CN107935740A - 一种大樱桃专用生物质炭基肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种大樱桃专用生物质炭基肥及其制备方法。该生物质炭基肥包括如下重量份的原料，尿素200‑300份，硫酸钾250‑350份，磷酸一铵30‑50份，过磷酸钙100‑150份，生物质炭150‑200份，填充剂40‑50份，助粘剂20‑30份，其中所述生物质炭要经过木醋液喷淋处理。本发明提供的大樱桃专用生物质炭基肥的制备方法，通过木醋液喷淋处理步骤使生物质炭的pH降低，不仅适用于樱桃最佳的土壤酸碱度，而且其保肥效果更好，不会造成氮肥损失，同时，经木醋液喷淋的生物质炭自身pH下降，不仅不会造成土质恶化，而且还在一定程度上改善土壤理化性质，防止土壤盐碱化，促进大樱桃根系生长，有利于樱桃植株的抗风抗冻、抗旱耐涝能力。

Description

一种大樱桃专用生物质炭基肥及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种大樱桃专用生物质炭基肥及其制备方法。

背景技术

大樱桃是温带落叶果树，主要分布在北半球的温带地区。我国大樱桃的栽培区域很狭窄，只有辽东半岛的南端、胶东半岛的北端和秦皇岛等围绕渤海湾的少部分地区能够大面积栽培。大樱桃果实色泽艳丽，晶莹美观，果肉柔软多汁，营养丰富，鲜艳夺目，鲜食风味极佳。樱桃果实除鲜食外，还可加工成樱桃汁、樱桃酱、樱桃脯和樱桃罐头，是食用价值极高的果品，被誉为“果中珍品”。大樱桃喜温暖，不耐寒，不耐旱，不耐涝，怕大风，怕黏土盐碱地，适宜种植在土层深厚、土地结构良好、pH6.5-7.5的土壤上。大樱桃从发芽到果实成熟发育时间较短，仅有约60天，其养分需求集中在生长季节的前半期，樱桃发育迅速，需肥集中。据研究，每生产1吨的樱桃鲜果实需氮10.4千克、磷1.4千克、钾13.7千克。

施肥是提供大樱桃所需营养元素的重要手段，因而合理施肥对于大樱桃的生长发育，提高大樱桃产量和品质起到决定性作用。目前，我国肥料市场上化肥品牌繁多，配方众多，然而真正符合大樱桃生长发育需求的专用配方肥却少之又少。为此，中国专利文献CN103787749A公开了一种改性生物炭大樱桃树专用肥料，包含改性玉米芯颗粒炭微粒、过磷酸钙、硫酸钾、硫酸锌、硫酸镁、硫酸铜、硫酸亚铁和硼砂，并且还包含尿素、硫酸铵和磷酸一铵中的一种或几种。该篇文献利用玉米芯颗粒炭，通过改性提高了其吸附能力，与大樱桃生长发育所必需的氮、磷、钾及其他营养元素复合，减少养分损失，肥料营养集中于大樱桃根际周围，满足大樱桃发育迅速、需肥集中的营养要求，有利于在大樱桃生产中大规模推广应用。但是，所述改性玉米芯颗粒炭微粒为碱性，众所周知，铵态氮肥中的铵根离子遇到碱性物质则产生氨气(NH₄ ⁺+OH^-＝NH₃↑+H₂O)，会造成氮素的损失,因此上述碱性玉米芯颗粒碳在与常规化肥进行混合时难免会出现铵态氮肥损失的不利影响；其次，用膨润土或黏土作为粘结剂制得的肥料容易破损，导致肥料中的养分不能按照预期释放，进而不能满足樱桃生长期对养分的需求；此外该配方中还需要额外添加各种微量元素，造成成本提高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的由于生物质炭材料为碱性易造成氨态氮肥损失，肥料成型后硬度低、易破损，需要额外添加微量元素、成本高等缺陷，从而提供一种大樱桃专用生物质炭基肥及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种大樱桃专用生物质炭基肥，包括如下重量份的原料，尿素200-300份，硫酸钾250-350份，磷酸一铵30-50份，过磷酸钙100-150份，生物质炭150-200份，填充剂40-50份，助粘剂20-30份，其中所述生物质炭要经过木醋液喷淋处理。

优选的，包括如下重量份的原料，尿素262份，硫酸钾300份，磷酸一铵43份，过磷酸钙125份，生物质炭200份，填充剂45份，助粘剂25份。

进一步地，所述助粘剂为膨润土与硫酸钙的混合物，二者的质量比为1.25-1.5：1。

进一步地，所述填充剂为滑石粉。

一种上述大樱桃专用生物质炭基肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将各组分按比例称重，粉碎，然后将尿素、硫酸钾、磷酸一铵、过磷酸钙、生物质炭、填充剂、助粘剂投入混合机中，混合均匀得混合粉料；

(2)将步骤(1)所得混合粉料进行造粒，造粒过程中喷入约25-35％少量经稀释800-1000倍的木醋液代替水进行滚动造粒，得到直径3-5毫米的肥料颗粒；

(3)将肥料颗粒进行干燥、冷却、筛分及防结块处理后包装即可。

进一步地，所述生物质炭的制备方法包括选料、物料造粒、连续进料炭化、多级冷却、木醋液喷淋步骤，其中炭化过程为绝氧条件，所述木醋液喷淋步骤是指在炭化结束至冷却室时用木醋液进行喷洒，木醋液的喷洒量为生物质炭质量的25-35wt％。

进一步地，所述木醋液来自炭化生产生物质炭时热解气喷淋、降温产生的水溶性酸性液体。

进一步地，步骤(3)所述干燥为自然风干或60℃以下烘干至含水量低于5％即可，然后装入带有内袋的肥料包装袋中。

上述原料均为市售产品，其中:

所述尿素中氮含量为46％；所述硫酸钾中氧化钾含量为50％；所述磷酸一铵中含氮总量为11％，五氧化二磷含量为44％；所述过磷酸钙中氧化钙含量为4％，五氧化二磷含量为16％，以上含量均为质量百分比。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的大樱桃专用生物质炭基肥，选用经过木醋液喷淋处理的生物质炭为基础原料，生物质炭的pH降低，不仅适用于樱桃最佳的土壤酸碱度，而且其保肥效果更好，不会造成氮肥损失，同时，经木醋液喷淋的生物质炭自身pH下降，不仅不会造成土质恶化，而且还在一定程度上改善土壤理化性质，防止土壤盐碱化，促进大樱桃根系生长，有利于樱桃植株的抗风抗冻、抗旱耐涝能力。

2.本发明提供的大樱桃专用生物质炭基肥，木醋液里所含的有机酸类物质和微量元素不仅是对生物炭养分的补充，同时其自身还具有降盐、杀菌、提供微量元素养分的作用，从而降低樱桃的土传病害，提高樱桃的产品质量。

3.本发明的提供的大樱桃生物质炭基肥，相对于传统的复合肥和早期类似炭基肥，在其水溶性(缓释性)和颗粒硬度上做了充分改善。本发明选用膨润土和硫酸钙共同作为助粘剂，可使得肥料在制作过程中具有良好的粘结效果，提高生物炭与其他化学养分的有机结合，从而在施用过程中能有效控制养分的合理释放，起到肥效缓释作用；同时良好的塑形作用也使得肥料成粒效果良好，降低肥料在运输和施用中因粉碎而产生的浪费，同时，避免了由于肥料粉碎而导致肥料中的养分不能按照预期释放，进而不能满足樱桃生长期对养分的需求问题。

4.本发明提供的大樱桃专用生物质炭基肥，选用滑石粉作为填充剂，其有效成分为硅酸镁，能够提供部分微量元素，作为填料，不仅可增加产品形状的稳定，同时不影响粘结剂的粘结效果和肥效的释放。

5.本发明提供的大樱桃专用生物质炭基肥，根据测土配方实验总结出大樱桃对养分的需求规律，合理调配各养分含量和比例，从而开发出高效环保的生物质炭基大樱桃专用肥，并根据樱桃的需肥特性，合理调控肥料的释放速率，以提高肥料利用率、促进大樱桃高产稳产。

具体实施方式

在本发明的实施例和对比例中，规定10g为一重量份。

实施例1

一种大樱桃专用生物质炭基肥，包括如下重量份的原料，尿素262份，硫酸钾300份，磷酸一铵43份，过磷酸钙125份，生物质炭200份，填充剂45份，助粘剂25份，其中，所述生物质炭要经过木醋液喷淋处理，所述填充剂为滑石粉，所述助粘剂为膨润土与石膏的混合物，二者的质量比为1.35:1。

其制备方法包括如下步骤：

(1)生物炭的制备：包括选料、物料造粒、连续进料炭化、多级冷却、木醋液喷淋等步骤：其中炭化过程为绝氧条件，所述木醋液喷淋为在炭化结束至冷却室时用炭化过程产生的木醋液进行喷洒，木醋液的喷洒量为生物质炭质量的30％。其中木醋液是指经过炭化生产生物质炭时热解气喷淋、降温产生的水溶性酸性液体，去除上层轻质部分，滤去下层比重较大的油脂部分所剩下的中间层的均匀透明，无分层、无悬浮物的偏酸性液体。

(2)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、过磷酸钙、生物质炭、填充剂、助粘剂等原料按比例称量，然后先分别粉碎，再投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机送入滚筒造粒机；

(3)造粒过程中，喷入混合粉料质量的30％稀释1000倍的木醋液代替水进行滚动造粒，要求直径3-5毫米的颗粒在70％以上，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；

(4)物料在烘干机内60℃烘干至含水量低于5％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装即可。

实施例2

一种大樱桃专用生物质炭基肥，包括如下重量份的原料，尿素200份，硫酸钾350份，磷酸一铵30份，过磷酸钙150份，生物质炭150份，填充剂50份，助粘剂20份，其中所述生物质炭要经过木醋液喷淋处理，所述填充剂为滑石粉，所述助粘剂为膨润土与石膏的混合物，二者的质量比为1.5:1。

其制备方法包括如下步骤：

(1)生物炭的制备：包括选料、物料造粒、连续进料炭化、多级冷却、木醋液喷淋等步骤，其中炭化过程为绝氧条件，所述木醋液喷淋为在炭化结束至冷却室时用炭化过程产生的木醋液进行喷洒，木醋液的喷洒量为生物质炭质量的25％。其中木醋液是指经过炭化生产生物质炭时热解气喷淋、降温产生的水溶性酸性液体，进一步去除上层轻质部分，滤去下层比重较大的油脂部分所剩下的中间层的均匀透明，无分层、无悬浮物的偏酸性液体。

(2)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、过磷酸钙、生物质炭、填充剂、助粘剂等原料按比例称量，然后先分别粉碎，再投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机送入滚筒造粒机；

(3)造粒过程中，喷入混合粉料质量的35％稀释800倍的木醋液代替水进行滚动造粒，要求直径3-5毫米的颗粒在70％以上，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；

(4)物料自然风干至含水量低于5％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装即可。

实施例3

一种大樱桃专用生物质炭基肥，包括如下重量份的原料，尿素300份，硫酸钾250份，磷酸一铵50份，过磷酸钙100份，生物质炭200份，填充剂40份，助粘剂30份，其中所述生物质炭要经过木醋液喷淋处理，所述填充剂为滑石粉，所述助粘剂为膨润土与石膏的混合物，二者的质量比为1.25:1。

其制备方法包括如下步骤：

(1)生物炭的制备：包括选料、物料造粒、连续进料炭化、多级冷却、木醋液喷淋等步骤，其中炭化过程为绝氧条件，所述木醋液喷淋为在炭化结束至冷却室时用炭化过程产生的木醋液进行喷洒，木醋液的喷洒量为生物质炭质量的35％。其中木醋液是指经过炭化生产生物质炭时热解气喷淋、降温产生的水溶性酸性液体，进一步去除上层轻质部分，滤去下层比重较大的油脂部分所剩下的中间层的均匀透明，无分层、无悬浮物的偏酸性液体。

(2)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、过磷酸钙、生物质炭、填充剂、助粘剂等原料按比例称量，然后先分别粉碎，再投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机送入滚筒造粒机；

(3)造粒过程中，喷入混合粉料质量的25％稀释1000倍的木醋液代替水进行滚动造粒，要求直径3-5毫米的颗粒在70％以上，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；

(4)物料在烘干机内60℃以下烘干至含水量低于5％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装即可。

实施例4

一种大樱桃专用生物质炭基肥，包括如下重量份的原料，尿素280份，硫酸钾285份，磷酸一铵40份，过磷酸钙125份，生物质炭200份，填充剂45份，助粘剂25份，其中所述生物质炭要经过木醋液喷淋处理，所述填充剂为滑石粉，所述助粘剂为膨润土与石膏的混合物，二者的质量比为1.4:1。

其制备方法包括如下步骤：

(1)生物炭的制备：包括选料、物料造粒、连续进料炭化、多级冷却、木醋液喷淋等步骤，其中炭化过程为绝氧条件，所述木醋液喷淋为在炭化结束至冷却室时用炭化过程产生的木醋液进行喷洒，木醋液的喷洒量为生物质炭质量的30％。其中木醋液是指经过炭化生产生物质炭时热解气喷淋、降温产生的水溶性酸性液体，进一步去除上层轻质部分，滤去下层比重较大的油脂部分所剩下的中间层的均匀透明，无分层、无悬浮物的偏酸性液体。

(2)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、过磷酸钙、生物质炭、填充剂、助粘剂等原料按比例称量，然后先分别粉碎，再投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机送入滚筒造粒机；

(3)造粒过程中，喷入混合粉料质量的30％稀释900倍的木醋液代替水进行滚动造粒，要求直径3-5毫米的颗粒在70％以上，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；

(4)物料在烘干机内60℃以下烘干至含水量低于5％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装即可。

对比例1(普通生物质炭)

一种大樱桃专用生物质炭基肥，包括如下重量份的原料，尿素262份，硫酸钾300份，磷酸一铵43份，过磷酸钙125份，生物质炭200份，填充剂45份，助粘剂25份。

其制备方法包括如下步骤：

(1)生物炭的制备：包括选料、物料造粒、连续进料炭化、多级冷却等步骤：其中炭化过程为绝氧条件；

(2)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、过磷酸钙、生物质炭、填充剂、助粘剂等原料按比例称量，然后先分别粉碎，再投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机送入滚筒造粒机；

(3)造粒过程中，要求直径3-5毫米的颗粒在70％以上，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；

(4)物料在烘干机内60℃烘干至含水量低于5％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装即可。

对比例2(助粘剂不同)

一种大樱桃专用生物质炭基肥，包括如下重量份的原料，尿素262份，硫酸钾300份，磷酸一铵43份，过磷酸钙125份，生物质炭200份，填充剂45份，助粘剂25份，其中，所述生物质炭要经过木醋液喷淋处理，所述填充剂为滑石粉，所述助粘剂为膨润土。

其制备方法包括如下步骤：

(1)生物炭的制备：包括选料、物料造粒、连续进料炭化、多级冷却、木醋液喷淋等步骤：其中炭化过程为绝氧条件，所述木醋液喷淋为在炭化结束至冷却室时用炭化过程产生的木醋液进行喷洒，木醋液的喷洒量为生物质炭质量的30％。其中木醋液是指经过炭化生产生物质炭时热解气喷淋、降温产生的水溶性酸性液体，进一步去除上层轻质部分，滤去下层比重较大的油脂部分所剩下的中间层的均匀透明，无分层、无悬浮物的偏酸性液体。

(2)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、过磷酸钙、生物质炭、填充剂、助粘剂等原料按比例称量，然后先分别粉碎，再投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机送入滚筒造粒机；

(3)造粒过程中，喷入混合粉料质量的30％稀释1000倍的木醋液代替水进行滚动造粒，要求直径3-5毫米的颗粒在70％以上，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；

(4)物料在烘干机内60℃烘干至含水量低于5％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装即可。

对比例3(助粘剂不同)

一种大樱桃专用生物质炭基肥，包括如下重量份的原料，尿素262份，硫酸钾300份，磷酸一铵43份，过磷酸钙125份，生物质炭200份，填充剂45份，助粘剂25份，其中，所述生物质炭要经过木醋液喷淋处理，所述填充剂为滑石粉，所述助粘剂为石膏。

其制备方法包括如下步骤：

(1)生物炭的制备：包括选料、物料造粒、连续进料炭化、多级冷却、木醋液喷淋等步骤：其中炭化过程为绝氧条件，所述木醋液喷淋为在炭化结束至冷却室时用炭化过程产生的木醋液进行喷洒，木醋液的喷洒量为生物质炭质量的30％。其中木醋液是指经过炭化生产生物质炭时热解气喷淋、降温产生的水溶性酸性液体，进一步去除上层轻质部分，滤去下层比重较大的油脂部分所剩下的中间层的均匀透明，无分层、无悬浮物的偏酸性液体。

(2)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、过磷酸钙、生物质炭、填充剂、助粘剂等原料按比例称量，然后先分别粉碎，再投入混合机，混合均匀后通过皮带输送机送入滚筒造粒机；

(3)造粒过程中，喷入混合粉料质量的30％稀释1000倍的木醋液代替水进行滚动造粒，要求直径3-5毫米的颗粒在70％以上，造粒后的物料通过皮带输送机送至烘干机；

(4)物料在烘干机内60℃烘干至含水量低于5％，输送至冷却机进行冷却，冷却后的肥料颗粒再经筛分及防结块处理后包装即可。

实验例

1、肥料的水溶性(缓释性能)试验

分别选取粒径基本相同的炭基肥及复合肥颗粒10粒放置在培养皿中，添加等量的水，以刚好将肥料颗粒淹没为宜，静置，分别记录全部肥料颗粒分散时的时间，如下表所示：

表1 肥料水溶性对比试验

可以看出，不同配比的助粘剂分散略有差异，但均能达到市售复合肥的水溶时间，个别还略优于市售复合肥。虽然膨润土自身就有粘结作用，但实验表明膨润土与石膏单独作为助粘剂的效果显然低于二者混合使用，故选其与石膏配合，共同组成本发明的肥料助粘剂，其粘结效果更加显著。2、颗粒型(硬度)测试

由于生物质炭粘性差，容重小，炭颗粒较大，与氮磷钾原料混合造粒时会影响炭基肥颗粒的成型性能。国家标准GB18877-2009中规定，70％以上的肥料颗粒的粒径大小要处于1mm-4.75mm之间，因此分别对小试以及中试生产出的1-2mm、2-3mm、3-4mm、4-5mm粒径的炭基肥颗粒进行颗粒硬度的测定，测定结果如表2所示：

表2 不同颗粒粒径对肥料硬度的影响

注：小试为滚筒造粒，中试为圆盘造粒

从上表可以看出，本发明使用所述助粘剂之后，基本克服了生物质炭因自身缺陷带来的硬度差的问题，颗粒直径在3-5mm的炭肥硬度值基本达到了常规复合肥的硬度水平值。

3肥料的营养成分鉴定

根据国家标准GB15063-2001《复混肥料(复合肥料)》的检测项目及检测方法，对各个实施例肥料养分进行了测定，结果如下：

表3 不同配比肥料的养分差异

由表可以看出：肥料氮、钾养分充足，并含有丰富的中微量元素，基本能够满足大樱桃所需的微量元素的营养要求，因此无需再额外附加微量元素。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种大樱桃专用生物质炭基肥，其特征在于，包括如下重量份的原料，尿素200-300份，硫酸钾250-350份，磷酸一铵30-50份，过磷酸钙100-150份，生物质炭150-200份，填充剂40-50份，助粘剂20-30份，其中所述生物质炭要经过木醋液喷淋处理。

2.根据权利要求1所述的大樱桃专用生物质炭基肥，其特征在于，包括如下重量份的原料，尿素262份，硫酸钾300份，磷酸一铵43份，过磷酸钙125份，生物质炭200份，填充剂45份，助粘剂25份。

3.根据权利要求1或2所述的大樱桃专用生物质炭基肥，其特征在于，所述助粘剂为膨润土与硫酸钙的混合物，二者的质量比为1.25-1.5:1。

4.根据权利要求1或2所述的大樱桃专用生物质炭基肥，其特征在于，所述填充剂为滑石粉。

5.一种权利要求1-4任一项所述的大樱桃专用生物质炭基肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将各组分按比例称重，粉碎，然后将尿素、硫酸钾、磷酸一铵、过磷酸钙、生物质炭、填充剂、助粘剂混合均匀得混合粉料；

(2)将步骤(1)所得混合粉料进行造粒，造粒过程中喷入混合粉料质量的25-35％稀释800-1000倍的木醋液进行滚动造粒，得到直径3-5毫米的肥料颗粒；

(3)将肥料颗粒进行干燥、冷却、筛分及防结块处理后包装即可。

6.根据权利要求5所述的大樱桃专用生物质炭基肥的制备方法，其特征在于，所述生物质炭的制备方法包括选料、物料造粒、炭化、多级冷却、木醋液喷淋步骤，其中炭化过程为绝氧条件，所述木醋液喷淋步骤为在炭化结束后用木醋液进行喷洒，木醋液的喷洒量为生物质炭的25-35wt％。

7.根据权利要求6所述的大樱桃专用生物质炭基肥的制备方法，其特征在于，所述木醋液来自炭化生产生物质炭时热解气喷淋、降温产生的水溶性酸性液体。

8.根据权利要求5所述的大樱桃专用生物质炭基肥的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述干燥为自然风干或60℃以下烘干至含水量低于5％。