg/亩，分别测试种植出的小油菜的生理指标和产量数据，如表4、5所示：
表4小油菜生理指标
| 生理指标 | 株高/cm | 叶宽/cm | 叶绿素 | 根长/cm |
| 实施组11 | 15.70 | 6.24 | 49.04 | 6.18 |
| 实施组12 | 15.81 | 6.02 | 48.67 | 6.01 |
| 实施组13 | 15.65 | 6.12 | 49.08 | 6.12 |
| 实施组14 | 15.46 | 5.62 | 47.96 | 5.83 |
| 实施组15 | 15.57 | 5.71 | 48.02 | 5.78 |
| 对照组3 | 14.84 | 3.96 | 44.76 | 4.64 |
表5小油菜产量数据
| 平均单株重/g | 亩产/kg | 增产率 | |
| 实施组11 | 7.01 | 2564.2 | 23.60％ |
| 实施组12 | 7.12 | 2630.4 | 26.76％ |
| 实施组13 | 6.94 | 2501.2 | 20.53％ |
| 实施组14 | 6.82 | 2356.8 | 13.58％ |
| 实施组15 | 6.72 | 2301.8 | 10.92％ |
| 对照组3 | 6.11 | 2075.1 |
由表4、5可知，使用实施例3所制得的生物质炭基肥和使用常规肥料的小油菜相比株高增加4.18-6.53％，叶宽显著增加41.92-57.58％，叶绿素增加7.15-9.65％，根长显著增加24.57-33.19％，最终收获产量显著增加10.92-26.76％。
试验例4
将实施例1所制得的蔬菜追肥用生物质炭基肥和对比例1所制得的肥料用作田间试验，试验过程如下：
试验时间：2018年4月至5月，
试验地点：北京市海淀区上庄镇八家村
试验内容：取3块同等肥力和生成环境的田区，每区40平米，全部种植小白菜，取其中一块田区在小白菜苗期追肥使用实施例1所制得的生物质炭基肥为实施组16，其中追肥使用量为每区900g，即15kg/亩；另一块田区使用对比例1所制得的肥料为对比组1，其中追肥使用量为每区900g，即15kg/亩；最后一块田区使用常规肥料为对照组4，其中所述常规肥料为中化山东肥业有限公司“聚合肽”牌复合肥，N-P2O5-K2O:15-15-15，追肥使用量为每区900g，即15kg/亩，分别测试种植出的小白菜的生理指标和产量数据，如表6、7所示：
表6小白菜生理指标
| 生理指标 | 株高/cm | 叶宽/cm | 叶绿素 | 根长/cm |
| 实施组16 | 34.2 | 12.5 | 34.6 | 10.0 |
| 对比组1 | 32.8 | 11.7 | 33.8 | 9.1 |
| 对照组4 | 29.8 | 9.6 | 32.2 | 6.4 |
表7小白菜产量数据
| 平均单株重/g | 亩产/kg | 增产率 | |
| 实施组16 | 19.2 | 4387.4 | 27.6％ |
| 对比组1 | 18.2 | 4096.3 | 19.1％ |
| 对照组4 | 15.9 | 3438.8 |
由表6、7可知，使用实施例1所制得的生物质炭基肥和使用常规肥料的小白菜相比株高显著增加14.8％，叶宽显著增加30.2％，叶绿素增加7.5％，根长显著增加56.3％，最终收获产量显著增加27.6％，而使用对比例1所制得的肥料的小白菜各项生理指标和产量则在两者之间，说明炭基肥增效剂对于蔬菜各项生理指标和产量的增加有明显作用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种蔬菜追肥用生物质炭基肥，其特征在于，包括如下重量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的生物质炭基肥，其特征在于，包括如下重量份数的原料：
3.根据权利要求1或2所述的生物质炭基肥，其特征在于，所述炭基肥增效剂为南京三聚生物质新材料有限公司所提供炭基肥增效剂，含EDTA螯合态铁、钼、铜、锌、锰及钙、硼等中微量元素。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的生物质炭基肥，其特征在于，所述填充剂为膨润土和滑石粉中的至少一种。
5.一种权利要求1-4任一项所述的生物质炭基肥的制备方法，包括如下步骤：
1)对农作物秸秆进行裂解炭化，冷却后取出，制得生物质炭；
2)将尿素、磷酸二氢铵、硫酸钾、生物质炭、填充剂、炭基肥增效剂混合后进行造粒，制得颗粒物；
3)对所述颗粒物依次进行烘干、冷却、筛分和防结块处理，制得生物质炭基肥。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)，所述裂解炭化的温度为450-530℃；
步骤2)中，在所述混合之前，还包括将所述生物质炭过20目筛的步骤。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述造粒为将尿素、磷酸二氢铵、硫酸钾、生物质炭、填充剂、炭基肥增效剂的混合物送入造粒机中，并向造粒机内喷入高温蒸汽进行滚动造粒。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述造粒过程中，控制所述混合物的含水率为25-35wt％，造粒温度为100-140℃，压力为常压。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述烘干的温度为300-400℃，烘干后颗粒物的含水率低于12wt％；
所述筛分为将烘干后颗粒物通过筛分留取直径为1.00-4.75mm的颗粒物。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述防结块处理为将膨润土和滑石粉中的至少一种，包裹在肥料颗粒的表面，形成一层保护膜，阻止肥料颗粒的吸湿。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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