本發(fā)明涉及一種土壤改良肥料的制備方法，具體涉及到一種以生物質(zhì)半焦為載體負(fù)載氮磷營(yíng)養(yǎng)元素用作緩釋肥料的制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)大部分河流、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，富營(yíng)養(yǎng)化的成因在于氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)元素含量過(guò)多，絕大多數(shù)水體富營(yíng)養(yǎng)化主要是外界輸入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集造成的，其中最大的污染來(lái)源便是農(nóng)業(yè)面源污染。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前已是世界上最大的化肥生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，2012年我國(guó)農(nóng)用化肥施用總量達(dá)5839萬(wàn)噸(折純)，化肥施用量占全世界的35％以上，生產(chǎn)化肥需要消耗大量的水電、天然氣等能源，常規(guī)的化肥肥效期較短，不能滿(mǎn)足農(nóng)作物需肥期要求，為了增加農(nóng)作物產(chǎn)量，常常需要施加更多化肥，過(guò)量施用化肥不僅導(dǎo)致資源浪費(fèi)、土壤板結(jié)，多余的化肥常常隨著雨水流到江河湖泊，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，進(jìn)而引發(fā)包括水華、赤潮及水體黑臭在內(nèi)的更為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。因此解決化肥的流失，并保證肥料的長(zhǎng)效性對(duì)于解決我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染至關(guān)重要。
生物質(zhì)半焦作為秸稈、稻殼、樹(shù)皮等生物質(zhì)熱解、氣化等工業(yè)化生產(chǎn)副產(chǎn)物，具有來(lái)源廣、可再生、價(jià)格低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，生物質(zhì)原料半焦結(jié)構(gòu)上疏松多孔，施用于土地能夠提高土壤有機(jī)碳含量，改善土壤保肥、保水性能，有益于土壤微生物棲息和活動(dòng)，是一種很好的土壤改良劑，經(jīng)過(guò)去灰處理后對(duì)氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素具有較大的吸附能力，是一種優(yōu)良的氮磷緩釋肥載體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有化學(xué)肥料肥效短、易流失等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)半焦緩釋肥料，充分利用生物質(zhì)氣化、熱解等資源化利用后的副產(chǎn)物，通過(guò)脫灰，吸附、負(fù)載氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素，并利用可降解型緩釋劑對(duì)半焦孔隙進(jìn)行封閉，實(shí)現(xiàn)氮磷肥料緩釋功能。
技術(shù)方案：將磷酸氫二銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氫銨、硫酸銨、尿素、硝酸鎂中的一種或幾種以一定的比例溶于水中，攪拌均勻，將清洗后的生物質(zhì)半焦在上述溶液中浸泡1～2h，浸泡過(guò)程中不斷攪拌生物質(zhì)半焦，提高對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸附負(fù)載效果，然后加入一定量的氫氧化鈣溶液，攪拌0.5～1h后加入緩釋劑再繼續(xù)攪拌0.5h，隨后濾出、晾干即可。
溶液中各物質(zhì)濃度范圍為：磷酸二氫鉀5～8％，磷酸二氫銨5～15％，磷酸氫二銨5～10％，硫酸銨1～5％，尿素10～20％，氫氧化鈣為飽和溶液，緩釋劑可采用淀粉、明膠、羧甲基纖維素等物質(zhì)，加入比例0.1～0.3％。
以上制備方法，其特征在于：
1、原料半焦在負(fù)載氮磷元素之前需要清洗，清洗的目的在于疏通半焦內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，通過(guò)酸化處理可使原料半焦內(nèi)部灰分溶解，孔隙度變大；
2、利用磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二銨等在水中電離出的磷酸二氫根和磷酸氫根離子，與隨后加入的氫氧化鈣中的鈣離子反應(yīng)生成溶解度較小的磷酸氫鈣或磷酸二氫鈣，因溶解度變小，析出的鈣離子附著沉降在生物質(zhì)半焦微孔表面，隨后通過(guò)緩釋劑將其封閉在微孔內(nèi)部；
3、利用氫氧化鈣的弱堿性及磷酸二氫銨、磷酸氫二銨的緩沖作用，可使整個(gè)體系ph值維持在7～9的范圍之中，呈弱堿性，尿素及銨鹽在弱堿性條件下溶解度降低，析出的銨鹽及尿素晶體附著在生物質(zhì)半焦微孔表面；
4、通過(guò)淀粉、羧甲基纖維素等高分子材料在生物質(zhì)半焦微孔孔壁形成穩(wěn)定的凝膠層，可將氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素封閉在生物質(zhì)半焦載體內(nèi)，在自然條件下，這些封閉的孔道由于微生物作用會(huì)逐漸被打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的緩釋作用。
具體實(shí)施例
下面通過(guò)具體實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不因此局限于下述實(shí)施例，而是由本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)限定。
實(shí)施例
(1)生物質(zhì)半焦清洗及去灰：
步驟1：稱(chēng)取一定量的生物質(zhì)原料半焦，加入適量的清水，原料半焦與清水體積比應(yīng)在1:5～1：8之間，先采用200～300r/min的攪拌速度攪拌30min，靜置15～30min后再以50～100r/min的速度攪拌30min，隨后過(guò)濾、晾干；
步驟2：將一定量的稀鹽酸溶液與步驟1所得的干凈半焦進(jìn)行充分混合、攪拌，攪拌速度50～150r/min，攪拌時(shí)間30min，靜置15min，所述稀鹽酸溶液質(zhì)量濃度2～5％之間，半焦與稀鹽酸溶液體積比應(yīng)在1:3～1：5之間；
步驟3：向步驟2混合物中加入一定量的氫氧化鈣溶液，調(diào)節(jié)ph至7～9，將混合物濾干后用清水清洗，所用清水體積應(yīng)為過(guò)濾物體積的2～3倍，然后濾出晾干備用。
(2)氮磷元素的負(fù)載：
方法1：稱(chēng)取所需量的磷酸氫二銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氫銨、硫酸銨、尿素、硝酸鎂，加入一定量的清水，攪拌均勻，配制成適宜濃度的混合溶液，加入適量的生物質(zhì)半焦，浸泡1～2h，攪拌使其充分混合，然后加入飽和氫氧化鈣溶液，調(diào)節(jié)ph至8～9，繼續(xù)攪拌0.5～1h后靜置備用；
方法2：稱(chēng)取所需量的磷酸氫二銨、磷酸二氫鉀、尿素，加入一定量的清水，攪拌均勻，配制成適宜濃度的混合溶液，加入適量的生物質(zhì)半焦，浸泡1～2h，攪拌使其充分混合，然后加入飽和氫氧化鈣溶液，調(diào)節(jié)ph至8～9，繼續(xù)攪拌0.5～1h后靜置備用；
方法3：稱(chēng)取一定量的氨水溶液，攪拌條件下加入適量的磷酸溶液，再加入適量的硝酸鉀攪拌均勻，加入適量的生物質(zhì)半焦，浸泡1～2h，攪拌使其充分混合，然后加入飽和氫氧化鈣溶液，調(diào)節(jié)ph至8～9，繼續(xù)攪拌0.5～1h后靜置備用；
(3)緩釋凝膠層的構(gòu)建：
將所需量的淀粉加入到一定量的熱水中(熱水溫度不宜低于80℃，否則不宜溶解)，攪拌均勻，加入負(fù)載氮磷后的生物質(zhì)半焦，以50～100r/min的速度攪拌0.5h，濾出晾干即可；
具體案例
按照步驟2中的方法1配制氮磷緩釋肥，用于普通作物種植實(shí)驗(yàn)，選擇面積為10×10m的方形黑麥草種植地，施用本發(fā)明的肥料，做兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)照組中選擇同樣大小面積的同種類(lèi)黑麥草地，一組施用普通化肥，另外一組不施用任何肥料，其他條件相同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)組與施用普通化肥的對(duì)照組黑麥草產(chǎn)量基本相同，二者產(chǎn)量比不施用肥料的對(duì)照組高30％以上，實(shí)驗(yàn)組肥料用量比對(duì)照組減少60％以上(折純計(jì)算)，土壤淋濾實(shí)驗(yàn)表明，施用普通肥料的對(duì)照組肥料流失量達(dá)到使用量的40％以上，而實(shí)驗(yàn)組基本無(wú)流失，一年后對(duì)三塊地土壤進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)組土壤中氮磷含量明顯高于對(duì)照組，說(shuō)明本發(fā)明的肥料具有較好的氮磷緩釋效果。