利用紫莖澤蘭制備袋裝控釋肥的方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于林業(yè)生物技術(shù)領域，具體涉及一種利用紫莖澤蘭制備袋裝控釋肥的方 法以及紫莖澤蘭的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的肥料施用后肥效較短，而作物吸收能力有限，因此施肥后短時間內(nèi)養(yǎng)分難 以被作物完全吸收，其后由于澆水、下雨沖淋、高溫蒸發(fā)、土壤固定等原因，造成巨大的浪 費，肥料養(yǎng)分利用率一般在30%左右。這種現(xiàn)象將不僅導致肥料的用量增大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本 提高，而且還會嚴重危害農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，危及食品安全。
[0003] 近年來，科研人員已經(jīng)對此問題展開了探索，并開發(fā)了多種緩釋肥、控釋肥。"緩 釋"是指養(yǎng)份釋放速率遠小于速溶性肥料施入土壤后轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镉行B(tài)養(yǎng)份的釋放速率。 而"控釋"是指以各種調(diào)控機制使養(yǎng)份釋放按照設定的釋放模式（釋放率和釋放時間）與作 物吸收養(yǎng)份的規(guī)律相一致。目前、市場上的緩控釋肥類型較多，有機肥、無機肥都有涉及，主 要有包膜型、包裹型、合成型緩溶性肥料、化學抑制型緩效肥料和基質(zhì)改良型緩效肥料。這 些肥料多為顆粒型緩釋肥，其加工過程比較復雜，生產(chǎn)成本也比較高，普通老百姓目前暫且 難以接受高價的顆粒型緩釋肥。
[0004] 可幸的是，新興的袋裝控釋肥使上述難題得到了緩解，它與普通緩釋肥最大的不 同在于，普通緩釋肥是通過肥料顆粒外包裹生物降解膜來達到控施作用，而袋裝控釋肥是 利用肥料包裝袋來控制養(yǎng)分的釋放，其原理類似于"袋泡茶"，在控釋袋上合理分布著大小 適宜的小孔。在冬季和初春（或夜間）溫度較低、雨水較少時，包裝袋上的微孔會縮得很小， 養(yǎng)分釋放較少。而此時作物根系活動較少，需要養(yǎng)分也較少。在春夏（或白天），隨著溫度 的升高和雨水的增加，微孔會不斷漲大，養(yǎng)分釋放速度逐漸加快，此時作物根系活動也不斷 加快，所需養(yǎng)分也增加。這種肥料在作物的整個生長過程中會持續(xù)穩(wěn)定地向外釋放養(yǎng)分，養(yǎng) 分的供給與作物的需要有很好的同步性，可使肥料的養(yǎng)分利用率達到70%左右。但目前，袋 裝控釋肥主要是針對化肥而言，尚未見生物有機肥的袋裝控釋報道。
[0005] 雖然袋控緩釋肥的養(yǎng)分利用率可高達到70%左右，但在下雨或澆水后，仍然有 30%左右的養(yǎng)分隨水流失。如何進一步緩解下雨或澆水作業(yè)后的養(yǎng)分流失，成為了緩控釋 肥研發(fā)的瓶頸，也是未來研宄緩控釋肥的新課題。
[0006] 為此，本發(fā)明將以紫莖澤蘭為主要原料，制備一種可顯著減緩下雨或澆水后養(yǎng)分 流失的袋控緩釋生物有機無機復混肥，以期在緩控釋肥的養(yǎng)分利用率上有新的突破。
[0007] 紫莖澤蘭（Ageratina adenophora)為菊科多年生草本或亞灌木，原產(chǎn)中、南美洲 的墨西哥至哥斯達黎加一帶。在20世紀40年代由緬甸傳入云南省臨滄地區(qū)最南部的滄 源、耿馬等縣，現(xiàn)已在西南地區(qū)的云南、貴州、四川、廣西、重慶、湖北、西藏等省區(qū)廣泛分布， 并隨西南風向東、北蔓延。到2012年，西南地區(qū)80%面積的土地都有紫莖澤蘭分布，僅云南 省的分布面積就達250多萬公頃。由于紫莖澤蘭的繁殖能力、對環(huán)境的適應能力極強，在干 旱貧瘠的荒坡隙地、墻頭、巖坎、石縫均能生長，擴散速度約為60千米/年。然而紫莖澤蘭 具有較強的毒性，所到之處寸草不生，牛羊中毒，嚴重破壞植被群落結(jié)構(gòu)，影響生態(tài)環(huán)境、園 林景觀及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，被稱為植物界里的"殺手"、頭號入侵植物。
[0008] 我國西南地區(qū)具有豐富的紫莖澤蘭資源，原料充足。開展紫莖澤蘭的綜合利用，可 在一定程度上控制其野生資源的肆意蔓延，減輕紫莖澤蘭對生態(tài)環(huán)境的破壞程度，而且還 可以實現(xiàn)變惡為寶，發(fā)揮較大的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。目前，還未見利用紫莖澤蘭制備緩釋 肥的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用紫莖澤蘭制備袋裝控釋肥的方法。
[0010] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：利用紫莖澤蘭制備袋裝控釋肥的方 法，包括如下步驟：
[0011] a、將紫莖澤蘭地上植株分為紫色莖桿原料和非紫色莖桿原料兩部分；
[0012] b、將非紫色莖桿原料進行炭化，制得生物質(zhì)炭；
[0013] c、將紫色莖桿原料粉碎、磨漿，然后壓制成可透水的生物質(zhì)袋面；
[0014] d、將生物質(zhì)袋面與透明、不透水的生物降解膜制作成控釋袋；控釋袋的一面為生 物質(zhì)袋面，控釋袋的另一面為生物降解膜；
[0015] e、將生物質(zhì)炭、通過有益微生物發(fā)酵腐熟的草炭、無機養(yǎng)分按一定比例混合，裝入 控釋袋封裝后即得產(chǎn)品。
[0016] 其中，本領域技術(shù)人員可以理解的，一年生或以上紫莖澤蘭的莖桿部分呈紫色，部 分大致呈灰色，雖然沒有明顯的分界線，但是本發(fā)明只需要在兩者分界的區(qū)域范圍內(nèi)截斷 即可，無需特別準確，因此可簡單的將紫莖澤蘭地上植株分為紫色莖桿原料和非紫色莖桿 原料兩部分，根據(jù)質(zhì)地的不同合理使用。另外，本發(fā)明步驟C將紫色莖桿原料粉碎、磨漿，然 后壓制成可透水的生物質(zhì)袋面，此處的生物質(zhì)袋面其實就是生物降解膜，之所以命名為生 物質(zhì)袋面一是為了與步驟d的生物降解膜明顯的區(qū)分，二是因為其用途是直接作為控釋袋 的袋面使用。
[0017] 其中，上述方法步驟b是先將非紫色莖桿原料粉碎至3?5cm的莖段，然后置入炭 化爐反應器，以升溫速率5?10°C /min，升溫至300?500°C炭化1?3小時，炭化后冷卻、 粉碎至100?200目，即得生物質(zhì)炭。
[0018] 其中，上述方法步驟c中，在磨漿過程中添加物料重量2?3%的生物磨漿助劑，并 且在磨漿后的漿料中添加漿料15?30%殼聚糖混合均勻，然后再進行壓制。
[0019] 其中，上述方法步驟C壓制成的生物質(zhì)袋面具有若干孔，孔徑0. 1?0. 3mm，孔間距 3?10_。本領域技術(shù)人員可以理解的是，壓制過程中可通過調(diào)節(jié)送料的多少和壓制的壓 力來控制生物質(zhì)袋面的厚度以及孔的大小和間距，可無需專門進行打孔操作。
[0020] 其中，上述方法步驟e中，物料重量配比為生物質(zhì)炭10?20 %、通過有益微生物發(fā) 酵腐熟的草炭60?80%、無機養(yǎng)份10?20%。
[0021] 其中，上述方法步驟e中，將生物質(zhì)炭、通過有益微生物發(fā)酵腐熟的草炭、無機養(yǎng) 分按一定比例混合后，氮磷鉀總養(yǎng)分含量大于25%。
[0022] 其中，上述方法步驟e中，草炭發(fā)酵采用的微生物菌種為Rw促腐劑。
[0023] 進一步的，所述Rw促腐劑為固體粉末，主要成份為枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis 76億/克和曲霉菌Aspergillus flavus 0. 07億/克，附加纖維素酶95U/g和蛋 白酶52。/^，其含水量為15%，？11為6.7。
[0024] 本發(fā)明還提供了紫莖澤蘭用于制備控釋袋的用途。
[0025] 本發(fā)明還提供了紫莖澤蘭用于制備袋裝控釋肥的用途。
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明控釋肥兼具生物肥、有機肥、無機肥的優(yōu)勢，養(yǎng)份全 面、均衡，可根據(jù)作物對養(yǎng)份的需求同步釋放養(yǎng)份。同時，將不透水的薄膜袋面朝下施用時， 可有效防止下雨或澆水作業(yè)后淋溶養(yǎng)份的流失，養(yǎng)分利用率比現(xiàn)有緩控釋肥提高5-16%， 更加節(jié)約環(huán)保。此外，控釋袋可大可小，能作為不同作物的基肥，施用便捷、準確、干凈，還可 減少追肥，降低勞動量。本發(fā)明的袋裝控釋肥尤其適用于各類果樹、瓜菜、園林樹木以及旱 地作物的基肥應用，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的理想肥料。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0029] 本發(fā)明利用紫莖澤蘭制備袋裝控釋肥的方法，包括如下步驟：
[0030] a、將紫莖澤蘭地上植株分為紫色莖桿原料和非紫色莖桿原料兩部分；
[0031] b、將非紫色莖桿原料進行炭化，制得生物質(zhì)炭；
[0032] c、將紫色莖桿原料粉碎、磨漿，然后壓制成可透水的生物質(zhì)袋面；
[0033] d、將生物質(zhì)袋面與透明、不透水的生物降解膜制作成控釋袋；控釋袋的一面為生 物質(zhì)袋面，控釋袋的另一面為生物降解膜；
[0034] e、將生物質(zhì)炭、通過有益微生物發(fā)酵腐熟的草炭、無機養(yǎng)分按一定比例混合，裝入 控釋袋封裝后即得產(chǎn)品。
[0035] 優(yōu)選的，上述方法步驟b是先將非紫色莖桿原料粉碎至3?5cm的莖段，然后置入 炭化爐反應器，以升溫速率5?10°C /min，升溫至300?500°C炭化1?3小時，炭化后冷 卻、粉碎至100?200目，即得生物質(zhì)炭。本發(fā)明炭化過程產(chǎn)生的可燃性氣體在炭化爐內(nèi)燃 燒，炭化過程中產(chǎn)生的木焦油送入冷卻回收裝置冷卻凈化，從而使炭化過程無污染產(chǎn)生。
[0036] 優(yōu)選的，上述方法步驟c中，在磨漿過程中添加物料重量2?3%的生物磨漿助劑， 并且在磨漿后的漿料中添加漿料15?30%殼聚糖混合均勻，然后再進行壓制。
[0037] 優(yōu)選的，上述方法步驟c壓制成的生物質(zhì)袋面具有若干孔，孔徑0.1?0.3mm，孔間 距3?10mm。該袋面朝上施用時，既可透氣，有利于袋內(nèi)的有益微生物活動，還可使袋內(nèi)的 養(yǎng)份緩慢釋放，其釋放規(guī)律與作物的養(yǎng)份所需基本一致。生物質(zhì)袋面在土壤中于6個月后 開始降解，一年之內(nèi)可完全降解。不透水的生物降解膜施入土壤3-8個月開始降解，12個月 內(nèi)降解完畢；在降解之前，該袋面朝下施用可形成不透水的漏斗狀結(jié)構(gòu)，從而有效防止肥料 中被土壤水分淋溶的養(yǎng)份流失，尤其是在雨天和澆水作業(yè)后。
[0038] 優(yōu)選的，上述方法步驟e中，物料重量配比為生物質(zhì)炭10?20%、通過有益微生物 發(fā)酵腐熟的草炭60?80%、無機養(yǎng)份10?20%。
[0039] 優(yōu)選的，上述方法步驟e中，將生物質(zhì)炭、通過有益微生物發(fā)酵腐熟的草炭、無機 養(yǎng)分按一定比例混合后，氮磷鉀總養(yǎng)分含量大于25%。可由尿素、硫酸銨、鈣鎂磷肥、磷酸二 氫鉀、硼砂等，亦可添加4%的殼聚糖包膜尿素或6%殼聚糖包膜尿素，增加氮素的長效性。