[发明专利]一种速生草炭基控缓释生态肥及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种速生草炭基控缓释生态肥及其制备方法与应用，其活性组分包括缓效肥成分、速效肥成分、细胞分裂素生产菌剂，或者还包括其他有益成分。该生态肥中总养分质量含量(N+P₂O₅+K₂O)≥30％；其中缓效肥所用载体炭为速生草炭；所述细胞分裂素生产菌剂中含有巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌和木霉菌菌群。本发明采用的速生草炭质量优于传统的农业废弃物制备的生物炭：其出炭率高，可降低炭的制备成本；制成用于水田的肥料有利于炭基的沉降；增强了对养分元素的吸附能力；可改善化肥过量使用导致的土壤酸化，同时强碱性能可通过钝化土壤中的重金属离子减小其生物有效性。

技术领域

本发明属于生物肥料技术领域，具体涉及一种速生草炭基控缓释生态肥及其制备方法与应用。

背景技术

速生草是指一类植株高大、生长速度快的多年生C4草本植物，主要包括芒草(Miscanthus spp.)、狼尾草(Pennisetum purpureum)、芦苇(Phragmites communi)、芦竹(Arundo dona)、象草(Pennisetum purpureum)等。此类草是一般具有较高的生物产量且生物质中纤维素、半纤维素含量较高，而被认定为最具开发前景的能源植物类型。但目前纤维素乙醇的转化技术并未成熟，生物质直燃(用于发电及供热)技术经济效益较差，其他类型的利用方式匮乏，导致现阶段速生草生产与利用陷入了“停滞”局面。以湖南为例，在洞庭湖区处于半栽培、半野生状态的芒草就有170万亩之多。自上世纪70年代起，洞庭湖区的芒草主要作为造纸原料而被利用。但随着环洞庭湖生态经济区建设的实施，以及随着劳动力成本不断攀高、木浆原料价格走低和无纸化办公理念的兴起，这种基于强酸、强碱作为预处理工艺的芒草造纸产业日渐衰退。目前，洞庭湖区芒草的商业化利用陷入停滞并造成了约6万人失业的危急局面。因此，为了保证速生草产业的可持续发展，发掘速生草新的高附加值利用方式是亟待解决的关键问题。

生物炭是将纤维素、木质素类生物质在无氧或限氧的条件下低温(700℃)热裂解而得到以稳定芳香环不规则叠层堆积存在的有机碳。生物炭自身含有的灰分元素(K、Ca和Mg等)施入土壤后可作为可溶性养分被作物吸收利用，但其所含有的大量元素(N、P、K)并不能满足作物生长的需求。因此，生物炭并不能被直接作为肥料使用。但是，生物炭所具有的微孔结构与极强的吸附力能提高其对营养元素的吸附能力和增加养分有效性，可作为肥料载体利用。由此可见，将生物炭作为肥料载体与无机肥料混合后制备成生物质炭基肥，这不仅可消除炭基自身养分不足的缺陷,也可赋予无机肥料缓/控释功能。而且，与传统的以高分子聚合物包膜的控缓释肥料相比，生物炭基肥不仅不会因为包衣膜不降解而对土壤形成“次生污染”，还可以改良土壤结构、增加土壤固碳能力。

生物炭的制备原料来源广泛，主要包括农业废弃物(如作物秸秆)、农产品加工副产物(如花生壳、稻壳)、林业废弃物(如木屑)及速生木本植物(如毛竹)。但是，现有的农业废弃物及农产品加工副产物(总体木质素含量较低)加工出来的生物炭出炭率较低、品质较差；而品质好的木本原料生长周期长、产量低、投入大。相比较而言，速生草生长速度快、种植成本低，且其生物质木质化程度高、纤维结构均匀一致，是较为理想的制炭材料。鉴于此，通过种植速生草并热解其生物质生产生物炭，进而对生物炭深加工开发出附加值高的生物炭基肥，其既可以保证了速生草产业的可持续发展，也促进了生物炭产业的进步，同时也实现了减少农田化肥使用及土壤改良，是一条高值、高效、节能、减排、绿色的产业链。鉴于此，本发明旨在提供一种用速生草原料制备炭基控释生态肥的制备技术。

发明内容