一种缓释炭基小分子肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种缓释炭基小分子肥的制备方法，属于农业领域。
背景技术
当代农村，阡陌纵横、牛羊遍野的背后，往往隐藏着桔杆和牲畜粪便无法处理等隐患。大量秸秆被焚烧后，造成空气的严重污染。根据《中华人民共和国大气污染防治法》第四十一条：禁止在人口集中地区、机场周围、交通干线附近以及当地人民政府划定的区域露天焚烧秸秆、落叶等产生烟尘污染的物质。而秸秆和牲畜粪便的堆放，在天气干燥时，经常发生火灾，因此秸秆和牲畜粪便的处理成为重要的问题。
一部分秸秆和禽畜粪便用以发酵生产有机肥，对于秸秆和禽畜粪便的资源化利用发挥了重要作用。然而，该方法存在两个问题：1)周期长；2)有机肥中有机分子较大，难以被作物直接吸收。因此，迫切需要发展小分子肥的快速制备方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种缓释炭基小分子肥及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的，一种缓释炭基小分子肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将秸秆粉碎成1-10cm长，进而和禽畜粪便以(1-3):(1-3)的质量比加入到水中，得到浓度为300-500g/L的混合溶液；
(2)往(1)中得到的混合溶液中添加FeSO4和H2O2，并将其置于1000-2000W紫外灯下辐照并搅拌0.5-1h，得到液态炭基小分子肥；其中，FeSO4的添加量为40-60g/L，H2O2的添加量为10-15g/L；
(3)将凹凸棒土与尿素按照(3-7)：(1-2)的质量比混合均匀，并加水配成浓度为100-300g/L的悬浊液，在50-70℃下搅拌10-30min，然后于60-90℃下干燥至恒重并粉碎成100-200目，得到氨基化凹凸棒土；
(4)将氨基化凹凸棒土与风化煤按照(2-5)：(1-2)的质量比均匀混合，得到纳米载体；
(5)将(4)中得到的纳米载体加入到(2)中得到的液态炭基小分子肥中，在20-30℃下搅拌10-30min，达到吸附炭基小分子肥中可溶性有机质的目的，得到悬浊液；其中纳米载体的质量为液态炭基小分子肥质量的2-10％；
(6)往(5)中得到的悬浊液中加入聚合硫酸铁，搅拌1-5min，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌1-5min，静置5-10min，去除上清液并收集絮体；其中，聚合硫酸铁的质量占悬浊液的质量的0.1-0.3％，聚丙烯酰胺的质量占悬浊液的质量比为0.02-0.05％；
(7)将(6)中得到的絮体通过压滤机压滤，并烘干至含水量至10-15wt％，得到缓释炭基小分子肥。
优选地，所述步骤(1)中的秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆或水稻秸秆，所述禽畜粪便为牛粪或猪粪。
优选地，所述步骤(4)中的风化煤的有机质含量20％，粒径为40-100目。
优选地，所述步骤(7)中，烘干温度为80-100℃。
本发明还提供了上述方法制备的缓释炭基小分子肥。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明以秸秆和禽畜粪便为原料，在紫外灯辐照下通过芬顿反应，制备炭基小分子肥，然后将炭基小分子肥通过吸附-絮凝-压滤工艺，制备缓释炭基小分子肥。该方法可促进秸秆和禽畜粪便资源化利用，该肥料具有生产周期短、分子小、活性高等有点，可提高土壤有机质，增加土壤肥力，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明制备的缓释炭基小分子肥与传统有机肥的黄腐酸的释放曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本实施例提供了一种缓释炭基小分子肥的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将(玉米、小麦、水稻等)秸秆粉碎成1cm长，进而和牛粪以1:1的质量比加入到自来水中，得到浓度为300g/L的混合溶液；
(2)往(1)中得到的混合溶液中添加FeSO4(40g/L)和H2O2(10g/L)，并将其置于紫外灯(1000W)下辐照并搅拌0.5h，得到液态炭基小分子肥；
(3)将凹凸棒土(胶体级，100目)与尿素按照3：1的质量比混合均匀，并加自来水配成浓度为100g/L的悬浊液，在50℃下搅拌10min，然后于60℃下干燥至恒重并粉碎成100目，得到氨基化凹凸棒土；
(4)将氨基化凹凸棒土与风化煤(有机质含量20％，40目)按照2：1的质量比均匀混合，得到纳米载体；
(5)将(4)中得到的纳米载体加入到液态炭基小分子肥中，在20℃下搅拌10分钟，达到吸附炭基小分子肥中可溶性有机质的目的；其中纳米载体的质量为液态炭基小分子肥质量的2％；
(6)往(5)中得到的悬浊液中加入聚合硫酸铁，搅拌1min，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌1min，静置5min，去除上清液并收集絮体；其中，聚合硫酸铁的质量占悬浊液的质量的0.1％，聚丙烯酰胺的质量占悬浊液的质量比为0.02％；
(7)将(6)中得到的絮体通过压滤机压滤，并烘干(80℃)得到固态缓释炭基小分子肥(含水量10wt％)。
实施例2
本实施例提供了一种缓释炭基小分子肥的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将(玉米、小麦、水稻等)秸秆粉碎成5cm长，进而和牛粪以1:2的质量比加入到自来水中，得到浓度为400g/L的混合溶液；
(2)往(1)中得到的混合溶液中添加FeSO4(50g/L)和H2O2(13g/L)，并将其置于紫外灯(1500W)下辐照并搅拌0.75h，得到液态炭基小分子肥；
(3)将凹凸棒土(胶体级，150目)与尿素按照5：1的质量比混合均匀，并加自来水配成浓度为200g/L的悬浊液，在60℃下搅拌20min，然后于75℃下干燥至恒重并粉碎成150目，得到氨基化凹凸棒土。
(4)将氨基化凹凸棒土与风化煤(有机质含量20％，60目)按照3：1的质量比均匀混合，得到纳米载体；
(5)将(4)中得到的纳米载体加入到液态炭基小分子肥中，在25℃下搅拌20min，达到吸附炭基小分子肥中可溶性有机质的目的；其中纳米载体的质量为液态炭基小分子肥质量的6％；
(6)往(5)中得到的悬浊液中加入聚合硫酸铁，搅拌3分钟，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌3min，静置7min，去除上清液并收集絮体；其中，聚合硫酸铁的质量占悬浊液的质量的0.2％，聚丙烯酰胺的质量占悬浊液的质量比为0.03％；
(7)将(6)中得到的絮体通过压滤机压滤，并烘干(90℃)得到固态缓释炭基小分子肥(含水量13wt％)。
实施例3
本实施例提供了一种缓释炭基小分子肥的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将(玉米、小麦、水稻等)秸秆粉碎成10cm长，进而和牛粪以1:3的质量比加入到自来水中，得到浓度为500g/L的混合溶液；
(2)往(1)中得到的混合溶液中添加FeSO4(60g/L)和H2O2(15g/L)，并将其置于紫外灯(2000W)下辐照并搅拌1h，得到液态炭基小分子肥；
(3)将凹凸棒土(胶体级，200目)与尿素按照7：1的质量比混合均匀，并加自来水配成浓度为300g/L的悬浊液，在70摄氏度下搅拌30分钟，然后于90℃下干燥至恒重并粉碎成200目，得到氨基化凹凸棒土。
(4)将氨基化凹凸棒土与风化煤(有机质含量20％，100目)按照5：1的质量比均匀混合，得到纳米载体；
(5)将(4)中得到的纳米载体加入到液态炭基小分子肥中，在30℃下搅拌30min，达到吸附炭基小分子肥中可溶性有机质的目的；其中纳米载体的质量为液态炭基小分子肥质量的10％；
(6)往(5)中得到的悬浊液中加入聚合硫酸铁，搅拌5分钟，然后加入聚丙烯酰胺，搅拌5min，静置10min，去除上清液并收集絮体；其中，聚合硫酸铁的质量占悬浊液的质量的0.3％，聚丙烯酰胺的质量占悬浊液的质量比为0.05％；
(7)将(6)中得到的絮体通过压滤机压滤，烘干(100℃)并挤压造粒(粒径1-3mm)得到固态缓释炭基小分子肥(含水量15％)。
图1为本发明制备的缓释炭基小分子肥与传统有机肥的黄腐酸的释放曲线。表1为传统有机肥与本发明缓释炭基小分子肥的对比。
表1
综上，本专利提供的缓释炭基小分子肥具有缓释、分子小、活性高的特点，为快速补充土壤有机质、提升地力、促进作物增产提供技术支撑。
