[发明专利]一种利用芒草生物炭作为土壤有机硅肥的方法

说明书

本发明提供一种利用芒草生物炭作为土壤有机硅肥的方法，将芒草生物炭施入农田中，并对表层0‑30cm土壤进行翻耕，使与芒草生物炭充分混合即可，所述芒草生物炭的加入量为农田翻耕的土壤质量的1‑3％。本发明使用禾本科植物芒草来制得的生物炭，所选用的原材料是多年生的高大草本植物，含有丰富的木质纤维素，是我国热带以及那亚热带地区的林缘或路旁等荒地上广泛生长的野生杂草，较之其他原料更易大量获得且具有经济性。此外，本发明是利用原料直接碳化，工艺简单，并且不产生二次污染。除此之外，本发明的芒草生物炭使用时具备长期硅溶出的能力。

技术领域

本发明涉及土壤肥料技术领域，特别是指一种利用芒草生物炭作为土壤有机硅肥的方法。

背景技术

硅是地壳中含量第二丰富的元素，同时也是植物生长发育过程中十分重要的元素。适当施用硅肥可以促进农作物生长发育、调节作物的养分吸收、增强植株抗病能力、提高农产品的产量等，也可以改良土壤和加快土壤的熟化。此外，硅肥还可以有效降低氮磷流失风险，激活土壤中的氮磷养分，降低植物的蒸腾效率，提高水分的利用能力，从而节约灌溉，减轻土壤的氮磷流失。

市场上现有的硅肥主要通过混料法、化学合成法和混料法制得，混料法生产工艺简单但硅含量低，而化学合成法最后虽能提高有效硅含量，但制备工艺复杂成本高。而制备富硅生物炭采用高温裂解的方法，制备方法简单，而且富含有效硅。

生物炭是生物质在高温、缺氧条件下干馏形成的富含碳素、稳定、细粒度、难溶、呈碱性和高度芳香化的固态物，在农业中应用作为成熟的有机肥料添加剂，起到疏松土壤，改善土壤pH值，增加土壤有机质含量的作用。

采用富硅植物如稻谷作原料可制得富硅生物炭，兼具硅肥的作用效果。关于生物炭的潜在应用已有许多研究，但是都限于生物炭的结构表征研究。现有技术中，跟富硅生物炭相关的专利仅有CN 104446698 A公开“一种富硅生物炭有机肥”，其利用稻谷壳高Si含量，采用三次发酵工艺得到高含量的水稻可利用有效硅。该专利主旨在于制得高有效硅的生物炭，所用原料为稻谷壳，且该专利的制作工艺采用堆肥化处理，工艺复杂且在有机物在高温堆肥下会产生恶臭有害的挥发有机物，对环境有污染。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种利用芒草生物炭作为土壤有机硅肥的方法。采用该方法使用芒草生物炭硅时其具备长期硅溶出的能力。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的芒草生物炭的制备方法，包括如下步骤：

(1)将芒草生物原料经洗涤后烘干，粉碎后经20目筛，得到的芒草粉末备用；

(2)将芒草粉末置于管式炉中，通入氮气，升温碳化制得芒草生物炭。检验芒草生物原料以及芒草生物炭中硅含量的差异。

步骤(1)中，芒草生物原料的烘干温度为40℃；步骤(2)中，芒草粉末碳化的升温速度为10℃/min，碳化温度为300℃或者500℃或者700℃，碳化处理的时间为2小时。

一种利用芒草生物炭作为土壤有机硅肥的方法，具体方式为将芒草生物炭施入农田中，并对表层0-30cm土壤进行翻耕，使与芒草生物炭充分混合即可。

作为优选地，所述芒草生物炭的加入量为农田翻耕的土壤质量的1-3％。

作为优选地，所述的农田土壤为红壤、黄壤、褐土、或黑钙土。

经过一段时间后检测土壤中有效硅的含量，并与初始值(土壤的有效硅初始值)对比。施入的芒草生物炭通过物理化学作用释放硅，增加土壤中有效硅的含量，从而增加土壤肥力。