本發(fā)明涉及肥料領域，具體涉及一種具有殺蟲功能的生物質炭基緩釋肥料，及其制備工藝。

背景技術：

我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，由此而產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸稈，直接焚燒會引起嚴重的環(huán)境問題，如水土流失、荒漠化等。而將農(nóng)作物秸稈在一定條件下，經(jīng)熱解得到生物質炭固體產(chǎn)物，利用農(nóng)作物秸稈廢棄物制備成的生物質炭在農(nóng)業(yè)領域中可以實現(xiàn)廣泛的應用。

張偉在其碩士學位論文《水稻秸稈炭基緩釋肥的制備及性能研究》一文中，以水稻秸稈為原材料，通過連續(xù)熱解裝置制備生物質炭，通過圓盤造粒制備生物質炭基肥料。水稻秸稈經(jīng)40℃烘干至恒重，粉碎，投入熱解裝置中，加熱至400-600℃熱解，冷卻至室溫，制得水稻秸稈生物質炭。將生物質炭和尿素分別經(jīng)粉碎機粉碎后過40目篩，與高嶺土混合后置于圓盤造粒機中，啟動圓盤造粒機，將轉盤轉速調至30r/min，轉盤傾角為45o，待肥料充分混勻后，用噴霧器將蒸餾水（15-20%）噴入混合，待成型后停止造粒，將制備的生物質炭基尿素肥料從圓盤造粒機中取出，置于電熱鼓風干燥箱中，在40℃下供干至恒重，制得粒狀炭基緩釋肥料。但是存在吸水保水能力不足。

本發(fā)明以硝酸鈰銨為引發(fā)劑，以N,N^，-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，衣康酸與丙烯酰胺接枝共聚制備了一種復合高吸水樹脂，具有良好的保水能力，凹凸棒土的加入改善了高吸水樹脂的抗鹽性。膨潤土能改善土壤的結構，提高土壤的保水抗旱、保肥增肥能力；同時，膨潤土的加入也提高了高吸水樹脂的吸水率、保水性能及熱穩(wěn)定性；將其與腐殖酸、沸石、芽孢桿菌復合制備得到一種土壤改良劑，可用于調節(jié)土壤酸堿度、緩沖土壤值，進而提高作物產(chǎn)量。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種具有殺蟲功能的生物質炭基緩釋肥料及其制備工藝，依照該工藝制備的肥料具有良好的緩釋性能、高吸水性高保水性、殺蟲性能好。

本發(fā)明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現(xiàn)：

水稻秸稈32-43，尿素12-24，高嶺土7-13，衣康酸5-10，丙烯酰胺4-8，硝酸鈰銨2-5，凹凸棒土3-7，N,N^，-亞甲基雙丙烯酰胺2-4，膨潤土4-8，腐殖酸5-9，沸石5-7，芽孢桿菌4-8，2-氨基乙硫醇鹽酸鹽1-2，氰亞胺荒酸二甲酯1-3，碳酸鉀3-6，2-氯-5-氯甲基噻唑2-4，NaOH溶液、DMF、蒸餾水適量。

一種具有殺蟲功能的生物質炭基緩釋肥料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：

a.將水稻秸稈經(jīng)40-60℃烘干至恒重，用切割機進行切割處理長度為5-10cm，投入連續(xù)熱解裝置中，升溫至400-600℃加熱炭化3-5h，過40-100目篩，冷卻至室溫，制得水稻秸稈生物質炭；

b.向衣康酸中1:2-5:20-30加入NaOH溶液、蒸餾水，攪拌均勻，加入丙烯酰胺、硝酸鈰銨，攪拌10-30min后，加入凹凸棒土，在30-40℃下超聲1-2h，通入氮氣，加入N,N^，-亞甲基雙丙烯酰胺，持續(xù)攪拌，水浴加熱至60-70℃反應3-5h，將所得樣品于70-80℃干燥，研磨粉碎，待用；

c. 將膨潤土與腐殖酸混合，1:5-10加入蒸餾水，攪拌均勻，調pH為8-9，加入沸石、芽孢桿菌，在25-45℃下超聲振蕩3-5h，冷凍干燥，研磨粉碎，過100-200目篩，待用；

d. 將2-氨基乙硫醇鹽酸鹽1:3-5溶解于NaOH溶液中，緩慢滴加到氰亞胺荒酸二甲酯中，升溫至30-40℃反應1-2h，冷凍析出固體，抽濾，所得產(chǎn)物1:5-8溶于DMF中，加入碳酸鉀，升溫至80-90℃得A液；將2-氯-5-氯甲基噻唑1:2-3溶解于DMF中，緩慢滴加到A液中，保溫2-3h，過濾、醇洗3-5次；

e. 將尿素經(jīng)粉碎機粉碎后過40-100目篩，與a中所得生物質炭、高嶺土及b、c、d中所得物料混合后置于圓盤造粒機中，將轉盤轉速調至30-40r/min，轉盤傾角為40-50o，待肥料充分混勻后，用噴霧器將10-20%的蒸餾水噴入混合，待成型后停止造粒，取出置于電熱鼓風干燥箱中，于40-50℃烘干至恒重，得到一種生物質炭基緩釋肥料。

本發(fā)明的反應機理如下：

（1）本發(fā)明以硝酸鈰銨為引發(fā)劑，以N,N^，-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，衣康酸與丙烯酰胺接枝共聚制備了一種復合高吸水樹脂，具有良好的保水能力，凹凸棒土的加入改善了高吸水樹脂的抗鹽性。

（2）膨潤土能改善土壤的結構，提高土壤的保水抗旱、保肥增肥能力；同時，膨潤土的加入也提高了高吸水樹脂的吸水率、保水性能及熱穩(wěn)定性；將其與腐殖酸、沸石、芽孢桿菌復合制備得到一種土壤改良劑，可用于調節(jié)土壤酸堿度、緩沖土壤值，進而提高作物產(chǎn)量。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。

實施例

一種具有殺蟲功能的生物質炭基緩釋肥料，由下述重量份(g)的原料制得：

水稻秸稈43，尿素24，高嶺土13，衣康酸10，丙烯酰胺8，硝酸鈰銨5，凹凸棒土7，N,N^，-亞甲基雙丙烯酰胺4，膨潤土8，腐殖酸9，沸石7，芽孢桿菌8，2-氨基乙硫醇鹽酸鹽2，氰亞胺荒酸二甲酯3，碳酸鉀6，2-氯-5-氯甲基噻唑4，NaOH溶液、DMF、蒸餾水適量。

一種具有殺蟲功能的生物質炭基緩釋肥料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：

a.將水稻秸稈經(jīng)50-60℃烘干至恒重，用切割機進行切割處理長度為5-10cm，投入連續(xù)熱解裝置中，升溫至550-600℃加熱炭化3h，過100目篩，冷卻至室溫，制得水稻秸稈生物質炭；

b.向衣康酸中1:5:30加入NaOH溶液、蒸餾水，攪拌均勻，加入丙烯酰胺、硝酸鈰銨，攪拌30min后，加入凹凸棒土，在30-40℃下超聲2h，通入氮氣，加入N,N^，-亞甲基雙丙烯酰胺，持續(xù)攪拌，水浴加熱至60-70℃反應3h，將所得樣品于70-80℃干燥，研磨粉碎，待用；

c. 將膨潤土與腐殖酸混合，1:10加入蒸餾水，攪拌均勻，調pH為8-9，加入沸石、芽孢桿菌，在35-45℃下超聲振蕩3h，冷凍干燥，研磨粉碎，過100目篩，待用；

d. 將2-氨基乙硫醇鹽酸鹽1:5溶解于NaOH溶液中，緩慢滴加到氰亞胺荒酸二甲酯中，升溫至30-40℃反應2h，冷凍析出固體，抽濾，所得產(chǎn)物1:8溶于DMF中，加入碳酸鉀，升溫至80-90℃得A液；將2-氯-5-氯甲基噻唑1:3溶解于DMF中，緩慢滴加到A液中，保溫3h，過濾、醇洗3次；

e. 將尿素經(jīng)粉碎機粉碎后過100目篩，與a中所得生物質炭、高嶺土及b、c、d中所得物料混合后置于圓盤造粒機中，將轉盤轉速調至30-40r/min，轉盤傾角為40-50o，待肥料充分混勻后，用噴霧器將15%的蒸餾水噴入混合，待成型后停止造粒，取出置于電熱鼓風干燥箱中，于40-50℃烘干至恒重，得到一種生物質炭基緩釋肥料。

上述實施例制備的一種具有殺蟲功能的生物質炭基緩釋肥料的性能檢測結果如下所示：

該肥料中的氮素在埋入土壤中1、5和30天后釋放率分別為13%、29%和58%；吸水倍率達到426g/g，10d后保水率仍≥50%。