CN104163741A - 一种作物用生态炭肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种作物用生态炭肥，由以下重量份的原料制成：粒度为20～60目的生物质炭80～95和木醋液5～15。该作物用生态炭肥纯天然、零垃圾、环境友好、显著提高作物土传病害的抗病性、易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于农业种植技术领域，具体涉及一种作物用生态炭肥及其制备方法。
背景技术
当前农田土壤健康问题日趋严重，（1）土壤生态障碍因子明显——土壤结构恶化、功能退化、养分失衡。（2）农田污染问题日渐凸现——化肥、农药等不合理应用土壤生产力低下。（3）农田生物多样性减少——集约化农业土地利用使农田生物多样性降低。（4）作物生长健康问题突出——作物易倒伏、徒长、早衰等不健康生长发育；单作或连作减产“综合症”、病虫草害加重；作物抗逆境能力差等。针对以上我国农田生态障碍因素和环境生态问题，以高产和可持续为目标，急需从技术上重点解决高产与资源高效利用、地力持续稳定、效益持续增加等目标的协调，创建高产农田生态健康管理技术体系，以关键技术突破和技术集成创新带动大面积可持续高产，是我国作物安全技术战略的重大需求。
农用生物质炭是一类具有2500多年利用历史的土壤改良剂；生物质炭能够提高土壤有机碳含量，改善土壤保水、保肥性能，减少养分损失，有益于土壤微生物栖息和活动，特别是菌根真菌，是土壤改良剂的优良选择。关于农用秸秆开发发酵有机肥及菌肥实例比比皆是，而利用秸秆炭化技术，实现真正意义的“生态、可循环”的肥料，并将农田废弃物生物质炭充分发挥在土壤中的作用，“变废为宝”及农田化技术却还未有人深入研究开发。
生态炭肥是一种利用农作物秸秆为原料，经过生态科技创新技术，将秸秆中的生物能量进行多元化利用和产业化加工的具有“生态、有机、可循环”意义的生物质炭有机肥料，能够解决当前农田土壤恶化问题，修复土壤健康，实现作物的有机化；产品能够实现农作物秸秆中的物质多次资源化再循环，真正把秸秆“吃干榨净”“变废为宝”，实现秸秆的产业化利用。通过特有的生态炭化工艺+内部营养成分科学合理搭配，改善土壤质量，提高土壤有机质含量、化肥利用率，并显著增加作物产量、品质及抗性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种作物用生态炭肥，该生态炭肥纯天然、零垃圾、环境友好，能够修复土壤健康，克服连作障碍，平衡土壤C/N比，显著提高作物土传病害的抗病性、提高作物产量、提高根系活力，易于工业化生产。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种作物用生态炭肥，由以下重量份的原料制成：粒度为20～60目的生物质炭80～95和木醋液5～15。
所述木醋液中木醋酸的含量为50.1～50.6wt%，木醋液的PH值为5.2～5.8。
所述作物用生态炭肥的制备方法，由如下步骤组成：
（1）收集花生壳，风干或晾晒使其含水量≤13wt%，然后放入炭化炉中460～550℃进行炭化，得到生物黑炭和混合气体；把混合气体除尘后通过冷凝装置分离得到木醋液；把生物黑炭磨碎，过筛得到颗粒粒度为20～60目的生物质炭；
（2）按照上述配方将步骤（1）得到的生物质炭与木醋液混匀得到产品。
所述炭化炉为池式限氧热裂解炭化炉。
与现有技术相比：本发明的优点是：
（1）纯天然，零垃圾：源于天然农田秸秆，用于农田。100%可被微生物再转化利用，炭化充分，便于土壤微生物利用；
（2）真正有机：所有成分或添加物100%来自植物产品，无任何化学合成品添加，环境友好型，生态友好型肥料；
（3）全营养兼容：扬有机肥之长，有机质含量高，存在形态简单，易吸收分解；避化学肥料之短，易与化学肥料结合，提高普通化肥利用率30～50%，减少氮肥淋失54.3～62.8%，可与任何肥料混用；
（4）功能齐全：不仅有显著的增产增质效果，对作物土传病害的抗病性也有所提高；
（5）提洁净卫生：历经300℃以上的高温消毒，加工过程无病原污染，无病虫害越冬体，农田使用放心；
（6）肥料生产工艺简单实用，生产成本低，便于产业化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步的描述，但是并不限制本发明的内容。
实施例1
一种作物用生态炭肥，由以下重量份的原料制成：粒度为20～60目的生物质炭80～95和木醋液5～15。
上述作物用生态炭肥的制备方法，由如下步骤组成：
（1）收集花生壳，风干或晾晒使其含水量≤13wt%，然后放入池式限氧热裂解炭化炉中460～550℃进行炭化，得到生物黑炭和混合气体；把混合气体除尘后通过冷凝装置分离得到木醋液；把生物黑炭磨碎，过筛得到颗粒粒度为20～60目的生物质炭；
（2）按照上述配方将步骤（1）得到的生物质炭与木醋液混匀得到产品。
实施例2
一种作物用生态炭肥，由以下原料制成：粒度为20目的生物质炭95kg和PH值为5.7木醋液5kg。
本实施例与实施例1的制备方法相同。
实施例3
一种作物用生态炭肥，由以下原料制成：粒度为20目的生物质炭90kg和PH值为5.7木醋液10kg。
本实施例与实施例1的制备方法相同。
实施例4
一种作物用生态炭肥，由以下原料制成：粒度为20目的生物质炭80kg和PH值为5.7木醋液15kg。
本实施例与实施例1的制备方法相同。
实施例5
一种作物用生态炭肥，由以下原料制成：粒度为60目的生物质炭95kg和PH值为5.7木醋液5kg。
本实施例与实施例1的制备方法相同。
试验例1
以实施例2得到产品说明作物用生态炭肥对小麦生物学性状的影响。
选择小麦品种为郑麦366为供试作物，具体供试方法：试验设置2个处理、4次重复，随机区组排列。小区长20m，宽5m，面积100m2。处理间走道0.5m，重复间走道1m，四周留保护行。各处理设置如下：
A、常规肥料：亩施底肥40kg，追肥20kg
B、作物用生态炭肥：亩施炭肥底肥40kg，追施炭肥20kg
小麦于2009年10月12-13日播种，田间管理同大田一致，2010年3月10-12日，追肥一次，追肥后3-5天浇水。2010年6月5-10日分小区单收计产，并对生物经济学形状进行调查分析，具体结果见下表。
1. 作物用生态炭肥对小麦生物学性状的影响见表1:
经观测，在商丘试验地小麦施生态炭肥处理比常规施肥处理的最高株数、有效穗数、穗长、穗实粒数及千粒重分别增加0.6万株、0.3万穗、0.6cm、5粒、2g；在许昌试验地小麦施生态炭肥处理比常规施肥处理的最高株数、有效穗数、穗长、穗实粒数及千粒重分别增加0.8万株、0.7万穗、0.7cm、4粒、2.5g。2010年春季，商丘地区多次遭遇大风天气，许昌地区遭遇几次强降雨天气，两地常规施肥处理小麦均有倒伏现象，而施用生态炭肥处理小麦完好无损。
2、生态炭肥对小麦产量的影响见表2:
两地试验表明，小麦施用生态炭肥的小区试验结果经F检验，区间组差异未达到显著水平（区组间F值小于1），表明重复间产量差异小，供试地块地力均匀；处理间差异达到极显著差异水平（处理间F值大于0.01），商丘试验地小麦施用生态炭肥处理比常规施肥处理实际亩产增产85.4kg，增产率17.5%；许昌试验地小麦施用生态炭肥处理比常规施肥处理实际亩产增产91.4kg，增产率18.1%。增产作用均明显。
试验例2
以实施例1得到产品说明作物用生态炭肥对烟草的作用。
试验设置3个处理，每处理4次重复，随机区组排列。每小区6垄，垄长10m，垄间距1.2m，小区面积60m2，每垄栽植17株烟即每小区栽102株烟，折亩栽烟1133株。处理间走道1.2m，重复间走道1.5m，四周留保护行。各处理设置如下：
A处理（对照）：40kg烟草专用复合肥，20kg芝麻饼肥
B处理：40kg生态炭肥，30kg烟草专用复合肥
C处理：40kg生态炭肥，40kg烟草专用复合肥
以上各处理均为基肥，分两次施用，在起垄前将基肥用量的60%条施于垄底烟株栽植行上，然后起垄，移栽时再把剩余的40%施于定植穴底部，覆薄土后移栽烟苗。所有处理在栽后30天均追施提苗肥硝酸钾5kg。对照田用神农丹和甲霜灵锰锌防治根茎病害，处理田不用药，用生态炭肥进行保健栽培防治根茎病害。其他各项农事操作按当地优质烟叶生产技术规范进行，各处理小区操作保持一致。
烟苗均为当地商品苗，平顶山郏县于5月8日移栽，9月9日采收完毕；洛阳宜阳于5月25日移栽，10月7日采收完毕。试验期间，定期测定烟株根系活力及生长情况，调查烟草主要病害发生情况，并对烟草主要生物学性状进行调查分析。每次采烤烟均按小区分别吊标签进行单采、单运，分杆编扎进烤，出烤后带标签分小区贮藏。待试验田烟叶全烘烤完并堆放贮藏一段时间后至烟站开始收烟时，对各处理小区烟叶分别进行分级验产，分析经济效益。
1、生态炭肥对烟草主要生育期的影响见表3:
由表3可看出，两试验地施用生态炭肥各处理与对照相比烟株主要生育期并无明显差异。对照及各处理烟株生育期均在116d- 119d，结果表明，施用生态炭肥对烟株主要生育期无明显影响。
2、生态炭肥对烟草主要农艺性状的影响
试验期间，分别在烟草生长团棵期和打顶期，观测记录株高、叶数、茎围、节距、最大叶面积等主要农艺性状，结果见下表4：
由表4可看出，两试验地连作两年烟田B、C处理在团棵期的株高、叶数和最大叶面积均大于对照，其中株高和最大叶面积均达到显著差异水平；B、C处理在打顶期的株高、叶数、茎围和最大叶面积也均大于对照，其中最大叶面积达到显著差异水平。这说明生态炭肥烟草生长有一定影响，能促进烟草生长发育速度，提高生长量。两试验地连作多年根茎病害发生严重的烟田B、C处理在团棵期的株高和最大叶面积均明显大于对照，而叶数方面也均大于对照，但差异不明显；B、C处理在打顶期的株高、叶数、茎围和最大叶面积均明显大于对照。这说明生态炭肥能有效降低烟草根茎病害的发生程度，从而减少病害损失，增加烟草产量和效益。由此说明，生态炭肥不仅可以完全替代饼肥，而且还能节省化肥用量，提高肥料利用率。
3、生态炭肥对烟草主要病害发生情况的影响
于发病盛期分别调查各处理烟草病毒病、黑胫病、根结线虫病、根黑腐病、赤星病、细菌性叶斑病等烟草主要病害的发病情况见表5：
由表5可知，两试验地连作两年烟田B、C处理在烟草病毒病、黑胫病和根结线虫病的发病率和发病程度方面与对照均表现出了明显的差异，明显优于对照；而两地连作多年烟田在烟草病毒病、黑胫病和根结线虫病方面同样表现出了相同的规律。两地连作两年和连作多年烟田烟草赤星病、细菌性叶斑病均零星发病，发病率和病情指数较低，损失较少，但生态炭肥处理在预防烟草病害发生方面均优于对照。这说明，生态炭肥对烟株的病害发生有较明显的影响，能显著降低烟草病害的发生。这可能是由于生态炭肥含有多种植物营养元素，且能控制肥料释放速度，使之与烟草吸收速度相接近，有利于烟草健康茁壮生长，增强抗病性。
4、生态炭肥对烟草根系生长的影响见表6:
烟株的根系生长发育状况，直接影响烟株的地面生长发育。两地试验结果均表明，施用生态炭肥，烟株的根重明显增加，根系数量和根系长度均明显增加。
由表6表明，施用生态炭肥，烟株的根系活力明显增强。郏县7月3日烟草生长进入旺长期，连作两年和连作多年烟株根系活力测定结果均显示，生态炭肥处理烟株根系活力均比对照高；宜阳7月20日烟草生长进入旺长期烟株根系活力测定结果显示了同样的规律。这说明，施用生态炭肥，能促进烟株根系的生长发育，能显著提高烟株根系活力。烟株根系数量的增加、生物量的增大、生长发育状况的改善和活力的提高，增强了烟株对土壤水分和养分的吸收利用，支持了地上部的生长发育，为提高烟叶产量、改善烟叶品质创造了优越的条件。
4、生态炭肥对烟叶产量的影响见表7:
两地试验结果表明，烟草施用生态炭肥小区试验结果经F检验，区组间差异未达到显著水平（区组间F值小于1），表明重复间产量差异小，供试地块地力均匀；处理间差异达到显著差异水平（处理间F值大于F0.05），郏县连作两年烟田B处理产量略低于对照，C处理产量高于对照，增产6.6kg，增产率为3.7%；连作多年烟田B处理产量略低于对照，C处理产量明显高于对照，增产8.9kg，增产率为6.6%。宜阳试验地同样表现出了相同的规律，其中连作两年烟田和连作多年烟田C处理产量分别比对照增产22.2kg和20kg，增产率分别为15.6%和23.1%。这说明生态炭肥可以代替饼肥作为基肥施用，提高肥料利用率，并具有一定的增产作用。
Claims (4)
1.一种作物用生态炭肥，其特征在于由以下重量份的原料制成：粒度为20～60目的生物质炭80～95和木醋液5～15。
2.根据权利要求1所述的作物用生态炭肥，其特征在于：所述木醋液中木醋酸的含量为50.1～50.6wt%，木醋液的PH值为5.2～5.8。
3.根据权利要求1所述作物用生态炭肥的制备方法，其特征在于由如下步骤组成：
（1）收集花生壳，风干或晾晒使其含水量≤13wt%，然后放入炭化炉中460～550℃进行炭化,得到生物黑炭和混合气体；把混合气体除尘后通过冷凝装置分离得到木醋液；把生物黑炭磨碎，过筛得到颗粒粒度为20～60目的生物质炭；
（2）按照上述配方将步骤（1）得到的生物质炭与木醋液混匀得到产品。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述炭化炉为池式限氧热裂解炭化炉。
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