專利名稱：一種以生物質顆粒炭為基質的白菜專用緩釋肥料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于農業(yè)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白菜專用緩釋肥料及其制備方法。
背景技術：
在白菜生產中，合理施肥是確保產量和品質的重要措施。白菜以葉為產品，對氮的要求最為敏感。氮素供應充足則葉綠素增加，制造的碳水化合物隨之增多，也促進了葉球的生長而提高了產量。磷能促進葉原基分化，使外葉發(fā)生快，球葉的分化增加，而且也促進它向葉球運輸。充分供給鉀肥，使白菜葉球充實，產量增加，并且還增加白菜中養(yǎng)分含量而提 高品質。但在實際生產中，農戶在高產出和高收益刺激下，往往存在盲目過量施用化肥(尤其是氮肥)，從而導致白菜營養(yǎng)失調、品質下降，還容易引起氮、鉀肥的流失和磷肥被土壤固定，使肥料浪費和對白菜的有效性降低。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。隨著白菜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。采用白菜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(yè)廢棄生物質產生量最大的國家之一，據(jù)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(jié)，曾多次發(fā)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(huán)境帶來了嚴重污染。因此農業(yè)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(yè)生產水平不斷發(fā)展和農民生活水平的提高，對原來用作燃料和肥料的農業(yè)廢棄生物質的利用越來越少，農業(yè)廢棄物越來越多。

發(fā)明內容
本發(fā)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(yè)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，與白菜生長發(fā)育所必需的氮、磷、鉀及其他營養(yǎng)元素復合，制備顆粒狀生物質炭基白菜專用緩釋肥料的方法及應用，可以更好地滿足白菜生產的需要。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下一種以生物質顆粒炭為基質的白菜專用緩釋肥料，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白菜專用緩釋肥料的總養(yǎng)分含量為30-35% ;所述總養(yǎng)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5-6% ;含有效鉀(K20)量為14-16%。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(fā)明中的生物質顆粒炭優(yōu)選為采用亞高溫條件下缺氧干餾分解工藝生產農業(yè)廢棄生物質顆粒炭。所述的農業(yè)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(jù)白菜需肥特點，所述以生物質顆粒炭為基質的白菜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、磷酸二銨、鈣鎂磷肥、硫酸鉀、硫酸鋅和硼砂。各成份含量以生產I噸炭基白菜專用緩釋肥料計
生物質顆粒炭微粒 200-300公斤/噸
尿素200-240公斤/噸
磷酸二銨90-110公斤/噸
鈣鎂磷肥60-70公斤/噸
硫酸鉀280-320公斤/噸
硫酸鋅8-10公斤/噸
硼砂18-22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%，所述的鈣鎂磷肥含P205 :15%、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(yōu)選為0. 5-1%。各種微肥的純度優(yōu)選在90%以上。本發(fā)明還進一步提供了以生物質顆粒炭為基質的白菜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(fā)明還進一步提供了以生物質顆粒炭為基質的白菜專用緩釋肥料的用途，將其用作一次性底肥，優(yōu)選施用量為80-120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。 本發(fā)明提供的聞效炭基白菜專用緩釋肥料，是以有機的生物質顆粒炭為基質材料的長效復合肥。本發(fā)明使用的生物質顆粒炭是農業(yè)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(yǎng)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，即可有效地供應白菜整個生長期對養(yǎng)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(huán)保等特點，有利于在白菜生產中大規(guī)模推廣應用。與現(xiàn)有復合肥料相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、緩釋效果好，肥料利用率高。本發(fā)明生產的炭基白菜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(yǎng)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(qū)，既有利于增加地溫，又可在一定程度上緩釋干旱缺水對白菜生長發(fā)育產生的影響。2、生產工藝簡單，原料易得。本發(fā)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(yè)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(yè)化。只要略加改進，現(xiàn)有的肥料廠均可直接投入生產。3、對環(huán)境友好，安全環(huán)保。本發(fā)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(jié)能而且環(huán)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(huán)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(yè)的可持續(xù)發(fā)展。4、開發(fā)潛力巨大。白菜是喜肥作物，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，而硝酸鹽積累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(yè)發(fā)展的重要因素。本發(fā)明通過應用生物質顆粒炭素作基質達到疏松、緩釋、經濟、環(huán)保、增加地力、提高肥效等效果，是肥料行業(yè)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(fā)明作進一步的具體描述。—種以生物質顆粒炭為基質的白菜專用緩釋肥料，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白菜專用緩釋肥料的總養(yǎng)分含量為30-35%，符合有機一無機復混肥料國家標準。所述的總養(yǎng)分是指氮(N)和有效磷(P205)。其中含氮(N)量為11-13% ;含有效磷(P205)量為5-6% ;含有效鉀(K20)量為14-16%。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(fā)明中的生物質顆粒炭優(yōu)選為采用亞高溫條件下缺氧干餾分解工藝生產農業(yè)廢棄生物質顆粒炭。所述的農業(yè)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(jù)白菜需肥特點，以生物質顆粒炭為基質的白菜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、磷酸二銨、鈣鎂磷肥、硫酸鉀、硫酸鋅和硼砂。各成份含量以生產I噸炭基白菜專用緩釋肥料計
生物質顆粒炭微粒 200-300公斤/噸
尿素200-240公斤/噸
磷酸二銨90-110公斤/噸
鈣鎂磷肥60-70公斤/噸
硫酸鉀280-320公斤/噸
硫酸鋅8-10公斤/噸
硼砂18-22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%，所述的鈣鎂磷肥含P205 :15%、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(qū)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。白菜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(yōu)選為0. 5-1%。各種微肥的純度優(yōu)選在90%以上。所述的尿素、磷酸二銨、鈣鎂磷肥、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(yōu)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白菜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. 0mm。本發(fā)明提供的以生物質顆粒炭為基質的白菜專用緩釋肥料，使用簡單，可用作白菜專用一次性底肥。一次性底肥的優(yōu)選施用量為80-120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1:以生物質顆粒炭為基質的白菜專用緩釋肥料的制備工藝 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68. 8%、31. 2%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31. 65%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72. 5%、21. 4%和6. 1%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13. 05%，含有效磷(P205)量為33. 35%的氮磷復合肥。(3)取含有效磷(P205)量為15%的鈣鎂磷肥、80目的生物質顆粒炭微粒和粘結劑，按71. 4%,22. 3%和6. 3%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10. 71%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. 5%、21. 1%、6. 0%、2. 0%、4. 4%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33. 25%的鉀、鋅、硼復合肥。可進一步復混將(I)、(2)、(3)和(4)的制成品按32. 0%、13. 8%、9. 1% 和 45. 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白菜專用緩釋肥料，其特征在于含有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白菜專用緩釋肥料的總養(yǎng)分含量為30-35% ;所述總養(yǎng)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5-6% ;含有效鉀(K20)量為14-16% ；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1所述的一種以生物質顆粒碳為基質的白菜專用緩釋肥料，其特征在于含有I)生物質顆粒炭；和2)粘結劑；和3)尿素、磷酸二銨、鈣鎂磷肥、硫酸鉀、硫酸鋅和硼砂；各成份含量以生產I噸炭基白菜專用緩釋肥料計生物質顆粒炭微粒 200-300公斤/噸尿素200-240公斤/噸90-110公斤/噸60-70公斤/噸 280-320公斤/噸 8-10公斤/噸 18-22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白菜專用緩釋肥料，其特征在于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N 18%、P205 46%，所述的鈣鎂磷肥含P205 :15%、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白菜專用緩釋肥料，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.如權利要求4所述的一種以生物質顆粒碳為基質的白菜專用緩釋肥料，其特征在于其它微肥總重量百分比含量為O. 5-1%。磷酸二銨鈣鎂磷肥硫酸鉀硫酸鋅硼砂
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白菜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. 0mm。
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白菜專用緩釋肥料的用途，其特征在于將其用作一次性底肥，優(yōu)選施用量為80-120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(fā)明公開了一種以生物質顆粒炭為基質的白菜專用緩釋肥料及其制備方法。以玉米芯、花生殼、稻殼、食用菌基質等農業(yè)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，與白菜生長發(fā)育所必需的氮、磷、鉀及其他營養(yǎng)元素復合，制成顆粒狀生物質炭基白菜專用緩釋肥料。本發(fā)明使用的生物質顆粒炭是農業(yè)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，具有類似土壤腐殖質的多種特性，其吸附和保持養(yǎng)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，即可有效地供應白菜整個生長期對養(yǎng)分的需求，而且具有增加地力、改善土壤結構和高效環(huán)保等特點，有利于在白菜生產中大規(guī)模推廣應用。
文檔編號A01C21/00GK102992855SQ201210294219
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月19日 優(yōu)先權日2012年8月19日
發(fā)明者李辰淼, 侯善華, 張丹 申請人:上海孚祥生物科技有限公司