水稻秸稈生物質(zhì)炭基緩釋肥的制備與應(yīng)用研究.pdf

1、與傳統(tǒng)肥料相比，包膜緩控釋肥能有效減輕土壤氮素養(yǎng)分的流失。但目前大部分包膜材料均為高分子聚合物，難降解易累積，長(zhǎng)期使用極易破壞土壤結(jié)構(gòu)。因此尋求新的緩釋包膜材料，制備環(huán)境友好型緩釋肥是目前該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。另一方面，我國(guó)水稻秸稈資源豐富，但秸稈還田往往促進(jìn)稻田甲烷等溫室氣體的排放。生物質(zhì)炭具有高度穩(wěn)定性和較強(qiáng)的養(yǎng)分吸附持留特性，具備作為緩釋肥包膜材料的基本要求。如果能將水稻秸稈炭化用于制備緩釋肥，則無(wú)疑將為水稻秸稈資源化利用和環(huán)保型緩釋

2、肥生產(chǎn)提供一條新技術(shù)途徑，也將為我國(guó)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面源污染防治和農(nóng)業(yè)固碳減排作出重大貢獻(xiàn)。基于此，本論文通過(guò)采用自燃內(nèi)熱式炭化爐，以水稻秸稈為原料，開展了秸稈生物質(zhì)炭化中試生產(chǎn)試驗(yàn)；借助正交試驗(yàn)，以秸稈生物質(zhì)炭為主料，優(yōu)化制備適合水稻生長(zhǎng)的炭基緩釋肥；并在盆栽和大田試驗(yàn)條件下驗(yàn)證了炭基緩釋肥對(duì)水稻生產(chǎn)和稻田氮素流失的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)借助具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自燃內(nèi)熱式炭化爐，以水稻秸稈為試材，綜合考察風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量和

3、炭化停留時(shí)間對(duì)生物質(zhì)炭炭化得率和碳含量的影響。結(jié)果表明進(jìn)風(fēng)量為2600 m3/h和停留時(shí)間為1 h的運(yùn)行條件下制備得到的生物質(zhì)炭比較適合用作制備炭基緩釋肥的研究材料。在該條件下，水稻秸稈經(jīng)400-500℃炭化后，生物質(zhì)炭的得率可達(dá)34.9％，碳含量高達(dá)53.67％。
　　 (2)以秸稈生物質(zhì)炭和普通復(fù)合肥料為基料，通過(guò)正交試驗(yàn)，比較分析了生物質(zhì)炭、膨潤(rùn)土與煤炭腐殖酸含量以及粘結(jié)劑類型對(duì)炭基緩釋肥中氮養(yǎng)分緩釋效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)生

4、物質(zhì)炭含量為25％，膨潤(rùn)土含量為4％，煤炭腐殖酸含量10％，并以改性玉米淀粉為粘結(jié)劑條件下制備的炭基包膜緩釋肥緩釋效果最佳，達(dá)到國(guó)家緩釋肥料標(biāo)準(zhǔn)(GB/T23348-2009)要求。生物質(zhì)炭組分含量變化對(duì)包膜緩釋肥緩釋效果影響最大。生物質(zhì)炭與膨潤(rùn)土、煤炭腐殖酸相互作用在肥芯外形成緊致膜層可能是制備的炭基緩釋肥具備高效緩釋性能的主要原因。
　　 (3)以秸稈生物質(zhì)炭和炭基緩釋肥為試材，通過(guò)盆栽和大田實(shí)驗(yàn)，初步考察了炭基緩釋肥施用對(duì)