[发明专利]一种生物炭基稳定性复混肥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及肥料领域，具体而言，涉及一种生物炭基稳定性复混肥及其制备方法。

背景技术

我国农业生产中化肥用量居高不下，除了土壤原有生产力得不到提高、中低产田比例升高、复种指数高等客观原因外，化肥利用率低是其主要原因之一。化肥的持续、大量投入一方面造成了资源的巨大浪费，增加了社会可持续发展的成本；另一方面造成了土壤板结、酸化的加剧，从而降低了土地生产力。而土地生产力的降低还表现在土壤微生物多样性降低、群落结构不合理、重金属离子活性增高等，这些都对食品安全和生态环境产生了一定的负面效应。因此，降低肥料用量是农业可持续发展的关键措施。除了开发高效施肥技术之外，提高肥料(尤其是氮肥)利用率是减少化肥投入的有效措施。随着科学技术进步，研发和推广稳定性肥料是提高肥料利用率的主流措施之一，而新型材料在稳定性肥料领域的应用也成为了当前研究的热点。

生物炭(biochar)是指生物质在绝氧条件下高温裂解形成的一种具有多孔结构、特定官能团的稳定性碳源。与普通生物质相比，生物炭具有吸附性能好、保水保肥能力强、在土壤中持续稳定等特点。因此，拓展生物炭在农学领域的利用有着广阔的前景。生物炭结合肥料学是近年来国内外关注的热点之一，也有相关专利和文章刊出。然而不同原材料及制备条件的生物炭在pH值、孔隙度、比表面积、特殊官能团结构等方面存在着很大的差异，其差异的不同也导致了作为吸附材料效果迥异，并且其差异性在作为不同形态氮素的吸附材料时更加明显。当前申请的技术产品一方面忽略了生物炭的具体表征与新型肥料特征的结合；另一方面只是生物炭与氮磷钾肥料的机械混合，没有从根本上发掘生物炭的特殊功能。

利用生物质裂解产生可以二次利用的生物油，其副产物生物炭还田是当前国际生态环保领域的主推技术之一。因此，研究不同裂解条件下生物炭的功能并结合肥料学既可以最大程度的利用生物质并缓解当前日益严重的温室效应，又可以将生物炭在农用方面实现经济效益和环境效益最大化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物炭基稳定性复混肥及其制备方法，以解决上述的问题。

本发明提供的一种生物炭基稳定性复混肥，其原料包括：生物炭、含氮物质、含磷物质、含钾物质、粘性矿物、氮素转化抑制材料、包膜物质以及造粒粘结剂；

所述包膜物质为腐殖酸和脲甲醛树脂；

所述生物炭、所述含氮物质、所述含磷物质、所述含钾物质、所述粘性矿物、所述氮素转化抑制材料、所述腐殖酸、所述脲甲醛树脂的质量比为0.5-1.5：25-45:13-22:27-35：9-27:0.035-0.045：0.08-0.15：0.8-1.5：3-5。

优选地，所述腐殖酸的pH为3.8-4.0。

优选地，所述生物炭由柑桔枝、香蕉杆、皇竹草、玉米秸秆中的两种以上原料制成。

优选地，所述生物炭的比表面积不小于25m²/g，pH值为9.5-10，碳含量为930-950g/kg。

优选地，所述生物炭由以下方法制备：

将生物炭的原料切割成直径不大于2.5cm，于绝氧下500-550℃裂解2.5-3小时而制成。

优选地，所述粘性矿物为凹凸棒石粉、沸石粉、石灰石粉中的任1种或多种。

优选地，所述粘性矿物的粒度大于200目。

优选地，所述含氮物质为尿素；所述含磷物质为磷酸一铵或磷酸二铵；所述含钾物质为硫酸钾或氯化钾。

优选地，所述氮素转化抑制材料为双氰胺、N-丁基硫代磷酰三胺、苯基磷酰二胺、氢醌中的任2种或3种。

优选地，所述造粒粘结剂为硅酸钠。

本发明还提供了上述生物炭基稳定性复混肥的制备方法，包括以下步骤：

(a)、将所述生物炭与所述腐殖酸混合，制得含水量为35-45％的第一混合物，室温放置70-75小时后，烘干至含水量为18-22％；

(b)、将烘干后的所述第一混合物与所述氮素转化抑制材料混合均匀，得到第二混合物；

(c)、将所述含氮物质、含磷物质、含钾物质、粘性矿物、造粒粘结剂与所述第二混合物混匀，造粒，成粒后喷洒脲甲醛树脂进行包膜，然后烘干即得所述生物炭基稳定性复混肥。

优选地，在步骤(c)中，所述烘干为烘干至含水量为10％以下。