生物质炭基缓释肥的制造及其成品特性
生物质炭基缓释肥的制造及其成品特性
引言
目前，我国化肥当季利用率平均为 30% 。其中，氮肥利用率仅为 30% ～35% ，磷肥约为 10%
～25% ，钾肥为 35% ～50%，不仅远远低于欧美发达国家 60% ～70% 的水平，而且近年来还
有下降的趋势。以氮肥为例，20 世纪 90 年代利用率平均约为 35% ，现今已降至 27% 左右。
此外，化肥过量投入、盲目施用、作物利用率不高，都会引起土壤、水体、大气和农产品的污
染，化肥已被视为仅次于农药的污染源，造成的危害也与农药旗鼓相当。控/缓释肥是解决这
一问题的良好措施，国内外均在大力发展氮肥的控/缓释技术。用于肥料养分缓/控释的控释材
料种类较多，然而目前的控释材料缺少补充土壤有机碳的功能，且大部分材料受资源制约、不
可再生。生物质是可再生的，因而生物炭是可再生的，资源无穷。生物炭具有土壤改良和土壤
固碳的作用，还可吸附和负载肥料养分，延缓肥料养分在土壤中释放和降低淋洗损失，是有益
功能更多的肥料缓释绿色控释材料。目前，生物炭与肥料复合为土壤 － 肥料 － 环境提出了综
合解决方案，生物炭作为肥料增效载体有生物炭载体肥料、生物炭包膜肥料、生物炭基肥料及
生物菌剂肥料等形式。
本文以挤出造粒机上在 500℃温度下制备的稻壳炭为基质，以改性玉米淀粉为粘结剂，以尿素
为肥料，研究了生物质炭基缓释肥的成型特性，分析了缓释肥的抗压强度、成型率、干燥特性
和N 损失情况。
1 材料与方法
1 ．1 试验材料与设备
1 ．1 ．1 试验材料试验采用生物质连续热解制炭，设备采用华南农业大学设计的连续热解装
置。该装置采用变螺距的特殊螺旋输送器，密螺旋保证顺畅送料的同时系统具有良好的密闭
性。将稻壳在热解温度 500℃ 、热解时间 8min 的条件下进行热解，获得的稻壳炭利用工业分
析仪、ICP 等仪器进行工业分析及养分离子检测，分析结果如表 1 所示。稻壳炭经研磨过40
目标准筛后使用。【表 1】
试验所用的化学试剂:H2O2(30% )、NaOH、Fe-
SO4、CO(NH2)2、Na2B4O7·10H2O、Na2S2O3·5H2O、TBP、H2SO4、HNO3、HCL、CuSO4
、K2SO4(以上为分析纯级别)和玉米淀粉(GB/T 12309 －1990)。
1 ．1 ．2 试验设备试验采用的设备如表 2 所示。【表 2】
1 ．2 试验方法
1 ．2 ．1 粘结剂的制取在徐鹏翔、佟金等对改性淀粉粘结剂的研究基础上，制作新型缓释肥玉
米淀粉粘结剂。其合成步骤如下:①调浆。向反应釜中加入适量的温水，加入工业级玉米淀粉
和适量催化剂 FeSO4 溶液(6% )，搅拌，直至成均匀的浆料。②氧化。缓慢向体系中加入一定
量的 H2O2 溶液(30% ) ，并加入适量的 NaOH(10% ) 溶液，连续搅拌 60min 使淀粉充分氧
化。③糊化。继续加入一定量的 NaOH(10% )溶液，确保氧化后的玉米淀粉充分糊化，此过程
持续20min 。④系统中加入适量硼砂、少量尿素溶液以及 Na2S2O3 溶液，继续搅拌之后进行定
容，待冷却至室温即可。整个反应在恒温水浴环境中进行。
1 ．2 ．2 肥料造粒将计量好的尿素和稻壳炭粉，按照比例A1(2:1)、A2(1:1)、A3(1:2)充分混合
( 具体比例见表 3)，加入一定量的改性玉米淀粉粘结剂，混匀，置于挤出造粒机中进行造粒。
将制造出来的炭肥分别置于温度 B1(60℃)、B2(80℃)、B3(100℃) 下分别进行烘干，持续2h，
每隔 10min 取出，干燥器冷却至室温后称重。由于造粒机造粒直径固定，造出的颗粒肥直径范
围约为 6 ．5 ～7 ．5mm，将烘干后的肥料颗粒进行人工筛分，计算筛剩的颗粒质量占全部质
量的百分率;将制作好的球形肥料置于谷物硬度计上测定其抗压强度，分析其颗粒性能。【表
3】
造粒机结构如图 1 所示，生物质碳基缓释肥样品
摘要：
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生物质炭基缓释肥的制造及其成品特性引言目前，我国化肥当季利用率平均为30%。其中，氮肥利用率仅为30%～35%，磷肥约为10%～25%，钾肥为35%～50%，不仅远远低于欧美发达国家60%～70%的水平，而且近年来还有下降的趋势。以氮肥为例，20世纪90年代利用率平均约为35%，现今已降至27%左右。此外，化肥过量投入、盲目施用、作物利用率不高，都会引起土壤、水体、大气和农产品的污染，化肥已被视为仅次于农药的污染源，造成的危害也与农药旗鼓相当。控/缓释肥是解决这一问题的良好措施，国内外均在大力发展氮肥的控/缓释技术。用于肥料养分缓/控释的控释材料种类较多，然而目前的控释材料缺少补充土壤有机碳的...
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作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
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