【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工、农业废弃物资源利用和土壤改良，具体涉及一种保水保肥缓释生物炭基肥的制备方法及应用。
技术介绍
1、我国正在面临严峻的水资源压力，包括水资源供应不足、水资源分布不均、水污染严重等问题，而水资源在农业生产中的作用是至关重要的。水是植物生长和发育所必需的基本要素，它直接参与光合作用、营养吸收和分子运输等关键生理过程。农作物需要适量的水分来保持正常的生长、开花和结果。水资源的供应充足与否直接影响着农田的灌溉情况，进而决定了农作物的产量和品质。
2、传统农业化肥的过度使用导致养分流失、土壤质量下降、水体污染等问题。化肥流失不仅影响农作物的生长质量，还对水体造成养分过载，引发水体富营养化，影响生态平衡。农业和养殖业产生大量的废弃物，如农作物残余、畜禽粪便等，这些废弃物的处理难度较大，如果不妥善处理，也会导致土壤和水体污染问题。因此，急需开发一种能够利用这些废弃物的新技术，将其转化为有用的肥料和资源，减少化肥使用量、降低土壤养分和水分流失，具有重要的环境和经济意义。
3、炭基缓释肥在实际农业生产中的作用主要表现在三个方面：首先，它能够提供持续的养分供应，通过吸附和缓慢释放养分，增加养分利用效率，减少养分的流失和浪费；其次，炭基缓释肥具有良好的保水性能，可以防止水分的过度蒸发和流失，帮助植物更好地吸收水分，促进植物的健康生长；最后，它能够改善土壤生态环境，调节土壤酸碱度、改善土壤通透性和有机质含量，提高土壤肥力和水分保持能力。但目前缓释肥还存在高成本、释放速率不稳定、反应迟缓、保水性差技术等方面的缺点需
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
中出现的问题，本专利技术的目的在于提供一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法及应用，具体通过以下技术方案加以实现：
2、一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，包括以下步骤：
3、1)将农林废弃物制备成生物炭后与聚丙烯酰胺进行氨基化反应，得到氨基嫁接改性的生物质炭；
4、2)将氨基嫁接改性的生物质炭与尿素、磷酸一铵、氯化钾、工业废弃珍珠岩、有机肥料、膨润土混合搅拌均匀，共同造粒，得到炭基肥；
5、3)将工业废弃纤维素与丙烯酸钾进行接枝反应形成共聚物，制备复合高吸水性树脂作为内膜材料，并添加糯米胶粘合剂对炭基肥进行包膜处理；
6、4)使用聚乙烯醇溶液，对已包裹内膜的炭基肥进行第二次包膜处理，从而得到一种具有保水保肥功能的生物炭基缓释肥。
7、进一步地，农林废弃物选用水稻、玉米、小麦等大田作物秸秆中的一种或几种，所述工业废弃珍珠岩和工业废弃纤维素为生产亲水性胶体如卡拉胶、结冷胶、可得然胶、黄原胶过程中的助滤剂废渣，有机肥料选用猪粪、鸡粪等畜禽粪便。
8、进一步地，步骤1)中氨基嫁接改性的生物质炭的制备方法为：
9、1-1)生物炭制备：将生物质原料清洗、干燥、粉碎过60-100目制备成粉末，在400℃-650℃厌氧条件下热解60min-120min，得到生物炭；
10、1-2)生物炭活化：将步骤1-1)制得的生物炭采用超声分散于质量浓度为70％-75％的浓硫酸中，随后搅拌2-4h，将产物洗涤、过滤、干燥得到表面活化的生物炭；
11、1-3)氨基嫁接：将步骤1-2)制得的表面活化的生物炭与浓度为0.2％-0.5％聚丙烯酰胺溶液充分混合，在反应温度25℃-45℃下搅拌12h-24h后过滤洗涤，形成氨基嫁接的生物质炭；
12、1-4)干燥和固化：将步骤1-3)制得的氨基嫁接的生物质炭放进烘箱80℃-105℃干燥12h-24h，得到氨基嫁接改性的生物质炭，氨基含量为10-15wt％。
13、进一步地，步骤2)中各原料的质量百分含量分别为：氨基嫁接改性的生物质炭20％-30％、尿素10％-20％、磷酸一铵10％-20％、氯化钾10％-15％、工业废弃珍珠岩5％-10％、有机肥料10％-20％、膨润土10％-15％，以上原料均过60-100目筛。
14、进一步地，步骤2)中，混合搅拌的搅拌速度为90-150转/分钟，时间为5-20min，造粒为转鼓造粒，筛分出粒径为2.5-4.5mm的物料，其余返回重新造粒。
15、进一步地，步骤3)中，内膜材料的制备方法为：
16、s1.纤维素基质预处理
17、s1-1:将纤维素基质清洗、干燥、粉碎过100-200目筛，置于甲醇与水混合液，以去除表面的杂质和非结晶性物质；
18、s1-2:用滤纸或玻璃纤维滤膜将纤维素基质从溶液中过滤出来，并用纯甲醇反复洗涤纤维素，直至洗涤液呈中性为止；
19、s1-3:将步骤s1-2中洗涤后的纤维素在真空下干燥或风干；
20、s2.引发剂预处理：将引发剂0.1-0.3份过氧化氢和0.1-0.3份乙二醇二甲基丙烯酸酯分别加入到三甲基氯化铵的10-20％水溶液中，以形成交联剂的前体和预处理引发剂；
21、s3.纤维素接枝丙烯酸钾：取步骤s1预处理后的纤维素基质60-100份与50-80份丙烯酸钾单体的溶液缓慢混合，加入步骤s2中经过预处理的引发剂/交联剂混合溶液，在60-80℃对反应体系进行搅拌和加热，保持2-4小时；
22、s4.纤维素接枝丙烯酸钾的后处理：将反应得到的接枝纤维素取出，用甲醇反复洗涤，以去除未反应的丙烯酸钾和剩余的催化剂，用真空干燥或风干洗涤后的接枝纤维素，直至得到干燥的产物复合高吸水性树脂，然后过100-200目筛。
23、进一步地，步骤3)中糯米胶粘合剂为糯米胶与去离子水按料液比1:1-1.5配置而成，糯米胶粘合剂与炭基肥的质量比为1：85-95。
24、进一步地，步骤3)中包膜处理具体为：将糯米胶粘合剂均匀裹在炭基肥表面，用铺粉机均匀铺洒复合高吸水性树脂材料，复合高吸水性树脂与炭基肥的质量比为1：29-31。
25、进一步地，步骤4)中聚乙烯醇溶液的浓度为5-8％，二次包膜具体为：在包膜机上采用溶液涂覆法，聚乙烯醇溶液和炭基肥的料液比为1:95-105，最终制得保水保肥生物炭基缓释肥。
26、上述制备方法制得的保水保肥生物炭基缓释肥在土壤改良中的应用。作为土壤改良剂存在使用周期长，具有良好的保水保肥和缓释的特性，既实现了废弃物资源化利用，又保持土壤水肥营养，改良土壤，具有较好的应用推广价值。
27、本专利技术具有以下有益效果：
28、1)炭基肥制备原料大量使用种养废弃物、食品业废渣，实现了废弃物资源利用及无害化处理，减少环境污染，并且生物炭具有多孔的结构，增加了土壤的通气性和保水性，改善了土壤的质地和结构；
29、2)纤维素接枝丙烯酸钾内膜具有高吸水性能，同时炭基肥中掺杂工业废弃珍珠岩，可以吸附并储存大量的水分，帮助土壤保持一定的湿度，减少水分的蒸发和淋失，提供持续的水源供给作物；
30、3)对生物质炭进行氨基嫁接改性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于所述农林废弃物选用大田作物秸秆，所述工业废弃珍珠岩和工业废弃纤维素为生产亲水性胶体过程中的助滤剂废渣，有机肥料选用畜禽粪便。
3.如权利要求1所述的一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于步骤1）中氨基嫁接改性的生物质炭的制备方法为：
4.如权利要求1所述的一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于步骤2）中各原料的质量百分含量分别为：氨基嫁接改性的生物质炭20%-30%、尿素10%-20%、磷酸一铵10%-20%、氯化钾10%-15%、工业废弃珍珠岩5%-10%、有机肥料10%-20%、膨润土10%-15%，以上原料均过60-100目筛。
5.如权利要求1所述的一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于步骤2）中，混合搅拌的搅拌速度为90-150转/分钟，时间为5-20min，造粒为转鼓造粒，筛分出粒径为2.5-4.5mm的物料，其余返回重新造粒。
6.如权利要
7.如权利要求1所述的一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于步骤3）中糯米胶粘合剂为糯米胶与去离子水按料液比g/mL 1: 1-1.5配置而成，糯米胶粘合剂与炭基肥的质量比为1： 85-95。
8.如权利要求1所述的一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于步骤3）中包膜处理具体为：将糯米胶粘合剂均匀裹在炭基肥表面，用铺粉机均匀铺洒复合高吸水性树脂材料，复合高吸水性树脂与炭基肥的质量比为1：29-31。
9.如权利要求1所述的一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于步骤4）中聚乙烯醇溶液的浓度为5-8%，二次包膜具体为：在包膜机上采用溶液涂覆法，聚乙烯醇溶液和炭基肥的料液比为1: 95-105，最终制得保水保肥生物炭基缓释肥。
10.权利要求1-9任一制备方法制得的保水保肥生物炭基缓释肥在土壤改良中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于所述农林废弃物选用大田作物秸秆，所述工业废弃珍珠岩和工业废弃纤维素为生产亲水性胶体过程中的助滤剂废渣，有机肥料选用畜禽粪便。
3.如权利要求1所述的一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于步骤1）中氨基嫁接改性的生物质炭的制备方法为：
4.如权利要求1所述的一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于步骤2）中各原料的质量百分含量分别为：氨基嫁接改性的生物质炭20%-30%、尿素10%-20%、磷酸一铵10%-20%、氯化钾10%-15%、工业废弃珍珠岩5%-10%、有机肥料10%-20%、膨润土10%-15%，以上原料均过60-100目筛。
5.如权利要求1所述的一种保水保肥生物炭基缓释肥的制备方法，其特征在于步骤2）中，混合搅拌的搅拌速度为90-150转/分钟，时间为5-20min，造粒为转鼓造粒，筛分出粒径为2.5-4.5...
【专利技术属性】
技术研发人员：党洪阳，庄海峰，卢云鹏，刘伟伟，林光号，戴翔，赵宇飞，
申请(专利权)人：常山县农业农村局，
类型：发明
国别省市：
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