[发明专利]一种生物质炭及包含有生物质炭的堆肥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机肥料领域，尤其涉及一种包含生物质炭的堆肥及其制作方法。

背景技术

畜禽粪便是氮素含量相对较高的农业废弃物，在堆肥过程中，有机氮素经过矿化会形成一些氨基酸、酰胺等中间产物，最终转为无机氮(NH₄⁺-N、N0₃-N)。氮素的转化既关系到堆肥产品的腐熟度和臭气释放，也关系到氮素损失和堆肥产品的肥效。

目前堆肥过程中氮素损失在40-70％，氮素损失不仅造成了堆肥肥效的下降，而且也污染了环境。如何减少堆肥过程中氮素损失一直是人们关心的问题，已有的畜禽粪便快速堆腐的方法很多，但这些方法过度强调腐熟速度，缺乏必要合理的保氮措施；虽然有研究尝试加入一些矿粉等保氮材料，但此类材料一方面保氮能力有限，另一方面也大大增加了堆肥中灰分含量，过量使用会使得堆肥无法满足国家对有机肥的标准(45％的有机质含量)的要求。

因此，探寻既能保氮，又能促进腐熟、提高有机肥质量的材料和方法显得非常迫切。

发明内容

本发明公开了一种生物质炭以及应用了该生物质炭的堆肥，与传统的有机肥相比，本发明通过使用生物质炭不仅能够减少堆肥过程的氮素损失，而且还促进堆肥的发酵腐熟，提高了有机肥的施用效果；同时，本发明的生物质炭构成了对果树枝条、农作物秸秆等的再利用，具有极好的经济效益和社会效益。

为实现上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种生物质炭，采用下述方法制备：将植株枝条打碎，在氮气氛围下，在裂解炉中对枝条进行高温加热处理，然后冷却、粉碎过80-100目筛，得到生物质炭。

其中，所用的植株枝条可以是常见的果树枝条，也可以是农作物枝条，包括但不限于苹果、梨树、杏树等果树枝条、或小麦秸秆或水稻壳等农作物枝条。

优选的，所述植株枝条为苹果枝条，打碎至3-5cm长度。

其中，上述高温处理过程可以根据采用的植株枝条类型、大小等不同进行调整，当采用苹果枝条时，优选高温处理过程为加热处理的温度为550℃，加热处理时间为2.5小时。

由于上述生物质炭具有良好的固氮效果，因此本发明还公开了一种包含有生物质炭的堆肥，包含有上述的生物质炭。

其中，所述生物质炭与基础原料质量和的比例为1：10-50，所述基础原料包括畜禽粪便和菌糠。

本领域技术人员可以理解堆肥基础原料的概念，通常是采用牛粪、鸡粪、菌糠等按照一定比例混合作为基础原料，在此基础上加入本发明所述的生物质炭进行发酵构成了堆肥。

当采用苹果枝条制备所述生物质炭时，优选生物质炭与基础原料的质量比为1：15-25。

进一步的，本发明还公开了上述堆肥的制备方法，首先将基础原料混合均匀，然后加入生物质炭，调节水分含量为整个物料的50-80％，充分搅匀，在发酵罐中进行通气(无菌空气)发酵堆肥，通气量为0.6-0.8m³·(kg·d)^-1。

当采用苹果枝条制备所述生物质炭时，优选的调节水分含量为50-65％。

在上述制备方法中，所述发酵堆肥过程包括升温阶段，高温阶段和降温阶段，各阶段温度控制为升温阶段的温度为20-50℃，高温阶段为50-70℃，降温阶段为70-30℃。

在上述制备方法中，发酵堆肥的总时间和每个阶段的时间可以根据实际需要灵活调整，通常发酵堆肥总时间不低于25天，一股是30-40天。

本发明的技术方案将生物质炭作为保氮材料应用于畜禽粪便的堆肥化过程中，不仅可以有效提高堆肥中有机氮的含量，而且能够提高堆肥高温阶段的温度，促进腐熟；所产生的堆肥施用土壤后有利于提高土壤有机碳，能提高土壤的毛管孔隙度和有效水分。

附图说明

图1显示了畜禽粪便堆腐过程中温度变化；

图2显示了畜禽粪便堆腐过程中全氮含量变化；

图3显示了畜禽粪便堆腐过程中氮素损失率变化；

图4显示了畜禽粪便堆腐过程中酰胺态氮占全氮比例；

图5显示了畜禽粪便堆腐过程中氨基酸态氮占全氮比例；

图6显示了畜禽粪便堆腐过程中矿质氮占全氮比例；

图7显示了畜禽粪便堆腐过程中铵态氮/硝态氮比值；

图8显示了添加生物质炭对有机肥矿化率影响；

图9显示了使用生物质炭对有机肥土壤孔隙状况的影响。

具体实施方式

实施例1：苹果枝条生物质炭的制备