專利名稱：一種以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)肥料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料及其制備方法。
背景技術(shù)：
甘蔗屬熱帶和亞熱帶作物，具有根系發(fā)達、吸肥多、生長期長的特點。在甘蔗的生長過程中，總的吸肥規(guī)律大致是“兩頭少、中間多”，即在幼苗階段，需肥急切而吸收量較少，對氮的需求稍多，磷、鉀次之；在分蘗階段，需肥量逐漸增大，對三要素的吸收量約占全期的 10% 20% ;進入伸長期，對三要素的吸收量大增，此時正值高溫多雨和強光照季節(jié)，甘蔗對光能和養(yǎng)分的利用率最高，是重點施肥時期；轉(zhuǎn)入成熟期后，甘蔗需肥量漸減，但仍吸收相當(dāng)數(shù)量的肥，其中以吸收氮肥較多。目前甘蔗施肥主要以速效性化肥為主，它們在土壤中溶解快，如果在種植前一次將大量的肥料施入根區(qū)附近，會引起土壤溶液中養(yǎng)分濃度過高，出現(xiàn)“燒根”現(xiàn)象，同時還可加劇土壤對養(yǎng)分離子的固定作用，使養(yǎng)分失去對甘蔗的有效性，降低肥料利用率。如果采用少量多次的施肥方法，既增加了農(nóng)戶的勞動強度，也提高了用工成本，降低了栽培效益。緩釋肥料又稱緩效肥料(slow available fertilizers)或控釋肥料icontrolrelease fertilizers),其肥料中含有養(yǎng)分的化合物在土壤中釋放速度緩慢或者養(yǎng)分釋放速度可以得到一定程度的控制以供作物持續(xù)吸收利用。使用緩釋肥料可以減少肥料養(yǎng)分特別是氮素在土壤中的損失，提高肥料利用率，減少施肥作業(yè)次數(shù)，節(jié)省勞力和費用，而且可以減輕過量施肥對于環(huán)境造成的污染。目前國內(nèi)外的緩釋肥料一般都是通過包膜、包裹、包囊、涂層等物理方法達到延長肥效的目的，如包硫尿素、聚合物包膜肥料、肥料包肥料的包裹型肥料、涂層肥料以及將速溶性肥料與橡膠乳液混煉所形成的包裹肥料等。也有采用物理和生物化學(xué)方法相結(jié)合的緩控釋技術(shù)生產(chǎn)緩釋肥料的。這些肥料一般造價較高，且很少具備孔隙及吸附能力，更無增加地力、改善土壤結(jié)構(gòu)等特點。另一方面，目前我國已成為世界上農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)產(chǎn)生量最大的國家之一，據(jù)報道，我國各類農(nóng)作物秸桿的年總產(chǎn)生量達7億噸以上，其中稻草2. 3億噸，玉米秸桿2. 7億噸，花生、豆類和秋雜糧秸桿I億噸。目前處理秸桿的最簡便辦法是在田里直接焚燒。在焚燒季節(jié)，曾多次發(fā)生因滿天煙霧導(dǎo)致航班無法著陸和高速公路被迫關(guān)閉事件，既白白浪費了大量寶貴資源，又給環(huán)境帶來了嚴(yán)重污染。因此農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)出路已成為政府部門急需解決的一大難題。特別是隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平不斷發(fā)展和農(nóng)民生活水平的提高，對原來用作燃料和肥料的農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)的利用越來越少，農(nóng)業(yè)廢棄物越來越多
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以玉米芯、花生殼、稻殼、秸桿、食用菌基質(zhì)等農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)制備的顆粒炭為基質(zhì)材料，利用其多微孔、強吸附能力，與甘蔗生長發(fā)育所必需的氮、磷、鉀及其他營養(yǎng)元素復(fù)合，制備顆粒狀生物質(zhì)炭基甘蔗專用緩釋肥料的方法及應(yīng)用，可以更好地滿足甘蔗生產(chǎn)的需要。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料，含有
1.生物質(zhì)顆粒炭；和 2.粘結(jié)劑；和
3.氮肥、磷肥、鉀肥及微量元素肥料中的一種或幾種。按重量百分比含量
生物質(zhì)顆粒炭的含量為10-50% ；
所述的以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料的總養(yǎng)分含量為28-34% ;所述總養(yǎng)分是指氮(N)或/和有效磷(P205)或/和有效鉀(K20)，其中含氮(N)量為10-12% ;含有效磷(P205)量為5-7% ;含有效鉀(K20)量為13-15%。所述的生物質(zhì)顆粒炭為玉米芯顆粒炭、稻殼顆粒炭、花生殼顆粒炭、稻桿顆粒炭、蘑菇盤顆粒炭中的一種或幾種。所述的氮肥為尿素、硝酸銨、硫酸銨、氯化銨以及任何其它含氮肥料中的一種或幾種。所述的磷肥為磷酸一銨、磷酸二銨、過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、硝酸磷肥以及任何含磷肥料中的一種或幾種。所述的鉀肥為硫酸鉀、氯化鉀、磷酸二氫鉀以及任何其它含鉀肥料中的一種或幾種。所述的微量元素肥料為硼、鋅、錳、鐵、銅或鑰等微量元素肥料中的一種或幾種。本發(fā)明中的生物質(zhì)顆粒炭優(yōu)選為采用亞高溫條件下缺氧干餾分解工藝生產(chǎn)農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)顆粒炭。所述的農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)可以是玉米芯、稻殼、花生殼、秸桿、食用菌基質(zhì)等，但不限于此。所述粘結(jié)劑為膨潤土或/和粘土。為了起到更好的緩釋效果，根據(jù)甘蔗需肥特點，所述以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料同時含有下述各種成分最有效
1)生物質(zhì)顆粒炭；和
2)粘結(jié)劑；和
3)尿素、磷酸二銨、鈣鎂磷肥、硫酸鉀、硫酸鋅和硼砂。各成份含量以生產(chǎn)I噸炭基甘蔗專用緩釋肥料計
生物質(zhì)顆粒炭微粒 200-300公斤/噸
尿素180-220公斤/噸
磷酸二銨90-110公斤/噸
鈣鎂磷肥60-130公斤/噸
硫酸鉀260-300公斤/噸
硫酸鋅8-12公斤/噸硼砂8-12公斤/噸
所述的生物質(zhì)顆粒炭微粒粒度80 -100目，所述的尿素含N 46%,所述的磷酸二銨含N18%、P205 46%，所述的鈣鎂磷肥含P205 :15%、所述的硫酸鉀含K20 50%，所述的硫酸鋅含鋅20% 23%，所述的硼砂含硼11%。還可進一步含有其它微肥，所述其它微肥選自硫酸錳、鑰酸銨、硫酸亞鐵、硫酸銅中的一種或多種。其它微肥總含量優(yōu)選為O. 5-1%。各種微肥的純度優(yōu)選在90%以上。本發(fā)明還進一步提供了以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料的制備工藝，包括將各種組份混合造粒，粒徑3. 35-5. 0_。本發(fā)明還進一步提供了以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料的用途，將其用做一次性底肥，優(yōu)選施用量為180-200公斤/畝，在甘蔗播種前施入定植壟底部。本發(fā)明提供的高效炭基甘蔗專用緩釋肥料，是以有機的生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)材料的長效復(fù)合肥。本發(fā)明使用的生物質(zhì)顆粒炭是農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)在低氧條件下不完全燃燒后形成的黑色生物質(zhì)顆粒炭顆粒(炭黑)，具有類似土壤腐殖質(zhì)(酸)的多種特性，其吸附和保持養(yǎng)分和水分的能力很強，還能刺激作物生長，對氮磷鉀的緩釋性能好，由此制備的緩釋肥一次施用，即可有效地供應(yīng)甘蔗整個生長期對養(yǎng)分的需求，肥料利用率高，而且具有增加地力，改善土壤結(jié)構(gòu)和高效環(huán)保等特點，有利于在甘蔗生產(chǎn)中大規(guī)模推廣應(yīng)用。與現(xiàn)有復(fù)合肥料相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、緩釋效果好，肥料利用率高。本發(fā)明生產(chǎn)的炭基甘蔗專用緩釋肥料具有極強的吸附性、保水性和吸光增溫性，緩釋效果好，肥料養(yǎng)分利用率高。施入土壤以后，不但可以持肥緩釋，減少肥料淋失，而且由于在每個炭粒周圍都可形成一個小的吸光增溫保水區(qū)，既有利于增加地溫，又可在一定程度上緩釋干旱缺水對甘蔗生長發(fā)育產(chǎn)生的影響。2、生產(chǎn)工藝簡單，原料易得。本發(fā)明所用基質(zhì)材料為玉米芯、花生殼、稻殼、秸桿、食用菌基質(zhì)等生物質(zhì)顆粒炭，原料來自于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄生物質(zhì)，成本低廉，取之不盡；所用設(shè)備為常用的粉碎機、簡易炭化爐、攪拌器、圓盤造粒機等，生產(chǎn)設(shè)備簡單，工藝成熟，易于產(chǎn)業(yè)化。只要略加改進，現(xiàn)有的肥料廠均可直接投入生產(chǎn)。3、對環(huán)境友好，安全環(huán)保。本發(fā)明所用基質(zhì)材料本身就是廢物利用，不消耗外界能源，不產(chǎn)生“三廢”污染，生產(chǎn)過程節(jié)能而且環(huán)保；生物質(zhì)顆粒炭源自植物有機體，其主要成分90%以上是炭素，在土壤中可以自然分解，完全無殘留，因而在使用過程中對環(huán)境無任何污染，同時兼有改良土壤結(jié)構(gòu)的長效特性，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。4、開發(fā)潛力巨大。甘蔗是喜肥作物，我國90%左右的耕地缺氮，30%左右的耕地缺磷，25%左右的耕地缺鉀，而土壤板結(jié)惡化和普遍存在的肥料流失嚴(yán)重、利用率低下問題，成為困擾該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。本發(fā)明通過應(yīng)用生物質(zhì)顆粒炭素作基質(zhì)達到疏松、緩釋、經(jīng)濟、環(huán)保、增加地力、提高肥效等效果，是肥料行業(yè)的一種革命性的變革。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的具體描述。—種以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料，包含
1.生物質(zhì)顆粒炭；和
2.粘結(jié)劑；和3.氮肥、磷肥、鉀肥及微量元素肥料中的一種或幾種。按重量比或重量百分比含量
生物質(zhì)顆粒炭的含量為10-50%。所述的以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料的總養(yǎng)分含量為28-34%，符合有機一無機復(fù)混肥料國家標(biāo)準(zhǔn)。所述總養(yǎng)分是指氮(N)或/和有效磷(P205)或/和有效鉀(K20)，其中含氮(N)量為10-12%;含有效磷(P205)量為5_7% ;含有效鉀(K20)量為13-15%。所述的生物質(zhì)顆粒炭為玉米芯顆粒炭、稻殼 顆粒炭、花生殼顆粒炭、稻桿顆粒炭或蘑菇盤顆粒炭一種或幾種的混合物。所述的氮肥為尿素、硝酸銨、硫酸銨、氯化銨以及任何其它含氮肥料中的一種或幾種。所述的磷肥為磷酸一銨、磷酸二銨、過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、硝酸磷肥以及任何含磷肥料中的一種或幾種。所述的鉀肥為硫酸鉀、氯化鉀、磷酸二氫鉀以及任何其它含鉀肥料中的一種或幾種。所述的微量元素肥料為硼、鋅、錳、鐵、銅或鑰等微量元素肥料中的一種或幾種。本發(fā)明中的生物質(zhì)顆粒炭優(yōu)選為采用亞高溫條件下缺氧干餾分解工藝生產(chǎn)農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)顆粒炭。所述的農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)可以是玉米芯、稻殼、花生殼、秸桿、食用菌基質(zhì)等，但不限于此。所述粘結(jié)劑為膨潤土或/和粘土。為了起到更好的緩釋效果，根據(jù)甘蔗需肥特點，以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料同時含有下述各種成分最有效
1)生物質(zhì)顆粒炭；和
2)粘結(jié)劑；和
3)尿素、磷酸二銨、鈣鎂磷肥、硫酸鉀、硫酸鋅和硼砂。各成份含量以生產(chǎn)I噸炭基甘蔗專用緩釋肥料計
生物質(zhì)顆粒炭微粒 200-300公斤/噸
尿素180-220公斤/噸
磷酸二銨90-110公斤/噸
鈣鎂磷肥60-130公斤/噸
硫酸鉀260-300公斤/噸
硫酸鋅8-12公斤/噸
硼砂8-12公斤/噸
所述的生物質(zhì)顆粒炭微粒粒度80 -100目，所述的尿素含N 46%,所述的磷酸二銨含N18%、P205 46%，所述的鈣鎂磷肥含P205 :15%、所述的硫酸鉀含K20 50%，所述的硫酸鋅含鋅20% 23%，所述的硼砂含硼11%。針對缺少微量元素的地區(qū)或田塊，可在本配方中有目的地添加其它微肥，所述其它微肥選自硫酸錳、鑰酸銨、硫酸亞鐵、硫酸銅的一種或多種。甘蔗專用一次性底肥中其它微肥(硫酸錳、鑰酸銨、硫酸亞鐵、硫酸銅等)總含量優(yōu)選為O. 5-1%。各種微肥的純度優(yōu)選在90%以上。所述的尿素、磷酸二銨、鈣鎂磷肥、硫酸鉀、硫酸鋅、硼砂在市場上均可買到，在農(nóng)資商店均有售。所述的其它微肥如硫酸錳、鑰酸銨、硫酸亞鐵、硫酸銅等在市場上均可買到，在農(nóng)資商店均有售。所述的尿素優(yōu)選大顆粒尿素(也稱之為尿素粉)。所述以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料的制備工藝包括將各種組份混合造粒，粒徑3. 35-5. 0mm。本發(fā)明提供的以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料，使用簡單，將其用做一次性底肥，優(yōu)選施用量為180-200公斤/畝，在甘蔗播種前施入定植壟底部，免追肥。 實施例1 :以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料的制備工藝按照下述步驟以重量比或重量百分比混合
(I)取含氮(N)量為46%的大顆粒尿素，80目的生物質(zhì)顆粒炭微粒，按63. 3%,36. 7%的比例混合，利用帶有加熱功能的圓盤式造粒機(肥料制備過程中的常用機械)進行包衣，制成含氮(N)量29. 12%的單質(zhì)緩釋氮肥。(2)取含氮(N)量為18%，含有效磷(P205)量為46%的磷酸二銨粉、80目的生物質(zhì)顆粒炭微粒和粘結(jié)劑，按71. 9%、21. 7%和6. 4%的比例混合，用KP-300型有機肥造粒機進行壓力造粒，制成含氮(N)量12. 94%，含有效磷(P205)量為33. 07%的氮磷復(fù)合肥。(3)取含有效磷(P205)量為15%的鈣鎂磷肥、80目的生物質(zhì)顆粒炭微粒和粘結(jié)劑，按71. 9%,22. 0%和6. 1%的比例混合，用KP-300型有機肥造粒機進行壓力造粒，制成含有效磷(P205)量為10. 79%的緩釋磷肥。(4)取含有效鉀(K20)量為50%的硫酸鉀、80目的生物質(zhì)顆粒炭微粒、粘結(jié)劑、含鋅量為23%的硫酸鋅和硼肥(農(nóng)資商店均可買到)，按67. 8%、21. 4%、6. 0%、2. 4%、2. 4%的比例混合，用KP-300型有機肥造粒機進行壓力造粒，制成含鉀量33. 90%的鉀、鋅、硼復(fù)合肥?？蛇M一步復(fù)混將(I)、(2)、(3)和(4)的制成品按31. 6%、13. 9%、13. 2% 和 41. 3%的比例復(fù)混，并用ZLC-300型攪拌機(肥料制備過程中的常用機械)攪拌均勻。也可進一步添加O. 5%的硫酸錳和O. 5%的硫酸銅，或添加1%的硫酸亞鐵，用ZLC-300型攪拌機(肥料制備過程中的常用機械)攪拌均勻。所述的粘結(jié)劑為PH 5. 5-6. 5的酸性膨潤土。
權(quán)利要求
1.一種以生物質(zhì)顆粒碳為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料，其特征在于含有 I).生物質(zhì)顆粒炭；和2).粘結(jié)劑；和 3).氮肥、磷肥、鉀肥及微量元素肥料中的一種或幾種； 按重量百分比含量 生物質(zhì)顆粒炭的含量為10-50% ； 所述的以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料的總養(yǎng)分含量為28-34% ;所述總養(yǎng)分是指氮(N)或/和有效磷(P205)或/和有效鉀(K20)，其中含氮(N)量為10-12% ；含有效磷(P205)量為5-7% ;含有效鉀(K20)量為13-15% ； 所述的生物質(zhì)顆粒炭為玉米芯顆粒炭、稻殼顆粒炭、花生殼顆粒炭、稻桿顆粒炭、蘑燕盤顆粒炭中的一種或幾種； 所述的氮肥為尿素、硝酸銨、硫酸銨、氯化銨以及任何其它含氮肥料中的一種或幾種；所述的磷肥為磷酸一銨、磷酸二銨、過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、硝酸磷肥以及任何含磷肥料中的一種或幾種； 所述的鉀肥為硫酸鉀、氯化鉀、磷酸二氫鉀以及任何其它含鉀肥料中的一種或幾種； 所述的微量元素肥料為硼、鋅、錳、鐵、銅或鑰等微量元素肥料中的一種或幾種； 所述粘結(jié)劑為膨潤土或/和粘土。
2.如權(quán)利要求1所述的一種以生物質(zhì)顆粒碳為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料，其特征在于含有 1)生物質(zhì)顆粒炭；和 2)粘結(jié)劑；和 3)尿素、磷酸二銨、鈣鎂磷肥、硫酸鉀、硫酸鋅和硼砂； 各成份含量以生產(chǎn)I噸炭基甘蔗專用緩釋肥料計 生物質(zhì)顆粒炭微粒 200-300公斤/噸 尿素180-220公斤/噸 磷酸二銨90-110公斤/噸 鈣鎂磷肥60-130公斤/噸 硫酸鉀260-300公斤/噸 硫酸鋅8-12公斤/噸 硼砂8-12公斤/噸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種以生物質(zhì)顆粒碳為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料，其特征在于所述的生物質(zhì)顆粒炭微粒粒度80 -100目，所述的尿素含N 46%,所述的磷酸二銨含N18%、P205 46%，所述的鈣鎂磷肥含P205 :15%，所述的硫酸鉀含K20 50%,所述的硫酸鋅含鋅20% 23%，所述的硼砂含硼11%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種以生物質(zhì)顆粒碳為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料，其特征在于還進一步含有其它微肥，所述其它微肥選自硫酸錳、鑰酸銨、硫酸亞鐵、硫酸銅中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求4所述的一種以生物質(zhì)顆粒碳為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料，其特征在于其它微肥總重量百分比含量為O. 5-1%。
6.如權(quán)利要求1- 5任一所述的一種以生物質(zhì)顆粒碳為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料的制備工藝，其特征在于將所述的各種組份混合造粒，粒徑3. 35-5. Omm。
7.如權(quán)利要求1- 6任一所述的一種以生物質(zhì)顆粒碳為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料的用途，其特征在于將其用做一次性底肥，優(yōu)選施用量為180-200公斤/畝，在甘蔗播種前施入定植壟底部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以生物質(zhì)顆粒炭為基質(zhì)的甘蔗專用緩釋肥料及其制備方法。以玉米芯、花生殼、稻殼、食用菌基質(zhì)等農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)制備的顆粒炭為基質(zhì)材料，利用其多微孔、強吸附能力，與甘蔗生長發(fā)育所必需的氮、磷、鉀及其他營養(yǎng)元素復(fù)合，制成顆粒狀生物質(zhì)炭基甘蔗專用緩釋肥料。本發(fā)明使用的生物質(zhì)顆粒炭是農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)在低氧條件下不完全燃燒后形成的黑色生物質(zhì)顆粒炭顆粒，具有類似土壤腐殖質(zhì)的多種特性，其吸附和保持養(yǎng)分和水分的能力很強，還能刺激作物生長，對氮磷鉀的緩釋性能好，由此制備的緩釋肥一次施用，即可有效地供應(yīng)甘蔗整個生長期對養(yǎng)分的需求，而且具有增加地力、改善土壤結(jié)構(gòu)和高效環(huán)保等特點，有利于在甘蔗生產(chǎn)中大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號A01C21/00GK103011997SQ201310023009
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者李辰淼, 李應(yīng)超, 趙林丹 申請人:上海孚祥生物科技有限公司