CN109438138A

CN109438138A - 一种棉田专用炭基肥及其制备方法

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Publication number: CN109438138A
Application number: CN201910033200.XA
Authority: CN
Inventors: 崔德杰; 于桂玲; 宋祥云; 柳新伟; 曾路生
Original assignee: Qingdao Agricultural University
Current assignee: Qingdao Agricultural University
Priority date: 2019-01-14
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2019-03-08

Abstract

本发明公开了一种棉田专用炭基肥及其制备方法，棉田专用炭基肥由如下重量份的原料制成：磷酸二铵15～18重量份、尿素2～5重量份、硫酸钾2～5重量份、棉花秸秆生物炭30～45重量份、石膏8～16重量份、膨润土8～16重量份。制备方法包括以下步骤：步骤1，棉花秸秆在450‑550℃限氧炭化制成生物质炭，同时将木醋液均匀的喷洒在制成后的生物质炭上；步骤2，将膨润土和石膏过100目筛，棉花秸秆生物质炭过60目筛；步骤3，将各原料混合到一起并搅拌均匀，制成炭基肥料混合物；步骤4，对上述炭基肥料混合物制成肥料颗粒；步骤5，用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理，得到棉花秸秆炭基肥。

Description

一种棉田专用炭基肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物炭基肥料制备技术领域，特别是涉及一种棉田专用炭基肥及其制备方法。

背景技术

化肥具有保障粮食产量、增产等优点。但是化肥也存在利用率低以及长期大量单施化肥土壤出现了板结、酸化等现象。

生物质炭是多孔物质，具有较好的吸附性，生物质炭和化肥配合施用可以提高化肥利用率，增加粮食产量。然而不同类型土壤所含有机质、氮磷钾养分均有差异；不同作物吸收养分规律也具有各自特征。因此需要根据作物需肥规律或土壤特点研发出适合该作物或地区的专用肥料。目前针对大樱桃、大豆、甜菜等都有专用炭基肥，而棉花专用炭基肥未见报道，有待开发。

黄河三角洲地区具有种植棉花的传统。尤其是该地区的盐土种植棉花面积较大，种植历史时间长。但是当地农民施用肥料还是依据经验，长期以来没有根据土壤情况和棉花需肥规律调整施肥。例如盐土pH偏碱性，当地农民习惯施用磷酸二铵，在碱性条件下容易产生挥发；同时不施用钾肥，长期不施用钾肥容易导致土壤钾素供应不足等问题。还存在化肥利用率不高，土壤有机质含量低，进而影响棉花产量，增加种植成本等问题。同时棉花采摘后大量的棉杆再利用也是个问题。

在现有的专利文件中，申请号：201310389565.9的中国专利文献公开了一种用棉花秸秆制备生物炭基肥料的方法，包括以下步骤：步骤1，利用棉花秸秆制备棉花秸秆生物炭；步骤2，粉碎石膏、膨润土和棉花秸秆生物炭，石膏和膨润土过100目筛，棉花秸秆生物炭过40目筛；步骤3，将16～19重量份磷酸铵、7～9重量份尿素、7～9重量份硫酸钾、1～2重量份硫酸锌、1～2重量份硼酸、7～9重量份硝基腐植酸、30～40重量份棉花秸秆生物炭、7～12重量份石膏和7～12重量份膨润土混合到一起并搅拌均匀，获得肥料混合物；步骤4，对所述肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒，然后用圆盘造粒机进行整型造粒，获得肥料颗粒；步骤5，用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理，得到生物炭基肥料。本发明根据近年来对棉花需肥规律的研究制定了棉花基肥的最优配方，可提供棉花大量元素、中量元素、微量元素，提高棉花的产量和品质。但是不适合黄河三角洲地区的盐土特点。

申请号：201610021445.7的中国专利文献公开了一种生物炭基肥的制备方法，主要包括以下步骤：玉米秸秆发酵制有机肥；玉米秸秆高温煅烧制备生物炭；生物炭基肥混合制备。本发明在有机复合肥中添加生物炭材料，增加了生物炭对肥料的吸附作用，缓解了肥料的过度流失，增强了肥效，同时发挥了有机肥对土壤营养改良的作用；本发明实现了玉米秸秆的高效利用，提高了生物质资源利用效率，解决了玉米秸秆难于降解、再利用的难题，具有极其深远的社会意义和经济价值。但不适合棉花种植。

申请号：201710572758.6的中国专利文献公开了一种生物炭基肥料及制备方法。该方法通过将秸秆微细化处理，与少量磷酸捏合，使磷酸浸透秸秆微粉内部，然后配以尿素、硫酸钾及过磷酸钙，采用高速混合机预混均匀，加入少量水分调节物料含水量，再利用高剪切挤压机使其低温连续剪切碳化，各组分均化复合得到生物炭基肥料。该方法利用磷酸使得秸秆低温碳化，并保留了有机质，利用尿素使得秸秆微粉具有可热塑加工性，从而实现了规模化、连续化、清洁化生产生物炭基肥料。但不适合棉花种植。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，针对黄河三角洲地区盐土特点和棉花需肥规律，提供一种将棉杆生物质炭、化肥和木醋液结合研发出棉花专用棉杆生物质炭基肥及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种棉田专用炭基肥，由如下重量份的原料制成：磷酸二铵15～18重量份、尿素2～5重量份、硫酸钾2～5重量份、棉花秸秆生物炭30～45重量份、石膏8～16重量份、膨润土8～16重量份。

一种根据权利要求1所述的棉田专用炭基肥的制备方法，步骤如下：

步骤1，棉花秸秆在450-550℃限氧炭化制成生物质炭，同时将木醋液均匀的喷洒在制成后的生物质炭上；

步骤2，将膨润土和石膏过100目筛，棉花秸秆生物质炭过60目筛；

步骤3，将15～18重量份磷酸二铵、2～5重量份尿素、2～5重量份硫酸钾、30～45重量份棉花秸秆生物炭、8～16重量份石膏和8～16重量份膨润土混合到一起并搅拌均匀，制成炭基肥料混合物；

步骤4，对上述炭基肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒，然后用圆盘造粒机进行整型造粒，制成肥料颗粒；

步骤5，用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理，得到棉花秸秆炭基肥。

进一步地，步骤1，利用棉花秸秆制备生物炭的具体步骤为：先把棉花秸秆粉碎成8～12cm，并使棉花秸秆水分＜30％，在缺氧的环境下使粉碎的棉花秸秆进行无焰燃烧，制成棉花秸秆生物炭。

更为优选地，步骤3，将16.2重量份磷酸二铵、4.7重量份尿素、6重量份硫酸钾、30～40重量份棉花秸秆生物炭、7～12重量份石膏和7～12重量份膨润土混合到一起并搅拌均匀，获得肥料混合物。

进一步地，步骤4，对所述肥料混合物首先用转鼓进行初步造粒的过程中肥料混合物温度为60～80℃，肥料混合物的含水量为4～10％。

进一步地，步骤5，干燥机的进口温度为180～250℃。

本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：

(1)棉花秸秆炭基肥提供了一种解决棉杆资源化利用的途径，加入棉杆生物质炭的炭基肥可延缓化肥在土壤中释放过程，有利于提高化肥利用率。

(2)木醋液含有丰富的养分，有利于作物生长，木醋液本身呈酸性与碱性的生物质炭配合施用可以降低生物质炭pH。有利于在盐土中施用。

(3)棉花秸秆炭基肥符合国家肥料标准，同时具有改良土壤的特点，加入木醋液后养分更丰富。

(4)与常规施肥相比，施用棉花专用棉杆生物质炭基肥比单施化肥棉花增产19％，土壤有机质含量提高21％，碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提高20％、5％和70％。

(5)与常规施肥相比，施用棉花专用棉杆生物质炭基肥比单施化肥节省肥料50-70％。

(6)棉杆生物质炭基肥可减少铵态氮的挥发损失，进而提高土壤碱解氮的含量。

具体实施方式

以下通过实施例形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

本实施例的生物炭基肥料为棉田专用炭基肥。

粉碎石膏、膨润土和棉花秸秆生物炭，石膏和膨润土过100目筛，棉花秸秆生物炭过60目筛。

每100千克棉花专用生物炭基肥原料的添加量如下：将16.2千克磷酸二铵、4.7千克尿素、6千克硫酸钾(K2O-50)、30千克棉花秸秆生物炭、12千克石膏和12千克膨润土混合到一起并搅拌均匀，获得肥料混合物。加热使肥料混合物温度在60℃，肥料混合物的含水量为4～10％。

对所述肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒，然后用圆盘造粒机进行整型造粒，获得肥料颗粒。为了使输送带输送能力与转鼓造粒机出料量匹配，转鼓造粒机按卸料方向倾斜1.5～2°，转速为8～15r/min。圆盘造粒机盘面的水平夹角在50～60°，盘边线速度1～1.4m/s。

用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理，干燥机的进口温度为180～250℃，得到炭基肥料。

实施例2

本实施例的生物炭基肥料为棉田专用炭基肥。

每100千克棉花专用生物炭基肥原料的添加量如下：将16.2千克磷酸二铵、4.7千克尿素、6千克硫酸钾(K2O-50)、35千克棉花秸秆生物炭、9千克石膏和9千克膨润土混合到一起并搅拌均匀，获得肥料混合物。加热使肥料混合物温度在65℃，肥料混合物的含水量为4～10％。

实施例3

本实施例的生物炭基肥料为棉田专用炭基肥。

每100千克棉花专用生物炭基肥原料的添加量如下：将16.2千克磷酸二铵、4.7千克尿素、6千克硫酸钾(K2O-50)、40千克棉花秸秆生物炭、7千克石膏和7千克膨润土混合到一起并搅拌均匀，获得肥料混合物。加热使肥料混合物温度在70℃，肥料混合物的含水量为4～10％。

实施例4

本实施例的生物炭基肥料为棉田专用炭基肥。

每100千克棉花专用生物炭基肥原料的添加量如下：将16.2千克磷酸二铵、4.7千克尿素、6千克硫酸钾(K2O-50)、38千克棉花秸秆生物炭、10千克石膏和10千克膨润土混合到一起并搅拌均匀，获得肥料混合物。加热使肥料混合物温度在75℃，肥料混合物的含水量为4～10％。

实施例5

本实施例的生物炭基肥料为棉田专用炭基肥。

每100千克棉花专用生物炭基肥原料的添加量如下：将16.2千克磷酸二铵、4.7千克尿素、6千克硫酸钾(K2O-50)、35千克棉花秸秆生物炭、11千克石膏和8千克膨润土混合到一起并搅拌均匀，获得肥料混合物。加热使肥料混合物温度在80℃，肥料混合物的含水量为4～10％。

试验例1

一、试验方案

在东营地区长期种植棉花的盐土进行1年田间试验。设置不施肥(CK)，不施用任何肥料；单施化肥(F)，施用尿素20kg/亩、磷酸二铵40kg/亩、硫酸钾20kg/亩，棉花秸秆炭基肥(CBF)666kg/亩。三个处理，三次重复，每个小区30m²，随机区组排列。棉花秸秆炭基肥作为基肥于4-5月棉花播种前基施。试验结果见表1。

表1不同处理棉花产量和土壤化学性质差异

二、试验结论

施用棉花秸秆炭基肥比单施化肥棉花增产19％，土壤有机质含量提高21％，碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提高20％、5％和70％。同时节省化肥50-70％。

试验例2

一、试验布置

试验执行地点和时间：东营地区，2018年4月2日施基肥，4月8日播种，年10月15日结束。

供试作物：棉花品种为中棉47。

试验地土壤条件：供试土壤为粉砂壤，试验区土壤肥力条件为土壤有机质12.9(g/kg)、土壤全氮0.8(g/kg)、土壤碱解氮65.4(mg/kg)、土壤有效磷11.5(mg/kg)、土壤速效钾178.2(mg/kg)。

试验方案：试验设三次重复，四个处理，小区面积30㎡。

处理1，每亩基肥：磷酸二铵16.2kg、尿素4.7kg、硫酸钾(K2O-50)6kg。

处理2，每亩基肥100kg实施例1制备的棉田专用炭基肥。

处理3，每亩基肥100kg实施例2制备的棉田专用炭基肥。

处理4每亩基肥100kg实施例3制备的棉田专用炭基肥。

田间的调查与管理

棉花农艺性状调查2次，追肥前后各调查一次，分别调查棉花株高、蕾数、花数、铃数，在6月26日第一次追肥尿素10kg，7月13日第二次追肥尿素10kg，10月15日采摘期进行测产和测定单铃重。

二、试验结论

处理1在棉花前期营养生长和开花初期具有一定的优势，说明化肥直接用于基肥速效性好于棉田专用生物炭基肥，从棉花的生殖生长期开始一直到棉花收获，棉田专用生物炭基肥用于基肥处理比化肥直接用于基肥表现的越来越好，说明棉田专用生物炭基肥用于基肥具有一定的长效性、保水性，保肥性。棉花的单玲重处理4(5.6g)＞处理3(5.5g)＞处理2(5.3g)＞处理1(4.8g)，处理4、3、2,差异不显著，而处理4、3、2同处理1相比达显著水平(p＜0.05)。棉花的皮棉产量处理4(363.9kg)＞处理2(354.8kg)＞处理3(352.6kg)＞处理1(324.5kg)，处理4、2、3差异不显著，而处理4、2、3同处理1相比达显著水平(p＜0.05)。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种棉田专用炭基肥，其特征在于，由如下重量份的原料制成：磷酸二铵15～18重量份、尿素2～5重量份、硫酸钾2～5重量份、棉花秸秆生物炭30～45重量份、石膏8～16重量份、膨润土8～16重量份。

2.一种根据权利要求1所述的棉田专用炭基肥的制备方法，其特征在于，步骤如下：

3.根据权利要求2所述的一种棉田专用炭基肥的制备方法，其特征在于，步骤1，利用棉花秸秆制备生物炭的具体步骤为：先把棉花秸秆粉碎成8～12cm，并使棉花秸秆水分＜30％，在缺氧的环境下使粉碎的棉花秸秆进行无焰燃烧，制成棉花秸秆生物炭。

4.根据权利要求2所述的一种棉田专用炭基肥的制备方法，其特征在于，步骤3，将16.2重量份磷酸二铵、4.7重量份尿素、6重量份硫酸钾、30～40重量份棉花秸秆生物炭、7～12重量份石膏和7～12重量份膨润土混合到一起并搅拌均匀，获得肥料混合物。

5.根据权利要求2所述的一种棉田专用炭基肥的制备方法，其特征在于，步骤4，对所述肥料混合物首先用转鼓进行初步造粒的过程中肥料混合物温度为60～80℃，肥料混合物的含水量为4～10％。

6.根据权利要求2所述的一种棉田专用炭基肥的制备方法，其特征在于，步骤5，干燥机的进口温度为180～250℃。