專利名稱：：一種炭基緩釋花生專用肥料及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及肥料制備領域，特別涉及一種炭基緩釋花生專用肥料及其制備方法。
背景技術：
：花生在我國國民經濟中占有重要的地位，是我國人民的主要食物油源，又是人類主要的植物蛋白來源，也是食品和醫(yī)藥工業(yè)的重要原料，還是我國出口創(chuàng)匯的重要農產品。盡管我國花生產量居世界第一，但隨著工業(yè)用地的增加，農田面積銳減，尤其是糧食生產受到沖擊，糧油爭地矛盾不可回避；隨著人民生活水平的提高，對各種油脂包括花生油和花生食品的需求量將不斷提高，所以提高花生單產是長期堅持的重要方向。依靠科技提高花生單產，是發(fā)展花生生產的關鍵，而專用肥的使用又是花生高產施肥的科學技術。長期的農業(yè)生產實踐表明，單一養(yǎng)分的肥料施用效果不如多養(yǎng)分肥料，而多養(yǎng)分肥料分開施用又不如混合施用，因此，專用肥料的生產將成為最終向農業(yè)生產提供肥料的主要形式。然而肥料利用率低卻一直是一個急需解決的問題，據統(tǒng)計我國肥料利用率中氮約為30%35%，磷為10%25%，鉀為35%50%，遠低于世界發(fā)達國家水平，這不僅浪費資源，而且也造成環(huán)境污染。對肥料本身進行改性，開發(fā)緩釋、控釋肥料是最為快捷方便、最能從根本上解決肥料損失問題的有效措施。緩釋肥料具有養(yǎng)分釋放慢，作物吸收多，養(yǎng)分利用率高的特點，施用緩施肥還可以簡化勞動程序，省工省時。目前國內外的緩釋肥料一般都是通過包膜、包裹、包囊、涂層等物理方法達到延長肥效的肥料，如包硫尿素、聚合物包膜肥料，肥料包肥料的包裹型肥料、涂層肥料，以及將速溶性肥料與橡膠乳液、工農業(yè)廢棄物混煉所形成的包裹肥料，這些肥料都造價較高，且不具備孔隙豐富、吸附能力強、提高地溫、增加地力，改善土壤結構等特點，因此開發(fā)以炭為機質的環(huán)保型高效花生緩釋專用肥意義重大，前景廣闊。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是將玉米芯顆粒炭微粒用于制備炭基緩釋花生專用肥料。本發(fā)明的另一個目的是提供一種炭基緩釋花生專用肥料，其特征在于其包含玉米芯顆粒炭微粒、硫酸銨、磷酸一銨、硫酸鋅、硫酸鉀、氯化鉀、硼砂(也稱之為硼肥，含硼11%，是農業(yè)上常用的硼肥料)。所述的炭基緩釋花生專用肥料還進一步包含粘結劑，所述的粘結劑為膨潤土(優(yōu)選酸性)或粘土。本發(fā)明的另一個目的是提供上述的炭基緩釋花生專用肥料的制備工藝。將玉米芯顆粒炭微粒與農業(yè)化肥混合造粒，制備炭基緩釋花生專用肥料。所述的農業(yè)化肥包括硫酸銨、磷酸一銨、硫酸鋅、硫酸鉀、氯化鉀、利用玉米芯顆粒炭多微孔、強吸附能力，與花生生長發(fā)育所必需的氮、磷、鉀及其他營養(yǎng)元素復合，并用膨潤土或粘土作粘結劑，制成顆粒狀炭基緩釋花生專用肥料。該肥料制備工藝簡單，經濟環(huán)保，一次施用，即可有效地供應花生整個生長期對養(yǎng)分的需求，肥料利用率高，節(jié)省施肥成本及能耗，有利于在花生生產中大規(guī)模推廣應用。炭基緩釋花生專用肥料配方(以生產一噸專用肥料計)1.硫酸銨(含N20。/。)110—160公斤/噸(優(yōu)選為130公斤/噸)2.磷酸一銨(含N1P/。、P20546%)200_250公斤/噸(優(yōu)選為220公斤/噸)3.玉米芯顆粒炭微粒(優(yōu)選80—100目)250—350公斤/噸(優(yōu)選為300公斤/噸)130—160公斤/噸(優(yōu)選為150公斤/噸)90—110公斤/噸(優(yōu)選為100公斤/噸)9.5—10.5公斤/噸(優(yōu)選為10公斤/噸)19一22公斤/噸(優(yōu)選為20公斤/噸)50_100公斤/噸(優(yōu)選為70公斤/噸)4.氯化鉀(含&060%)5.硫酸鉀(含&050%)6.硫酸鋅(含鋅20%23%)7.硼砂(含硼11%)8.粘結劑(膨潤土或粘土)各種成份的總量和為1噸。推薦用量30—70公斤/畝(優(yōu)選為40公斤/畝)，播種時機械施于種子下或側面1518cm處，免追肥。所述的硫酸銨、磷酸一銨、硫酸鋅、硫酸鉀、氯化鉀、硼砂在市場上均可買到，在農資商店均有售，是農業(yè)常用化肥。所述的玉米芯顆粒炭是以玉米芯為原料生產的顆粒炭，其制備工藝不限制。優(yōu)選的為申請?zhí)柺?00710086505.4的中國專利申請所描述的簡易玉米芯顆粒炭化爐生產的玉米芯顆粒炭。優(yōu)選粒度為80-100目的顆粒炭微粒。具體為該發(fā)明所提供的炭化爐，如圖1所示，由爐體l、燃燒器4、排氣口5、出料口2組成。所述的爐體1可以使用任何耐火保溫材料制作，如氧化鉻材料、鋯英石材料、鉻鋯剛玉材料、復合二氧化硅材料、粘土材料、堿性耐火材料、水泥等，也可用雙層鋼板中間添加耐火保溫材料制作爐體。優(yōu)選的，用雙層鋼板中間夾層添加耐火保溫材料3制作爐體。鋼板的厚度可以為6-10mm，優(yōu)選的為8mm。鋼板中間夾層添加的耐火保溫材料優(yōu)選為石棉絲。所述的爐體1可根據生產需要制作成長方體形、立方體形、圓柱體形等不同形狀。優(yōu)選為長方體形、立方體形或圓柱體形。所述的爐體1呈半封閉式，頂部無蓋，用于添加或追加物料。通過追加物料控制爐體內氧氣供應量。所述爐體1的體積可根據生產需要制作任意大小。優(yōu)選的，所述爐體的長、寬、高分別為3m、1.5m、1.5m;另一優(yōu)選的，所述爐體的長、寬、高分別為5m、1.5m、1.5m。所述爐體l的一側的底部，有一出料口2，優(yōu)選在寬度較窄的一側，用于出料和從該出料口點燃燃燒器，也起排煙的作用。出料口可為三角形、方形、半圓形或半橢圓形。優(yōu)選的，出料口為方形或半圓形。出料口的大小可根據爐體體積大小設計，原則上以爐體裝入物料后不自動淌落為準，本領域技術人員根據現有技術很容易設計，這里不再贅述。出料口外可裝有側拉門或推拉門，可以設計成網式或板式，本領域技術人員根據現有技術容易設計，圖1中未示出，用于控制物料自動淌落或輔助控制爐體內氧氣供應量。所述爐體1上非出料口所在的任一側設有排氣口5，優(yōu)選的，排氣口設在出料口相對的一側。排氣管道可制成三角柱形、方柱形或圓柱形，其高度應大于爐體的高度。優(yōu)選的，排氣管道的高度為2-3.5m;更優(yōu)選的，排氣管道的高度為2-2.5m;另一優(yōu)選的，排氣管道的高度為3-3.5m。所述爐體1的底部設有燃燒器4，如圖2所示。燃燒器的長度應與爐體1的長度相當，以使整個爐體內物料燃燒均勻。燃燒器的作用在于引燃爐體內物料和排煙。燃燒器可用3-7mm厚的鋼板制作，優(yōu)選的，用5腿厚的鋼板制作。鋼板6應當制成網狀或在其上面均勻鉆孔，孔的大小以物料顆粒不能通過為準，孔的密度應盡量大，但要保證能夠承受爐體內物料的壓力。燃燒器可制成三角柱形或半圓柱形。優(yōu)選的，燃燒器制成三角柱形。進一步的，為了更易于引燃爐體內物料，在燃燒器內設有點火盤7，用于盛裝引燃爐體內物料所需的引燃物，如汽油、煤油或其它易燃物等。所述的點火盤應當貫穿整個燃燒器柱體，以使爐體內物料均勻被點燃。上述炭化爐爐體內溫度的監(jiān)測可用現有技術中的任何溫度監(jiān)測方式，優(yōu)選的采用機械式或數字式溫控儀進行監(jiān)測，更優(yōu)選的采用XMT-121型數字式溫控儀進行監(jiān)測。XMT-121型數字式溫控儀是本領域的常用儀器，在市場上儀器儀表商店均可買到。溫控儀可安裝在爐體內側或植于爐體內物料中。優(yōu)選的，溫控儀安裝在爐體內側。該發(fā)明所提供的炭化爐，采用缺氧干餾分解原理，將經過初加工后的玉米芯顆粒逐次、分層裝入爐內點燃，實行原料顆粒自燃(不外加熱源)，使玉米芯顆粒缺氧加熱分解。當溫度加熱到15(TC以上時，玉米芯顆粒的復雜結構開始分解。當溫度大于26(TC時，分解加劇，并生成焦油、氣體和黑色炭素顆粒。利用所述的炭化爐生產玉米芯顆粒炭的方法，包括選料、物料加工、裝爐炭化、冷卻出爐、計量包裝等步驟。所述的選料是指，將農副產品的玉米芯自然風干或人工烘干，使其含水量降至20%以下。優(yōu)選的，含水量降至16%以下。所述的物料加工是指，可采用現有技術中任何破碎方式將上述的合格玉米芯加工粉碎，優(yōu)選用FB-1型破碎機進行破碎。所述的FB-1型破碎機是本領域的常用機械。粉碎后的玉米芯顆粒直徑為2-10皿；優(yōu)選的，粉碎后的玉米芯顆粒直徑為2-7mm;更優(yōu)選的，粉碎后的玉米芯顆粒直徑為2-5mm。粉碎后的玉米芯顆?？蛇^篩篩選，對于不符合要求的玉米芯顆?？芍匦录庸ぁＫ龅难b爐炭化是指，將加工好的玉米芯顆粒裝入爐體中，最初的物料加入量以覆蓋在燃燒器上10_25厘米為宜。優(yōu)選為15—20厘米。將燃燒器點火盤內引燃物點燃。所述的引燃物可以是汽油、煤油或其它易燃物。物料被點燃后，持續(xù)自燃，無需外加熱源。物料在亞高溫條件下缺氧炭化。優(yōu)選的亞高溫條件為溫度150-450°C，更優(yōu)選的為溫度200。C-450°C，進一步優(yōu)選的為溫度260'C-450°C。當溫度加熱到15(TC以上時，顆粒的復雜結構開始分解；當溫度大于260。C時分解加劇，生成焦油和氣體；當溫度達到45(TC時開始絕氧、霧化，生成黑色炭素顆粒。用加料厚度控制爐體內氧氣供應量，爐體內缺氧條件可采用機械設備自動控制或人工控制。優(yōu)選的，人工控制缺氧條件。由于該炭化爐是半封閉式，可以直接觀察到爐體內物料的燃燒狀況，也可以采用機械式或數字式溫控儀進行監(jiān)測。當爐體內溫度達到45(TC時，及時補充物料控制氧氣供應量。每次追加物料的厚度為6—12厘米，優(yōu)選為8—10厘米。也可根據爐體內的物料燃燒狀況隨時補充物料控制氧氣供應量，每次追加物料的時間間隔大約為30—40分鐘。待全部物料添加完畢后，加上一層成品炭覆蓋，厚度為15-30厘米，優(yōu)選為15一20厘米。如果爐內溫度達不到450°C，易出現"夾生炭"，會降低產品質量。這時應檢査新上的物料層是否將下層封閉嚴實，燃燒器是否出了問題，并根據具體情況及時做出調整。當最上一層的成品炭燒紅后(目測即可)，及時噴冷水熄滅爐火，自然冷卻出爐?？筛鶕枰獙Τ鰻t的玉米芯顆粒炭進一步粉碎加工成粒度為80—100目的微粒。圖l是炭化爐的結構示意圖；圖2是燃燒器放大結構示意其中(l).爐體，(2).出料口，(3).耐火材料，(4).燃燒器，(5).排氣口，(6).有孔網格鋼板，(7).點火盤。有益效果本發(fā)明的炭其緩釋花生專用肥料具有以下優(yōu)點一是基質材料玉米芯顆粒炭生產工藝的先進性。由于本發(fā)明生產的環(huán)保型高效炭基緩釋花生專用肥料是建立在基質的吸附性及增溫保溫性上的，因而基質的良好孔隙性就成為關鍵。特別優(yōu)選的是，本發(fā)明采用自行研發(fā)的半封閉低溫炭化爐缺氧干餾分解工藝，對不同粒度玉米芯或其他原料進行直接低溫炭化，炭化顆粒完全保留原有的微孔，孔隙度高，因而生產的顆粒炭素具備良好的吸附性和增溫保溫性。與國內外的現有技術相比較，國內外生產炭素多采用破碎擠壓制棒全封閉高溫炭化爐干餾工藝，在擠壓制棒過程中，對原料本身具有的多微孔性產生實質性的破壞，生產出的炭素吸附能力差。二是緩釋增溫效果好。由于玉米芯顆粒炭為深黑色有機產品，富含微孔，具有極強的吸肥、吸水、吸光增溫特性，施入土壤以后，不但可以持肥緩釋，減少肥料淋失浪費，而且在每個炭素顆粒周圍形成增溫隔熱區(qū)，對于解決早春地溫偏低出苗和生長緩慢等問題具有重要作用。三是經濟環(huán)保。東北是我國重要玉米帶，每年有大量副產品玉米芯產生。本發(fā)明生產基質的原料主要是玉米芯，原料本身就是廢物利用，且成本低廉，取之不盡；用半封閉低溫炭化爐缺氧干餾分解新工藝生產顆粒炭素，不消耗外界能源，不產生"三廢"，生產過程節(jié)能而且環(huán)保；玉米芯顆粒炭素源自植物有機體，本身屬有機復合物，主要成分是碳元素，在土壤中可以自然分解，完全無殘留，因而在使用過程中對環(huán)境無任何污染，同時兼有改良土壤的長效特性。四是產品應用范圍廣泛，開發(fā)潛力巨大?；ㄉ俏覈饕挠土献魑锖徒洕魑铮谟土献魑镏蟹N植面積僅次于油菜。早春地溫偏低和普遍存在的肥料流失嚴重、利用率低下問題，成為困擾該產業(yè)發(fā)展的重要因素。本發(fā)明通過應用顆粒炭素作基質達到增溫、緩釋、經濟、環(huán)保、增加地力、提高肥效等效果，是肥料的一種革命性的變革。具體實施例方式實施例1:炭化爐炭化爐由爐體l、燃燒器4、排氣口5、出料口2組成，如圖1所示。炭化爐爐體為8mm厚雙層鋼板，用石棉絲做中間保溫夾層。爐體為長方體形。爐體呈半封閉式，頂部無蓋。玉米芯顆粒炭專用炭化爐具體參數見下表。在爐體l的寬度較窄一側的底部，有一出料口2，用于出料和從該出料口點燃燃燒器。出料口為方形或半圓形。出料口的大小可根據爐體體積大小設計，原則上以爐體裝入物料后不自動淌落為準。出料口外無拉門。爐體1上設有排氣口5，設在出料口相對的一側。排氣管道為圓柱形。爐體l的底部設有燃燒器4，如圖2所示。燃燒器的長度與爐體l的長度相當，以使整個爐體內物料燃燒均勻。燃燒器用5mm厚的鋼板制作。鋼板制成有孔網格，孔的大小以爐體內物料顆粒不能通過為準，孔的密度應盡量大，但要保證能夠承受爐體內物料的壓力。燃燒器為三角柱形，如圖2。進一步的，為了更易于引燃爐體內物料，在燃燒器內設有點火盤7，用于盛裝引燃爐體內物料所需的引燃物，如汽油、煤油或其它易燃物等。所述的點火盤貫穿整個燃燒器柱體，以使爐體內物料均勻被點燃。炭化爐爐體內溫度的監(jiān)測采用XMT-121型數字式溫控儀進行監(jiān)測。溫控儀安裝在爐體內側。表1玉米芯顆粒炭專用炭化爐參數表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例2玉米芯顆粒炭生產方法利用實施例1所述的炭化爐生產玉米芯顆粒炭的方法，包括選料、物料加工、裝爐炭化、冷卻出爐、計量包裝等步驟。選料將農副產品的玉米芯自然風干使其含水量降至20%以下。物料加工采用現有技術中任何破碎方式將上述的合格玉米芯加工粉碎，粉碎后的玉米芯顆粒直徑為2-10mm。粉碎后的玉米芯顆?？蛇^篩篩選，對于不符合要求的玉米芯顆?？芍匦录庸?。裝爐炭化將加工好的玉米芯顆粒裝入爐體中，最初的物料加入量以覆蓋在燃燒器上10—25厘米。將燃燒器點火盤內引燃物點燃。所述的引燃物是汽油。物料被點燃后，持續(xù)自燃，無需外加熱源。物料在150-45(TC亞高溫條件下缺氧炭化。當溫度加熱到15(TC以上時，顆粒的復雜結構開始分解；當溫度大于26(TC時分解加劇，生成焦油和氣體；當溫度達到45(TC時開始絕氧、霧化，生成黑色炭素顆粒。爐體內缺氧條件采用人工控制。采用XMT-121型數字式溫控儀進行監(jiān)測。XMT-121型數字式溫控儀是本領域的常用儀器，在市場上儀器儀表商店均可買到。當爐體內溫度達到450'C時，及時補充物料控制氧氣供應量。每次追加物料的厚度為6—12厘米。待全部物料添加完畢后，加上一層成品炭覆蓋，厚度為15-30厘米。冷卻出爐當最上一層的成品炭燒紅后(目測即可)，及時噴冷水熄滅爐火，自然冷卻出爐?？筛鶕枰獙Τ鰻t的玉米芯顆粒炭進一步粉碎加工成粒度為80—100目的微粒。實施例3炭基緩釋花生專用肥料的生產工藝將硫酸銨(含N2090110公斤、磷酸一銨(含Nim、P20546%)250公斤、玉米芯顆粒炭微粒260公斤、氯化鉀(含K2060%)160公斤、硫酸鉀(含K2050%)90公斤、硫酸鋅(含鋅20%23%)10公斤、硼砂(含硼11%)20公斤、粘結劑100公斤混合，用ZLC-300型攪拌機(肥料制備過程中的常用機械)和KP-300型有機肥造粒機(肥料制備過程中的常用機械)進行壓力造粒，也可選用其它型號的攪拌機和造粒機進行混合造粒。所述的粘結劑為酸性膨潤土。玉米芯顆粒炭微粒粒度優(yōu)選80—100目。實施例4炭基緩釋花生專用肥料的生產工藝將硫酸銨(含N2(Fo)160公斤、磷酸一銨(含醫(yī)o、P20546%)200公斤、玉米芯顆粒炭微粒320公斤、氯化鉀(含K2060%)130公斤、硫酸鉀(含K2050%)110公斤、硫酸鋅(含鋅20%23%)10公斤、硼砂(含硼11%)20公斤、粘結劑50公斤混合，用ZLC-300型攪拌機(肥料制備過程中的常用機械)和KP-300型有機肥造粒機(肥料制備過程中的常用機械)進行壓力造粒，也可選用其它型號的攪拌機和造粒機進行混合造粒。所述的粘結劑為粘土。玉米芯顆粒炭微粒粒度優(yōu)選80—100目。實施例5炭基緩釋花生專用肥料的生產工藝將硫酸銨(含N2090130公斤、磷酸一銨(含N119&、P20546%)220公斤、玉米芯顆粒炭微粒300公斤、氯化鉀(含K2060%)150公斤、硫酸鉀(含K2050%)100公斤、硫酸鋅(含鋅20%23%)10公斤、硼砂(含硼11%)20公斤、粘結劑70公斤混合，用ZLC-300型攪拌機(肥料制備過程中的常用機械)和KP-300型有機肥造粒機(肥料制備過程中的常用機械)進行壓力造粒，也可選用其它型號的攪拌機和造粒機進行混合造粒。所述的粘結劑為粘土。玉米芯顆粒炭微粒粒度優(yōu)選80—100目。實施例6肥效實驗1材料與方法1.1試驗材料試驗于遼寧省黑山縣進行，試驗所用品種當地主栽品種花育20號。1.2試驗處理試驗設5個處理，艮卩(1)Sl:實施例3生產的炭基緩釋花生專用肥料(2)S2:實施例4生產的炭基緩釋花生專用肥料(3)S3:實施例5生產的炭基緩釋花生專用肥料200710143933.6說明書第11/11頁(4)施加量為二銨10公斤/畝、氯化鉀4公斤/畝作為對照一(5)以空白試驗作為對照二該試驗設三次重復，采用隨機區(qū)組試驗，每個小區(qū)行數5條，行長6米，壟距0.6米，小區(qū)面積18平方米。5月8號播種，生育期間常規(guī)管理。炭基緩釋大豆專用肥料作為基肥一次施入。對照一按當地常規(guī)施肥。1.3不同施肥處理下大豆產量比較處理理論產量實際產量246.099.9332.870.2429.364.0524.456.權利要求1.一種炭基緩釋花生專用肥料，其特征在于其包含玉米芯顆粒炭微粒、硫酸銨、磷酸一銨、硫酸鋅、硫酸鉀、氯化鉀、硼砂。2.如權利要求1所述的炭基緩釋花生專用肥料，其特征在于其包含以下成份，各成份含量以生產l噸炭基緩釋花生專用肥料計硫酸銨110_160公斤/噸磷酸一銨200—250公斤/噸玉米芯顆粒炭微粒250—350公斤/噸氯化鉀130_160公斤/噸硫酸鉀90—110公斤/噸硫酸鋅9.5_10.5公斤/噸硼砂19_22公斤/噸。3.如權利要求2所述的炭基緩釋花生專用肥料，其特征在于包含以下成份，各成份含量以生產1噸炭基緩釋花生專用肥料計硫酸銨130公斤/噸磷酸一銨220公斤/噸玉米芯顆粒炭微粒300公斤/噸氯化鉀150公斤/噸硫酸鉀100公斤/噸硫酸鋅10公斤/噸硼砂20公斤/噸。4.如權利要求2、3所述的炭基緩釋花生專用肥料，其特征在于所述的硫酸銨含N20y。，所述的磷酸一銨含N1P/。、P20546%，所述的玉米芯顆粒炭微粒粒度80—100目，所述的氯化鉀含1(2060%，所述的硫酸鉀含1(2050%，所述的硫酸鋅含鋅20%23%，所述的硼砂含硼11%。5.如權利要求2、3所述的炭基緩釋花生專用肥料，其特征在于還進一步包含酸性膨潤土或粘土。6.如權利要求1一9所述的炭基緩釋花生專用肥料的生產方法，其特征在于將所述的成份混合攪拌后造粒。全文摘要本發(fā)明涉及一種炭基緩釋花生專用肥料，其特征在于其包含玉米芯顆粒炭微粒、硫酸銨、磷酸一銨、硫酸鋅、硫酸鉀、氯化鉀、硼砂。本發(fā)明還涉及上述炭基緩釋花生專用肥料的生產方法。利用玉米芯顆粒炭多微孔、強吸附能力，與花生生長發(fā)育所必需的氮、磷、鉀及其他營養(yǎng)元素復合，并用膨潤土或粘土作粘結劑，制成顆粒狀炭基緩釋花生專用肥料。該肥料制備工藝簡單，經濟環(huán)保，一次施用，即可有效地供應花生整個生長期對養(yǎng)分的需求，肥料利用率高，節(jié)省施肥成本及能耗，有利于在花生生產中大規(guī)模推廣應用。文檔編號C05D1/00GK101121619SQ20071014393公開日2008年2月13日申請日期2007年8月15日優(yōu)先權日2007年8月15日發(fā)明者金劉,徐正進,陳溫福,韓曉日申請人:陳溫福