CN110563520A

CN110563520A - 一种用于烟草种植的肥料

Info

Publication number: CN110563520A
Application number: CN201910893742.4A
Authority: CN
Inventors: 王新中; 张子颖; 杨欣玲; 申洪涛; 杨永锋; 张书伟; 孙溢明; 黄培元
Original assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2019-12-13

Abstract

本发明涉及一种用于烟草种植的肥料，采用低温生物质炭和高温生物质炭配合使用，解决了单独使用高温生物质炭在砂土中会降低10‑20cm土层的铵态氮含量，保肥能力不足，单独使用低温生物质炭，使土壤中可溶性有机碳在短时间增加量较高，对土壤中的微生物造成毒害作用，降低土壤生物活性不适于改良土壤的问题。在壤土情况下，单独使用高温生物质炭对短期的土壤中活性有机碳的增加并不显著，而单独使用低温生物质炭使土壤中可溶性有机碳在短时间增加量较高，对土壤中的微生物造成毒害作用，降低土壤生物活性不适于改良土壤的问题。通过本技术方案的肥料，能够很好的调整土壤中的碳氮比值，提高种植烟叶的质量和品质。

Description

一种用于烟草种植的肥料

技术领域

本发明属于农业技术领域，特别是提一种用于改善烟叶质量的用于烟草种植的肥料。

背景技术

已有研究成果表明，土壤中碳组分和氮组分的比值(全碳/全氮)是影响烟叶质量的重要因素之一，土壤碳氮比值(全碳/全氮)较高的地区，烟叶市场美誉度也较高，土壤碳库退化，碳氮比失衡直接影响了土壤肥力供应水平和肥料利用率，导致烟株营养失衡，烟叶质量不佳，风格特色弱化。

为了提高烟叶的产量，向土壤中施加大量的含氮肥料，是导致土壤板结，碳氮比例降低的主要原因。为了改良土壤的结构，调节土壤中碳氮比成为现农业土壤改良的主要研究目标。

为了改善土壤中的碳氮比，特别是增加活性有机碳比例，通过向土壤中补充含碳组分来实现。近年来，使用生物质炭来增加土壤中总碳含量，生物质炭通过增加总有机碳和惰性有机碳含量来提高土壤碳库指数，增加了土壤对有机碳的固持能力，实现固碳减排，通过增加对0-30cm土层硝态氮的固持能力，减少硝态氮淋失作用来提高化肥利用率。

现技术使用的生物质炭为高温炭，是在500℃以上的生物质炭，但是通过研究发现，高温炭对不同的土壤的保氮能力不同，高温炭虽然能够增加砂土中的碳含量，却会降低砂土层的NH₄ ⁺-N平均含量，降低了砂土的保肥能力，现我国土壤的实际是，土壤中砂含量增加，使得高温炭对土壤的保肥能力效果并不明显。

而且，生物质炭的制备方法不同，对土壤的碳库指数，特别是有机碳的比例，有明显的不同，通过分析发现，生物质炭的不同制备方法，使得生物质炭内部发生的化学反应不同，生物质炭的组成有较大的不同所导致。

而各地的土壤不同，需要针对不同的土壤使用不同的生物质炭来实现最佳的改善土壤中碳氮比值，以达到改善土壤的保肥能力，但是现有关于生物质炭的肥料均无法实现。

基于土壤碳氮平衡理论开发不同产区生物炭基有机肥进行示范推广，调节烟田土壤碳氮比，提升烟叶品质是现烟草种植领域重要的研究方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于烟草种植的肥料，以解决砂土中因为土壤库的碳氮比值失衡而影响到烟叶质量的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于烟草种植的肥料，各组分按重量百分比为：

生物质炭 40％-50％；

含油脂肥 10％-20％；

腐殖酸 10％-20％；

绿色木霉菌 1％-3％；

玉米芯 10％-20％；

所述生物质炭由低温生物质炭与高温生物质炭组成，且低温生物质炭与高温生物质炭的质量比为1：2-2：1；

所述低温生物质炭为制备温度＜400℃的生物质炭，所述高温生物质炭为制备温度≥400℃的生物质炭。

所述生物质炭为稻壳炭、花生壳炭、玉米杆炭、麦秆炭或烟秆炭中的一种。

所述含油脂肥为芝麻饼肥、花生饼肥或豆饼肥中的一种。

所述绿色木霉菌为附载于载体材料上的绿色木霉菌，有效活菌数≥2×10⁸个/g。

所述载体材料为碳酸钙、硅藻土或玉米芯中的一种或多种。

包括还包括按重量百分比为10％-20％的植物秸杆，所述植物秸杆通过蒸汽爆破处理。

所述植物秸杆包括但不限于玉米杆、麦秆、稻杆、烟杆、花生杆、甘薯杆中的一种或多种。

包括按重量百分比为5％-10％的保水剂，所述保水剂为复合保水剂，由淀粉接枝丙烯酸盐和多孔材料组成，所述淀粉接枝丙烯酸盐与多孔材料的质量比为1-5：1。

所述多孔材料为碳酸钙、硅藻土、麦饭石、膨润土或低温生物质炭的一种。

进一步的，还包括按重量百分比为10％-20％的矿物质肥，所述矿物质肥中至少包括有氮元素、磷元素或钾元素。

本发明的有益效果是：

本技术方案的肥料适用于对砂土的改良，并且通过低温生物质炭与高温生物质炭的配合，改善土壤中的碳氮比，提高烟叶的质量及品质。

附图说明

图1为烟杆原料电子显微镜扫描照片；

图2为烟杆在1.5MPa蒸汽爆破后电子显微镜扫描照片；

图3为烟杆在2.0MPa蒸汽爆破后电子显微镜扫描照片；

图4为烟杆在2.5MPa蒸汽爆破后电子显微镜扫描照片。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本技术方案中，采用低温生物质炭和高温生物质炭配合使用，解决了单独使用高温生物质炭在砂土中会降低土层的铵态氮含量，保肥能力不足，单独使用低温生物质炭，使土壤中可溶性有机碳在短时间增加量较高，对土壤中的微生物造成毒害作用，降低土壤生物活性不适于改良土壤的问题。

本申请提供一种改良土壤碳氮比值的用于烟草的肥料，但并不是说明根据本申请的技术方案制备的肥料仅能用于烟草种植，而是根据需要可以用于现农业中的大田、蔬菜、水果或花卉等的种植。

本技术方案中，高温生物质炭为制备温度在400℃或以上的生物质炭，现技术中，对高温生物质炭的制备方法有很多，均能够适用于本申请的技术方案中，因此，本申请不对高温生物质炭的制备进行详细的说明。

至于制备高温生物质炭的材料，在本申请的技术方案中，提供了由稻壳制备的稻壳炭、由花生壳制备的花生壳炭、由玉米杆制备的玉米杆炭、由麦杆制备的麦秆炭、由烟杆制备的烟秆炭，还包括由稻杆制备的稻杆炭，也可以根据当地的物产，选择相应的植物秸杆来制备高温生物质炭。高温生物质炭中的无机碳比率较有机生物质碳的比率高，其对土壤中全碳的比值有显著的影响，但是对砂土层的氮肥缓释效果不明显。

低温生物质是制备温度低于400℃所制备的生物质炭，低温生物质炭同高温生物质炭相比，存在半纤维素、纤维的C-O-C，脂肪性-OH，代表俊基的C＝H键，典型的取代芳环、脂肪性-CH₂，脂肪类C＝H和C＝O，酚羟基，醇烃基和烷烃中的C-H键等，丰富的官能团结构使得低温生物质炭有较强的亲水性、疏水性及对酸碱的缓冲能力，并且，低温生物质炭的有较高比例的有机炭，较容易进入到土壤中，对当期植物的生长有较明显的影响。并且低温生物质炭的孔隙率较高温生物质炭的比率高，这是因为高温生物质炭中的有机碳被碳化，导致孔隙的坍塌。

在本申请的技术方案中，提供了由稻壳制备的稻壳炭、由花生壳制备的花生壳炭、由玉米杆制备的玉米杆炭、由麦杆制备的麦秆炭、由烟杆制备的烟秆炭，还包括由稻杆制备的稻杆炭，也可以根据当地的物产，选择相应的植物秸杆来制备低温生物质炭。

本申请的技术方案中，低温生物质炭的制备方法包括以下步骤：

1)将选择用于制备低温生物质炭的材料，如玉米杆、麦杆、烟杆、花生壳、稻壳等放置于炭化炉内，控制炭化炉的炉温按5-10℃/min匀速升温到150-180℃进行预处理5-15min；

2)再控制炭化炉的炉温按10-20℃/min匀速升温到340-400℃，在缺氧或无氧条件下热解10-15min后出炉。

在低温生物质炭的制备过程中，步骤1)中，在进行预处理过程中，炭化炉的炉温按8℃/min匀速升温到160℃进行预处理8min；步骤2)中，炭化炉的炉温按16℃/min匀速升温到360℃，在缺氧或无氧条件下热解12min后出炉的低温生物质炭的孔隙率最高，活性有机碳的含量最高，特别有利于当期植物的种植，但是在壤土环境下使用时，应当相对减少在本制备参数条件下的低温生物质炭的用量。在砂土环境中，可以相对提高在本制备参数条件下的低温生物质炭的用量，但是相应的，应当提高保水剂的用量。在本申请的以下实施例中，所使用的低温生物质炭均为采用上述参数制备的低温生物质炭，包括用于绿色木霉菌的载体。

在本申请的技术方案中，植物秸杆也是根据地域的产物为主进行选用，这样能够提高肥料原料的来源，所述植物秸杆包括但不限于玉米杆、麦秆、稻杆、烟杆、花生杆、甘薯杆中的一种或多种，在本申请的技术方案中，植物秸杆是通过蒸汽爆破之后的植物秸杆，具体为将植物秸杆在蒸汽爆破装置内，通过高温高压蒸汽(1.5-2.5MPa，180℃-360℃)对植物秸杆进行破碎处理，植物秸杆在未进行蒸汽爆破前，基本呈现有序平行整齐的纤维束状排列，结构致密，通过细胞间连丝彼此紧紧交联在一起，经过高温高压蒸汽爆破后，由于高温高压蒸汽通过亲水性木质化细胞和细胞壁上纹孔进入到细胞壁内，当细胞壁外环境压强减少时，在高压蒸汽的作用下，木质素纤维的微管束部分破裂，发生结构和组织物理化学变化，致密的结构组织发生变化，如图1致图4所示，通过对植物秸杆的高温高压蒸汽爆破起到了一定的对植物秸杆的热解作用。

在本申请的技术方案中，保水剂为复合保水剂，由淀粉接枝丙烯酸盐和多孔材料组成，所述淀粉接枝丙烯酸盐与多孔材料的质量比为1-5：1。其起到保水作用的是淀粉接枝丙烯酸盐，若是将保水剂更换为其它的高分子材料也能够实现本申请的技术方案，但现技术中的聚酯类保水剂的分解时间较淀粉接枝丙烯酸盐长，从减少对土壤的影响角度出发，选用淀粉接枝丙烯酸盐，多孔材料为载体，针对肥料使用的环境不同，保水剂的用量可以不同，对于降水量少的地区，提高保水剂的用量，且提高多孔材料的用量，以提高保水剂的保水时效，比如，将保水剂的用量提高到10％，同时将淀粉接枝丙烯酸盐与多孔材料的质量比为1：1；而在降水量较高地区，可以考虑不使用或减少使用保水剂，并降低多孔材料的用量，如将淀粉接枝丙烯酸盐与多孔材料的质量比为5：1。

所述多孔材料为碳酸钙、硅藻土、麦饭石、膨润土或低温生物质炭的一种，在本申请的技术方案中，优选低温生物质炭，因为这既有利于增加土壤中碳的含量，又基本不对土壤组成的影响。

在本申请的技术方案中，所述绿色木霉菌为附载于载体材料上的绿色木霉菌，有效活菌数≥2×10⁸个/g。所述载体材料为碳酸钙、硅藻土或玉米芯中的一种或多种。制备附载于载体材料上的绿色木霉菌的方法，属于现有技术，均是通过对绿色木霉菌的菌种进行转化接活，在培养箱中进行培养相应的时间，再接种于培养基中，再进行发酵，将发酵后的绿色木霉菌液接入载体材料中，得到用于本申请的肥料中的绿色木霉菌，在本申请的技术方案中，为了不对土壤组成或结构的后期影响，优选玉米芯作用载体材料。

本申请的玉米芯为生玉米芯，即不进行其它的比如腐熟等处理，直接粉碎到需要的粒径即可使用，具体的粒径根据生产的需要进行设置。

在本申请的技术方案中，包括有含油脂肥，比如芝麻饼肥、花生饼肥或豆饼肥等，在本申请的技术方案中，上述的含油脂肥的制备方法均为现有技术，在此不进行详细的说明。

本申请根据需要还可以使用矿物质肥，所述矿物质肥中至少包括有氮元素、磷元素或钾元素。现有技术的矿物质肥为现有技术中的常规的肥料，如氮肥、磷肥、钾肥或复合肥等均可。

实施例1

一种用于烟草种植的肥料，选用低温生物质炭25g、高温生物质炭25g、芝麻饼肥20g、腐殖酸10g、绿色木霉菌1g、玉米芯19g。

低温生物质炭的制备方法包括以下步骤：

1)将花生壳放置于炭化炉内，控制炭化炉的炉温按8℃/min匀速升温到160℃进行预处理8min；

2)再控制炭化炉的炉温按16℃/min匀速升温到360℃，在缺氧或无氧条件下热解12min后出炉。

绿色木霉菌的载体为玉米芯。

实施例2

一种用于烟草种植的肥料，选用低温生物质炭30g、高温生物质炭15g、芝麻饼肥20g、腐殖酸18g、绿色木霉菌2g、玉米芯20g。

低温生物质炭的制备方法包括以下步骤：

绿色木霉菌的载体为玉米芯。

实施例3

一种用于烟草种植的肥料，选用低温生物质炭20g、高温生物质炭20g、芝麻饼肥17g、腐殖酸20g、绿色木霉菌3g、玉米芯20g。

低温生物质炭的制备方法包括以下步骤：

绿色木霉菌的载体为玉米芯。

实施例4

一种用于烟草种植的肥料，选用低温生物质炭25g、高温生物质炭15g、芝麻饼肥20g、植物秸杆10g、腐殖酸10g、保水剂7g、绿色木霉菌3g、玉米芯10g。

低温生物质炭的制备方法包括以下步骤：

植物秸杆选用蒸汽爆破的玉米杆，保水剂的多孔材料选用硅藻土，绿色木霉菌的载体为碳酸钙。

实施例5

一种用于烟草种植的肥料，选用低温生物质炭22g、高温生物质炭18g、花生饼肥12g、植物秸杆20g、腐殖酸10g、保水剂5g、绿色木霉菌3g、玉米芯10g。

低温生物质炭的制备方法包括以下步骤：

植物秸杆选用腐熟的玉米杆，保水剂的多孔材料选用上述的低温生物质炭，绿色木霉菌的载体为玉米芯。

实施例6

一种改良土壤碳氮比值的用于烟草的肥料，选用低温生物质炭20g、高温生物质炭30g、芝麻饼肥10g、植物秸杆10g、腐殖酸7g、保水剂7g、绿色木霉菌1g、玉米芯5g、矿物质肥10g。

低温生物质炭的制备方法包括以下步骤：

植物秸杆选用蒸汽爆破的玉米杆，保水剂的多孔材料选用上述的低温生物质炭，绿色木霉菌的载体为玉米芯。矿物质肥为市售复合肥。

对照例1

对照例所用肥料包括烟草专用复合肥(N:P2O5:K2O＝10％:10％:20％)，硫酸钾，重过磷酸钙，过磷酸钙，纯氮用量45kg·hm^-2，N:P₂O₅:K₂O＝1:1.5:3，行距1.2m，株距0.5m，烤烟栽培品种为中烟100，栽培及田间管理措施按优质烟叶栽培技术规范进行。实施例1至6的施肥量按氮素一致原则，控制施肥量与对照实施例相同，其它烤烟品种，栽培及田间管理措施均完全相同。

从烤烟移栽后30d开始取土样进行检测，土壤指标的检测方法：a、微生物量碳测定：氯仿熏蒸浸提法；b、活性有机碳含量：333mmol/L高锰酸钾氧化法，c、可溶性有机碳含量测定：水提取过滤法；d、铵态氮含量测定：KCl浸提-靛酚蓝比色法；具体见表一至表四所示：

表一

表二

表三

表四

通过以上数据能够得到，使用本技术方案与使用烟草复合肥相比，菌群的变化不明显，铵态氮在90d时的数据低于烟草复合肥，这属于烟草在生长过程中的消耗，可溶性有机碳和活性有机碳的含量显著高于对照例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种用于烟草种植的肥料，其特征在于，各组分按重量百分比为：

2.根据权利要求1所述的用于烟草种植的肥料，其特征在于，所述生物质炭为稻壳炭、花生壳炭、玉米杆炭、麦秆炭或烟秆炭中的一种。

3.根据权利要求1所述的用于烟草种植的肥料，其特征在于，所述含油脂肥为芝麻饼肥、花生饼肥或豆饼肥中的一种。

4.根据权利要求1所述的用于烟草种植的肥料，其特征在于，所述绿色木霉菌为附载于载体材料上的绿色木霉菌，有效活菌数≥2×10⁸个/g。

5.根据权利要求1所述的用于烟草种植的肥料，其特征在于，所述载体材料为碳酸钙、硅藻土或玉米芯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的用于烟草种植的肥料，其特征在于，还包括按重量百分比为10％-20％的植物秸杆，所述植物秸杆通过蒸汽爆破处理。

7.根据权利要求6所述的用于烟草种植的肥料，其特征在于，所述植物秸杆包括但不限于玉米杆、麦秆、稻杆、烟杆、花生杆、甘薯杆中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的用于烟草种植的肥料，其特征在于，包括按重量百分比为5％-10％的保水剂，所述保水剂为复合保水剂，由淀粉接枝丙烯酸盐和多孔材料组成，所述淀粉接枝丙烯酸盐与多孔材料的质量比为1-5：1。

9.根据权利要求8所述的用于烟草种植的肥料，其特征在于，所述多孔材料为碳酸钙、硅藻土、麦饭石、膨润土或低温生物质炭的一种。

10.根据权利要求1所述的用于烟草种植的肥料，其特征在于，还包括按重量百分比为10％-20％的矿物质肥，所述矿物质肥中至少包括有氮元素、磷元素或钾元素。