[发明专利]一种茶树用生物炭基富硒肥料

说明书

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，尤其是涉及一种茶树用生物炭基富硒肥料。

背景技术

硒 (Se)是一种微量元素，分子量是78.96，在化学元素周期表中位于VIA族，化学性质与同族的硫元素相似。目前的普遍观点认为，饮食中适量的硒对人体保持健康具有重要作用。首先，硒在提高人体的抗氧化能力方面起着不可替代的作用。另外，硒还具有抗癌、保肝护肝、结合重金属、防治心血管疾病等重要生理功能。同时，缺硒还是人类大骨节病、克山病的重要成因。

硒作为重要的微量元素对植物生长、人体健康起着重要的作用。然而无机的硒不能被人体直接吸收利用，而植物通过转化，可以将自然环境中的无机硒转化成有机硒。因此，植物作为重要的硒转化者，是人类硒摄入的主要途径和重要来源。

然而，我国的缺硒土壤面积达到了72%。国民对硒这种有益的微量元素的摄入量尚不能满足健康需求，也未达到推荐值。

随着人们对硒元素的愈发重视，市面上涌现了一大批用于培育强化富硒作物的肥料，但是这些含硒或者说富硒肥料存在以下问题：1.市面上的富硒肥料中硒元素来源大都为无机硒，一般是硒酸钠或亚硒酸钠，由于硒酸钠具有剧毒性，更多的富硒肥料采用亚硒酸钠作为硒元素来源，但亚硒酸钠虽然毒性较硒酸钠小一些，其还是一种具有毒副作用的原料，特别是在生产、加工和施用过程中，对相关从业人员的损害较大；2.市面上的富硒肥料往往是含硒盐类与其他一些无机肥料混合后制得，其易溶于水，或者说容易被雨水等冲刷，易失效。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种硒含量高并能改善土壤酸化、增强土壤保水性等问题的茶树用生物炭基富硒肥料，同时还兼具减轻、防止土壤重金属污染等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种茶树用生物炭基富硒肥料，其由富硒生物炭、富硒有机发酵肥、高吸水聚合物和石英砂组成，其中富硒生物炭的含量为40～50wt%，富硒有机发酵肥的含量为30～40，高吸水聚合物的含量为3～8wt%，余量为石英砂。

本发明目的有二，一是提供一种硒含量较高的肥料，二是提供一种可以缓解/改善土壤重金属污染问题的肥料。第一个目的通过添加含硒组分实现，含硒组分分为两种，一种是经硒代氨基酸接枝改性的生物炭材料即富硒生物炭，另一种是经富硒酵母菌发酵后的有机废弃物即富硒有机发酵肥；其中的富硒有机发酵肥不仅能够提供高含量的硒元素，其还具有众多的营养物质，能够为作物的生长提供有机质养分；而富硒生物炭除了提供硒营养元素之外，还兼具对重金属的吸附钝化作用，起到降低、防治土壤重金属污染的作用。高吸水聚合物能够起到保水的作用，石英砂则能增加肥料的透气性。

作为优选，富硒生物炭由茶树枝生物炭和硒代氨基酸在温度为70～100℃浓硫酸作为催化剂环境下反应1～3小时制得。

作为优选，富硒生物炭制备时，茶树枝生物炭与硒代氨基酸的重量比为10：（0.8～1.5），浓硫酸的重量为茶树枝生物炭和硒代氨基酸重量的1/10～1/5。

作为优选，富硒生物炭制得后在pH为7～7.5的水溶液中清洗处理并在40～50℃下烘干。

作为优选，水溶液为钾离子水溶液或钠离子水溶液；水溶液中钾离子和钠离子的总浓度为1～3mol/L。

作为优选，硒代氨基酸为硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸或硒代胱氨酸中的至少一种。

茶树枝生物炭是一种由茶树枝经过限氧控温炭化法制备而得的生物炭材料，材质较松散并含有较多水分的有机质，其中结合水含量较高，在经过炭化后表面含有更多的羧基和羟基，这些新生的羧基和羟基具有极高的活性，能够与硒代氨基酸上的氨基和羧基发生脱水缩合反应，进而将硒代氨基酸接枝到生物炭表面，而这些被接枝上的硒代氨基酸在施用后又会被土壤中的微生物分解，进而变成可被作物吸收的营养物质。

由于富硒生物炭制备过程中，即硒代氨基酸接枝过程是在浓硫酸环境下进行的化学反应，因此需要在反应完成后再进行碱性溶液处理以恢复生物炭的碱性特性，同时用含钾钠离子的碱性溶液处理，也能活化生物炭的表面，使其能够更好的吸附土壤中的重金属离子。

作为优选，茶树枝生物炭由以下步骤制得：

a）将茶树枝洗净后烘干并粉碎；

b）将洗净烘干后茶树枝先在200～300℃空气气氛下处理20～30分钟，然后在500～700℃下隔绝氧气加热70～110分钟，冷却后制得炭化产物；

c）将炭化产物在70～90℃下烘干处理12～16小时，研磨至50～70目后制得茶树枝生物炭。