一種以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料及其製備方法
2023-06-04 10:35:21
專利名稱：一種以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於農業肥料生產技術領域，特別涉及一種以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料及其製備方法。
背景技術：
桔梗是一味常用的中藥材，桔梗花也具有較高的觀賞價值。在桔梗植株的養分需 求上，桔梗花和地下根的生長是一對矛盾的對立統一體，如果兩者協調，都可以獲得好的生長，否則會影響其中之一，進而減少整體收益。桔梗開花需要氮、磷營養良好配合供給才能使花大、花豔。桔梗地下根生長膨大則需要氮鉀養分適宜，且氮素供應平穩。按照桔梗的養分需求規律施肥是提高桔梗產量水平、增加種植效益的重要措施之一。目前桔梗施肥主要以速效肥料為主，這些肥料在土壤中溶解快，肥效短，氮、鉀肥易流失。由於直接與土壤接觸，磷肥容易被土壤固定。為了滿足不同生長階段、不同養分種類的需求，桔梗在年生長周期中需進行多次施肥，這無疑增加了農民的勞動強度和用工成本。緩釋肥料又稱緩效肥料(slow available fertilizers)或控釋肥料icontrolrelease fertilizers),其肥料中含有養分的化合物在土壤中釋放速度緩慢或者養分釋放速度可以得到一定程度的控制以供作物持續吸收利用。使用緩釋肥料可以減少肥料養分特別是氮素在土壤中的損失，提高肥料利用率，減少施肥作業次數，節省勞力和費用，而且可以減輕過量施肥對於環境造成的汙染。目前國內外的緩釋肥料一般都是通過包膜、包裹、包囊、塗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、塗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。也有採用物理和生物化學方法相結合的緩控釋技術生產緩釋肥料的。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、改善土壤結構等特點。另一方面，目前我國已成為世界上農業廢棄生物質產生量最大的國家之一，據報導，我國各類農作物秸杆的年總產生量達7億噸以上，其中稻草2. 3億噸，玉米秸杆2. 7億噸，花生、豆類和秋雜糧秸杆I億噸。目前處理秸杆的最簡便辦法是在田裡直接焚燒。在焚燒季節，曾多次發生因滿天煙霧導致航班無法著陸和高速公路被迫關閉事件，既白白浪費了大量寶貴資源，又給環境帶來了嚴重汙染。因此農業廢棄生物質出路已成為政府部門急需解決的一大難題。特別是隨著農業生產水平不斷發展和農民生活水平的提高，對原來用作燃料和肥料的農業廢棄生物質的利用越來越少，農業廢棄物越來越多。
發明內容
本發明的目的是提供一種以玉米芯、花生殼、稻殼、秸杆、食用菌基質等農業廢棄生物質製備的顆粒炭為基質材料，利用其多微孔、強吸附能力，與桔梗生長發育所必需的氮、磷、鉀及其他營養元素複合，製備顆粒狀生物質炭基桔梗專用緩釋肥料的方法及應用，可以更好地滿足桔梗生產的需要。為實現上述目的，本發明採用的技術方案如下
一種以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料，含有
1.生物質顆粒炭；和
2.粘結劑；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
生物質顆粒炭的含量為10-50% ；
所述的以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料的總養分含量為28-34% ;所述總養分是指氮(N)或/和有效磷(P205)或/和有效鉀(K20)，其中含氮(N)量為11-13% ;含有效磷(P205)量為7-9% ;含有效鉀(K20)量為10-12%。所述的生物質顆粒炭為玉米芯顆粒炭、稻殼顆粒炭、花生殼顆粒炭、稻杆顆粒炭、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。本發明中的生物質顆粒炭優選為採用亞高溫條件下缺氧乾餾分解工藝生產農業廢棄生物質顆粒炭。所述的農業廢棄生物質可以是玉米芯、稻殼、花生殼、秸杆、食用菌基質等，但不限於此。所述粘結劑為膨潤土或/和粘土。為了起到更好的緩釋效果，根據桔梗需肥特點，所述以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料同時含有下述各種成分最有效
1)生物質顆粒炭；和
2)粘結劑；和
3)尿素、磷酸二銨、過磷酸鈣、硫酸鉀、硫酸鋅和硼砂。各成份含量以生產I噸炭基桔梗專用緩釋肥料計
生物質顆粒炭微粒 200-300公斤/噸
尿素190-220公斤/噸
磷酸二銨120-160公斤/噸
過磷酸鈣90-100公斤/噸
硫酸鉀200-240公斤/噸
硫酸鋅8-12公斤/噸
硼砂8-12公斤/噸
所述的生物質顆粒炭微粒粒度80 -100目，所述的尿素含N 46%,所述的磷酸二銨含N18%、P205 46%，所述的過磷酸鈣含P205 :16%、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。其它微肥總含量優選為0. 5-1%。各種微肥的純度優選在90%以上。本發明還進一步提供了以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料的製備工藝，包括將各種組份混合造粒，粒徑3. 35-5. 0_。本發明還進一步提供了以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料的用途，將其用做長效性底肥，優選施用量為80-120公斤/畝，播種整地前施用肥料用量的1/2，均勻施在土壤表面，然後翻耕播種；第二年春天桔梗出苗後再施用肥料用量剩餘的1/2，在播種行的一側挖溝施用，溝深12 18cm。本發明提供的高效炭基桔梗專用緩釋肥料，是以有機的生物質顆粒炭為基質材料的長效複合肥。本發明使用的生物質顆粒炭是農業廢棄生物質在低氧條件下不完全燃燒後形成的黑色生物質顆粒炭顆粒(炭黑)，具有類似土壤腐殖質(酸)的多種特性，其吸附和保持養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，由此製備的緩釋肥一次施用，即可有效地供應桔梗整個生長期對養分的需求，肥料利用率高，而且具有增加地力，改善土壤結構和高效環保等特點，有利於在桔梗生產中大規模推廣應用。與現有複合肥料相比，本發明具有以下優點1、緩釋效果好，肥料利用率高。本發明生產的炭基桔梗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，肥料養分利用率高。施入土壤以後，不但可以持肥緩釋，減少肥料淋失，而且由於在每個炭粒周圍都可形成一個小的吸光增溫保水區，既有利於增加地溫，又可在一定程度上緩釋乾旱缺水對桔梗生長發育產生的影響。2、生產工藝簡單，原料易得。本發明所用基質材料為玉米芯、花生殼、稻殼、秸杆、食用菌基質等生物質顆粒炭，原料來自於農業生產的廢棄生物質，成本低廉，取之不盡；所用設備為常用的粉碎機、簡易炭化爐、攪拌器、圓盤造粒機等，生產設備簡單，工藝成熟，易於產業化。只要略加改進，現有的肥料廠均可直接投入生產。3、對環境友好，安全環保。本發明所用基質材料本身就是廢物利用，不消耗外界能源，不產生「三廢」汙染，生產過程節能而且環保；生物質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境無任何汙染，同時兼有改良土壤結構的長效特性，有利於農業的可持續發展。4、開發潛力巨大。桔梗是喜肥作物，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，而土壤板結惡化和普遍存在的肥料流失嚴重、利用率低下問題，成為困擾該產業發展的重要因素。本發明通過應用生物質顆粒炭素作基質達到疏鬆、緩釋、經濟、環保、增加地力、提高肥效等效果，是肥料行業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明作進一步的具體描述。—種以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料，包含
1.生物質顆粒炭；和
2.粘結劑；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
生物質顆粒炭的含量為10-50%。所述的以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料的總養分含量為28-34%，符合有機一無機復混肥料國家標準。所述總養分是指氮(N)或/和有效磷(P205)或/和有效鉀(K20)，其中含氮(N)量為11-13%;含有效磷(P205)量為7_9% ;含有效鉀(K20)量為10-12%。所述的生物質顆粒炭為玉米芯顆粒炭、稻殼顆粒炭、花生殼顆粒炭、稻杆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。本發明中的生物質顆粒炭優選為採用亞高溫條件下缺氧乾餾分解工藝生產農業廢棄生物質顆粒炭。所述的農業廢棄生物質可以是玉米芯、稻殼、花生殼、秸杆、食用菌基質等，但不限於此。所述粘結劑為膨潤土或/和粘土。為了起到更好的緩釋效果，根據桔梗需肥特點，以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料同時含有下述各種成分最有效
1)生物質顆粒炭；和
2)粘結劑；和
3)尿素、磷酸二銨、過磷酸鈣、硫酸鉀、硫酸鋅和硼砂。各成份含量以生產I噸炭基桔梗專用緩釋肥料計
生物質顆粒炭微粒 200-300公斤/噸
尿素190-220公斤/噸
磷酸二銨120-160公斤/噸
過磷酸鈣90-100公斤/噸
硫酸鉀200-240公斤/噸
硫酸鋅8-12公斤/噸
硼砂8-12公斤/噸
所述的生物質顆粒炭微粒粒度80 -100目，所述的尿素含N 46%,所述的磷酸二銨含N18%、P205 46%，所述的過磷酸鈣含P205 :16%、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。桔梗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)總含量優選為0. 5-1%。各種微肥的純度優選在90%以上。所述的尿素、磷酸二銨、過磷酸鈣、硫酸鉀、硫酸鋅、硼砂在市場上均可買到，在農資商店均有售。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，在農資商店均有售。所述的尿素優選大顆粒尿素(也稱之為尿素粉)。所述以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料的製備工藝包括將各種組份混合造粒，粒徑3. 35-5. 0mm。本發明提供的以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料，使用簡單，將其用做長效性底肥，優選施用量為80-120公斤/畝，播種整地前施用肥料用量的1/2，均勻施在土 壤表面，然後翻耕播種；第二年春天桔梗出苗後再施用肥料用量剩餘的1/2，在播種行的一側挖溝施用，溝深12 18cm，免追肥。實施例1 :以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料的製備工藝 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目的生物質顆粒炭微粒，按60. 5%,39. 5%的比例混合，利用帶有加熱功能的圓盤式造粒機(肥料製備過程中的常用機械)進行包衣，製成含氮(N)量27. 83%的單質緩釋氮肥。(2)取含氮(N)量為18%，含有效磷(P205)量為46%的磷酸二銨粉、80目的生物質顆粒炭微粒和粘結劑，按70. 7%,22. 7%和6. 6%的比例混合，用KP-300型有機肥造粒機進行壓力造粒，製成含氮(N)量12. 73%，含有效磷(P205)量為32. 52%的氮磷複合肥。(3)取含有效磷(P205)量為16%的過磷酸鈣、80目的生物質顆粒炭微粒和粘結劑，按70. 9%,22. 8%和6. 3%的比例混合，用KP-300型有機肥造粒機進行壓力造粒，製成含有效磷(P205)量為11. 34%的緩釋磷肥。(4)取含有效鉀(K20)量為50%的硫酸鉀、80目的生物質顆粒炭微粒、粘結劑、含鋅量為23%的硫酸鋅和硼肥(農資商店均可買到)，按66. 8%、21. 2%、6. 0%、3. 0%、3. 0%的比例混合，用KP-300型有機肥造粒機進行壓力造粒，製成含鉀量33. 40%的鉀、鋅、硼複合肥。可進一步復混將(I)、(2)、(3)和(4)的製成品按33. 9%、19. 8%、13. 4% 和 32. 9%的比例復混，並用ZLC-300型攪拌機(肥料製備過程中的常用機械)攪拌均勻。也可進一步添加0. 5%的硫酸錳和0. 5%的硫酸銅，或添加1%的硫酸亞鐵，用ZLC-300型攪拌機(肥料製備過程中的常用機械)攪拌均勻。所述的粘結劑為PH 5. 5-6. 5的酸性膨潤土。
權利要求
1.一種以生物質顆粒碳為基質的桔梗專用緩釋肥料，其特徵在於含有 I).生物質顆粒炭；和2).粘結劑；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 生物質顆粒炭的含量為10-50% ； 所述的以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料的總養分含量為28-34% ;所述總養分是指氮(N)或/和有效磷(P205)或/和有效鉀(K20)，其中含氮(N)量為11-13% ;含有效磷(P205)量為7-9% ;含有效鉀(K20)量為10-12% ； 所述的生物質顆粒炭為玉米芯顆粒炭、稻殼顆粒炭、花生殼顆粒炭、稻杆顆粒炭、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； 所述粘結劑為膨潤土或/和粘土。
2.如權利要求1所述的一種以生物質顆粒碳為基質的桔梗專用緩釋肥料，其特徵在於含有 1)生物質顆粒炭；和 2)粘結劑；和 3)尿素、磷酸二銨、過磷酸鈣、硫酸鉀、硫酸鋅和硼砂； 各成份含量以生產I噸炭基桔梗專用緩釋肥料計 生物質顆粒炭微粒 200-300公斤/噸 尿素190-220公斤/噸 磷酸二銨120-160公斤/噸 過磷酸鈣90-100公斤/噸 硫酸鉀200-240公斤/噸 硫酸鋅8-12公斤/噸 硼砂8-12公斤/噸。
3.如權利要求1或2所述的一種以生物質顆粒碳為基質的桔梗專用緩釋肥料，其特徵在於所述的生物質顆粒炭微粒粒度80 -100目，所述的尿素含N 46%,所述的磷酸二銨含N18%、P205 46%，所述的過磷酸鈣含P205 16%，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.如權利要求1或2所述的一種以生物質顆粒碳為基質的桔梗專用緩釋肥料，其特徵在於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.如權利要求4所述的一種以生物質顆粒碳為基質的桔梗專用緩釋肥料，其特徵在於其它微肥總重量百分比含量為O. 5-1%。
6.如權利要求1- 5任一所述的一種以生物質顆粒碳為基質的桔梗專用緩釋肥料的製備工藝，其特徵在於將所述的各種組份混合造粒，粒徑3. 35-5. Omm。
7.如權利要求1 - 6任一所述的一種以生物質顆粒碳為基質的桔梗專用緩釋肥料的用途，其特徵在於將其用做長效性底肥，優選施用量為80-120公斤/畝，播種整地前施用肥料用量的1/2，均勻施在土壤表面，然後翻耕播種；第二年春天桔梗出苗後再施用肥料用量剩餘的1/2，在播種行的一側挖溝施用，溝深12 18cm。
全文摘要
本發明公開了一種以生物質顆粒炭為基質的桔梗專用緩釋肥料及其製備方法。以玉米芯、花生殼、稻殼、食用菌基質等農業廢棄生物質製備的顆粒炭為基質材料，利用其多微孔、強吸附能力，與桔梗生長發育所必需的氮、磷、鉀及其他營養元素複合，製成顆粒狀生物質炭基桔梗專用緩釋肥料。本發明使用的生物質顆粒炭是農業廢棄生物質在低氧條件下不完全燃燒後形成的黑色生物質顆粒炭顆粒，具有類似土壤腐殖質的多種特性，其吸附和保持養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，由此製備的緩釋肥一次施用，即可有效地供應桔梗整個生長期對養分的需求，而且具有增加地力、改善土壤結構和高效環保等特點，有利於在桔梗生產中大規模推廣應用。
文檔編號C05G3/04GK103011999SQ20131002301
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月23日 優先權日2013年1月23日
發明者李辰淼, 李應超, 趙林丹 申請人:上海孚祥生物科技有限公司