[发明专利]一种改性生物炭、生物炭基有机肥及其制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种改性生物炭、生物炭基有机肥及其制备方法及其应用，属于有机肥技术领域。改性生物炭将桃木渣粉碎、过筛，将得到的桃木渣粉和氧化石墨烯混合，在氮气保护下550～600℃热解2～3h，经高锰酸钾溶液浸泡后，在550～600℃下再次热解0.4～0.6h，水洗去除杂质制备得到。生物炭基有机肥包括以下重量份的原料发酵得到：所述改性生物炭30～40份、牛粪60～80份、腐熟酒糟15～25份、花生壳粉10～20份、木醋液6～8份、甜菜糖蜜4～6份，胶红酵母发酵剂3～5份和复合纤维素酶0.08～0.12份。生物炭基有机肥达到了养地、增产效果，同时原料易得且成本低廉、工艺先进，可规模化生产。

技术领域

本发明属于有机肥技术领域，具体涉及一种改性生物炭、生物炭基有机肥及其制备方法及其应用。

背景技术

我国生物质资源虽然丰富，但由于保存和转化的技术落后导致生物质资源浪费严重，这不仅污染了环境，还造成了生物质资源的巨大浪费。在畜禽养殖业上，随着畜禽养殖业、种植业的迅猛发展，畜禽粪便产生量越来越大，据统计我国每年畜禽粪便的排放总量高达38亿吨，大量畜禽粪便的随意堆放和低效处理，也给环境治理造成很大的压力。在酿酒工业上，我国白酒产量巨大，酒糟作为酿酒业的副产品，营养丰富。目前我国白酒酒糟年产量已超过1亿吨，大部分作为废渣弃掉，这不仅造成资源浪费而且污染环境。花生壳是常见的生物质资源，当前大部分用做燃料或当作废渣弃去，利用效率极低，造成了资源的浪费。

以生物质为原料制备的生物质炭具有无污染，高吸纳量，可再生等特点，已成为最具发展潜力的新材料之一。生物质炭具有发达的孔隙结构，巨大的比表面积和较大的吸附力，这使生物质炭在农业环境领域中有广泛的应用前景，可用于改善土壤环境与理化性质(例如公开号CN107602284A的专利)。这不仅符合我国农业发展带来低碳循环、可持续发展的新理念，还可以节约能源、改善环境、生态平衡，特别是对种植业秸秆循环利用的可持续发展具有深远的意义。

然而目前，生物炭基有机肥的作用往往较为单一，例如，公开号为CN107602284A的专利公开了一种生物炭土壤改良有机肥，通过有机成分中的发酵后秸秆和木屑，可增加土壤间隙，利用水分保持和空气流通，并为植物提供营养物质，泥炭可吸附微量元素、中量元素成分和水分，起到保肥、保水的作用，而腐质酸成分，既可为土壤提供营养物质，又可中和土壤中碱性成分，缓解土壤碱化，从而达到改良土壤，降低土壤中重金属含量的目的。再例如，公开号CN 108947688A的专利公开了一种桃木种植专用生物炭复合有机肥，主要是由人畜粪、头孢菌渣、青霉素菌渣、生物炭、玉米芯、豆腐渣、棉籽壳及其他多种原料制成，该生物炭基有机肥不仅富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等营养成分，满足桃木生长需求；通过生物炭复合有机肥相比于单施生物炭或者有机肥，能更好地提高桃木的生长发育。由此可见，目前现有技术公开的生物炭基有机肥往往包括土壤改良或作物增产两方面的研究，还没有同时具有土壤改良以及提高作物产量的生物炭基有机肥。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改性生物炭、生物炭基有机肥及其制备方法及其应用，所述生物炭具有疏松多孔，通气透水性好，比表面积大，吸附和螯合能力强的特点，配合其他原料以解决现有技术有机肥在作物种植过程中施肥方式导致的作物产量不高，过量的施用化肥造成土壤质量下降、环境污染的技术问题。

本发明提供了一种改性生物炭，包括以下步骤制备得到：

1)将桃木渣粉碎、过筛，得到桃木渣粉；

2)将所述桃木渣粉和氧化石墨烯混合，在氮气保护下550～600℃热解2～3h，得到混合生物炭；

3)用高锰酸钾溶液浸泡所述混合生物炭，在550～600℃下再次热解0.4～0.6h，得到改性生物炭粗品；

4)将所述改性生物炭粗品水洗去除杂质，得到改性生物炭。

优选的，步骤2)中所述桃木渣粉和氧化石墨烯的质量比为100～200：1。