本發(fā)明屬于生物炭肥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種香蕉假莖炭基生物肥及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

生物炭是一類以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢料、木材及其邊角料，富含生物質(zhì)淤泥，植被落葉、牲畜糞便等多種生物質(zhì)為原料，在高溫厭氧環(huán)境下熱解形成的難溶的、穩(wěn)定的、高度芳香化的、富含碳的固體物質(zhì)。生物炭富含碳元素可達(dá)60％以上，除此外富含H、O、N、S、C、可溶態(tài)K、Ca、Na、Mg等元素。生物炭豐富的孔狀結(jié)構(gòu)使得生物炭具有了較大的孔隙度及比表面積，吸收水、氣能力強(qiáng)，容重小，有效的提高土壤的酸堿度，改善酸性土壤質(zhì)地；同時(shí)，生物炭可以顯著降低土壤密度，優(yōu)化土壤的保水、汽，保肥能力，從而顯著促進(jìn)植物生長。

目前，中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局已公開的有關(guān)生物炭肥料的制備方法，多數(shù)是以未經(jīng)高溫炭化的生物質(zhì)為原料制備肥料的方法，如《一種生物炭肥的生產(chǎn)方法》(公開號CN 103274778A)、《一種促進(jìn)根系生長的小麥秸稈生物炭肥及其制備方法》(公開號CN 105085020A)，而以炭化的原料制備方法少有報(bào)道，尤其是以香蕉假莖為生物質(zhì)炭化后制備肥料的方法未見報(bào)道。

香蕉(Musa spp.)屬于芭蕉科芭蕉屬植物分布于世界上約有127個國家和地區(qū)。中國作為世界香蕉原產(chǎn)地之一，在3000年前就已經(jīng)開始了香蕉的種植，目前香蕉仍然作為一種主要的經(jīng)濟(jì)水果，在我國廣東、廣西、福建、臺灣、海南和云南地區(qū)等南方地區(qū)廣泛種植，為增進(jìn)我國南方農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。香蕉產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生了數(shù)量巨大的香蕉假莖，往往作為農(nóng)業(yè)廢棄物隨意丟棄于田間地頭、溝渠，造成水源和土壤污染。因此，香蕉假莖制備生物炭基肥料成為了解決當(dāng)前問題的主要方法和應(yīng)用推廣途徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種香蕉假莖炭基生物肥及其制備方法和應(yīng)用，經(jīng)過高溫炭化、配比、造粒、干燥等一系列工藝，制作一種基于香蕉假莖的生物炭基肥料，具有工藝路線清晰，制備方法簡便，田間試驗(yàn)結(jié)果良好的優(yōu)勢。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之一是：

一種香蕉假莖炭基生物肥的制備方法，包括：

1)取香蕉假莖，粉碎，自然晾曬一天后，置于無氧環(huán)境中，緩慢升溫至350～450℃，然后恒溫炭化3～5h，炭化產(chǎn)物研磨成粉末狀，得到香蕉假莖生物炭；

2)將尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀分別研磨成粉末狀，然后按照尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀的1:0.7～0.9:0.15～0.25的質(zhì)量比將三者混合均勻，得到復(fù)合肥；

3)將步驟1)得到的香蕉假莖生物炭和步驟2)得到的復(fù)合肥按照10～20:80～90的質(zhì)量比混合均勻，得到原料，保持原料干燥；

4)將步驟3)得到的原料和水混合均勻，其中水的量占原料質(zhì)量的25～30％，然后進(jìn)行濕法造粒，得到生物肥顆粒；

5)將步驟4)得到生物肥顆粒過篩，得到粒徑不大于3.4mm的顆粒；

6)將步驟5)得到的顆粒置于70～75℃下恒溫干燥20～28h，即得香蕉假莖炭基生物肥。

本發(fā)明選用尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀作為復(fù)合肥，這是因?yàn)橄憬都偾o生物炭pH值呈強(qiáng)堿性，而與之相混合的復(fù)合肥中的尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀均為生理堿性肥料，一方面，能夠避免生物炭與復(fù)合肥混合后發(fā)生酸堿化學(xué)反應(yīng)而降低肥效；另一方面，當(dāng)堿性的香蕉假莖炭基生物肥施入土壤后，能夠避免生理酸性肥料的增加而加速原土壤酸化程度。假如選用硫酸銨、氯化銨等酸性成分，那么在與堿性的生物炭混合后，會大大降低肥效；同時(shí)，酸性的復(fù)合肥成分施入土壤會導(dǎo)致土壤更酸，不適合酸性土壤施用。此外，假如選用氯化鉀等復(fù)合肥成分，氯離子對多數(shù)作物有毒害作用，不符合田間肥料施用要求。因此，復(fù)合肥的種類也尤其重要，不能任意選擇，而本發(fā)明采用尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀作為復(fù)合肥，在肥料的搭配上科學(xué)依據(jù)充分，肥料搭配合理，肥效明顯。

本發(fā)明的香蕉假莖生物炭比例為10～20％，是經(jīng)過綜合考慮及建立在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過生物炭與復(fù)合肥的混合，使之酸堿度適宜，能夠顯著改善酸性土壤pH值。其次，香蕉假莖生物炭pH值呈強(qiáng)堿性，若生物炭的添加比例超出這個范圍后，甚至些微的百分比含量變動，都會引起香蕉假莖炭基生物肥pH值的劇烈變化，極大地改變土壤酸堿度，影響作物生存。

一實(shí)施例中：所述步驟1)中，通過逐漸通入氮?dú)馀懦隹諝獠⒃谔炕^程中保持氮?dú)饬魍ㄒ员ＷC炭化過程處于無氧環(huán)境中。

一實(shí)施例中：所述步驟1)中，在400℃恒溫炭化4h，。

一實(shí)施例中：所述步驟2)中，尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀的質(zhì)量比為1:0.8:0.2。

一實(shí)施例中：所述步驟3)中，香蕉假莖生物炭和復(fù)合肥的質(zhì)量比為15:85。

一實(shí)施例中：所述步驟4)中，水的量占原料質(zhì)量的28％。

一實(shí)施例中：所述步驟6)中，置于72℃下恒溫干燥24h。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之二是：

一種根據(jù)上述制備方法所制備的香蕉假莖炭基生物肥。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之三是：

上述香蕉假莖炭基生物肥在改良酸性土壤中的應(yīng)用。

一實(shí)施例中：所述香蕉假莖炭基生物肥的施肥量為：香蕉假莖炭基生物肥占土壤質(zhì)量的1％-10％，田間施肥時(shí)根據(jù)土壤營養(yǎng)及酸化程度，建議畝施肥≤50kg。

本技術(shù)方案與背景技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明建立在植物營養(yǎng)學(xué)原理和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，并且具有田間應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)科學(xué)依據(jù)，本發(fā)明的香蕉假莖炭基生物肥顆粒均勻，肥分充足，元素均衡，具有顯著改善我國南方酸性土壤pH值，明顯提高香蕉苗生長勢的效果，且工藝路線清晰，制備方法簡便，具有良好的市場應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明的香蕉假莖炭基生物肥的制備工藝路線圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例具體說明本發(fā)明的內(nèi)容：

一種香蕉假莖炭基生物肥的制備方法，包括：

1)取香蕉假莖鮮樣，剝離假莖上所有葉片，粉碎，自然晾曬一天后，放入馬弗爐內(nèi)，通入氮?dú)?0min，待箱內(nèi)完全充滿氮?dú)獠⑴趴湛諝夂?，緩慢升溫?00℃，恒溫并保持氮?dú)饬魍ㄏ绿炕?h，取出，炭化產(chǎn)物研磨成粉末狀，過200目篩，得到香蕉假莖生物炭；本步驟中通過增加氮?dú)馀懦鯕獗ＷC炭化在嚴(yán)格的無氧環(huán)境下進(jìn)行，保障得到的香蕉假莖生物炭的質(zhì)量；

2)將尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀分別研磨成粉末狀，然后按照尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀的1:0.8:0.2的質(zhì)量比將三者混合均勻，得到復(fù)合肥；

3)將步驟1)得到的香蕉假莖生物炭和步驟2)得到的復(fù)合肥按照15:85的質(zhì)量比混合均勻，得到原料，原料置于干燥器中以免受潮，保持干燥；

4)將步驟3)得到的原料和水混合均勻，其中水的量占原料質(zhì)量的28％，然后投放于高速混合濕法造粒機(jī)中，采用高速粉碎槳切割成均勻的濕顆粒，從而實(shí)現(xiàn)快速濕法造粒，得到生物肥顆粒；

5)將步驟4)得到生物肥顆粒過130目篩，通過130目篩的顆粒粒徑≤3.35mm；

6)將步驟5)中過篩后的顆粒置于烘箱，72℃下恒溫干燥24h，取出涼至室溫，保存于干燥器中，即為香蕉假莖炭基生物肥。

本發(fā)明的香蕉假莖炭基生物肥，顆粒均勻，肥分充足，元素均衡，具有顯著改良我國南方pH值<6.5的酸性土壤，包括紅壤、黃壤、磚紅壤、赤紅壤等土壤類型，尤其pH值<5.5的土壤，明顯提高香蕉苗生長勢的效果(見表1)，具有良好的市場應(yīng)用價(jià)值。該香蕉假莖炭基生物肥對酸性土壤pH值改良的結(jié)果見表2。

表1 本實(shí)施例的香蕉假莖炭基生物肥對香蕉苗各項(xiàng)生物量的影響

從表1看出，本實(shí)施例的香蕉假莖炭基生物肥施入土壤后，明顯提高香蕉苗葉片、根系鮮重，并能促進(jìn)莖的伸長及葉片的伸展。

表2 本實(shí)施例的香蕉假莖生物炭及生物肥施入土壤后pH值變化

從表2可得，香蕉假莖生物炭pH值非常高，呈強(qiáng)堿性，根據(jù)本實(shí)施例制作的香蕉假莖炭基生物肥pH值為7.22，酸堿性適宜；施入前的土壤pH值為5.51，按香蕉假莖炭基生物肥占土壤質(zhì)量的10％的含量施入后，顯著提高土壤pH值，達(dá)到6.28，可見該炭基生物肥具有明顯改善酸性土壤環(huán)境的作用。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。