[发明专利]木质素粘结生物炭包膜尿素及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于农业生物质利用技术，主要涉及一种木质素粘结生物炭包膜尿素及制备方法。

背景技术

我国是一个人口众多的农业大国，粮食安全关乎国计民生和社会的平安稳定。由于我国对土地掠夺式的开发利用，耕地问题比较突出，主要表现在中低产耕地多、耕地质量下降、土壤污染等问题。保护土地质量刻不容缓，目前国家大力倡导的秸秆还田技术在不少地区取得良好的效果，但是在北方地区尤其是东北地区，秸秆还田等技术难以全面推广，其主要是因为气温低导致当年秸秆难以腐烂影响之后的出苗率，因此，在难以进行秸秆还田的地区推广生物炭还田，符合因地制宜的原则。为保证和提高单位面积粮食产量，化肥的使用成为重要的技术手段。但是，化肥的大量使用不仅造成环境污染，而且化肥利用效率低，化肥损失浪费多，提高了施肥作业成本，以尿素为例，其利用率仅为30-60％。因此将生物质炭与尿素结合研发一种肥料利用率高、环境污染轻、同时能够提高土壤肥力的新型生物质肥料迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合农业生产的实际需要，研发一种木质素粘结生物炭包膜尿素及制备方法，达到提高肥料利用率和土壤肥力、减轻环境污染、制造工艺方法简单的目的。

本发明的目的是这样实现的：一种木质素粘结生物炭包膜尿素，所述木质素粘结生物炭包膜尿素由热解生物质炭、尿素和粘结剂组成，所述粘结剂按重量单位计，由9-18％的酸沉木质素、5-90％的木醋液、0-86％的水配伍组成。

一种木质素粘结生物炭包膜尿素制备方法，①、原料备制：将热解生物质炭粉碎，过48目筛；将尿素过24目筛；将酸沉木质素溶于木醋液或溶于木醋液、水中，震荡混匀，得粘结剂备用；②、用已过24目筛后的尿素颗粒为球核进行造粒，同时将粘结剂均匀喷淋到尿素颗粒表面上，边喷淋边加入过48目筛的热解生物质炭，至粘结剂全部喷完后，得木质素粘结生物炭包膜尿素中间产物；③、将木质素粘结生物炭包膜尿素中间产物在40-80℃条件下烘干至恒重，得木质素粘结生物炭包膜尿素成品。

在本发明的木质素粘结生物炭包膜尿素中，木质素溶解于木醋液中，使炭粉能够较好的包裹尿素，形成致密的粘结剂与生物质炭混合物包膜，表面包膜层随着时间慢慢破损，尿素得到释放。表面的生物质炭剥离后能够改善土壤结构，增加土壤孔隙率，增强了土壤的保水保温保肥和通气能力；造纸黑液中的酸沉木质素由于其结构复杂，难以高值化利用，通过与木醋液共混后其经过加热后能明显改善其粘结性能，能将炭粉包膜尿素较好的成型，使用量很少的酸沉木质素就能成型较多的生物炭包膜尿素，同时其中的木质素是土壤中腐殖质的前体，木醋液具有杀菌等功能，起到改良土壤和防虫杀菌功能；另外，酸沉木质素还具有缓释、长效、抑制脲酶活性、提高氮肥利用率的作用。本发明创造的组分构成新颖合理、简单，制作工艺简便易行，生产成本低廉，肥料利用率高，肥效时间长，环境污染轻，功能多样。

具体实施方式

实施例一：

将10千克质量的酸沉木质素溶于90千克质量的木醋液中，震荡混匀得到粘结剂；将已过24目筛的尿素颗粒放入造粒设备中造粒，将粘结剂均匀的喷洒到尿素表面上，同时加入粉碎后已过48目筛的热解生物质炭，此过程持续到粘结剂加完，得木质素粘结生物炭包膜尿素中间产物，将造粒完的木质素粘结生物炭包膜尿素中间产物在45℃下进行烘干至恒重，得木质素粘结生物炭包膜尿素成品。

实施例二：

将15千克质量的酸沉木质素溶于30千克质量的木醋液和55千克的水中，震荡混匀得到粘结剂；将已过24目筛的尿素颗粒放入造粒设备中造粒，将粘结剂均匀的喷洒到尿素表面上，同时加入粉碎后已过48目筛的热解生物质炭，此过程持续到粘结剂加完，得木质素粘结生物炭包膜尿素中间产物，将造粒完的木质素粘结生物炭包膜尿素中间产物在60℃下进行烘干至恒重，得木质素粘结生物炭包膜尿素成品。

大量的科研实验证明，本发明具有明显、突出的技术效果：1、氮肥利用率提高：木质素粘结生物炭包膜尿素的施入与同等尿素的施入量比较，氮肥的利用率在57-64.6％，比单施尿素多5-23个百分点；2、土壤疏松度增加：土壤容重是土壤物理特性的一个重要指标，土壤容重的降低一般表明土壤的内部结构得到改善，在0-7cm的土层中，添加了木质素粘结生物炭包膜尿素的土壤容重比未添加的土壤容重下降4.4-5.2％，表明土壤疏松度增加；3、持水性提高：木质素粘结生物炭包膜尿素持水量为本身重量的1.5-1.7倍左右；4、吸附重金属能力增强：木质素粘结生物炭包膜尿素中炭对重金属铅的吸附量能达到0.3mg/g，且不容易解吸下来，解吸率小于8％；5、杀菌抑菌效果好：木质素粘结生物炭包膜尿素对大肠杆菌、变形杆菌、巨大芽孢杆菌、产气杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌和黑曲霉、青霉等霉菌都有明显的抑菌作用，起到天然抗菌素的作用。