【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废料，具体涉及一种含生物炭调理剂的有机缓释肥和制备方法。
技术介绍
1、有机肥是常见的肥料之一，大部分由农户家就地取材自行制备，又称为农家肥。有机肥含有丰富有机质和养分元素，不仅能改善土壤酸碱性，增加土壤有机质和养分含量，改善土壤酶活性和微生物群落结构，促进土壤新陈代谢，还能为农作物生长提供所需的多种养分。然而有机肥中的养分含量比无机复合肥少，且释放速率太慢，不能为高产作物提供足够的养分，因而很难满足作物生长在短期内养分的需要。相反，无机复合肥可以在短时间内为作物生长提供足够的养分，但是无机复合肥的释放速率过快，只能在短时间内提供养分。
2、生物炭是含有丰富的营养物质的热解固体产物，具有较大表面积、高度多孔结构等特点。其特殊结构能够提高土壤的保水性，固持土壤养分元素，进而改善土壤肥力。因此，生物炭作为新型改良剂备受关注，在农业、工业和环境修复等方面有着广泛的应用前景。生物炭可以延缓肥料养分的释放，增加土壤养分的吸附交换，提高土壤的保肥能力和养分利用率，但生物炭缺少活性的有机碳组分。
3、基于以上，期待一种将有机肥、无机肥以及生物炭复合使用的复合肥，能够有效解决现有技术中存在的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种含生物炭调理剂的有机缓释肥和制备方法。本专利技术的有机缓释肥释放速率合适、养分充足，不仅在短时间内为高产作物提供养分，还能以适合的速率释放，为作物提供长期的营养。
2、本专利技术的目
3、本专利技术的一个方面提供了一种含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
4、将生物炭和二氧化硅按照质量比1:0.1~0.3的量混合并粉碎过80~200目筛，得到生物炭/二氧化硅复合粉；
5、氮气气氛下，将所得生物炭/二氧化硅复合粉置于30~50wt%碳酸氢钠水溶液中并将体系加热至60~100℃持续搅拌30~60min，随后将固体产物取40~60℃烘干后在氮气气氛下于400~800℃煅烧1~4h，得到多孔生物炭/二氧化硅复合物；
6、将多孔生物炭/二氧化硅复合物浸泡于无机肥溶液8~10h，然后取出多孔生物炭/二氧化硅复合物并置于75~80℃的质量分数为60~80wt%的聚乙烯醇水溶液中持续搅拌1~4h，得到聚乙烯醇包覆的多孔生物炭/二氧化硅复合物；
7、将所得聚乙烯醇包覆的多孔生物炭/二氧化硅复合物加入到腐殖酸水溶液中，加入交联剂并在40~80℃下搅拌反应4~6h，得到共聚体；
8、将所得共聚体和偶联剂加入到无机肥溶液中在80~120khz下超声10~30min，最后抽滤，将所得产物经造粒、烘干、过筛，得到终产物。
9、在本专利技术的一个优选实施例中，所述生物炭/二氧化硅复合粉与碳酸氢钠水溶液按照质量体积比1g：40~100ml的量加入。
10、在本专利技术的一个优选实施例中，所述无机肥溶液是将尿素、磷酸二氢铵、硝酸钾以及复合微量成分溶于水中制备得到；其中，所述尿素、磷酸二氢铵、硝酸钾、复合微量成分与水按照质量比1:0.5~1:0.5~1：0.05~0.1：10~30的量混合。
11、在本专利技术的一个优选实施例中，按照重量百分比计，所述复合微量成分的组成及含量为：硫酸锌25%、硼酸15%、硫酸铜30%以及硫酸铁30%。
12、在本专利技术的一个优选实施例中，所述多孔生物炭/二氧化硅复合物与聚乙烯醇水溶液按照质量体积比1g：10~50ml的量加入。
13、在本专利技术的一个优选实施例中，聚乙烯醇包覆的多孔生物炭/二氧化硅复合物与腐殖酸水溶液按照质量体积比1g：50~100ml的量加入。
14、在本专利技术的一个优选实施例中，所述腐殖酸水溶液的制备过程为：将腐殖酸与水按照质量比1:10~20的量混合后搅拌1~3h，所得溶液即为腐殖酸水溶液。
15、在本专利技术的一个优选实施例中，所述交联剂选自马来酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的一种或多种；所述交联剂的加入量为聚乙烯醇包覆的多孔生物炭/二氧化硅复合物质量的1~3%。
16、在本专利技术的一个优选实施例中，所述共聚体与偶联剂按照质量比1:0.03~0.05的量加入。
17、在本专利技术的一个优选实施例中，所述偶联剂选自甲基硅氧烷、乙基硅氧烷中的任一种。
18、借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点：
19、1、本专利技术是一种以生物炭为载体，复合了无机肥和有机肥的复合肥料，该复合肥料既避免了有机肥释放过慢无法满足高产量作物的养分需求，又避免了无机肥释放过快无法长期满足作为的需求。本专利技术的复合肥能够保持上期且稳定的养分释放，可以满足作物对养分含量和养分供给时间的双重需求。另外，本专利技术的复合肥还能提高土壤保水性。
20、2、本专利技术的复合肥料以生物炭为载体，通过改性方式获得结构稳定的多孔结构，其中加入二氧化硅起到维稳的作用，保持生物炭的结构特性。首先将生物炭浸泡于无机肥溶液中，基于生物炭的多孔结构赋予了该物质吸附的性能，因而在长时间的浸泡下，无机肥溶液中的化合物吸附于孔结构中，由于这种吸附容易受外界环境影响，因此通过聚乙烯醇的包覆作用将吸附有无机养分的多孔生物炭进行包覆，随后在交联剂的作用下与腐殖酸水溶液中的有机物进行交联聚合，基于腐植酸是动植物遗骸（主要是植物的遗骸）经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质，其来源丰富，可作为有机肥料用于农业中，在交联剂的作用下与聚乙烯醇共聚于聚乙烯醇包覆的多孔生物炭/二氧化硅复合物上得到共聚体，最后在偶联剂的偶联作用下再次将无机肥化合物偶联在共聚体上，形成具有多层结构的复合物，可同时用作有机肥和无机肥来源，为作物提供足量的养分。
21、3、本专利技术的复合肥缓释效果好，技术成熟，操作方便简易，成本低，投资小，能耗低，为生物炭基缓释肥的大规模应用提供经济可行的技术手段。
22、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。
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1.一种含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述生物炭/二氧化硅复合粉与碳酸氢钠水溶液按照质量体积比1g：40~100mL的量加入。
3.根据权利要求1所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述无机肥溶液是将尿素、磷酸二氢铵、硝酸钾以及复合微量成分溶于水中制备得到；其中，所述尿素、磷酸二氢铵、硝酸钾、复合微量成分与水按照质量比1:0.5~1:0.5~1：0.05~0.1：10~30的量混合。
4.根据权利要求3所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，按照重量百分比计，所述复合微量成分的组成及含量为：硫酸锌25%、硼酸15%、硫酸铜30%以及硫酸铁30%。
5.根据权利要求1所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述多孔生物炭/二氧化硅复合物与聚乙烯醇水溶液按照质量体积比1g：10~50mL的量加入。
6.根据权利要求1所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法
7.根据权利要求1或6所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述腐殖酸水溶液的制备过程为：将腐殖酸与水按照质量比1:10~20的量混合后搅拌1~3h，所得溶液即为腐殖酸水溶液。
8.根据权利要求1所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述交联剂选自马来酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的一种或多种；所述交联剂的加入量为聚乙烯醇包覆的多孔生物炭/二氧化硅复合物质量的1~3%。
9.根据权利要求1所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述共聚体与偶联剂按照质量比1:0.03~0.05的量加入；所述偶联剂选自甲基硅氧烷、乙基硅氧烷中的任一种。
10.一种根据权利要求1-9任意一项所述制备方法得到的含生物炭调理剂的有机缓释肥。
...【技术特征摘要】
1.一种含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述生物炭/二氧化硅复合粉与碳酸氢钠水溶液按照质量体积比1g：40~100ml的量加入。
3.根据权利要求1所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述无机肥溶液是将尿素、磷酸二氢铵、硝酸钾以及复合微量成分溶于水中制备得到；其中，所述尿素、磷酸二氢铵、硝酸钾、复合微量成分与水按照质量比1:0.5~1:0.5~1：0.05~0.1：10~30的量混合。
4.根据权利要求3所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，按照重量百分比计，所述复合微量成分的组成及含量为：硫酸锌25%、硼酸15%、硫酸铜30%以及硫酸铁30%。
5.根据权利要求1所述的含生物炭调理剂的有机缓释肥的制备方法，其特征在于，所述多孔生物炭/二氧化硅复合物与聚乙烯醇水溶液按照质量体积比1g：10~50ml的量加入。...
【专利技术属性】
技术研发人员：严君，韩晓增，邹文秀，陆欣春，陈旭，
申请(专利权)人：中国科学院东北地理与农业生态研究所农业技术中心，
类型：发明
国别省市：
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