[发明专利]烟草专用生物炭基缓释复合肥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及肥料领域，具体涉及一种烟草专用生物炭基缓释复合肥及其制备方法。

背景技术

目前，中国耕地土壤质量普遍不容乐观，其主要问题有：耕地基础肥力呈下降趋势，土壤贫瘠，养分分布不均匀，土壤退化严重；土壤板结、酸碱化，我国各类碱性土壤有61万km²，酸性土216万km²,占国土面积的21%；还包括土壤有机质下降，结构松散，地力衰竭等问题。为解决土壤结构单一，养分贫瘠的状况，直接导致了我国过量施肥现象普遍，养分利用率明显降低，并造成一系列食品安全和环境问题。

在植烟土壤中也存在类似的问题。由于我国植烟历史悠久，但是植烟土壤有限，造成烟田连作较为严重，而烟草是忌连作作物，连作会引起植烟土壤养分严重失调，肥料利用率降低，土壤理化性质和生物学特性恶化，进而降低烟草的抗性，引起病虫害的严重发生，如烟草黑胫病、根黑腐病、青枯病等，烟株缺素特征明显（如钙镁等）、危害较为频繁，严重影响烟叶的产量及品质。同时，烟叶生产也产出巨量的烟秆，这些烟秆的处理和利用一直是烟农或大田管理的难题之一。在这些烟秆中含有较高量的养分和微量元素，也是烟草病虫害越冬越夏的丰富资源或场所。因此，利用烟田农业废弃物进行制备生物质炭对农业生产尤其是烟叶生产具有重大意义。

生物炭是生物质在低氧环境下，经高温热解产生的一类多孔隙结构、高比表面积、吸附能力强的富碳类物质。生物炭中有许多微孔，为聚集营养物质和有益微生物创造了条件，这一特点使其能够补充土壤有机物含量，而且能有效保存水分和养料，提高土壤肥力，同时由于其微孔结构产生了较好的吸附性能，进而有利于提高肥料利用率。生物炭的取材一般来自于农业废弃物，如麦秆、烟秆等，但是中国每年产生的大量秸秆多被焚毁，不但脱离农业循环而且产生大量温室气体，污染空气，这也是加剧目前全国热点环境问题—雾霾的一个主要原因。因此，减少秸秆焚烧，进行生物炭制备，与化肥进行复合，变废为宝，通过还田可以有效改良土壤，提高肥料利用率，同时起到保护环境的作用。

目前，国际上也开发出一系列具有缓释功能的复合肥料,以提高肥料养分的利用效率，但这些肥料原料成本高、工艺复杂，不利于大面积推广应用，且多数含有高分子聚合物为主的包膜材料，其中大部分不能完全降解,容易在土壤中积累，形成“次生污染”。由于烟田灌水量大、且灌水频繁，包膜材料遇水易溶解，难易起到对肥料养分的保护作用，对养分的释放速率控制效果不明显，因此，开发低成本、适宜于烟田的环保型缓释氮素肥料成为生产中的迫切需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种养分释放与烟草需求耦合性好、养分淋溶损失低的烟草专用生物炭基缓释复合肥。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

设计一种烟草专用生物炭基缓释复合肥，以重量份计，其制备原料包括烟秆生物质炭22～78份、氮磷钾三元复合肥40～50份，所述氮磷钾三元复合肥中N：P₂O₅：K₂O=18～22:13～16:9～12，所述烟秆生物质炭是由烟秆于380～450℃的缺氧环境下热解制成的生物质炭。

所述烟秆生物质炭的制备方法如下：

取干燥烟秆置于马弗炉中于380～450℃下热解2h，冷却后粉碎，过0.5～2mm筛后以清水浸泡3～6小时，再用清水冲洗1～3次以去除灰分和杂质，烘干后即成。

以水蒸气为活化剂，按如下方法对所得生物质炭进行活化：

在850～950℃的无氧环境下，以0.30～0.4L/min的流量通入水蒸气，活化处理80～100min。

所述烟草专用生物炭基缓释复合肥还含有木质素磺酸钙2～3份。

所述烟草专用生物炭基缓释复合肥还含有坡缕石2～4份，坡缕石是经30～50KHz 超声波照射2～4分钟、粒度为150～250目的坡缕石；坡缕石具有特殊的纤维结构、较好的阳离子代换性、吸附性、保水性、粘结性等特点，可以改良土壤的物化性状，改善土壤的水热条件，而经超声波处理后，坡缕石棒晶分散开来，比表面积提高（≥330m²/g），吸附性能大大增强；加入适量的坡缕石，还可改善肥料的物理性状，如提高肥料成粒率，提高造粒速度，增加颗粒强度，而且所得肥料不结块、不返潮、颗粒均匀、表面光滑、色泽度好。烟秆生物质炭与坡缕石配合使用比各自单独作为肥料载体使用，具有明显的增效作用，使得养分释放与作物养分需求的耦合性高，氮素养分淋溶损失更低，肥料利用率提高。