專利名稱：一種以生物質顆粒炭為基質的甜瓜專用緩釋肥料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于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甜瓜專用緩釋肥料及其制備方法。
背景技術：
在甜瓜生產中，施肥是確保產量和品質的重要措施。氮、磷、鉀三種營養元素是甜 瓜吸收量最多、也是土壤中相對不足、需要施肥來補充的微量元素。目前甜瓜施用的化肥主要是速效性肥料，在土壤中溶解快，氮肥一次施用過多，短期內使土壤溶液濃度增加過多，生長前期易導致植株徒長，生長后期則會延遲成熟，且產品的含糖量和維生素C的含量降低。磷肥一次性施用過多則容易被土壤固定，降低其對甜瓜的有效性。歐美發達國家普遍注重平衡施肥，其化肥利用率達60%-70%，而我國平均只有35%-40%。目前在我國，每年甜瓜施用的化肥約有一半以上在土壤中經各種途徑而損失掉，造成施肥效益下降和對環境的污染。目前在施肥上解決這些問題的方法一是增加有機肥的用量，二是化肥施用采取少量多次。隨著甜瓜種植面積的不斷擴大，有機肥已不能滿足需要，化肥多次施用又增加了農民的勞動強度和用工成本。采用甜瓜長效或緩釋專用肥料一次性施肥已經越來越受到農民的歡迎。目前國內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，據報道，我國各類農作物秸桿的年總產生量達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，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污染。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、秸桿、食用菌基質等農業廢棄生物質制備的顆粒炭為基質材料，利用其多微孔、強吸附能力，與甜瓜生長發育所必需的氮、磷、鉀及其他營養元素復合，制備顆粒狀生物質炭基甜瓜專用緩釋肥料的方法及應用，可以更好地滿足甜瓜生產的需要。為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下
一種以生物質顆粒炭為基質的甜瓜專用緩釋肥料，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甜瓜專用緩釋肥料的總養分含量為28-36% ;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10-12% ；含有效磷(P205)量為4-6% ;含有效鉀(K20)量為14_18%。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。本發明中的生物質顆粒炭優選為采用亞高溫條件下缺氧干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、秸桿、食用菌基質等，但不限于此。所述粘結劑為膨潤土或/和粘土。為了起到更好的緩釋效果，根據甜瓜需肥特點，所述以生物質顆粒炭為基質的甜瓜專用緩釋肥料同時含有下述各種成分最有效
I)生物質顆粒炭；和
2)粘結劑；和
3)尿素、硫酸銨、磷酸一銨、過磷酸鈣、硫酸鉀、硫酸鋅和硼砂。各成份含量以生產I噸炭基甜瓜專用緩釋肥料計
生物質顆粒炭微粒 150-250公斤/噸
尿素170-190公斤/噸
硫酸銨70-110公斤/噸
磷酸一銨70-100公斤/噸
過磷酸鈣50-90公斤/噸
硫酸鉀280-360公斤/噸
硫酸鋅8-10公斤/噸
硼砂12-15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%，所述的硫酸銨含N21. 2%，所述的磷酸一銨含N 11%、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O. 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甜瓜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_。本發明還進一步提供了以生物質顆粒炭為基質的甜瓜專用緩釋肥料的用途，將其用作一次性底肥，優選施用量為60-80公斤/畝，幼苗移栽前施于定植壟下12-15cm處或兩穴之間5-10cm深處。
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本發明提供的高效炭基甜瓜專用緩釋肥料，是以有機的生物質顆粒炭為基質材料的長效復合肥。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后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，由此制備的緩釋肥一次施用，即可有效地供應甜瓜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，有利于在甜瓜生產中大規模推廣應用。與現有復合肥料相比，本發明具有以下優點
I、緩釋效果好，肥料利用率高。本發明生產的炭基甜瓜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，既有利于增加地溫，又可在一定程度上緩釋干旱缺水對甜瓜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、秸桿、食用菌基質等生物質顆粒炭，原料來自于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，易于產業化。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”污染，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污染，同時兼有改良土壤結構的長效特性，有利于農業的可持續發展。4、開發潛力巨大。甜瓜是喜肥作物，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，而早春地溫偏低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增溫、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甜瓜專用緩釋肥料，包含
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甜瓜專用緩釋肥料的總養分含量為28-36%，符合有機一無機復混肥料國家標準。所述的總養分是指氮(N)和有效磷(P205)。其中含氮(N)量為10-12% ;含有效磷(P205)量為4-6% ;含有效鉀(K20)量為14-18%。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、稻桿顆粒炭或蘑菇盤顆粒炭ー種或幾種的混合物。
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。所述的磷肥為磷酸ー銨、磷酸ニ銨、過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、硝酸磷肥以及任何含磷肥料中的ー種或幾種。所述的鉀肥為硫酸鉀、氯化鉀、磷酸ニ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、鉄、銅或鑰等微量元素肥料中的ー種或幾種。本發明中的生物質顆粒炭優選為采用亞高溫條件下缺氧干餾分解エ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、秸桿、食用菌基質等，但不限于此。所述粘結劑為膨潤土或/和粘土。為了起到更好的緩釋效果，根據甜瓜需肥特點，以生物質顆粒炭為基質的甜瓜專用緩釋肥料同時含有下述各種成分最有效
I)生物質顆粒炭；和
2)粘結劑；和
3)尿素、硫酸銨、磷酸ー銨、過磷酸鈣、硫酸鉀、硫酸鋅和硼砂。各成份含量以生產I噸炭基甜瓜專用緩釋肥料計
生物質顆粒炭微粒 150-250公斤/噸
尿素170-190公斤/噸
硫酸銨70-110公斤/噸
磷酸ー銨70-100公斤/噸
過磷酸鈣50-90公斤/噸
硫酸鉀280-360公斤/噸
硫酸鋅8-10公斤/噸
硼砂12-15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%,所述的硫酸銨含N21. 2%，所述的磷酸ー銨含N 11%、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、硫酸銅的ー種或多種。甜瓜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O. 5-1%。各種微肥的純度優選在90%以上。
所述的尿素、硫酸銨、磷酸ー銨、過磷酸鈣、硫酸鉀、硫酸鋅、硼砂在市場上均可買至IJ，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甜瓜專用緩釋肥料的制備エ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甜瓜專用緩釋肥料，使用簡單，可用作甜瓜專用一次性底肥。一次性底肥的優選施用量為60-80公斤/畝，幼苗移栽前施于定植壟下12-15cm處或兩穴之間5-10cm深處，免追肥。實施例I :以生物質顆粒炭為基質的甜瓜專用緩釋肥料的制備エ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71. 2%,28. 8%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32. 75%的單質緩釋氮肥。(2)取含氮(N)量為21. 2%的硫酸銨、80目的生物質顆粒炭和粘結劑，按72. 2%、20. 3%和7. 5%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15.31%的緩釋氮肥。(3)取含氮(N)量為11%，含有效磷(P205)量為46%的磷酸ー銨粉、80目的生物質顆粒炭微粒和粘結劑，按71. 3%、21. 8%和6. 9%的比例混合，用KP-300型有機肥造粒機進行壓カ造粒，制成含氮(N)量7. 84%，含有效磷(P205)量為32. 80%的氮磷復合肥。(4)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71. 8%、21. 2%和7. 0%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11. 49%的緩釋磷肥。(5)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69. 8%、18· 3%、6. 9%、2. 0%、3. 0%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34. 90%的鉀、鋅、硼復合肥。可進ー步復混將⑴、⑵、⑶、(4)和(5)的制成品按25. 1%、10. 6%、11. 9%、8· 3%和44. 1%的比例復混，并用ZLC-300型攪拌機(肥料制備過程中的常用機械)攪拌均勻。也可進ー步添加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甜瓜專用緩釋肥料，其特征在于含有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% ；所述的炭基緩釋甜瓜專用肥的總養分含量為28-36%，所述的總養分是指氮N或/和有效磷P205或/和有效鉀(K20)，其中含氮(N)量為10-12% ;含有效磷(P205)量為4- 6%，； 含有效鉀(K20)量為14-18%;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；所述粘結劑為膨潤土或/和粘土。
2.如權利要求I所述的一種以生物質顆粒碳為基質的甜瓜專用緩釋肥料，其特征在于含有1)生物質顆粒炭；和2)粘結劑；和3)尿素、硫酸銨、磷酸一銨、過磷酸鈣、硫酸鉀、硼砂和硫酸鋅；各成份含量以生產I噸炭基甜瓜專用緩釋肥料計生物質顆粒炭微粒 150-250公斤/噸尿素170-190公斤/噸硫酸銨70-110公斤/噸磷酸一銨70-100公斤/噸過磷酸鈣50-90公斤/噸硫酸鉀280-360公斤/噸硫酸鋅8-10公斤/噸硼砂12-15公斤/噸。
3.如權利要求I或2所述的一種以生物質顆粒碳為基質的甜瓜專用緩釋肥料，其特征在于所述的玉米芯顆粒炭微粒粒度80 -100目，所述的尿素含N :46%，所述的硫酸銨含N 21. 2%，所述的磷酸一銨含N 11%、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I或2所述的一種以生物質顆粒碳為基質的甜瓜專用緩釋肥料，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.如權利要水4所述的一種以生物質顆粒碳為基質的甜瓜專用緩釋肥料，其特征在于其它微肥總重量百分比含量為O. 5-1%。
6.如權利要求I- 5任一所述的一種以生物質顆粒碳為基質的甜瓜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.如權利要求I- 6任一所述的一種以生物質顆粒碳為基質的甜瓜專用緩釋肥料的用途，其特征在于將其用作一次性底肥，施用量為80-100公斤/畝，幼苗移栽前施于定植壟下12_15cm處或兩穴之間5-10cm深處。·
全文摘要
本發明涉及一種以生物質顆粒炭為基質的甜瓜專用緩釋肥料及其制備方法。以玉米芯、花生殼、稻殼、食用菌基質等農林廢棄生物質制備的顆粒炭為基質材料，利用其多微孔、強吸附能力，與甜瓜生長發育所必需的氮、磷、鉀及其他營養元素復合，并用膨潤土或粘土作粘結劑，制成顆粒狀生物質炭基甜瓜專用緩釋肥料。生物質顆粒炭是生物質在缺氧條件下不完全燃燒后形成的黑色炭粉顆粒(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，由此制備的緩釋肥料一次施用可供甜瓜全生長發育期利用，而且具有增加地力，改善土壤結構和高效環保等特點，應用前景廣闊。
文檔編號C05G3/04GK102701860SQ20121020090
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者侯善華, 張丹, 李辰淼 申請人:上海孚祥生物科技有限公司