本發明屬于肥料有機肥的工藝技術領域,具體涉及到一種富含長效防蟲害有效成分的肥料載體及其制備方法。
背景技術:
我國是水稻生產大國,每年有數千萬噸的稻殼產生,稻殼具有很高的灰分含量,而且灰分中絕大多數為二氧化硅,因此將稻殼作為燃料,只是一種低熱值的燃料?;钚蕴烤哂心退崮蛪A、孔隙結構發達,比表面積大、吸附容量高的特點,所以活性炭吸附法被認為是一種非常有效、經濟吸附材料。
稻殼作為燃料和飼料早就被人們所熟知,作為燃料污染環境,作為飼料則粗蛋白的含量僅為3%,而粗纖維量卻高達45%以上,可消化蛋白,消化能和代謝能都為負值,難以被禽畜消化吸收,且其中大量粗蛋白和硅業影響對其它營養物質的吸收。稻殼中富含硅,是水稻在生長發育過程中從土壤中吸收富集而來,關于稻殼的分布,一般認為硅主要以一種無機鍵合形式的存在,有人提出硅可能與有機基團相連接,隨著近年來實驗手段和儀器設備不斷完善和發展,通過波譜等實驗手段,發現硅主要位于稻殼外部表皮和靠近米粒內皮層,且與多糖有部分結合,并發現兩分布區域結合性質有一定差別,另外,再練分布區之間厚壁細胞組織中也有一定的硅存在。
生物炭是生物有機材料(生物質)在缺氧或絕氧環境中,經高溫熱裂解后生成的固態產物。既可作為高品質能源、土壤改良劑,也可作為還原劑、肥料緩釋載體及二氧化碳封存劑等,已廣泛應用于固碳減排、水源凈化、重金屬吸附和土壤改良等,可在一定程度上為氣候變化、環境污染和土壤功能退化等全球關切的熱點問題提供解決方案。生物炭幾乎是純碳,埋到地下后可以有幾百至上千年不會消失,等于把碳封存進了土壤。生物炭富含微孔,不但可以補充土壤的有機物含量,還可以有效地保存水分和養料,提高土壤肥力。事實上,之所以肥沃的土壤大都呈現黑色,就是因為含碳量高的緣故。英國環保大師詹姆斯·拉夫洛克稱,生物炭是減輕災難性氣候變化的唯一希望。研究人員也表示,生物炭也能提高農業生產率,減少對碳密集肥料的需求。木炭碎料的孔洞結構十分容易聚集營養物質和有益微生物,從而使土壤變得肥沃,利于植物生長,實現增產的同時讓農業更具持續性。更妙的是,它把碳鎖定在生物群內,而非讓它排放到空氣中。
技術實現要素:
本發明為了優化了有機肥在田間使用的方式,避免實際使用中存在的:單一有機肥使用量大、無機養分不足等的問題,利用脫硅稻殼炭為主體制備了一種有機肥載體,具體是通過以下方法實現的:
一種富含長效防蟲害有效成分的肥料載體,其特征在于,由以下重量份的原料制成:稻殼30~40、3~4mol/L NaOH溶液80~120、ZnCl2 5~10、CuCl2 0.5~1.0、海綠石15~20、枇杷葉6~10、楝樹皮10~15、桑樹葉2~5、艾葉3~6、香樟葉8~14、乙醇4~8、松樹皮10~16、苦皮藤1~4、大蒜秸稈15~20和適量的水。
一種富含長效防蟲害有效成分的肥料載體的制備方法,其特征在于,包括以下幾個步驟:
(1)將稻殼曬干后粉碎顆粒狀,然后加入3~4mol/L NaOH溶液中,油浴加熱至80~90℃條件下,保溫緩慢攪拌6~8h,撈出稻殼顆粒,熱水浴浸泡洗滌至中性后烘干,制得脫硅稻殼顆粒;
(2)混合ZnCl2、CuCl2并加入10~15倍其總重量的水稀釋成混合溶液,加入(1)所述的稻殼顆粒浸漬活化20~25h,完成后放入500~600℃炭化爐中密閉炭化1.0~1.5h,洗滌并烘干;
(3)將海綠石放入高溫回轉窯高溫900~1100℃煅燒40~50min,完成后迅速淬水并研磨過80~120目篩的粉劑;
(4)混合楝樹皮、桑樹葉、艾葉秸稈及其它以下未涉及的剩余成分,烘干后研磨過120~160目篩,加入乙醇及4~8倍其重量份的水,超聲破碎制得勻漿,抽濾后得濾液,減壓蒸餾濃縮提取液;
(5)將(2)所得稻殼炭加入(4)提取液中吸附,最后混合(3)所述粉劑即可。
將生物質炭運用于有機肥的實例已經非常常見,本發明當然不是單純將生物質炭進行簡單的添加,本公司是經過多年的研究,已經不僅將生物質炭運用于肥料的生產,同時還運用于水泥、砂漿及硅膠等領域。這里經過不斷地探索發現,生物質炭作為吸附劑,還具有深入探索的可能性。
發明以稻殼為基本材料,由于硅在稻殼中以SiO2形式存在,根據背景技術提到的,絕大多數存在于稻殼的SiO2外表面和內皮層,先利用NaOH溶液浸泡溶解SiO2成為硅酸鹽和氫氣,以致脫離稻殼,在稻殼上留下較大的孔隙結構,無形中增大了稻殼的比表面積。
發明的最終產物稻殼炭用于吸附有機物,而有機物發酵后的最終產物往往是一些有機酸類產物居多,發明從這方面考慮,利用脫硅的稻殼再進行金屬離子的氧化,加入金屬離子氧化劑進行對脫硅稻殼的活化,經過多次試驗得出最適宜的化學試劑選用的是ZnCl2和CuCl2混合溶液。脫硅處理的稻殼,稻殼失去內外表面有效的SiO2自然防護,暴露內部的有機大分子基團,在Cu2+和Zn2+的氧化作用下成為脫去部分OH-,使整體帶有正電荷,而發酵后的有機物中有機酸類偏多,有機酸類會電離出H+,因此呈現負電荷,即使炭化后也不會對電荷的分布產生較大的影響,這樣形成電荷差后存在彼此的吸引吸附。
本發明的有益效果:原料都是具有一定抗蟲活性的植物源物料,低溫烘干,精細研磨,顆粒度盡量達到極細小級別,便于超聲波的破碎處理,濃縮后利用稻殼炭吸附,用于肥料的填充物料,特殊處理的稻殼炭不僅吸附有機成分優良,還可以很好的保護有機物不受自然條件的干擾,延長其有效期。
具體實施方式
實施例1:
一種富含長效防蟲害有效成分的肥料載體,其特征在于,由以下重量份(Kg)的原料制成:稻殼36、3~4mol/L NaOH溶液110、ZnCl2 8、CuCl2 0.8、海綠石18、枇杷葉7、楝樹皮12、桑樹葉3、艾葉5、香樟葉10、乙醇6、松樹皮12、苦皮藤2、大蒜秸稈18和適量的水。
一種富含長效防蟲害有效成分的肥料載體的制備方法,其特征在于,包括以下幾個步驟:
(1)將稻殼曬干后粉碎顆粒狀,然后加入3~4mol/L NaOH溶液中,油浴加熱至80~90℃條件下,保溫緩慢攪拌6~8h,撈出稻殼顆粒,熱水浴浸泡洗滌至中性后烘干,制得脫硅稻殼顆粒;
(2)混合ZnCl2、CuCl2并加入10~15倍其總重量的水稀釋成混合溶液,加入(1)所述的稻殼顆粒浸漬活化20~25h,完成后放入500~600℃炭化爐中密閉炭化1.0~1.5h,洗滌并烘干;
(3)將海綠石放入高溫回轉窯高溫900~1100℃煅燒40~50min,完成后迅速淬水并研磨過80~120目篩的粉劑;
(4)混合楝樹皮、桑樹葉、艾葉秸稈及其它以下未涉及的剩余成分,烘干后研磨過120~160目篩,加入乙醇及4~8倍其重量份的水,超聲破碎制得勻漿,抽濾后得濾液,減壓蒸餾濃縮提取液;
(5)將(2)所得稻殼炭加入(4)提取液中吸附,最后混合(3)所述粉劑即可。
將辣椒種植的無機營養元素加入至熔融狀態后,按1:1的比例加入本發明有機肥載體,造粒,用于辣椒的種植試驗,相對以往不添加載體的做法,辣椒的長勢更好,蟲害減少,無機肥料使用量使用量相對較低。