本發(fā)明屬于肥料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煙沫生物質(zhì)炭基長效鉀肥及其制備方法。
背景技術(shù)：
鉀是作物生長所必須的營養(yǎng)元素之一，土壤中鉀素長期供應(投入)不足將影響作物正常生長、產(chǎn)量提高，以及品質(zhì)的改善。尤其是蔬菜類作物，需鉀量位居三要素之首。悠久的農(nóng)耕歷史使我國主要的耕地長期處于極度貧瘩狀態(tài)，只有通過施肥來補充養(yǎng)分。而長期以來人們普遍重視氮、磷肥而忽視鉀肥，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高，有機肥投入的減少，無機氮和磷肥投入量呈增加趨勢，從而大量消耗了土壤中的各種營養(yǎng)物質(zhì)，在越來越多的地區(qū)出現(xiàn)了土壤營養(yǎng)嚴重失衡狀態(tài)。突出的表現(xiàn)主要是氮素明顯偏多，有效磷含量普遍上升，有效鉀含量迅速下降，中量元素硅，鈣、鎂、硫出現(xiàn)不同程度的缺乏現(xiàn)象，微量元素鐵、鋅、硒、錳、硼、鉬、銅等區(qū)域失衡。土壤營養(yǎng)狀況不平衡，直接影響農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，而根據(jù)土壤營養(yǎng)缺乏的新特點補充相應的營養(yǎng)元素，力爭保持土壤的營養(yǎng)平衡，成為目前農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺鉀已成為較嚴重的問題。我國又是一個嚴重缺鉀的國家，國內(nèi)巨大的鉀肥需求主要依靠進口來滿足,給我國鉀肥企業(yè)和用戶帶來很大風險。傳統(tǒng)生產(chǎn)鉀肥的主要原料是我國缺乏的水溶性鉀鹽資源，因此早期國內(nèi)所需的鉀肥主要依靠進口，主要是氯化鉀和硫酸鉀，均屬于化學肥料，這些鉀肥為水溶性速效肥，其特點是養(yǎng)分濃度高(K2O50～60％)、肥效快，但這種肥料不僅易流失、利用率低，而且其化學特性會破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成土地板結(jié)，氯化鉀還會影響多種農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。硅鈣鉀鎂肥中鉀的含量低于氯化鉀或硫酸鉀等純鉀肥，而隨著土壤中中量元素如鎂、鈣等需求的不斷增加，因為補充了鈣、鎂元素，肥效要優(yōu)于單純鉀肥。
生物炭是由生物質(zhì)在缺氧條件下經(jīng)熱解炭化生成的高度芳香化的固態(tài)物質(zhì)，其獨特的理化性質(zhì)使其具有較高的穩(wěn)定性以及一定的吸附和陽離子交換能力(CEC)，同時還兼有使用成本低、技術(shù)原理簡單、環(huán)境友好性突出等特點，生物炭材料來源廣泛，農(nóng)林廢棄物、城市廢棄物、庭院垃圾等都可作為制備生物炭的原材料。生物炭的環(huán)境功能主要取決于其理化特性。由于制備生物炭的原材料和工藝條件(如溫度、粒度、炭化時間等)不同，獲得生物炭的性質(zhì)存在很大差異，且溫度和原材料的影響比較重要。據(jù)報道，生物炭含碳豐富，具有芳香化穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，當其施入土壤后難以被微生物所降解，因此能夠長期得以存留于土壤中并成為土壤有機碳的一部分。對于生物質(zhì)炭全氮、全磷、全鉀含量和陽離子交換量與制備生物炭的原材料不同有關(guān)，因為生物炭中營養(yǎng)元素的含量和其來源物料中的元素含量呈直線相關(guān)。不同材質(zhì)生物質(zhì)炭比表面積和總孔容積均有較大差異，其的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達程度不同，吸附能力不同。合理利用農(nóng)業(yè)廢棄物一方面可以解決廢棄物任意排放造成的環(huán)境污染，與化肥進行復合，變廢為寶，通過還田可以有效改良土壤，提高肥料利用率，同時起到保護環(huán)境的作用，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
在當前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于長期施用速效化肥，尤其是大量使用氮肥，加之施肥比例失調(diào)，土壤缺鉀嚴重，導致農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)下降，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益降低。煙沫生物質(zhì)炭基長效鉀肥，可以補充土壤中的硅、鉀、鈣、鎂等多種營養(yǎng)元素，能夠促進農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，防治高濃度養(yǎng)分流失，提高鉀肥利用效率。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種煙沫生物質(zhì)炭基長效鉀肥極其制備方法，以解決目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中由于長期使用速效化肥，導致土壤缺鉀嚴重，農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)下降，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益降低的問題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明的一種煙沫生物質(zhì)炭基長效鉀肥是這樣的：按照重量份計算，該生物質(zhì)炭基長效鉀肥由以下原料制成：煙沫生物質(zhì)炭25～35份、硅鈣鉀鎂肥35～45份，氯化鉀10～20份，腐植酸鉀5～10份、造粒粘結(jié)劑5～10份，其余為水；其中，煙沫生物質(zhì)炭由廢棄煙沫經(jīng)過便攜式炭化爐厭氧450℃條件下熱裂解1.5～2.5小時后冷卻而制成。
其中，所述硅鈣鉀鎂肥是利用石灰石、鉀長石、氧化鎂和稀土在高溫條件(溫度范圍為1200～1600℃)下煅燒而成。所述造粒粘結(jié)劑為堿木質(zhì)素、木醋液中的一種或兩種組合。
該煙沫生物質(zhì)炭基長效鉀肥的制備方法，包括以下步驟：
步驟1：將煙沫生物質(zhì)炭的原料粉碎后進行造粒形成柱狀顆粒；
步驟2：將步驟1得到的柱狀顆粒生物炭經(jīng)過粉碎機粉碎過0.5～2mm篩，然后與腐殖酸鉀混合并烘干；
步驟3：將硅鈣鉀鎂肥、氯化鉀經(jīng)分別計量后進入粉碎機，混合物料粉碎后進入造粒機；
步驟4：將造粒粘結(jié)劑經(jīng)計量后用水溶解，然后經(jīng)計量泵噴入步驟3中造粒機的物料上；
步驟5：步驟4中噴完造粒粘結(jié)劑的物料經(jīng)過造粒進入干燥機，干燥后的物料經(jīng)冷卻篩分，經(jīng)篩分后合格的產(chǎn)品進入步驟6；經(jīng)篩分后不合格的大顆粒和小顆粒回到步驟3與硅鈣鉀鎂肥和氯化鉀一起送回粉碎機，經(jīng)粉碎后返回系統(tǒng)重新造粒；
步驟6：將步驟2得到的生物炭與腐殖酸鉀混合物與步驟5得到的合格產(chǎn)品，按比例經(jīng)分別計量后，送入配料混合機中，充分攪拌混合均勻后，經(jīng)計量包裝后即為產(chǎn)成品。
其中，步驟1中所述的柱狀顆粒是將煙沫生物質(zhì)炭的原料粉碎后進行造粒成直徑不大于1.5cm，長度不大于5.5cm的顆粒后于厭氧下350-650℃裂解1.5～2.5小時而制成。步驟1中所述煙沫生物質(zhì)炭的原料的比表面積不小于25m2/g，pH值為11.7～12.5，鉀的含量≥12％；
本發(fā)明的優(yōu)點在于：
本發(fā)明具有改善土壤的理化性狀和微生物活性、增加土壤固碳潛力的作用和潛力，能增加土壤有機質(zhì)、土壤陽離子交換量及團粒結(jié)構(gòu)、防止土壤板結(jié)，改善土壤的水熱條件,有效調(diào)整土壤結(jié)構(gòu)，遏制土壤的退化，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)；
本發(fā)明的硅鈣鉀鎂肥是一種性質(zhì)優(yōu)良的新肥料，具有無毒、無嗅、無腐蝕性，肥效持久，不易流失的特性，對作物有較好的營養(yǎng)作用。本來農(nóng)作物所需各類營養(yǎng)主要來自土壤，但是由于近些年大量施用氮肥，致使大多數(shù)農(nóng)田的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量大幅度提高。
本發(fā)明的生物質(zhì)炭作為肥料增效載體使用，可以延緩鉀在土壤中的養(yǎng)分釋放，同時煙沫基生物炭水溶性鉀含量較高，可以降低養(yǎng)分損失，提高肥料利用率，可以大幅減少人工成本；
本發(fā)明所用原料來源廣泛(如所選用的煙沫來源豐富，而且制備的生物炭pH值呈堿性，制備獲得生物炭水溶性鉀含量高，有利于改良貴州酸性黃壤，同時含大量陽離子，可以補充貴州山地因淋溶造成的養(yǎng)分流失)，廉價易得，生產(chǎn)成本低，有利于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物生態(tài)高值化利用，且本發(fā)明生物炭緩釋肥制備方式簡單，便于操作，利于大范圍推廣。
本發(fā)明以堿木素作為調(diào)理劑的粘結(jié)劑，其具有較好的粘結(jié)性，水溶液的粘性隨著濃度的提高而增大。堿木素中含有多種天然活性基團和異質(zhì)酚類化合物，易被土壤中的微生物降解，且降解產(chǎn)物中的腐殖酸可以增加土壤團粒結(jié)構(gòu)，保持土壤中微量元素的平衡，是一種良好的土壤改良劑。天然的酚羥基和醇羥基，具有螯合性粘合性，可螯合和固定微量元素，大大提高作物對微量元素的吸收；同時可提高土壤有機質(zhì)含量。
具體實施方式
為了加深對本發(fā)明理解，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
實施例1：
將煙沫粉碎后造粒成直徑不大于1.5cm，長度不大于5.5cm柱狀顆粒，于便攜式炭化爐厭氧分別于450℃、550℃和650℃條件下熱裂解1.5～2.5小時。制備的煙沫生物質(zhì)炭鉀的含量分別為12.1％、12.5％和16.8％。
實施例2：
一種煙沫生物質(zhì)炭基長效鉀肥的制備方法，包括如下步驟：
將煙沫粉碎后造粒成直徑不大于1.5cm，長度不大于5.5cm柱狀顆粒，于便攜式炭化爐厭氧450℃條件下熱裂解1.5～2.5小時而制成，冷卻；
將所述生物炭經(jīng)過粉碎機粉碎過0.5～2mm篩，取35份生物炭與10份腐殖酸鉀混合，烘干；
將硅鈣鉀鎂肥42份，氯化鉀16份，分別計量后進入混合機和返料一起粉碎去造粒機，6份有機粘結(jié)劑經(jīng)計量后進入混合溶解裝置，充分混合溶解后，經(jīng)計量泵噴入造粒機的物料上，物料經(jīng)過造粒進入干燥機，干燥后的物料經(jīng)冷卻篩分，合格的產(chǎn)品去摻混法流程加工制造復合肥使用。篩分后的大顆粒和小顆粒一同去粉碎機，物料經(jīng)粉碎后返回系統(tǒng)重新造粒。尾氣經(jīng)除塵、洗滌后排放。
將硅鈣鉀鎂肥和氯化鉀混合物與生物炭和腐殖酸混合物按照一定配方經(jīng)分別計量后，送入配料混合機中，充分攪拌混合均勻后，經(jīng)計量包裝后即為產(chǎn)成品。
實施例3：
將煙沫粉碎后造粒成直徑不大于1.5cm，長度不大于5.5cm柱狀顆粒，于便攜式炭化爐厭氧550℃條件下熱裂解1.5～2.5小時而制成，冷卻；
將所述生物炭經(jīng)過粉碎機粉碎過0.5～2mm篩，取33份生物炭與8份腐殖酸鉀混合，烘干；
將硅鈣鉀鎂肥40份，氯化鉀14份，分別計量后進入混合機和返料一起粉碎去造粒機，7份有機粘結(jié)劑經(jīng)計量后進入混合溶解裝置，充分混合溶解后，經(jīng)計量泵噴入造粒機的物料上，物料經(jīng)過造粒進入干燥機，干燥后的物料經(jīng)冷卻篩分，合格的產(chǎn)品去摻混法流程加工制造復合肥使用。篩分后的大顆粒和小顆粒一同去粉碎機，物料經(jīng)粉碎后返回系統(tǒng)重新造粒。尾氣經(jīng)除塵、洗滌后排放。
將硅鈣鉀鎂肥和氯化鉀混合物與生物炭和腐殖酸混合物按照一定配方經(jīng)分別計量后，送入配料混合機中，充分攪拌混合均勻后，經(jīng)計量包裝后即為產(chǎn)成品。
實施例4：
將煙沫粉碎后造粒成直徑不大于1.5cm，長度不大于5.5cm柱狀顆粒，于便攜式炭化爐厭氧650℃條件下熱裂解1.5～2.5小時而制成，冷卻；
將所述生物炭經(jīng)過粉碎機粉碎過0.5～2mm篩，取31份生物炭與6份腐殖酸鉀混合，烘干；
將硅鈣鉀鎂肥38份，氯化鉀12份，分別計量后進入混合機和返料一起粉碎去造粒機，8份有機粘結(jié)劑經(jīng)計量后進入混合溶解裝置，充分混合溶解后，經(jīng)計量泵噴入造粒機的物料上，物料經(jīng)過造粒進入干燥機，干燥后的物料經(jīng)冷卻篩分，合格的產(chǎn)品去摻混法流程加工制造復合肥使用。篩分后的大顆粒和小顆粒一同去粉碎機，物料經(jīng)粉碎后返回系統(tǒng)重新造粒。尾氣經(jīng)除塵、洗滌后排放。
將硅鈣鉀鎂肥和氯化鉀混合物與生物炭和腐殖酸混合物按照一定配方經(jīng)分別計量后，送入配料混合機中，充分攪拌混合均勻后，經(jīng)計量包裝后即為產(chǎn)成品。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依根據(jù)發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。