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一种棉田专用炭基肥及其制备方法.pdf

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一种 棉田 专用 基肥 及其 制备 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910033200

申请日:

20190114

公开号:

CN109438138A

公开日:

20190308

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: C05G3/04;C05G3/00 主分类号: C05G3/04;C05G3/00
申请人: 青?#21495;?#19994;大学
发明人: 崔德杰;于桂玲;宋祥云;柳新伟;曾路生
地址: 266108 山东省青岛市城阳区长城路700号
优先权:
专利代理机构: 11577 代理人: 孙进华;吴林
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910033200

授权公告号:

法律状态公告日:

20190402

法律状态类型:

实质审查的生效

摘要

本发明公开了一种棉田专用炭基肥及其制备方法,棉田专用炭基肥由如下重量份的原料制成:磷酸二铵15~18重量份、尿素2~5重量份、硫酸钾2~5重量份、棉花秸秆生物炭30~45重量份、石膏8~16重量份、膨润土8~16重量份。制备方法包括以下步骤:步骤1,棉花秸秆在450?550℃限氧炭化制成生物质炭,同时将木醋液均匀的喷洒在制成后的生物质炭上;步骤2,将膨润土和石膏过100目筛,棉花秸秆生物质炭过60目筛;步骤3,将各原料混合到一起并搅拌均匀,制成炭基肥料混合物;步骤4,对上述炭基肥料混合物制成肥料颗粒;步骤5,用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,得到棉花秸秆炭基肥。

权利要求书

1.一种棉田专用炭基肥,其特征在于,由如下重量份的原料制成:磷酸二铵15~18重量份、尿素2~5重量份、硫酸钾2~5重量份、棉花秸秆生物炭30~45重量份、石膏8~16重量份、膨润土8~16重量份。 2.一种根据权利要求1所述的棉田专用炭基肥的制备方法,其特征在于,步骤如下: 步骤1,棉花秸秆在450-550℃限氧炭化制成生物质炭,同时将木醋液均匀的喷洒在制成后的生物质炭上; 步骤2,将膨润土和石膏过100目筛,棉花秸秆生物质炭过60目筛; 步骤3,将15~18重量份磷酸二铵、2~5重量份尿素、2~5重量份硫酸钾、30~45重量份棉花秸秆生物炭、8~16重量份石膏和8~16重量份膨润土混合到一起并搅拌均匀,制成炭基肥料混合物; 步骤4,对上述炭基肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型造粒,制成肥料颗粒; 步骤5,用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,得到棉花秸秆炭基肥。 3.根据权利要求2所述的一种棉田专用炭基肥的制备方法,其特征在于,步骤1,利用棉花秸秆制备生物炭的具体步骤为?#21512;?#25226;棉花秸秆粉碎成8~12cm,并使棉花秸秆水分<30%,在缺氧的环境下使粉碎的棉花秸秆进行无焰燃烧,制成棉花秸秆生物炭。 4.根据权利要求2所述的一种棉田专用炭基肥的制备方法,其特征在于,步骤3,将16.2重量份磷酸二铵、4.7重量份尿素、6重量份硫酸钾、30~40重量份棉花秸秆生物炭、7~12重量份石膏和7~12重量份膨润土混合到一起并搅拌均匀,获得肥料混合物。 5.根据权利要求2所述的一种棉田专用炭基肥的制备方法,其特征在于,步骤4,?#36816;?#36848;肥料混合物首先用转鼓进行初步造粒的过程中肥料混合物温度为60~80℃,肥料混合物的含水量为4~10%。 6.根据权利要求2所述的一种棉田专用炭基肥的制备方法,其特征在于,步骤5,干燥机的进口温度为180~250℃。

说明书


一种棉田专用炭基肥及其制备方法
技术领域


本发明涉及生物炭基肥料制备技术领域,特别是涉及一种棉田专用炭基肥及其制
备方法。


背景技术


化肥具有保障粮食产量、增产等优点。但是化肥也存在利用率低以及长期大量单
施化肥土壤出现了板结、酸化等现象。


生物质炭是多孔物质,具有较好的吸附性,生物质炭和化肥配合施用可以提高化
肥利用率,增加粮食产量。然而不同类型土壤所含有机?#30465;?#27694;磷钾养分均有差异;不同作物
吸收养分规律也具有各自特征。因此需要根据作物需肥规律或土壤特点研发出适合该作物
或地区的专用肥料。目前针对大樱桃、大豆、甜?#35828;?#37117;有专用炭基肥,而棉花专用炭基肥未
见报道,有待开发。


黄河三角洲地区具有种植棉花的传统。尤其是该地区的盐土种植棉花面积较大,
种植历?#32933;?#38388;长。但是当地农民施用肥料还是依据经验,长期以来没有根据土壤情况和棉
花需肥规律调整施肥。例如盐土pH偏碱性,当地农民习惯施用磷酸二铵,在碱性条件下容易
产生挥发;同时不施用钾肥,长期不施用钾肥容易导致土壤钾素供应不足等问题。还存在化
肥利用率不高,土壤有机质含量低,进而影响棉花产量,增加种植成?#38236;?#38382;题。同时棉花采
摘后大量的棉杆再利用也是个问题。


在现有的专利文件中,申请号:201310389565.9的中国专利文献公开了一种用棉
花秸秆制备生物炭基肥料的方法,包括以下步骤:步骤1,利用棉花秸秆制备棉花秸秆生物
炭;步骤2,粉碎石膏、膨润土和棉花秸秆生物炭,石膏和膨润土过100目筛,棉花秸秆生物炭
过40目筛;步骤3,将16~19重量份磷酸铵、7~9重量份尿素、7~9重量份硫酸钾、1~2重量
份硫酸锌、1~2重量份硼酸、7~9重量份硝基腐植酸、30~40重量份棉花秸秆生物炭、7~12
重量份石膏和7~12重量份膨润土混合到一起并搅拌均匀,获得肥料混合物;步骤4,?#36816;?#36848;
肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型造粒,获得肥料
颗粒;步骤5,用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,得到生物炭基肥料。本发明根据近年来对
棉花需肥规律的研究制定了棉花基肥的最优配方,可提供棉花大量元素、中量元素、微量元
素,提高棉花的产量和?#20998;省?#20294;是不适合黄河三角洲地区的盐土特点。


申请号:201610021445.7的中国专利文献公开了一种生物炭基肥的制备方法,主
要包括以下步骤?#27827;?#31859;秸秆发酵制有机肥?#25381;?#31859;秸秆高温煅烧制备生物炭;生物炭基肥混合
制备。本发明在有机复合肥中添加生物炭材料,增加了生物炭对肥料的吸附作用,缓解了肥
料的过度流失,增强了肥效,同时发挥了有机肥对土壤营养改良的作用;本发明实现了玉米
秸秆的高效利用,提高了生物?#39318;?#28304;利用效率,解决了玉米秸秆难于?#21040;狻?#20877;利用的难题,
具有极其深远的社会意义和经济价值。但不适合棉花种植。


申请号:201710572758.6的中国专利文献公开了一种生物炭基肥料及制备方法。
该方法通过将秸秆微细化处理,与少量磷酸捏合,使磷酸浸透秸秆微粉内部,然后配以尿
素、硫酸钾及过磷酸钙,采用高速混合机预混均匀,加入少量水分调节物料含水量,再利用
高剪切?#36153;?#26426;使其低温连续剪切碳化,各组分均化复合得到生物炭基肥料。该方法利用磷
酸使得秸秆低温碳化,并保留了有机质,利用尿素使得秸秆微粉具有可?#20154;?#21152;工性,从而实
现了规模化、连续化、清洁化生产生物炭基肥料。但不适合棉花种植。


发明内容


针对现有技术存在的不足,本发明所要解决的技术问题是,针对黄河三角洲地区
盐土特点和棉花需肥规律,提供一种将棉杆生物质炭、化肥和木醋液结合研发出棉花专用
棉杆生物质炭基肥及其制备方法。


为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种棉田专用炭基肥,由如下
重量份的原料制成:磷酸二铵15~18重量份、尿素2~5重量份、硫酸钾2~5重量份、棉花秸
秆生物炭30~45重量份、石膏8~16重量份、膨润土8~16重量份。


一种根据权利要求1所述的棉田专用炭基肥的制备方法,步骤如下:


步骤1,棉花秸秆在450-550℃限氧炭化制成生物质炭,同时将木醋液均匀的喷洒
在制成后的生物质炭上;


步骤2,将膨润土和石膏过100目筛,棉花秸秆生物质炭过60目筛;


步骤3,将15~18重量份磷酸二铵、2~5重量份尿素、2~5重量份硫酸钾、30~45重
量份棉花秸秆生物炭、8~16重量份石膏和8~16重量份膨润土混合到一起并搅拌均匀,制
成炭基肥料混合物;


步骤4,对上述炭基肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒
机进行整型造粒,制成肥料颗粒;


步骤5,用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,得到棉花秸秆炭基肥。


进一步地,步骤1,利用棉花秸秆制备生物炭的具体步骤为?#21512;?#25226;棉花秸秆粉碎成8
~12cm,并使棉花秸秆水分<30%,在缺氧的环境下使粉碎的棉花秸秆进行无焰燃烧,制成
棉花秸秆生物炭。


更为优选地,步骤3,将16.2重量份磷酸二铵、4.7重量份尿素、6重量份硫酸钾、30
~40重量份棉花秸秆生物炭、7~12重量份石膏和7~12重量份膨润土混合到一起并搅拌均
匀,获得肥料混合物。


进一步地,步骤4,?#36816;?#36848;肥料混合物首先用转鼓进行初步造粒的过程中肥料混合
物温度为60~80℃,肥料混合物的含水量为4~10%。


进一步地,步骤5,干燥机的进口温度为180~250℃。


本发明与现有技术相比,具有如下的有益效果:


(1)棉花秸秆炭基肥提供了一种解决棉杆资源化利用的途径,加入棉杆生物质炭
的炭基肥可延缓化肥在土壤中释放过程,有利于提高化肥利用?#30465;?br>

(2)木醋液含有丰富的养分,有利于作物生长,木醋液本身呈酸性与碱性的生物质
炭配合施用可以?#26723;?#29983;物质炭pH。有利于在盐土中施用。


(3)棉花秸秆炭基肥符合国家肥料标准,同?#26412;?#26377;改良土壤的特点,加入木醋液后
养分更丰富。


(4)与常规施肥相比,施用棉花专用棉杆生物质炭基肥比单施化肥棉花增产19%,
土壤有机质含量提高21%,碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提高20%、5%和70%。


(5)与常规施肥相比,施用棉花专用棉杆生物质炭基肥比单施化肥节省肥料50-
70%。


(6)棉杆生物质炭基肥可减少铵态氮的挥发损失,进而提高土壤碱解氮的含量。


具体实施方式


以下通过实施例?#38382;劍?#23545;本发明的上述内容再作进一步的详细说明,但不应将此
理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例,凡基于本发明上述内容所属实现的技术
均属于本发明的范围。


实施例1


本实施例的生物炭基肥料为棉田专用炭基肥。


粉碎石膏、膨润土和棉花秸秆生物炭,石膏和膨润土过100目筛,棉花秸秆生物炭
过60目筛。


每100千克棉花专用生物炭基肥原料的添加量如下:将16.2千克磷酸二铵、4.7千
克尿素、6千克硫酸钾(K2O-50)、30千克棉花秸秆生物炭、12千克石膏和12千克膨润土混合
到一起并搅拌均匀,获得肥料混合物。加热使肥料混合物温度在60℃,肥料混合物的含水量
为4~10%。


?#36816;?#36848;肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型
造粒,获得肥料颗粒。为了使输送带输送能力与转鼓造粒机出料量匹配,转鼓造粒机按卸料
方向倾斜1.5~2°,转速为8~15r/min。圆盘造粒机盘面的水平夹角在50~60°,盘边线速度
1~1.4m/s。


用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,干燥机的进口温度为180~250℃,得到炭基
肥料。


实施例2


本实施例的生物炭基肥料为棉田专用炭基肥。


粉碎石膏、膨润土和棉花秸秆生物炭,石膏和膨润土过100目筛,棉花秸秆生物炭
过60目筛。


每100千克棉花专用生物炭基肥原料的添加量如下:将16.2千克磷酸二铵、4.7千
克尿素、6千克硫酸钾(K2O-50)、35千克棉花秸秆生物炭、9千克石膏和9千克膨润土混合到
一起并搅拌均匀,获得肥料混合物。加热使肥料混合物温度在65℃,肥料混合物的含水量为
4~10%。


?#36816;?#36848;肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型
造粒,获得肥料颗粒。为了使输送带输送能力与转鼓造粒机出料量匹配,转鼓造粒机按卸料
方向倾斜1.5~2°,转速为8~15r/min。圆盘造粒机盘面的水平夹角在50~60°,盘边线速度
1~1.4m/s。


用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,干燥机的进口温度为180~250℃,得到炭基
肥料。


实施例3


本实施例的生物炭基肥料为棉田专用炭基肥。


粉碎石膏、膨润土和棉花秸秆生物炭,石膏和膨润土过100目筛,棉花秸秆生物炭
过60目筛。


每100千克棉花专用生物炭基肥原料的添加量如下:将16.2千克磷酸二铵、4.7千
克尿素、6千克硫酸钾(K2O-50)、40千克棉花秸秆生物炭、7千克石膏和7千克膨润土混合到
一起并搅拌均匀,获得肥料混合物。加热使肥料混合物温度在70℃,肥料混合物的含水量为
4~10%。


?#36816;?#36848;肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型
造粒,获得肥料颗粒。为了使输送带输送能力与转鼓造粒机出料量匹配,转鼓造粒机按卸料
方向倾斜1.5~2°,转速为8~15r/min。圆盘造粒机盘面的水平夹角在50~60°,盘边线速度
1~1.4m/s。


用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,干燥机的进口温度为180~250℃,得到炭基
肥料。


实施例4


本实施例的生物炭基肥料为棉田专用炭基肥。


粉碎石膏、膨润土和棉花秸秆生物炭,石膏和膨润土过100目筛,棉花秸秆生物炭
过60目筛。


每100千克棉花专用生物炭基肥原料的添加量如下:将16.2千克磷酸二铵、4.7千
克尿素、6千克硫酸钾(K2O-50)、38千克棉花秸秆生物炭、10千克石膏和10千克膨润土混合
到一起并搅拌均匀,获得肥料混合物。加热使肥料混合物温度在75℃,肥料混合物的含水量
为4~10%。


?#36816;?#36848;肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型
造粒,获得肥料颗粒。为了使输送带输送能力与转鼓造粒机出料量匹配,转鼓造粒机按卸料
方向倾斜1.5~2°,转速为8~15r/min。圆盘造粒机盘面的水平夹角在50~60°,盘边线速度
1~1.4m/s。


用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,干燥机的进口温度为180~250℃,得到炭基
肥料。


实施例5


本实施例的生物炭基肥料为棉田专用炭基肥。


粉碎石膏、膨润土和棉花秸秆生物炭,石膏和膨润土过100目筛,棉花秸秆生物炭
过60目筛。


每100千克棉花专用生物炭基肥原料的添加量如下:将16.2千克磷酸二铵、4.7千
克尿素、6千克硫酸钾(K2O-50)、35千克棉花秸秆生物炭、11千克石膏和8千克膨润土混合到
一起并搅拌均匀,获得肥料混合物。加热使肥料混合物温度在80℃,肥料混合物的含水量为
4~10%。


?#36816;?#36848;肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型
造粒,获得肥料颗粒。为了使输送带输送能力与转鼓造粒机出料量匹配,转鼓造粒机按卸料
方向倾斜1.5~2°,转速为8~15r/min。圆盘造粒机盘面的水平夹角在50~60°,盘边线速度
1~1.4m/s。


用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,干燥机的进口温度为180~250℃,得到炭基
肥料。


试验例1


一、试验方案


在东营地区长期种植棉花的盐土进行1年田间试验。设置不施肥(CK),不施用任何
肥料;单施化肥(F),施用尿素20kg/亩、磷酸二铵40kg/亩、硫酸钾20kg/亩,棉花秸秆炭基肥
(CBF)666kg/亩。三个处理,三次重复,每个小区30m
2,随机区组排列。棉花秸秆炭基肥作为
基肥于4-5月棉花播种前基施。试验结果见表1。


表1不同处理棉花产量和土壤化学性质差异







二、试验结论


施用棉花秸秆炭基肥比单施化肥棉花增产19%,土壤有机质含量提高21%,碱解
氮、有效磷和速效钾含量分别提高20%、5%和70%。同时节省化肥50-70%。


试验例2


一、试验布置


试验执行地点和时间:东营地区,2018年4月2日施基肥,4月8日播种,年10月15日
结束。


供试作物:棉花品种为中棉47。


试验地土壤条件:供试土壤为粉砂壤,试验区土壤肥力条件为土壤有机质12.9(g/
kg)、土壤全氮0.8(g/kg)、土壤碱解氮65.4(mg/kg)、土壤有效磷11.5(mg/kg)、土壤速效钾
178.2(mg/kg)。


试验方案:试验设三次重复,四个处理,小区面积30㎡。


处理1,每亩基肥:磷酸二铵16.2kg、尿素4.7kg、硫酸钾(K2O-50)6kg。


处理2,每亩基肥100kg实施例1制备的棉田专用炭基肥。


处理3,每亩基肥100kg实施例2制备的棉田专用炭基肥。


处理4每亩基肥100kg实施例3制备的棉田专用炭基肥。


田间的调查与管理


棉花农艺性状调查2次,追肥前后各调查一次,分别调查棉花株高、蕾数、花数、铃
数,在6月26日第一次追肥尿素10kg,7月13日第二次追肥尿素10kg,10月15日采摘期进行测
产和测定单铃重。


二、试验结论


处理1在棉花前期营养生长和开花初期具有一定的优势,说明化肥直接用于基肥
速效性好于棉田专用生物炭基肥,从棉花的生殖生长期开始一直到棉花收获,棉田专用生
物炭基肥用于基肥处理比化肥直接用于基肥表现的越来越好,说明棉田专用生物炭基肥用
于基肥具有一定的长效性、保水性,保肥性。棉花的单玲重处理4(5.6g)>处理3(5.5g)>处
理2(5.3g)>处理1(4.8g),处理4、3、2,差异不显著,而处理4、3、2同处理1相比达显著水平
(p<0.05)。棉花的皮棉产量处理4(363.9kg)>处理2(354.8kg)>处理3(352.6kg)>处理1
(324.5kg),处理4、2、3差异不显著,而处理4、2、3同处理1相比达显著水平(p<0.05)。


以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实
施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施
例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进?#26800;?#21516;替换。凡在本发明的精
神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。


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