專利名稱：一種農用生物焦肥料的制備和使用方法
技術領域：
本發明涉及環保型農作物肥料的制備及使用技術，尤其涉及一種農用生物 焦肥料的制備和使用方法。
背景技術：
土壤是人類生存、發展和農業生產的最基本自然資源和物質基礎。植物吸 收的養分主要來自于土壤，土壤環境的優劣直接決定農產品的產量和數量。近 年來，人口的不斷增加和耕地的減少使土壤開發利用強度不斷增加，從而使土 壤有機質、營養元素的消耗量大大的超過了其自然補給量，土壤發生退化。 土壤有機質減少是其退化的主要標志，土壤耕作會破壞土壤團聚體結構，使
土壤有機物質充分暴露在空氣下而被分解；另外，耕作使土壤的光、溫、水以 及通氣狀況得到改善，微生物呼吸作用增強，有機質礦化速率加快，增加C02等 溫室氣體排放；作物收割減少了地上生物碳向土壤的輸入。
為了增加農田生產力和作物產量，化肥被大量施用以滿足植物生長所需 養分。據報道,2004/2005年,全球化肥消費量增長了3.9%，達到1.533><10^(以 純養分計，下同)；2005/2006年穩定在1.531xl08t;我國化肥生產和消費量 也逐年遞增，2002年化肥產量為3.680xl0、,占世界總產量的25%; 2003年 化肥產量增長到4.412x107 t，比上年增長19.9%; 2004年達至!j 4.520x107 t; 2005年化肥產量為4.888x107 t，比上年增長10.8%; 2006年化肥產量為 5.305xl07 t,比上年增長8.5%。目前，全國耕地的平均化肥施用量為262.4 kg/hm2。我國使用肥料主要以無機肥為主，尤以N肥最多。由于施肥方法、 施肥時間、施肥量、肥料種類選擇等的不合理性，再加上肥料含有諸如重金 屬類的有毒有害物質，從而造成了嚴重的土壤和地面水污染。主要表現為土 壤酸化、鹽漬化，土壤結構破壞等方面。施加無機肥并不能增加土壤有機質 的含量，故肥料元素極易在雨水淋溶等作用下流失而不能被有效利用，甚至 有可能對附近河流及地下水造成污染；而且無機化學肥料在生產過程中也造 成嚴重的污染問題。近年來，由于在提高土壤有機物質積累、增加土壤養分 庫容等方面的獨特作用，植物體、畜禽糞便等有機肥料被越來越多的施用于 土壤。雖然有機肥料是土壤肥力能夠長期維持并不斷提高的重要措施和有效 途徑，而且相對無害。但是，有機肥料特別是畜禽糞便中可能含有一些病原 菌、抗生素等污染物，會對生產安全農產品產生威脅；另外，有機肥料易被
降解必須反復施用，這有可能會造成環境污染；再則未經處理的有機肥料容 易分解而增加C02等溫室氣體排放。因此，在繼化學肥料、有機肥料之后， 急需解決如何生產第三代農用肥料，使其具有無污染、低溫室氣體排放、全 過程環境友好(生產-使用)、安全生產農產品、改善土壤結構等優良特性。 通常來講，濕潤的熱帶地區具有溫度高、沉降多、礦物貧乏等特點，故 其有機物降解快，養分蓄積能力低，往往不適合作為長久的農業耕地。但對 于亞馬遜黑土的研究表明，其不僅含有大量的穩定有機質，同時還富含N、 P、 K、 Ca等各類營養元素，認為這主要是亞馬遜黑土含有大量生物焦(黑 碳)的緣故。生物焦具有多環芳香結構，非常穩定，這是亞馬遜黑土有機質 能長久穩定存在的主要原因。另外，生物焦不僅本身含有一定量的營養元 素，而且，其漫長的氧化過程中會產生羧基團，能有效減少養分流失，增強 土壤的養分蓄容能力。生物焦肥料在耕地的可持續利用、農產品的安全生產、 避免土壤環境破壞及污染、固碳而減少溫室氣體排放等方面具有重要的意義 和廣闊的應用前景。
發明內容
本發明的目的是提供一種農用生物焦肥料的制備和使用方法。 一種農用生物焦肥料的制備方法。包括如下步驟將廢棄生物質原料經干
燥、過篩10-200目后，于200-55(TC和限制氧氣條件下進行炭化l-12小時，則
制得生物焦肥料。
所述的廢棄生物質原料包括大豆稈、水稻稈、玉米稈或小麥稈農業秸稈廢 棄物和畜牧業糞便廢棄物。生物質原料的炭化溫度為300-450'C。生物質原料的 炭化時間為1-6小時。生物焦肥料的粒度為10-100目。
一種農用生物焦肥料的使用方法。包括如下步驟
1) 將制得的生物焦肥料按0.2-200噸/公頃投加于土壤中；
2) 對表層0-30cm土壤進行翻耕，使其與生物焦肥料充分混勻；
3) 在處理過的土壤上種植農作物，生產安全農產品。
生物焦肥料的投加量為0.5-100噸/公頃土壤。土壤為鹽堿地、退化土壤或 沙土。 土壤翻耕厚度為0-20cm表層土壤。
本發明的農用生物焦肥料是繼化學肥料、有機肥料之后的第三代肥料—— 無污染和低溫室氣體排放的環境友好型肥料，具有原料易得、制備工藝簡單、 產品長期有效、無二次污染問題。生物焦肥料不僅含有大量碳素和其它營養元 素，可為土壤生物生長提供豐富的碳源和營養，本身具有肥力效應；而且其改
善土壤物理、化學、生物學性質，增加土壤養分蓄積能力、提高營養元素的有
效利用率、減少流失、避免或緩解環境污染。生物焦肥料在耕地可持續利用、
農產品安全生產、避免環境破壞及污染、固碳而減少溫室氣體排放等方面具
有重要的意義和廣闊的應用前景。
具體實施方法
實施例1
將廢棄的農業秸稈原料經干燥、過篩10目后，于20(TC和限制氧氣條件下 進行炭化12小時，則制得生物焦肥料BOF-l; 實施例2
將廢棄的農業秸稈原料經干燥、過篩100目后，于30(TC和限制氧氣條件 下進行炭化5小時，則制得生物焦肥料BOF-2; 實施例3
將廢棄的農業秸稈原料經干燥、過篩200目后，于550。C和限制氧氣條件 下進行炭化3小時，則制得生物焦肥料BOF-3; 實施例4
將畜牧業糞便廢棄物原料經干燥、過篩20目后，于25(TC和限制氧氣條件 下進行炭化8小時，則制得生物焦肥料BOF-4; 實施例5
將畜牧業糞便廢棄物原料經干燥、過篩150目后，于350。C和限制氧氣條 件下進行炭化4小時，則制得生物焦肥料BOF-5; 實施例6
將廢棄的農業秸稈原料經干燥、過篩50目后，于55(TC和限制氧氣條件下 進行炭化2小時，則制得生物焦肥料BOF-6; 實施例7
1) 將制得的生物焦肥料(BOF-l BOF-6)按0.2噸/公頃投加于土壤中；
2) 對表層0-20cm退化土壤進行翻耕，使其與生物焦肥料充分混勻；
3) 在處理過的退化土壤上種植農作物，生產安全農產品。 實施例8
1) 將制得的生物焦肥料(BOF-l BOF-6)按10噸/公頃投加于土壤中；
2) 對表層0-25cm退化土壤進行翻耕，使其與生物焦肥料充分混勻；
3) 在處理過的退化土壤上種植農作物，生產安全農產品。 實施例9
1) 將制得的生物焦肥料(BOF-l~BOF-6)按100噸/公頃投加于土壤中;
2) 對表層0-30cm退化土壤進行翻耕，使其與生物焦肥料充分混勻；
3) 在處理過的退化土壤上種植農作物，生產安全農產品。 實施例10
1) 將制得的生物焦肥料(BOF-l~BOF-6)按200噸/公頃投加于土壤中;
2) 對表層0-30cm退化土壤進行翻耕，使其與生物焦肥料充分混勻；
3) 在處理過的退化土壤上種植農作物，生產安全農產品。 實施例11
1) 將制得的生物焦肥料(BOF-l~BOF-6)按0.2噸/公頃投加于土壤中；
2) 對表層0-20cm退化土壤進行翻耕，使其與生物焦肥料充分混勻；
3) 在處理過的鹽堿地上種植農作物，生產安全農產品。 實施例12
1) 將制得的生物焦肥料(BOF-l~BOF-6)按IO噸/公頃投加于土壤中；
2) 對表層0-25cm退化土壤進行翻耕，使其與生物焦肥料充分混勻；
3) 在處理過的鹽堿地上種植農作物，生產安全農產品。 實施例13
1) 將制得的生物焦肥料(BOF-l BOF-6)按IOO噸/公頃投加于土壤中;
2) 對表層0-30cm退化土壤進行翻耕，使其與生物焦肥料充分混勻；
3) 在處理過的鹽堿地上種植農作物，生產安全農產品。 實施例14
1) 將制得的生物焦肥料(BOF-l~BOF-6)按200噸/公頃投加于土壤中;
2) 對表層0-30cm退化土壤進行翻耕，使其與生物焦肥料充分混勻；
3) 在處理過的鹽堿地上種植農作物，生產安全農產品。
權利要求
1.一種農用生物焦肥料的制備方法，其特征在于將廢棄生物質原料經干燥、過篩10-200目后，于200-550℃和限制氧氣條件下進行炭化1-12小時，則制得生物焦肥料。
2. 根據權利要求1所述的一種農用生物焦肥料的制備方法，其特征在于所 述的廢棄生物質原料包括大豆稈、水稻稈、玉米稈或小麥稈農業秸稈廢棄物和 畜牧業糞便廢棄物。
3. 根據權利要求1所述的一種農用生物焦肥料的制備方法，其特征在于所 述的生物質原料的炭化溫度為300-45CTC 。
4. 根據權利要求1所述的一種農用生物焦肥料的制備方法，其特征在于所 述的生物質原料的炭化時間為1-6小時。
5. 根據權利要求1所述的一種農用生物焦肥料的制備方法，其特征在于所 述的生物焦肥料的粒度為10-100目。
6. —種農用生物焦肥料的使用方法，其特征在于包括如下步驟1) 將制得的生物焦肥料按0.2-200噸/公頃投加于土壤中；2) 對表層0-30cm土壤進行翻耕，使其與生物焦肥料充分混勻；3) 在處理過的土壤上種植農作物，生產安全農產品。
7. 根據權利要求6所述的一種農用生物焦肥料的使用方法，其特征在于所 述的生物焦肥料的投加量為0.5-100噸/公頃土壤。
8. 根據權利要求6所述的一種農用生物焦肥料的制備和使用方法，其特征 在于所述的土壤為鹽堿地、退化土壤或沙土。
9. 根據權利要求6所述的一種農用生物焦肥料的制備和使用方法，其特征 在于所述的土壤翻耕厚度為0-20 cm表層土壤。
全文摘要
本發明公開了一種農用生物焦肥料的制備和使用方法。包括如下步驟1)將廢棄生物質原料經干燥、過篩10-200目后，于200-550℃和限制氧氣條件下炭化1-12小時，則制得生物焦肥料；2)將制得的生物焦肥料按0.2-200噸/公頃投加于土壤中；3)對表層0-30cm土壤進行翻耕，使其充分混勻；4)在處理過的土壤上種植農作物，生產安全農產品。本發明的農用生物焦肥料是繼化學肥料、有機肥料之后的第三代肥料——無污染和低溫室氣體排放的環境友好型肥料；具有原料易得、工藝簡單、產品長期有效。生物焦肥料含有大量碳素和其它營養元素，具有肥力效應，且改善土壤物理、化學、生物學性質，增加土壤養分蓄積能力、提高營養元素的有效利用率、減少流失、避免或緩解環境污染。
文檔編號C05F11/00GK101372423SQ20081012119
公開日2009年2月25日 申請日期2008年10月20日 優先權日2008年10月20日
發明者元妙新, 王銀善, 陳寶梁 申請人:浙江大學