CN111662116A - 一种含生物质炭的复混肥及其制备方法 - Google Patents

一种含生物质炭的复混肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种含生物质炭的复混肥及其制备方法，涉及生物炭复混肥技术领域，本发明所述含生物质炭的复混肥包括以下重量份的原料：生物质炭60～100份、氮磷钾复合肥40～60份、解磷菌菌液30～50份、高岭土12～20份和禽畜粪便20～60份；所述生物质炭以玉米秸秆和果枝为原料制备而成；所述氮磷钾复合肥中氮磷钾的质量比为18‑15‑10；所述解磷菌菌液的活菌数在1×108cfu/g以上。本发明所述复混肥可改善土壤结构、增加土壤养分有效性、提高作物抗性功能，综合提高作物产量，并减少作物种植过程中肥料和农药施用量，减缓土壤板结和农业面源污染。本发明提供的制备方法可以延长复混肥的持效时间和保质期。

Description

一种含生物质炭的复混肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物炭复混肥技术领域，尤其涉及一种含生物质炭的复混肥及其制备方法。
背景技术
生物炭是一种将生物物质(作物秸秆、牲畜粪便、有机废弃物等)进行低温热解而获得的含碳量较高的黑色物质，其不包括化石燃料产物和其他地质成因的碳(Warnock DDet al.，2007，潘根兴等，2010)。
通常认为，生物炭属于黑炭(black char)范畴的一种。根据生物质材料的来源，生物炭可以分为木炭、竹炭、秸秆炭、稻壳炭、动物粪便炭等(张东升等，2006；Cao X D etal.，2010；Golldberg E D et al.，1985)。生物炭的组成元素主要为碳、氢、氧等，并以高度富含碳(70％-80％)为主要标志(Lehmann J et al.，2006；林爱军等，2007)。
从微观结构上看，生物炭是由紧密堆积、高度扭曲的芳香环片层组成的，X射线表明其具有乱层结构(turbostratic structure)(李瑞萍等，2009)。生物炭表面多孔性特征显著，因此具有较大的比表面积和较高的表面能。生物炭吸水、吸气能力强，带负电荷多，能形成电磁场，且具有高度的芳香化、物理的热稳定性和生物化学的抗分解性。
生物炭的组成性质一方面与生产生物炭的原料性质有关，另一方面也与生产过程中的燃烧温度有密切关系。原料自身的性质极大地影响到生物炭的物质组成、养分含量等，这可能与原料自身的的物质组成及养分的含量与存在状态不同有关。以禽粪为原料生产的生物炭中碳含量仅为40％，氮素的残留比例不到三分之一约为27％，而松树碎屑为原料产生物炭碳含量几乎为禽粪产生物炭的两倍达78％，氮素残留比例为禽粪产生物炭的3倍以上达89.6％(Gaskin J W et al.，2008)。松树碎屑生物炭碳氮残留较高的原因可能与碳氮存在于较稳定的木质素及纤维中有关，而禽粪中则多以简单有机态或无机态存在。除原材料的类型外，燃烧温度对生物炭的组成及性质也有较大影响。在较高温度下生产的生物炭具有更高的有效养分含量，更高的比表面和更多的微小孔隙数量，因而具有更好的物理吸附性能(Gaskin J W et al.，2008；Yu X Y et al.，2010；Zhang H H et al.，2010)。但低温条件下生产的生物炭带有更多的负电荷，因而具有更高的阳离子代换量，从而对离子的物理化学吸附能力更强(张文玲等，2009)。
生物质炭的理化性质决定其在土壤中的效应，研究结果显示，生物质炭本身含有一定量的农作物所需的矿质营养元素，将生物质炭施入土壤后可显著增加土壤矿物质羊粪的含量，如增加土壤中磷、钾、钙、镁以及氮元素等的含量。尤其是禽畜粪便为原料制成的生物质炭具有较高的矿物质养分含量。可以起到培肥土壤的作用。同时生物质炭还可吸附土壤中的有机分子，提高土壤对氮素以及其他元素的固持缓释能力，起到缓慢释放，延长肥效的作用。
生物质炭的密度小、孔隙度较大，施入土壤后能显著降低土壤的容重、增加土壤总孔隙率，提高土壤团聚性，生物质炭的复杂孔隙结构还能影响土壤的蓄水能力。即生物质炭自身的丰富孔隙结构能够有效改善土壤的物理性质，改善土壤结构，调节土壤pH值，促进土壤对水分、肥料的保持能力。
生物质炭不仅可用作土壤的改良剂，还能起到肥料的作用，从而增加土壤氮磷钾等养分含量，促进作物产量提高。生物质炭促进作物增产主要是通过改变土壤的物理、化学和微生物性质来实现的。生物质炭本身含量众多的矿物质养分可显著增加土壤肥力，而另一方面生物质炭对土壤物理性质的改变也可改善作物根系的生存环境。
作物生长过程中除了受到土壤结构、肥力的影响外，病虫害也是影响作物产量的重要影响因素之一。现有的含生物质炭的肥料功效主要集中在如何提高作物产量、改良土壤方面，功能较为单一，目前在施用了含生物质炭的肥料后还需要附加农药等控制作物病虫害才能够获得较为理想的产量，不够健康环保。
发明内容
本发明为了克服现有含生物质炭的肥料功效单一的缺陷，提供了一种兼具肥效高和抑制土传病害的含生物质炭的复混肥及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种含生物质炭的复混肥，包括以下重量份的原料：生物质炭60～100份、氮磷钾复合肥40～60份、解磷菌菌液30～50份、高岭土12～20份和禽畜粪便20～60份；
所述生物质炭以玉米秸秆和果枝为原料制备而成；
所述氮磷钾复合肥中氮磷钾的质量比为18-15-10；
所述解磷菌菌液的活菌数在1×108cfu/g以上。
优选的，包括生物质炭70～80份、氮磷钾复合肥45～50份、解磷菌菌液40～45份、高岭土15～18份和禽畜粪便30～40份。
优选的，所述禽畜粪便的有机质含量≥75％。
优选的，所述生物质炭的制备方法包括以下步骤：
(1)将玉米秸秆和果枝按照质量比1～4∶1～2混合，得到秸秆果枝混合物；
(2)将秸秆果枝混合物与碳酸钾水溶液混合，浸渍后烘干，得到活化的秸秆果枝混合物；
所述秸秆果枝混合物与碳酸钾水溶液中所含碳酸钾的质量比为1∶2～4；
(3)将活化的秸秆果枝混合物先升温至380～420℃，保持45～60min；再升温至580～620℃，保持60～100min，得到炭化料；
(4)炭化料冷却后浸泡于盐酸溶液中，取出水洗至中性，干燥，得到生物质炭。
优选的，所述步骤(3)中，升温至380～420℃时的升温速率为5～8℃/min，升温至580～620℃时的升温速率为10～12℃/min。
优选的，所述步骤(4)中，盐酸溶液的浓度为0.05～0.2mol/L，所述浸泡的时间为20～60min。
本发明还提供了上述技术方案所述复混肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、将生物质炭和解磷菌菌液混合，浸渍，得到第一混合物；
S2、将氮磷钾复合肥、禽畜粪便和水混合，得到第二混合物；
S3、将第一混合物与第二混合物混合，浸渍，得到第三混合物；
S4、所述第三混合物与高岭土混合，造粒，干燥，得到含生物质炭的复混肥。
优选的，所述步骤S1中浸渍的时间为2～6h。
优选的，所述步骤S4中，造粒的温度不超过80℃，干燥温度不超过75℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供了一种含生物质炭的复混肥，包括以下重量份的原料：生物质炭60～100份、氮磷钾复合肥40～60份、解磷菌菌液30～50份、高岭土12～20份和禽畜粪便20～60份；所述生物质炭以玉米秸秆和果枝为原料制备而成；所述氮磷钾复合肥中氮磷钾的质量比为18-15-10；所述解磷菌菌液的活菌数在1×108cfu/g以上。本发明所述复混肥兼具改善土壤结构、提高养分有效性、提高作物抗性的功能，综合提高作物产量，并降低作物种植过程中肥料和农药的施用量，减缓土壤板结和农业面源污染，更为安全环保。
本发明提供采用玉米秸秆和果枝复合原料制成的生物炭，该生物炭具有比表面积大、芳香程度高的特点，更易于吸附氮磷钾等营养物质，延长本发明所述复混肥的作用时间。本发明所述含生物质炭的复混肥不但肥效高、作用时间长，同时还能够诱导作物产生更强的病虫害抗性，降低土传病害的发病几率，从而减少作物种植过程中农药的施用。
本发明所述复混肥采用氮磷钾比例为18-15-10的复混肥，减少化肥原料中磷元素的供给，并结合解磷菌的作用延缓磷元素的初始浓度，更适宜作物生长中对磷元素的需求，有利于作物生长。
本发明所述复混肥采用禽畜粪便作为原料，增加复混肥中的有机质，配合生物质炭的缓释作用，可改善土壤微生物活性，提高土壤有机质含量。
本发明还提供了上述技术方案所述含生物质炭的复混肥的制备方法，本发明先将生物质炭与解磷菌菌液进行混合浸渍，使解磷菌充分进入生物质炭内部；再将溶解后的氮磷钾复合肥和禽畜粪便与第一混合物混合吸附，使氮磷钾复合肥和禽畜粪便中的营养成分部分进入生物质炭内部，一方面可以为解磷菌的生长发育提供培养基，保持解磷菌的活性，另一方面也可增强复混肥的缓释效果；以高岭土作为粘合剂粘合造粒，即可得到本发明所述的复混肥。采用本发明所述方法制备得到的复混肥持效时间长，作物生长状况更加，可有效提高作物产量。
具体实施方式
本发明提供了一种含生物质炭的复混肥，包括以下重量份的原料：生物质炭60～100份、氮磷钾复合肥40～60份、解磷菌菌液30～50份、高岭土12～20份和禽畜粪便20～60份；
所述生物质炭以玉米秸秆和果枝为原料制备而成；
所述氮磷钾复合肥中氮磷钾的质量比为18-15-10；
所述解磷菌菌液的活菌数在1×108cfu/g以上。
本发明提供的所述含生物质炭的复混肥pH值为8.3～8.6，为颗粒状，有效活菌数≥5×106cfu/g，常温下可放置6个月以上。
本发明优选的，所述含生物质炭的复混肥，原料优选的包括：生物质炭70～80份、氮磷钾复合肥45～50份、解磷菌菌液40～45份、高岭土15～18份和禽畜粪便30～40份；更优选的包括：生物质炭75份、氮磷钾复合肥42份、解磷菌菌液42份、高岭土16份和禽畜粪便35份。
在本发明中，所述禽畜粪便的来源包括但不限于猪粪、鸡粪、牛粪和羊粪中的一种或多种。在本发明中，所述禽畜粪便的有机质质量含量优选的≥75％，更优选为80％～95％。禽畜粪便在本发明所述的复混肥中起到提供有机质、缓和肥效的作用。
在本发明中，采用氮磷钾的质量比为18-15-10的氮磷钾复合肥相比于常规15-15-15的氮磷钾比例更有利于作物生长。虽然磷肥能够增加作物的干物质量，促进氮素养分积累，提高作物产量，但是磷在土壤中移动性较弱，易被固定，导致速效磷肥当即利用率低，为了有效供给磷元素，本发明降低了速效磷肥的用量，并在复混肥中添加解磷菌作为辅助，实现长期有效的磷元素供给，提高磷肥的利用率。
所述氮磷钾复合肥在本发明中起到提供速效营养物质的作用，其一部分在制备所述复混肥时进入生物质炭内部孔径，另一部分则用于提供作物生长期所需的大量营养物质。本发明对氮磷钾复合肥的来源无特殊限定，可以自行制备或购买市售商品即可。
在本发明中，所述解磷菌菌液的活菌数优选为1×108～1×109cfu/g。本发明所述解磷菌为本领域已知的任何具有将土壤固着的磷元素转化为植物可吸收的有效磷形式的微生物，可以来源于市售或自行分离。
在本发明中，所述生物质炭的制备方法包括以下步骤：
(1)将玉米秸秆和果枝按照质量比1～4∶1～2混合，得到秸秆果枝混合物；
(2)将秸秆果枝混合物与碳酸钾水溶液混合，浸渍后烘干，得到活化的秸秆混合物；
所述秸秆果枝混合物与碳酸钾水溶液中所含碳酸钾的质量比为1∶2～4；
(3)将活化的秸秆果枝混合物先升温至380～420℃，保持45～60min；再升温至580～620℃，保持60～100min，得到炭化料；
(4)炭化料冷却后浸泡于盐酸溶液中，取出水洗至中性，干燥，得到生物质炭。
在本发明中，所述果枝是指果树的废弃枝条，包括但不限于苹果枝、桃树枝等。
本发明将玉米秸秆和果枝按照质量比1～4∶1～2混合，得到秸秆果枝混合物。本发明选择玉米秸秆和果枝混合作为生物质炭的原料能够使生物质炭具有更优的作物抗性诱导作用，还可综合玉米秸秆和果枝中所含营养成分，使营养成分的比例更为均衡，更适宜作物生长发育。
在本发明中，所述玉米秸秆和果枝的质量比优选为2～3∶1。在本发明限定的质量比下，制备得到的生物质炭中氮含量更高，其他营养物质组分的比例也更为均衡。本发明还可为玉米秸秆和果枝提供新的利用途径，减少浪费。
在本发明中，所述玉米秸秆和果枝优选的各自粉碎后再进行混合；所述粉碎粒度独立的优选为20～100目，更优选为40～60目。本发明将玉米秸秆和果枝粉碎后更有利于后续步骤活化和碳化的进行。
得到秸秆果枝混合物后，本发明将秸秆果枝混合物与碳酸钾水溶液混合，浸渍后烘干，得到活化的秸秆果枝混合物。本发明采用碳酸钾对秸秆果枝混合物进行活化，碳酸钾处理后的秸秆果枝混合物进行碳化比表面积更大，还可提高制得的生物质炭的芳香程度。
在本发明中，所述秸秆果枝混合物与碳酸钾水溶液中所含碳酸钾的质量比为1∶2～4，更优选为1∶3。在本发明限定的碳酸钾用量比例下，制备得到的生物质炭亲水性能力有所增强，对非极性的物质也具有较强的吸附能力，除了可以吸附氮磷钾以及矿物质元素外，还可吸附有机物等非极性物质，延长复混肥的持效时间。
在本发明中，所述碳酸钾水溶液的浓度优选为0.5～5mol/L，更优选为1.5～3mol/L。本发明采用碳酸钾水溶液是为了更好的浸渍秸秆果枝混合物，对秸秆果枝混合物的活化作用主要影响因素为秸秆果枝混合物与碳酸钾的质量比。碳酸钾的加入可改善制得的生物炭的孔径分布，增加微孔数量。
在本发明中，所述浸渍时间优选为5～8h，更优选为6h。在本发明中，所述浸渍的温度优选为30～35℃，更优选为32℃。
在本发明中，所述烘干的温度优选为50～60℃，更优选为55℃；在本发明中，所述烘干优选的烘干至物料的含水量低于10％。
得到活化的秸秆果枝混合物后，本发明将活化的秸秆果枝混合物先升温至380～420℃，保持45～60min；再升温至580～620℃，保持60～100min，得到炭化料。本发明为了获得比表面积大、吸附能力强并具有诱导作物抗性的功能性生物质炭，采用了程序升温的方式进行碳化。
在本发明中，所述升温至380～420℃时的升温速率优选为5～8℃/min，更优选为6℃/min。在本发明中，所述380～420℃的保持时间优选为50～55min。
在本发明中，所述升温至580～620℃时的升温速率优选为10～12℃/min，更优选为11℃/min。在本发明中，所述580～620℃的保持时间优选为75～80min。
得到炭化料后，本发明将炭化料冷却后浸泡于盐酸溶液中，取出水洗至中性，干燥，得到生物质炭。在本发明中，所述盐酸溶液的浓度优选为0.05～0.2mol/L，更优选为0.1～0.15mol/L；所述浸泡的时间优选为20～60min，更优选为40～50min。
按照本发明所述方法制备得到的生物质炭，生物质炭的总比表面积(SBET)≥592m2/g，介孔比表面积(smeso)≥84.64m2/g，微孔表面积(Smicro)≥442m2/g，介孔容积(Vmeso)≥0.17ml/g，微孔容积(Vmicro)≥0.27ml/g，总孔容积(VT)≥0.621ml/g，微孔孔隙率≥63.48％，中孔孔隙率≥37.66％，平均孔径≥11.28nm。
本发明还提供了上述技术方案所述复混肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、将生物质炭和解磷菌菌液混合，浸渍，得到第一混合物；
S2、将氮磷钾复合肥、禽畜粪便和水混合，得到第二混合物；
S3、将第一混合物与第二混合物混合，浸渍，得到第三混合物；
S4、所述第三混合物与高岭土混合，造粒，干燥，得到含生物质炭的复混肥。
本发明将生物质炭和解磷菌菌液混合，浸渍，得到第一混合物。本发明将生物质炭与解磷菌菌液混合、浸渍的目的是为了使生物质炭吸附解磷菌，部分解磷菌进入生物质炭中，可延长解磷菌的作用时间以及复混肥的保质期。
在本发明中，所述浸渍的时间优选为2～6h，更优选为3～4h。在本发明中，所述浸渍的温度优选为27～32℃，更优选为28～30℃。本发明优选的，所述浸渍时优选的伴随搅拌，所述搅拌的速率优选为200～400rpm，更优选为300rpm。
本发明将氮磷钾复合肥、禽畜粪便和水混合，得到第二混合物。本发明将氮磷钾复合肥、禽畜粪便和水混合是为了便于后续生物质炭的吸附。本发明得到的第二混合物为悬浊液，其中包含了部分无法溶解的固体成分。
在本发明中，所述用于混合的水的体积优选为氮磷钾复合肥与禽畜粪便总体积的2～4倍。在本发明中，所述混合过程中优选的伴随搅拌，所述搅拌速率优选为400～600rpm，以便有效成分充分溶解于水中。
在本发明中，第一混合物与第二混合物的制备过程无顺序上的限定。
得到第一混合物和第二混合物后，本发明将二者混合，浸渍，得到第三混合物。在所述浸渍过程中，第二混合物中溶解于水的营养物质部分被生物质炭吸附，为其中的解磷菌提供营养物质，还能够延缓复混肥的持效时间。
在本发明中，所述浸渍的时间优选为1～5h，更优选为2～3h。在本发明中，所述浸渍的温度优选为25～30℃，更优选为28℃。在本发明中，所述浸渍优选的伴随搅拌，所述搅拌速率优选为150～400rpm，更优选为200～300rpm。
得到第三混合物后，本发明将第三混合物与高岭土混合，造粒，干燥，得到含生物质炭的复混肥。本发明以高岭土作为粘合剂进行造粒，从而制得颗粒状的含生物质炭的复混肥。
在本发明中，所述造粒优选的采用造粒机进行，本发明对具体的造粒过程无特殊限定。在本发明中，所述造粒的温度优选不超过80℃，更优选为60～75℃。
在本发明中，所述干燥的具体方式无特殊限定，所述干燥的温度优选的不超过75℃，更优选的为55～65℃。
按照本发明所述方法制备得到的含生物质炭的复混肥，持效时间长，可满足作物整个生长周期的基础营养物质需求。同时，本发明所述含生物质炭的复混肥还能够诱导作物抗性的提高，减少土传病害的发生率，进而综合促进作物生长，减少农药施用量。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1 含生物质炭的复混肥
1、生物质炭的制备
收集废弃的玉米秸秆和果枝，分别粉碎至40目后，按照质量比2∶3混合，得到秸秆果枝混合物。按照秸秆果枝混合物与碳酸钾的质量比1∶3的比例取用碳酸钾，加水将碳酸钾配制成浓度为1mol/L的碳酸钾溶液，并将上述秸秆果枝混合物与所得碳酸钾溶液混合，32℃下浸渍6h后，80℃烘干，得到活化的秸秆混合物。
将活化的秸秆混合物置于马弗炉中，先以6℃/min的速率升温至400℃，保持50min；再继续以10℃/min的速率升温至600℃，保持80min，得到炭化料。将炭化料取出冷却至常温后，将炭化料在0.1mol/L的盐酸溶液中浸泡45min，取出水洗至中性，80℃下干燥至含水率低于10％，得到生物质炭。
经检测，本发明制备得到的生物质炭的总比表面积(SBET)≥592m2/g，介孔比表面积(smeso)≥84.64m2/g，微孔表面积(Smicro)≥442m2/g，介孔容积(Vmeso)≥0.17ml/g，微孔容积(Vmicro)≥0.27ml/g，总孔容积(VT)≥0.621ml/g，微孔孔隙率≥63.48％，中孔孔隙率≥37.66％，平均孔径≥11.28nm。
2、含生物质炭的复混肥的制备
取上述制备的生物质炭750g与活菌数1×108cfu/g的解磷菌420g混合，28℃、300rpm搅拌3h，得到第一混合物。取氮磷钾质量比18-15-10的氮磷钾复合肥420g和羊粪350g总体积2倍的水，将水与氮磷钾复合肥、羊粪混合，400rpm搅拌，得到第二混合物。
将第一混合物与第二混合物混合，28℃、200rpm搅拌2h，得到第三混合物。将第三混合物与160g高岭土混合，放入造粒机中制粒，所述制粒温度为75℃；制粒后得到的颗粒在65℃下干燥至含水率低于10％，得到含生物质炭的复混肥。
经检测，所得复混肥的pH值为8.6，有效活菌数为2.5×107cfu/g，常温放置6个月后有效活菌数＞5×106cfu/g。
实施例2 含生物质炭的复混肥
1、生物质炭的制备
收集废弃的玉米秸秆和果枝，分别粉碎至60目后，按照质量比1∶1混合，得到秸秆果枝混合物。按照秸秆果枝混合物与碳酸钾的质量比1∶2的比例取用碳酸钾，加水将碳酸钾配制成浓度为5mol/L的碳酸钾溶液，并将上述秸秆果枝混合物与所得碳酸钾溶液混合，30℃下浸渍5h后，75℃烘干，得到活化的秸秆果枝混合物。
将活化的秸秆果枝混合物置于马弗炉中，先以5℃/min的速率升温至420℃，保持40min；再继续以12℃/min的速率升温至580℃，保持100min，得到炭化料。将炭化料取出冷却至常温后，将炭化料在0.1mol/L的盐酸溶液中浸泡40min，取出水洗至中性，80℃下干燥至含水率低于10％，得到生物质炭。
经检测，本发明制备得到的生物质炭的总比表面积(SBET)≥592m2/g，介孔比表面积(smeso)≥84.64m2/g，微孔表面积(Smicro)≥442m2/g，介孔容积(Vmeso)≥0.17ml/g，微孔容积(Vmicro)≥0.27ml/g，总孔容积(VT)≥0.621ml/g，微孔孔隙率≥63.48％，中孔孔隙率≥37.66％，平均孔径≥11.28nm。
2、含生物质炭的复混肥的制备
取上述制备的生物质炭800g与活菌数4.2×108cfu/g的解磷菌420g混合，28℃、200rpm搅拌4h，得到第一混合物。取氮磷钾质量比18-15-10的取氮磷钾质量比18-15-10的氮磷钾复合肥500g、鸡粪200g以及牛粪200g总体积3倍的水，将水与氮磷钾复合肥、牛粪、羊粪混合，400rpm搅拌，得到第二混合物。
将第一混合物与第二混合物混合，28℃、200rpm搅拌2h，得到第三混合物。将第三混合物与180g高岭土混合，放入造粒机中制粒，所述制粒温度为78℃；制粒后得到的颗粒在70℃下干燥至含水率低于10％，得到含生物质炭的复混肥。
经检测，所得复混肥的pH值为8.4，有效活菌数为1.06×107cfu/g，常温放置6个月后有效活菌数＞5×106cfu/g。
对比例1
购买市售的玉米秸秆为原料制成的生物质炭，取该生物质炭750g与活菌数1×108cfu/g的解磷菌420g混合，28℃、300rpm搅拌3h，得到第一混合物。取氮磷钾质量比18-15-10的氮磷钾复合肥420g和羊粪350g总体积2倍的水，将水与所述氮磷钾复合肥、羊粪混合，400rpm搅拌，得到第二混合物。
将第一混合物与第二混合物混合，28℃、200rpm搅拌2h，得到第三混合物。将第三混合物与160g高岭土混合，放入造粒机中制粒，所述制粒温度为75℃；制粒后得到的颗粒在65℃下干燥至含水率低于10％，得到含生物质炭的复混肥。
实施例3
本次试验对本发明制备的复混肥的作物增产效果进行验证
试验采用随机区组设计，每个小区面积为50m2，设置9个小区，分为三组。玉米种子为购买的市售商品。
第一组：将实施例1制备得到的含生物质炭的复混肥按照300kg/hm2的比例施入土壤中，作为基肥；玉米生长过程中不施用任何农药。
第二组：将实施例2制备得到的含生物质炭的复混肥按照300kg/hm2的比例施入土壤中，作为基肥；玉米生长过程中不施用任何农药。
第三组：对照组，将对比例1制备得到的含生物质炭的复混肥按照300kg/hm2的比例施入土壤中，作为基肥；玉米生长过程中不施用任何农药。
三组同时播种玉米种子，田间管理操作相同。待玉米收获后，统计各小区的玉米产量，并计算每组的平均值，结果如表1所示。
表1 不同生物质炭制得的复混肥对玉米产量的影响
Figure BSA0000179899350000121
由表1数据可以看出，与采用本领域市售的玉米秸秆为原料的生物质炭制备得到的复混肥相比，本发明提供的复混肥不但能够显著提高玉米的产量，还具有降低玉米茎腐病发病率的作用，具有多重功效，可有效减少农药的施用量，综合提高玉米产量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种含生物质炭的复混肥，包括以下重量份的原料：生物质炭60～100份、氮磷钾复合肥40～60份、解磷菌菌液30～50份、高岭土12～20份和禽畜粪便20～60份；
所述生物质炭以玉米秸秆和果枝为原料制备而成；
所述氮磷钾复合肥中氮磷钾的质量比为18-15-10；
所述解磷菌菌液的活菌数在1×108cfu/g以上。
2.根据权利要求1所述的复混肥，其特征在于，包括生物质炭70～80份、氮磷钾复合肥45～50份、解磷菌菌液40～45份、高岭土15～18份和禽畜粪便30～40份。
3.根据权利要求1或2的复混肥，其特征在于，所述禽畜粪便的有机质含量≥75％。
4.根据权利要求1或2所述的复混肥，其特征在于，所述生物质炭的制备方法包括以下步骤：
(1)将玉米秸秆和果枝按照质量比1～4∶1～2混合，得到秸秆和果枝混合物；
(2)将秸秆混合物与碳酸钾水溶液混合，浸渍后烘干，得到活化的混合物；
所述混合物与碳酸钾水溶液中的碳酸钾的质量比为1∶2～4；
(3)将活化的秸秆混合物先升温至380～420℃，保持45～60min；再升温至580～620℃，保持60～100min，得到炭化料；
(4)炭化料冷却后浸泡于盐酸溶液中，取出水洗至中性，干燥，得到生物质炭。
5.根据权利要求4所述的复混肥，其特征在于，所述步骤(3)中，升温至380～420℃时的升温速率为5～8℃/min，升温至580～620℃时的升温速率为10～12℃/min。
6.根据权利要求4所述的复混肥，其特征在于，所述步骤(4)中，盐酸溶液的浓度为0.05～0.2mol/L，所述浸泡的时间为20～60min。
7.权利要求1～6任意一项所述复混肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、将生物质炭和解磷菌菌液混合，浸渍，得到第一混合物；
S2、将氮磷钾复合肥、禽畜粪便和水混合，得到第二混合物；
S3、将第一混合物与第二混合物混合，浸渍，得到第三混合物；
S4、所述第三混合物与高岭土混合，造粒，干燥，得到含生物质炭的复混肥。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，浸渍的时间为2～6h。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，造粒的温度不超过80℃，干燥温度不超过75℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112174745A (zh) * 2020-11-09 2021-01-05 河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所 一种用于提升土壤肥力的生物炭复合肥及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130213101A1 (en) * 2009-06-08 2013-08-22 Full Circle Solutions, Inc. Biochar
CN104817383A (zh) * 2015-04-20 2015-08-05 广东大众农业科技股份有限公司 一种园林废弃物生物质炭基复合肥及其制备方法
CN104843700A (zh) * 2015-03-26 2015-08-19 中国科学院生态环境研究中心 以泥炭复配玉米秸秆为原料制备的粉末活性炭及制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130213101A1 (en) * 2009-06-08 2013-08-22 Full Circle Solutions, Inc. Biochar
CN104843700A (zh) * 2015-03-26 2015-08-19 中国科学院生态环境研究中心 以泥炭复配玉米秸秆为原料制备的粉末活性炭及制备方法
CN104817383A (zh) * 2015-04-20 2015-08-05 广东大众农业科技股份有限公司 一种园林废弃物生物质炭基复合肥及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112174745A (zh) * 2020-11-09 2021-01-05 河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所 一种用于提升土壤肥力的生物炭复合肥及其制备方法和应用

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