一种玉米用多功效肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料制备技术领域，具体涉及一种玉米用多功效肥料及其制备方法。

背景技术

我国是农业生产大国，玉米是我国重要的农作物，其种植面积仅次于水稻和小麦。在有限的土地资源中，如何提高玉米的种植产量及品质十分重要，施用肥料是常用的手段之一。但是，随着不合理的施肥以及其他多种因素的作用，我国部分耕地出现了土壤质量降低、重金属含量增多的问题，极大地制约着农用地的复耕。为了解决上述问题，加强肥料元素的因地制宜施用以及采用合理的土壤改良剂是常见的技术手段；如专利文献CN107739243A提供了一种一种炭基生物有机复合肥料，充分利用中药药渣并加入吲哚丁酸、硫脲、三十烷醇，提高了作物种植的存活率；专利文献CN110283023B提供了一种玉米秸秆镉污染修复复合肥料，达到了同时提高土壤肥力及镉移除的效果；专利文献CN105237186B提供了一种玉米多功能土壤改良养分控释肥料，优选各物质，实现了土壤改良以及控释功能的效果。

生物炭作为土壤重金属修复和土壤改良剂已有诸多应用，也有研究表明生物炭和矿物质共同使用，能够改善生物炭的性能(改变生物炭的比表面积和孔径大小)，提高修复能力。艾蒿是一种常见的植物，现有技术中艾蒿多用于中草药，也有部分用于自然生长修复土壤的报道，对其用于土壤肥料及修复的报道尚未见到，本发明希望提供一种高效的玉米田用、兼具提供养分与修复土壤功效的肥料。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种玉米用多功效肥料及其制备方法，通过优选艾蒿生物炭、累托石矿物二者的协同作用，起到高效修复土壤重金属、高效提供肥料养分的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种玉米用多功效肥料，以重量份计，由以下原料制备得到：改良剂5～15份、硫酸钾20～30份、磷酸一铵30～40份、硫酸铵15～25份、脯氨酸0.5～2份、羧甲基淀粉钠6～12份；

其中，改良剂由改性累托石和生物炭组成；

其中，改性累托石的制备包括如下步骤：将累托石与氢氧化钠混合均匀，随后进行煅烧，煅烧完成后，冷却；随后将冷却后的产物加入到稀盐酸溶液中，混合搅拌；混合搅拌完成后，经洗涤、干燥处理，即得改性累托石；

其中，生物炭的制备包括如下步骤：将清理干净的艾蒿置于反应器中隔绝空气进行炭化，炭化完成后备用。

作为本发明技术方案的进一步优选，改性累托石和生物炭的质量比为0.5～2：1。

作为本发明技术方案的进一步优选，改性累托石的制备过程中，累托石和氢氧化钠的质量比为1：5～10。

作为本发明技术方案的进一步优选，改性累托石的制备过程中，稀盐酸溶液的浓度为6～11wt％。

作为本发明技术方案的进一步优选，改性累托石的制备过程中，冷却后的产物与稀盐酸溶液的质量比为1g：8～15mL。

作为本发明技术方案的进一步优选，改性累托石的制备过程中，煅烧温度为780～820℃，煅烧时间为1～2.5h。

作为本发明技术方案的进一步优选，改性累托石的制备过程中，加入到稀盐酸溶液中后，混合搅拌时间为0.5～2h。

作为本发明技术方案的进一步优选，生物炭的制备过程中，炭化温度为380～420℃，炭化时间为0.5～2h。

同时，本发明还提供一种上述玉米用多功效肥料的制备方法，包括如下步骤：按比例将改良剂、硫酸钾、磷酸一铵、硫酸铵、脯氨酸混合均匀，随后加入羧甲基淀粉钠进行造粒，经干燥、冷却、筛分后，即得玉米用多功效肥料。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明提供的一种玉米用多功效肥料，氮磷钾比例合理，优选改性艾蒿与改性累托石复合使用，既能够提高玉米的产量，还同时对多种重金属具有良好的移除效果，起到了高效的土壤改良效果，适用于玉米的种植使用。

2、本发明提供的一种玉米用多功效肥料，创造性地将野艾蒿经过炭化处理为生物炭使用，原料广泛易得，土壤修复效果好；同时，和现有技术中常用的凹凸棒土、蒙脱土等矿物质原料不同，本发明尝试使用累托石这一矿物原料与艾蒿复配使用，累托石的改性先经过高温碱熔，使得硅、铝得到充分活化，材料内部微孔无定性化、孔道丰富，便于重金属的充分吸附移除，而稀盐酸的进一步处理，能够使得累托石的比表面积进一步增大，孔道进一步丰富。

3、本发明提供的一种玉米用多功效肥料，使用的氮磷钾元素常见，使用少量的脯氨酸能够提高玉米作物的抗逆性，使用的羧甲基淀粉钠作为粘合剂效果显著；所述肥料的制备方法简单，易于生产。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种玉米用多功效肥料，以重量计，由以下原料制备得到：改良剂80g、硫酸钾220g、磷酸一铵330g、硫酸铵170g、脯氨酸6g、羧甲基淀粉钠90g；

其中，改良剂由质量比为0.8：1的改性累托石和生物炭组成；

其中，改性累托石的制备包括如下步骤：将10g累托石与60g氢氧化钠混合均匀，随后于790℃下煅烧1h，煅烧完成后，冷却；随后将冷却后的产物加入到600mL质量浓度为8wt％的稀盐酸溶液中，混合搅拌0.5h；混合搅拌完成后，经洗涤、干燥处理，即得改性累托石；

其中，生物炭的制备包括如下步骤：将清理干净的艾蒿置于反应器中隔绝空气，于390℃下炭化0.5h，炭化完成后备用。

本实施例中还提供一种上述肥料的制备方法，包括如下步骤：按比例将改良剂、硫酸钾、磷酸一铵、硫酸铵、脯氨酸混合均匀，随后加入羧甲基淀粉钠进行造粒，经干燥、冷却、筛分后，即得玉米用多功效肥料。

实施例2

一种玉米用多功效肥料，以重量计，由以下原料制备得到：改良剂90g、硫酸钾240g、磷酸一铵350g、硫酸铵180g、脯氨酸8g、羧甲基淀粉钠100g；

其中，改良剂由质量比为0.85：1的改性累托石和生物炭组成；

其中，改性累托石的制备包括如下步骤：将10g累托石与70g氢氧化钠混合均匀，随后于795℃下煅烧1.5h，煅烧完成后，冷却；随后将冷却后的产物加入到650mL质量浓度为9wt％的稀盐酸溶液中，混合搅拌1h；混合搅拌完成后，经洗涤、干燥处理，即得改性累托石；

其中，生物炭的制备包括如下步骤：将清理干净的艾蒿置于反应器中隔绝空气，于400℃下炭化1h，炭化完成后备用。

本实施例中还提供一种上述肥料的制备方法，包括如下步骤：按比例将改良剂、硫酸钾、磷酸一铵、硫酸铵、脯氨酸混合均匀，随后加入羧甲基淀粉钠进行造粒，经干燥、冷却、筛分后，即得玉米用多功效肥料。

实施例3

一种玉米用多功效肥料，以重量计，由以下原料制备得到：改良剂100g、硫酸钾260g、磷酸一铵370g、硫酸铵190g、脯氨酸9g、羧甲基淀粉钠110g；

其中，改良剂由质量比为0.9：1的改性累托石和生物炭组成；

其中，改性累托石的制备包括如下步骤：将10g累托石与80g氢氧化钠混合均匀，随后于800℃下煅烧1.5h，煅烧完成后，冷却；随后将冷却后的产物加入到800mL质量浓度为10wt％的稀盐酸溶液中，混合搅拌1h；混合搅拌完成后，经洗涤、干燥处理，即得改性累托石；

其中，生物炭的制备包括如下步骤：将清理干净的艾蒿置于反应器中隔绝空气，于410℃下炭化1h，炭化完成后备用。

本实施例中还提供一种上述肥料的制备方法，包括如下步骤：按比例将改良剂、硫酸钾、磷酸一铵、硫酸铵、脯氨酸混合均匀，随后加入羧甲基淀粉钠进行造粒，经干燥、冷却、筛分后，即得玉米用多功效肥料。

对比例1

一种玉米用多功效肥料，以重量计，由以下原料制备得到：改良剂80g、硫酸钾220g、磷酸一铵330g、硫酸铵170g、脯氨酸6g、羧甲基淀粉钠90g；

其中，改良剂由质量比为0.8：1的累托石和生物炭组成；

其中，生物炭的制备包括如下步骤：将清理干净的艾蒿置于反应器中隔绝空气，于390℃下炭化0.5h，炭化完成后备用。

本对比例中还提供一种上述肥料的制备方法，包括如下步骤：按比例将改良剂、硫酸钾、磷酸一铵、硫酸铵、脯氨酸混合均匀，随后加入羧甲基淀粉钠进行造粒，经干燥、冷却、筛分后，即得玉米用多功效肥料。

与实施例1相比，本对比例改良剂中累托石没有经过改性。

对比例2

一种玉米用多功效肥料，以重量计，由以下原料制备得到：改良剂80g、硫酸钾220g、磷酸一铵330g、硫酸铵170g、脯氨酸6g、羧甲基淀粉钠90g；

其中，改良剂为改性累托石，其制备包括如下步骤：将10g累托石与60g氢氧化钠混合均匀，随后于790℃下煅烧1h，煅烧完成后，冷却；随后将冷却后的产物加入到600mL质量浓度为8wt％的稀盐酸溶液中，混合搅拌0.5h；混合搅拌完成后，经洗涤、干燥处理，即得改性累托石；

本对比例中还提供一种上述肥料的制备方法，包括如下步骤：按比例将改良剂、硫酸钾、磷酸一铵、硫酸铵、脯氨酸混合均匀，随后加入羧甲基淀粉钠进行造粒，经干燥、冷却、筛分后，即得玉米用多功效肥料。

与实施例1相比，本对比例改良剂中不含艾蒿。

对比例3

一种玉米用多功效肥料，以重量计，由以下原料制备得到：改良剂80g、硫酸钾220g、磷酸一铵330g、硫酸铵170g、脯氨酸6g、羧甲基淀粉钠90g；

其中，改良剂为生物炭，其制备包括如下步骤：将清理干净的艾蒿置于反应器中隔绝空气，于390℃下炭化0.5h，炭化完成后备用。

本实施例中还提供一种上述肥料的制备方法，包括如下步骤：按比例将改良剂、硫酸钾、磷酸一铵、硫酸铵、脯氨酸混合均匀，随后加入羧甲基淀粉钠进行造粒，经干燥、冷却、筛分后，即得玉米用多功效肥料。

与实施例1相比，本对比例改良剂中不含改性累托石。

将实施例1与对比例1～3所制得的肥料用于玉米作物的种植。种植方法如下：在半潮、地势平坦、通水水利条件较好的四个等大(3亩左右)地块(各等大地块中再分为等大的三个小地块，即每个小地块1亩左右)中分别种植同一品种玉米；同时，从地块中取土，按照事先设定好的浓度配制好不同浓度的含多种重金属的土壤，回填至地块中翻耕均匀，并使用TCLP毒性浸出方法测定土壤中各重金属的浓度，记为C

表1玉米产量及土壤重金属统计情况

从表1中可以看到，本发明制备得到的肥料能够有效提高玉米的产量，对多种重金属均具有良好的移除效果，能够有效改善土壤的性质。

本发明通过上述实施例来说明本发明的技术构思，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品个别原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。