[发明专利]一种炭基水溶肥、其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种炭基水溶肥、其制备方法及其应用，炭基水溶肥是采用80℃以上的木醋液喷淋在热生物质炭上，控制炭液比1kg:20L，搅拌至少30min，经固液分离后，在液体中添加可溶性无机肥料后获得，整体呈液态，可溶性有机质（DOM）含量为91 g·L^‑1，无机养分(N+P₂O₅+K₂O) 120 g·L^‑1。所述的木醋液是玉米秸秆炭化过程中产生的木醋液，生物质炭是玉米秸秆生物质炭。本发明可以显著提高蔬菜产量和品质。

技术领域

本发明涉及一种炭基水溶肥及其制备方法，利用生物质炭和炭化过程中产生的木醋液以及无机肥料制备获得，适用于喷灌、滴灌等现代农业设施，可以提高作物产量和品质。使用简单方便，实现了水肥一体化，有益于推动农业废弃物生物质炭化产品的综合利用，属于农业废弃物资源化、新型绿色生态农业生产资料领域。

背景技术

生物质炭是生物质废弃物限氧热裂解获得的固体产物。秸秆等农业生物质热裂解生产的生物质炭能够改善土壤结构、提升土壤肥力并增加作物产量。当前，中国的秸秆生物质炭化土壤改良与生态农业技术已推广服务于绿色农业，带动了秸秆处理为源头的生物质产业。木醋液作为秸秆热裂解的液态产物，具有对作物生长的促进作用，陈琳等(2011)提出用于作物叶面喷施调理剂。娄颖梅等(2016)采用热水浸提生物质炭得到可溶性有机质，通过LC-OCD及GC-MS等分子鉴定技术检测出其含有小分子中性物质(醇类、醛类、酮类及小分子氨基酸)、质子有机酸、腐殖质、腐殖质氧化产物等，实验证明具有显著的作物生长促进作用。生物质炭热水提取液中同时含有一定浓度的大量与中量营养元素(例如K、Ca、Mg、P、SO42-)及少量微量营养元素(例如Fe、Mn、B、Se、Sr、Zn、Cu)。试验表明，将小麦和玉米秸秆的生物质炭热水提取液稀释一定倍数喷施，可显著提高小白菜产量并改善品质，且对提升小白菜维生素C含量和降低其硝酸盐含量的作用尤为显著。Graber等人(2015)研究提示，生物质炭提取液激发植物对P营养的响应，可以显著促进缺P条件下拟南芥幼苗根毛生长。Taek等人(2012)也报道，在高稀释倍数下，生物质炭水提取物显著促进了生菜种子的萌发和幼苗生长。因此，生物质炭提取液在作物特别是蔬菜生产的应用可能开辟生物质炭农业应用产品的新方向。

近年来，木醋液稀释应用于叶面调理已有较多研究。秸秆木醋液是秸秆热解过程产生的绿色产品，含有大量小分子有机物，在适宜的浓度下可以促进植物生长、果实发育，也可以改良土壤。李忠徽等(2014)采用木醋液灌施土壤，表明木醋液在小于5倍稀释倍数下，显著提高土壤有机碳含量，利于大团聚体发育；而稀释50倍以上可以促进辣椒生长并增产。采用木醋液稀释液喷洒，显著提高土壤中微量元素铁、锰、铜、锌含量，生长的空心菜、油麦菜和生菜等三种叶菜类作物的维生素C含量提高，硝酸盐含量降低。将木醋液稀释600倍喷施水稻叶面，水稻结实率、每穗粒数及收获稻谷产量均显著高于对照。黄文等(2010)研究了木醋液不同倍数喷施对西红柿产量及品质的影响，表明木醋液稀释100倍增产显著(达10％)。施用木醋液也能表现出对土壤的改良和肥力提升作用，其中土壤养分的提升与用量相关；木醋液通过调节土壤pH，提高有机质含量，改善土壤通气和透水性，降低土壤盐分危害，进而提高作物的产量和品质。

水溶肥是一种可以完全溶于水的多元素复合肥料，与传统的固体复合肥相比，水溶肥水溶养分易被作物吸收利用，可满足高产作物快速生长期的营养需求，且结合滴灌、喷灌等农业设施实现了水肥一体化。水溶肥在提高肥料利用率、减低肥料损失和环境污染和农业节本增效等方面具有明显优势，成为未来新肥料的发展方向。水溶肥的技术关键是根据作物种类和生育期的养分需求规律，配制养分量和配合比例，以保证养分效率和施肥效果。水溶肥可以根据不同养分物质的溶解度进行配方的灵活调整。目前我国水溶肥分为大量元素、中量元素、微量元素、含腐植酸和含氨基酸等五大类水溶肥，并制定了相应的标准。目前，尚未见有机无机复合水溶肥。但是，我国耕地土壤普遍缺乏有机质、过量无机化肥施用的危害日益显现，开发新型有机无机复合水溶肥具有重要意义。

发明内容