一种处理玉米杆的方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，特别是涉及一种处理玉米杆的方法。

背景技术

玉米杆是成熟玉米茎叶(穗)部分的总称，玉米杆中富含粗纤维、木质素、氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，但在玉米收获后的玉米杆的处理方案包括：1.集中焚烧；2.直接还田；3.作为饲料使用。但上述玉米杆的处理方案均未充分利用玉米杆。

土壤中的常量营养元素氮、磷、钾通常不能满足作物生长的需求，需要施用含氮、磷、钾的化肥来补足。传统化学肥料的氮肥由于挥发、淋失和土壤固定等因素的影响，利用率一直不高，为了不影响农作物增产增质，因此需要增大肥料的使用量，但肥料的大量施用在明显提高作物产量的同时，破坏了土壤的理化性质，导致土壤品质下降，甚至会污染地下层水和大气。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种处理玉米杆的方法，该方法是利用玉米杆制备一种缓释肥，该缓释肥为环境友好型缓释肥，该缓释肥可以替代传统化学肥料，并且相对于传统化学肥料具有更高的利用率。该缓释肥在施入土壤后，营养物质转化成农作物可吸收利用的养分，其释放速度小于传统化学肥料的释放速度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种处理玉米杆的方法，具体包括以下步骤：

步骤一，将玉米杆分为A部分和B部分，A部分的玉米杆和B部分的玉米杆的质量比为1:5-10；

步骤二，将A部分的玉米杆进行干燥处理至其含水量低于5％，然后进行粉碎并过80-100目筛，将过筛后的粉末材料和钾盐、钠盐混合均匀得到混合材料，将混合材料和聚乙二醇溶剂混合后放置入马弗炉中，然后升温至650-750℃并恒温不少于4h，然后随炉自然冷却至室温得到原材料C；

步骤三，将B部分的玉米杆和尿素、磷酸盐、硝酸钾混合均匀后再放置入马弗炉中，先升温至90-110℃并恒温不少于3h，然后继续升温至350-400℃并恒温不少于4h，随炉自然冷却至室温得到原材料D；

步骤四，按重量份数计，分别称量10-20份原材料C、20-40份原材料D、1.5-2份硫酸铵、10-20份聚乙二醇溶剂、5-10份三乙醇胺，将原材料C、原材料D加入聚乙二醇溶剂中，然后在搅拌状态下(搅拌速度不低于500r/min)依次加入硫酸铵和三乙醇胺，将混合物放置入马弗炉中，然后升温至350-400℃并恒温不少于6h，然后随炉自然冷却至室温即得到缓释肥。

其中，步骤二中，钾盐和钠盐的质量比为10-20:1。钾盐为硝酸钾、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾中的一种或几种混合，钠盐为硝酸钠、氯化钠、硫酸钠、碳酸钠。碳酸氢钠中的一种或几种混合。钾盐和钠盐的总质量和粉末材料的质量的比为1:3-4。聚乙二醇分子量为400并且混合材料和聚乙二醇溶剂的质量比为1:1.5-2。

其中，步骤三中，B部分的玉米杆的质量不低于尿素、磷酸盐和硝酸钾的总质量。尿素和硝酸钾的质量比为1:1-2，磷酸盐和硝酸钾质量比为1:1-2。磷酸盐为磷酸钙、次磷酸钙、磷酸二氢钙、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酸式焦磷酸钠、焦磷酸钠、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾中的一种或几种混合。

其中，步骤二中和步骤四中，聚乙二醇溶剂起到粘结剂的作用。步骤四中，三乙醇胺和硫酸铵的加入能强化聚乙二醇的粘结作用。

相比于现有技术，本发明提供的一种处理玉米杆的方法至少具有如下有益效果：

1.本发明利用玉米杆制备缓释肥，生产周期短，成本低廉，产品附加值高，并且减少了对环境的污染。

2.本发明中，玉米杆经过粉碎后和钾盐、钠盐、聚乙二醇混合后经过高温烧结，得到的原材料C的微观结构为空心、多孔的球状结构颗粒，其结构为：最内层为中空层，稍外层为上有较多不规则孔隙，最外层附着有钾盐和钠盐。因此原材料C通气透水性好，比表面积大；本发明中，玉米杆和尿素、磷酸盐、硝酸钾混合后进行高温处理得到的原材料D的微观结构为多孔骨架结构，玉米杆经过高温处理后制成多孔骨架主体，尿素、磷酸盐、硝酸钾附着在多孔骨架主体的表面上，原材料D的吸附能力强。

3.本发明中，原材料C、原材料D、硫酸铵、聚乙二醇溶剂、三乙醇胺混合后经过高温处理得到的缓释肥，原材料C能填充至原材料D的孔内，本发明以玉米秸秆为基材所制备的缓释肥，该缓释肥具有较高的吸水性能和保水性能，吸附速率快，吸附能力高，同时，多孔骨架结构的原材料D可以作为吸附物质的特定吸附位点和天然的微生物培养基，因此，使用该缓释肥不仅可以有效减少灌概水的消耗，提高土壤的保肥能力，而且有助于微生物的生长。

4.施用本发明提供的缓释肥后，能够降增加土壤中的氮、磷、钾，改良土壤的结构和孔性，增加了土壤的水肥库容，并且缓释肥能缓慢释放养分供给种植物持续吸收利用。

本发明提供的缓释肥能和现有的有机肥搭配使用。

具体实施方式

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。

实施例1

本发明采用如下技术方案：一种处理玉米杆的方法，具体包括以下步骤：

步骤一，将玉米杆分为A部分和B部分，A部分的玉米杆和B部分的玉米杆的质量比为1:5；

步骤二，将A部分的玉米杆进行干燥处理至其含水量低于5％，然后进行粉碎并过80目筛，将过筛后的粉末材料和碳酸钾、碳酸钠混合均匀得到混合材料，将混合材料和聚乙二醇溶剂混合后放置入马弗炉中，然后升温至650℃并恒温不少于4h，然后随炉自然冷却至室温得到原材料C；

步骤三，将B部分的玉米杆和尿素、磷酸二氢钾、硝酸钾混合均匀后再放置入马弗炉中，先升温至90℃并恒温不少于3h，然后继续升温至350℃并恒温不少于4h，随炉自然冷却至室温得到原材料D；

步骤四，按重量份数计，分别称量10份原材料C、20份原材料D、1.5份硫酸铵、10份聚乙二醇溶剂、5份三乙醇胺，将原材料C、原材料D加入聚乙二醇溶剂中，然后在搅拌状态下(搅拌速度不低于500r/min)依次加入硫酸铵和三乙醇胺，将混合物放置入马弗炉中，然后升温至350-400℃并恒温不少于6h，然后随炉自然冷却至室温即得到缓释肥。

实施例2

本发明采用如下技术方案：一种处理玉米杆的方法，具体包括以下步骤：

步骤一，将玉米杆分为A部分和B部分，A部分的玉米杆和B部分的玉米杆的质量比为1:10；

步骤二，将A部分的玉米杆进行干燥处理至其含水量低于5％，然后进行粉碎并过100目筛，将过筛后的粉末材料和碳酸钾、硝酸钠混合均匀得到混合材料，将混合材料和聚乙二醇溶剂混合后放置入马弗炉中，然后升温至750℃并恒温不少于4h，然后随炉自然冷却至室温得到原材料C；

步骤三，将B部分的玉米杆和尿素、磷酸二氢铵、硝酸钾混合均匀后再放置入马弗炉中，先升温至110℃并恒温不少于3h，然后继续升温至400℃并恒温不少于4h，随炉自然冷却至室温得到原材料D；

步骤四，按重量份数计，分别称量20份原材料C、40份原材料D、2份硫酸铵、20份聚乙二醇溶剂、10份三乙醇胺，将原材料C、原材料D加入聚乙二醇溶剂中，然后在搅拌状态下(搅拌速度不低于500r/min)依次加入硫酸铵和三乙醇胺，将混合物放置入马弗炉中，然后升温至400℃并恒温不少于6h，然后随炉自然冷却至室温即得到缓释肥。

实施例3

本发明采用如下技术方案：一种处理玉米杆的方法，具体包括以下步骤：

步骤一，将玉米杆分为A部分和B部分，A部分的玉米杆和B部分的玉米杆的质量比为1:8；

步骤二，将A部分的玉米杆进行干燥处理至其含水量低于5％，然后进行粉碎并过90目筛，将过筛后的粉末材料和氯化钾、硫酸钠混合均匀得到混合材料，将混合材料和聚乙二醇溶剂混合后放置入马弗炉中，然后升温至700℃并恒温不少于4h，然后随炉自然冷却至室温得到原材料C；

步骤三，将B部分的玉米杆和尿素、聚偏磷酸钾、硝酸钾混合均匀后再放置入马弗炉中，先升温至100℃并恒温不少于3h，然后继续升温至380℃并恒温不少于4h，随炉自然冷却至室温得到原材料D；

步骤四，按重量份数计，分别称量15份原材料C、30份原材料D、1.8份硫酸铵、15份聚乙二醇溶剂、8份三乙醇胺，将原材料C、原材料D加入聚乙二醇溶剂中，然后在搅拌状态下(搅拌速度不低于500r/min)依次加入硫酸铵和三乙醇胺，将混合物放置入马弗炉中，然后升温至380℃并恒温不少于6h，然后随炉自然冷却至室温即得到缓释肥。

为了进一步说明本发明的应用价值，本发明人使用实施例1-3提供的缓释肥进行田间施用试验，试验设计如下：

(1)常规施肥模式(对照组)：每亩施60kg现有的化学肥料，其中现有的化学肥料中N、P和K的施用量比值为2：1:1。

(2)使用实施例1提供的缓释肥(实验组1)：每亩施60kg实施例1提供的缓释肥；

(3)使用实施例2提供的缓释肥(实验组2)：每亩施60kg实施例2提供的缓释肥；

(4)使用实施例3提供的缓释肥(实验组3)：每亩施60kg实施例3提供的缓释肥；

(5)使用实施例1提供的缓释肥和现有的化学肥料复配(实验组4)：缓释肥和现有的化学肥料按质量比1:1复配，每亩施60kg该复配后的肥料；

(5)使用实施例2提供的缓释肥和现有的化学肥料复配(实验组5)：缓释肥和现有的化学肥料按质量比2:1复配，每亩施60kg该复配后的肥料；

(5)使用实施例3提供的缓释肥和现有的化学肥料复配(实验组6)：缓释肥和现有的化学肥料按质量比4:1复配，每亩施60kg该复配后的肥料；

对照组、实验组1至实验组6的种植物均为玉米，对照组、实验组1至实验组6的田间管理等其他因素相同，实验结果如表1所示。

表1不同施肥处理对玉米产量及土壤理化性质的影响

由表1可知，相对于现有的化学肥料，采用本发明的通过处理玉米杆制备的缓释肥可明显提高作物产量，经济效益显著；相对于现有的化学肥料，采用本发明的通过处理玉米杆制备的缓释肥可有效促进土壤中微生物生长，使土壤有机质含量提高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。