一种茶园生物质炭棒有机肥的制作及应用方法
技术领域
本发明属于有机肥制备技术领域，尤其涉及一种茶园生物质炭棒有机肥的制作及应用方法。
背景技术
目前：有机茶园的施肥以有机肥为主，辅以矿物源肥料、微量元素肥料和微生物肥料。有机肥的施用不仅可以提高茶叶品质,增加茶叶水浸出物、氨基酸和香气成分的含量,还可以改善茶园土壤理化性状，增加土壤养分含量,提高土壤酶活性。茶园主要使用的有机肥有饼肥、堆肥及其他商品有机肥等。生物质炭是由生物质在完全或部分缺氧的条件下经热裂解、炭化产生的一类高度芳香化、难溶性的固态物质，生物质炭常被用作土壤改良剂，可以改善土壤性质，促进养分吸收，从而提高作物产量。
生物质炭对土壤的改良作用主要是通过改变土壤的物理性状和结构，促进土壤生物化学与物理化学的交互作用，促进微生物的生长和活性，从而提高土壤肥力。生物质炭表面还可以吸附土壤有机分子，从而可提高土壤的养分吸持容量及持水容量。生物质炭施入土壤后不仅能够提高养分利用率、减少养分淋失，还可以缓解由养分淋失而引起的环境问题。生物质炭基肥料的多孔隙结构能为微生物繁殖生长提供良好的空间结构，增加土壤微生物种群多样性，提高土壤酶活性，提高土壤有机碳指数，帮助元素从根系顺畅输送到植物体内，实现茶树生长的增质、抗病、高收益的效果。以生物炭为基质研发的炭基肥已经在生态农业及有机农业中广泛应用。
茶园土壤压青、施用有机肥也能短期增加土壤有机质含量，但其分解期仅为几个月，对土壤有机质含量的提升远低于生物黑炭，施用生物黑炭为吸附剂的茶叶专用肥能够显著提高土壤有机质含量和养分积累。生物炭的孔隙结构及贮存水分和养分的作用，使其成为土壤微生物的良好栖息环境，为土壤有益微生物提供保护，特别是菌根真菌，促进有益微生物繁殖及活性。生物质炭棒有机肥是以生物碳和有机物为主原料制成，具有基肥及追肥施用的效果。但是目前暂无将茶园生物质炭棒有机肥用于茶园，实现有机茶种植的方案。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前茶园使用的有机肥主要有饼肥、堆肥及其他商品有机肥，暂无将茶园生物质炭棒有机肥用于茶园，实现有机茶种植的方案。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种茶园生物质炭棒有机肥的制作及应用方法。
本发明是这样实现的，一种茶园生物质炭棒有机肥的制备方法，所述茶园生物质炭棒有机肥的制备方法包括以下步骤：
步骤一，制备生物质颗粒碳，并按比例称取生物质颗粒炭、硅藻土、有益活性菌、玉米秸秆、木炭粉、茶叶渣、鸡粪、铵态氮肥、腐殖酸、分散剂、成形助剂、水，备用；
所述生物质颗粒碳制备方法包括：
(1.1)对生物质原材料进行除杂与筛选，同时利用粉碎机将原材料进行粉碎；
(1.2)对粉碎后的原材料进行干燥处理；
(1.3)将干燥后的原材料利用炭化炉于500-600℃下进行炭化反应，并在氮气氛围下冷却至100℃时，取出，即得所述生物质颗粒碳；
步骤二，将玉米秸秆铡成3-5cm的小段，将其晾晒至干燥后加入秸秆改性液中浸泡30-60min进行改性；将改性后的玉米秸秆放入热解装置，设定热解温度为500-520℃进行热解，得到秸秆炭；
步骤三，将秸秆炭进行研磨，过100目筛，得到秸秆炭粉末；将秸秆炭粉末与木炭粉、生物质颗粒炭混合，得到生物质炭混合物；
步骤四，将茶叶渣置于清水中浸泡、洗净，将其置于破壁机中进行破壁，得到茶叶渣颗粒；
步骤五，将鸡粪、腐殖酸、茶叶渣颗粒进行混合，加入有益活性菌进行搅拌，发酵得到有机肥料；
所述发酵得到有机肥料包括：
(1)将鸡粪、腐殖酸、茶叶渣颗粒、有益活性菌混合物进行搅拌，搅拌至含水量为50-60％；
(2)将搅拌后的混合物堆积成发酵堆进行密封发酵，发酵时间为30-50天；
(3)发酵10天后进行翻堆，每隔10-20h进行一次翻堆；
(4)待发酵堆温度升至50-70℃时，改为每隔3-5天进行一次翻堆；
(5)翻堆发酵结束后，将发酵堆肥晾晒至含水率在20％以下，得到有机肥料；
步骤六，将生物质炭混合物、有机肥料、铵态氮肥进行混合，搅拌均匀后进行茶园生物质炭棒有机肥的制备；
所述进行茶园生物质炭棒有机肥的制备具体包括：
1)将生物质炭混合物、有机肥料、铵态氮肥进行混合，搅拌均匀后加入分散剂，进行充分搅拌；
2)在搅拌后的混合物中添加膨润土和粘结剂，得到茶园生物质炭棒有机肥预混料；
3)将茶园生物质炭棒有机肥预混料倒入模具中，设定干燥温度为50-60℃，干燥时间为3-4h，进行干燥；
4)干燥结束后，将棒状物质从模具中取出，去除表面杂质，得到茶园生物质炭棒有机肥。
进一步，步骤二中，所述秸秆改性液的制备方法包括以下步骤：
步骤A，将氯化钕、氯化镝加入水中，升温至80-90℃后进行加热；
步骤B，向加热液体中加入油酸钠粉末，搅拌均匀后，继续恒温加热1-2h，制得油酸稀土；
步骤C，向油酸稀土中加入其重量8-12倍重的水，然后加入分散剂，高速搅拌后，得到秸秆改性液。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述茶园生物质炭棒有机肥的制备方法制备的茶园生物质炭棒有机肥，所述茶园生物质炭棒有机肥按照质量份数由生物质颗粒炭15-18份、硅藻土6-8份、有益活性菌1-2份、玉米秸秆8-11份、木炭粉1-2份、茶叶渣2-3份、鸡粪3-5份、铵态氮肥4-5份、腐殖酸2-3份、分散剂1-2份、成形助剂2-3份、水12-18份组成。
进一步，所述生物质颗粒碳由35-40份植物秸秆粉、20-30份木屑、15-20份草炭、10-15份花生壳以及5-10份食用菌菌渣组成。
进一步，所述植物秸秆粉包括：向日葵秸秆粉以及蓖麻秸秆粉。
进一步，所述生物质颗粒炭的粒径为0.10-0.15cm。
进一步，所述有益活性菌为侧短芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌中的一种或多种的组合物。
进一步，所述铵态氮肥为聚磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵中的一种或多种的组合物。
进一步，所述成型助剂包括膨润土和粘结剂，所述粘结剂为氢化松香甘油酯为羧甲基淀粉钠的混合物。
本发明的另一目的在于提供一种茶园生物质炭棒有机肥的应用方法，所述茶园生物质炭棒有机肥的应用方法包括以下步骤：
步骤Ⅰ，在茶园的茶树行间开浅沟；
步骤Ⅱ，使用打孔器在开设的浅沟处朝向茶树根部进行打孔，孔的孔径与茶园生物质炭棒的直径相近；
步骤Ⅲ，将茶园生物质炭棒插入孔中；
步骤Ⅳ，若茶树生长中茶园生物质炭棒的体积出现大幅缩减，则进行茶园生物质炭棒的置换或是将茶园生物质炭棒研磨成粉末在茶树根部土壤进行施加。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明采用生物质炭具有多孔结构、比表面积大等特性，采用硅藻土、小分子生物炭、有益活性菌经过发酵生产的高科技有机碳肥，使固氮、固碳、有益菌群中微量元素等的土壤生态得以较优化，使对茶树获取合理比例的营养元素，促进茶树生长。
施用时在茶树根部埋入生物质炭棒有机肥，充分利用生物质炭的吸附特性，提高茶园土壤有机质，改善土壤理化性质，实现土壤具有高的保水保肥能力。生物炭大多呈碱性，因其灰分中含有很多的盐基离子，比如钙、镁、钾等，这些盐基离子可以降低土壤中氢离子及交换性铝离子的含量，提高酸性土壤pH值，可以减缓茶园土壤酸化。同时，也可增加土壤中矿质养分含量及改善土壤持水能力。此外，生物质炭棒有机肥具有肥料缓释效应，可延缓肥料养分在土壤中的释放，提高肥料养分利用率(如氮、磷、钾)。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的茶园生物质炭棒有机肥的制备方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的秸秆改性液的制备方法的流程图。
图3是本发明实施例提供的发酵得到有机肥料的流程图。
图4是本发明实施例提供的进行茶园生物质炭棒有机肥的制备的流程图。
图5是本发明实施例提供的茶园生物质炭棒有机肥的应用方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种茶园生物质炭棒有机肥的制作及应用方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明实施例提供的茶园生物质炭棒有机肥按照质量份数由生物质颗粒炭15-18份、硅藻土6-8份、有益活性菌1-2份、玉米秸秆8-11份、木炭粉1-2份、茶叶渣2-3份、鸡粪3-5份、铵态氮肥4-5份、腐殖酸2-3份、分散剂1-2份、成形助剂2-3份、水12-18份组成。
本发明实施例提供的生物质颗粒炭的粒径为0.10-0.15cm。
本发明实施例提供的有益活性菌为侧短芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌中的一种或多种的组合物。
本发明实施例提供的铵态氮肥为聚磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵中的一种或多种的组合物。
本发明实施例提供的成型助剂包括膨润土和粘结剂，所述粘结剂为氢化松香甘油酯为羧甲基淀粉钠的混合物。
如图1所示，本发明实施例提供的茶园生物质炭棒有机肥的制备方法包括以下步骤：
S101，制备生物质颗粒碳，并按比例称取生物质颗粒炭、硅藻土、有益活性菌、玉米秸秆、木炭粉、茶叶渣、鸡粪、铵态氮肥、腐殖酸、分散剂、成形助剂、水，备用；
S102，将玉米秸秆铡成3-5cm的小段，将其晾晒至干燥后加入秸秆改性液中浸泡30-60min进行改性；将改性后的玉米秸秆放入热解装置，设定热解温度为500-520℃进行热解，得到秸秆炭；
S103，将秸秆炭进行研磨，过100目筛，得到秸秆炭粉末；将秸秆炭粉末与木炭粉、生物质颗粒炭、硅藻土混合，得到生物质炭混合物；
S104，将茶叶渣置于清水中浸泡、洗净，将其置于破壁机中进行破壁，得到茶叶渣颗粒；
S105，将鸡粪、腐殖酸、茶叶渣颗粒进行混合，加入有益活性菌进行搅拌，发酵得到有机肥料；
S106，将生物质炭混合物、有机肥料、铵态氮肥进行混合，搅拌均匀后进行茶园生物质炭棒有机肥的制备。
本发明实施例提供的生物质颗粒碳制备方法包括：
(1.1)对生物质原材料进行除杂与筛选，同时利用粉碎机将原材料进行粉碎；
(1.2)对粉碎后的原材料进行干燥处理；
(1.3)将干燥后的原材料利用炭化炉于500-600℃下进行炭化反应，并在氮气氛围下冷却至100℃时，取出，即得所述生物质颗粒碳。
如图2所示，步骤S101中，本发明实施例提供的秸秆改性液的制备方法包括以下步骤：
S201，将氯化钕、氯化镝加入水中，升温至80-90℃后进行加热；
S202，向加热液体中加入油酸钠粉末，搅拌均匀后，继续恒温加热1-2h，制得油酸稀土；
S203，向油酸稀土中加入其重量8-12倍重的水，然后加入分散剂，高速搅拌后，得到秸秆改性液。
如图3所示，步骤S105中，本发明实施例提供的发酵得到有机肥料包括：
S301，将鸡粪、腐殖酸、茶叶渣颗粒、有益活性菌混合物进行搅拌，搅拌至含水量为50-60％；
S302，将搅拌后的混合物堆积成发酵堆进行密封发酵，发酵时间为30-50天；
S303，发酵10天后进行翻堆，每隔10-20h进行一次翻堆；
S304，待发酵堆温度升至50-70℃时，改为每隔3-5天进行一次翻堆；
S305，翻堆发酵结束后，将发酵堆肥晾晒至含水率在20％以下，得到有机肥料。
如图4所示，步骤S106中，本发明实施例提供的进行茶园生物质炭棒有机肥的制备具体包括：
S401，将生物质炭混合物、有机肥料、铵态氮肥进行混合，搅拌均匀后加入分散剂，进行充分搅拌；
S402，在搅拌后的混合物中添加膨润土和粘结剂，得到茶园生物质炭棒有机肥预混料；
S403，将茶园生物质炭棒有机肥预混料倒入模具中，设定干燥温度为50-60℃，干燥时间为3-4h，进行干燥；
S404，干燥结束后，将棒状物质从模具中取出，去除表面杂质，得到茶园生物质炭棒有机肥。
如图5所示，本发明实施例提供的茶园生物质炭棒有机肥的应用方法包括以下步骤：
S501，在茶园的茶树行间开浅沟；
S502，使用打孔器在开设的浅沟处朝向茶树根部进行打孔，孔的孔径与茶园生物质炭棒的直径相近；
S503，将茶园生物质炭棒插入孔中；
S504，若茶树生长中茶园生物质炭棒的体积出现大幅缩减，则进行茶园生物质炭棒的置换或是将茶园生物质炭棒研磨成粉末在茶树根部土壤进行施加。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1：
本发明实施例提供的茶园生物质炭棒有机肥的制备方法包括以下步骤：
步骤一，制备生物质颗粒碳，称取生物质颗粒炭15份、硅藻土6份、有益活性菌1份、玉米秸秆8份、木炭粉1份、茶叶渣2份、鸡粪3份、铵态氮肥4份、腐殖酸2份、分散剂1份、成形助剂2份、水12份，备用；
步骤二，将玉米秸秆铡成3cm的小段，将其晾晒至干燥后加入秸秆改性液中浸泡30min进行改性；将改性后的玉米秸秆放入热解装置，设定热解温度为500℃进行热解，得到秸秆炭；
步骤三，将秸秆炭进行研磨，过100目筛，得到秸秆炭粉末；将秸秆炭粉末与木炭粉、生物质颗粒炭、硅藻土混合，得到生物质炭混合物；
步骤四，将茶叶渣置于清水中浸泡、洗净，将其置于破壁机中进行破壁，得到茶叶渣颗粒；
步骤五，将鸡粪、腐殖酸、茶叶渣颗粒进行混合，加入有益活性菌进行搅拌，发酵得到有机肥料；
步骤六，将生物质炭混合物、有机肥料、铵态氮肥进行混合，搅拌均匀后进行茶园生物质炭棒有机肥的制备。
实施例2：
步骤一，制备生物质颗粒碳，称取生物质颗粒炭16份、硅藻土7份、有益活性菌1份、玉米秸秆10份、木炭粉1份、茶叶渣2份、鸡粪4份、铵态氮肥4份、腐殖酸3份、分散剂1份、成形助剂2份、水15份，备用；
步骤二，将玉米秸秆铡成3cm的小段，将其晾晒至干燥后加入秸秆改性液中浸泡50min进行改性；将改性后的玉米秸秆放入热解装置，设定热解温度为510℃进行热解，得到秸秆炭；
步骤三，将秸秆炭进行研磨，过100目筛，得到秸秆炭粉末；将秸秆炭粉末与木炭粉、生物质颗粒炭、硅藻土混合，得到生物质炭混合物；
步骤四，将茶叶渣置于清水中浸泡、洗净，将其置于破壁机中进行破壁，得到茶叶渣颗粒；
步骤五，将鸡粪、腐殖酸、茶叶渣颗粒进行混合，加入有益活性菌进行搅拌，发酵得到有机肥料；
步骤六，将生物质炭混合物、有机肥料、铵态氮肥进行混合，搅拌均匀后进行茶园生物质炭棒有机肥的制备。
实施例3：
步骤一，制备生物质颗粒碳，称取生物质颗粒炭18份、硅藻土8份、有益活性菌2份、玉米秸秆11份、木炭粉2份、茶叶渣3份、鸡粪5份、铵态氮肥5份、腐殖酸3份、分散剂2份、成形助剂3份、水18份，备用；
步骤二，将玉米秸秆铡成3cm的小段，将其晾晒至干燥后加入秸秆改性液中浸泡60min进行改性；将改性后的玉米秸秆放入热解装置，设定热解温度为520℃进行热解，得到秸秆炭；
步骤三，将秸秆炭进行研磨，过100目筛，得到秸秆炭粉末；将秸秆炭粉末与木炭粉、生物质颗粒炭、硅藻土混合，得到生物质炭混合物；
步骤四，将茶叶渣置于清水中浸泡、洗净，将其置于破壁机中进行破壁，得到茶叶渣颗粒；
步骤五，将鸡粪、腐殖酸、茶叶渣颗粒进行混合，加入有益活性菌进行搅拌，发酵得到有机肥料；
步骤六，将生物质炭混合物、有机肥料、铵态氮肥进行混合，搅拌均匀后进行茶园生物质炭棒有机肥的制备。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
