一種納米有機碳肥及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及肥料技術領域，具體涉及一種納米有機碳肥及其制備方法。
【背景技術】
[0002]植物營養學理論指出，碳是植物營養中的大量元素，碳在植物體內的含量平均為45%左右，遠超大中微量元素之和的數倍之多。施用化肥需要考慮各養分元素之間的平衡，這也是測土配方施肥的目標。但是，在氮磷鉀施肥量大幅度增加的情況下，卻沒有考慮對碳元素的補充，使“碳短板”更為尖銳，平衡施肥的實際效果大打折扣。若通過施肥補碳，調整及優化植物營養平衡而消除“碳饑餓”，可以預計，現有平衡施肥的增產潛力將得到進一步大幅度提高。植物營養平衡中的碳平衡不僅是一個重大的植物營養理論問題，同時也為肥料新產品開發提供了一個新的技術制高點。因此，開發一種在滿足氮磷鉀需求的同時滿足碳元素的供給，實現植物營養平衡中的碳平衡的有機碳肥顯得尤為重要。
[0003]公開號為CN103755481A的中國發明專利申請公開了一種納米碳有機肥料，其主要通過生物菌種發酵的方法得到有機肥料，其中的納米碳是原料直接加入體系中，不是反應產物，該方法的制備工藝十分繁鎖，難度高，時間長，并不適合在工業上推廣應用。
[0004]當前，農業、工業廢棄物大量被丟棄，利用這些廢棄物制備生產肥料是可持續發展的重要途徑。目前，已經出現利用酒精廢棄液生產活性腐殖酸的技術，主要是通過沉降、氧化、添加各種有益元素等工藝得到肥料。也有利用高濃度有機廢水生產高活性的液體肥料，廢水主要是酒精廢水、味精廢水、酵母廢水、造紙廢水或垃圾廢液，通過旋轉攪拌與氨水反應得到有利于作物吸收利用的黃腐植酸。也有利用硝酸和雙氧水氧化廢水中的有機物使得有機分子化學鍵斷裂得到有機物的。
[0005]以上分解廢水制得可利用的有機物的方法均為化學試劑法，單純地使用化學試劑的方法若反應不夠則產生的有機物是大分子有機物，未能夠達到納米級別，如果反應過度則有機物可能被過度氧化為二氧化碳而揮發。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種納米有機碳肥，其以有機廢棄物為原料，通過酸消解和微波消解的共同作用，獲得容易被作物吸收利用的納米級有機碳，能夠供給作物碳元素，平衡作物中碳含量，同時引入納米增效劑及石粉增強大量元素氮磷鉀的吸收利用。
[0007]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0008]—種納米有機碳肥，其按質量百分數計包括以下組分:氮元素原料10?30%、磷元素原料8?30%、鉀元素原料5?25%、納米增效劑0.1?15%、納米有機碳1?15%和輔料，所述輔料為石粉。
[0009]所述納米有機碳肥的制備方法包括以下步驟:以有機廢棄物為原料，加入酸進行消解反應，消解反應在微波照射的密閉反應釜中進行，消解后得到納米有機碳溶液，再加入氮元素原料、磷元素原料、鉀元素原料、納米增效劑和石粉，制得納米有機碳肥。
[0010]優選地，所述氮元素原料為尿素、硝酸銨、硝酸銨磷或硫酸銨中的一種或兩種以上混合，所述磷元素原料為磷酸一銨或磷酸二銨或兩種混合，所述鉀元素原料為硫酸鉀、硫酸鉀鎂或氯化鉀中的一種或兩種以上混合。
[0011]優選地，所述納米增效劑為納米二氧化娃、納米娃藻土、納米膨潤土、納米碳酸I丐中的一種或兩種以上混合。
[0012]優選地，有機廢棄物與酸溶液的體積量比為(10?1):1，酸溶液的質量濃度為0.2?12%，微波頻率為300MHz?300GHz。
[0013]優選地，所述有機廢棄物為有機廢水或者糖蜜。
[0014]優選地，消解后的納米有機碳溶液用濾紙過濾。濾紙優選用孔徑為0.20?0.Sum
的濾紙。
[0015]為實現上述技術目的，本發明提供了如下技術方案:
[0016]—種納米有機碳肥，原料包括以下組分:氮元素原料10?30%、磷元素原料8?30%、鉀元素原料5?25%、納米增效劑0.1?15%、納米有機碳溶液1?15%和輔料，原料組分質量百分數總和為100%，所述輔料為石粉。
[0017]優選的，所述氮元素原料為尿素、硝酸銨、硝酸銨磷或硫酸銨中的一種或兩種以上混合，所述磷元素原料為磷酸一銨或磷酸二銨或兩種混合，所述鉀元素原料為硫酸鉀、硫酸鉀鎂或氯化鉀中的一種或兩種以上混合。
[0018]優選的，所述納米增效劑為納米二氧化娃、納米娃藻土、納米膨潤土、納米碳酸I丐中的一種或兩種以上混合。
[0019]優選的，有機廢棄物與酸液的質量比為(10?1):1，酸溶液的質量濃度為0.2?12%,微波頻率為300MHz?300GHz。
[0020]優選的，所述有機廢棄物為有機廢水。
[0021]優選的，消解后的納米有機碳溶液用濾紙過濾。
[0022]本發明所述的納米有機碳，是指有機含碳小分子的重量百分比占5-85%，其中有機含碳小分子是指分子量小于1000，可以包含烷烴類、脂肪類、糖類、酸類、醛類等成分，該有機碳肥可以通過含有機碳的高分子物質經過處理得到，有機碳的高分子混合物包含腐殖酸類、生產酒精廢水、生產酵母廢水、生產氨基酸廢水等有機廢水，處理方式可以為酸消解、微波消解、微生物發酵、堿解、光解、酶解等，該有機碳肥的形態可以為液體和固體，有機碳在使用過程中可以稀釋或者濃縮以達到肥料產品所需的功能。
[0023]優選地，本發明使用如下方法制備的有機碳與其他成分組合形成所述納米有機碳月巴，包括如下步驟:以有機廢棄物為原料，加入酸進行消解反應，消解反應在微波照射的密閉反應釜中進行，消解后得到納米有機碳溶液，再加入氮元素原料、磷元素原料、鉀元素原料、納米增效劑和石粉，制得納米有機碳肥，所述微波頻率為300MHz?300GHz。
[0024]優選的，有機廢棄物與酸液的質量比為(10?1):1，酸溶液的質量濃度為0.2?12%。
[0025]優選的，所述有機廢棄物為有機廢水或者糖蜜，消解后的納米有機碳溶液用濾紙過濾。
[0026]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0027]1、本發明利用微波消解的優點，在酸用量少的情況下能夠高效地處理有機廢水，生產納米有機碳做為肥料的碳源，碳源是小分子有機化合物，容易被作物吸收利用，變廢為寶，在此基礎上引入了氮磷鉀，并添加納米增效劑促進氮磷鉀元素原料的吸收利用，滿足了植物對氮磷鉀元素原料的需求，又能供給碳元素、滿足碳平衡。
[0028]2、本發明引入的納米增效劑的表面積大、表面活性原子多，不飽和的原子具有很大的結合能，對氮磷鉀的吸附能力增強，在提高肥料利用率的同時有利于減少施肥的次數及用量，節省勞動力。
[0029]3、本發明利用廢棄物加工成納米有機碳肥，廢物的資源化利用，節能減排保護環境，提高碳及其他中微量元素，滿足作物的生長需要，收獲高品質的農產品的同時對土壤有很好的修復和改良作用。
【具體實施方式】
[0030]下面通過【具體實施方式】對本發明作進一步詳細介紹，以便清楚理解本發明所要保護的技術方案。
[0031]實施例1
[0032]—種納米有機碳肥，其按質量百分數計包括以下組分:
[0033]等質量尿素、硝酸銨、硝酸銨磷、硫酸銨作為氮元素原料共30kg，
[0034]等質量磷酸一銨、磷酸二銨作為磷元素原料共30kg，
[0035]等質量硫酸鉀、硫酸鉀鎂、氯化鉀作為鉀元素原料20kg，
[0036]等質量納米二氧化娃、納米娃藻土、納米膨潤土、納米碳酸媽作為納米增效劑14kg,
[0037]納米有機碳5kg,
[0038]其余為石粉1kg。
[0039]制備方法:
[0040]以糖蜜為原料，加入酸進行消解反應，消解反應在微波照射的密閉反應釜中進行，消解后得到納米有機碳溶液，用孔徑為0.Sum的濾紙過濾，最后加入氮元素原料、磷元素原料、鉀元素原料、納米增效劑和石粉，制得納米有機碳肥。有機廢水與酸溶液的體積量分別為10L和1L，酸溶液的質量濃度為12%，微波頻率為300GHz。
[0041]實施例2
[0042]—種納米有機碳肥，其按質量百分數計包括以下組分:
[0043]等質量尿素、硝酸銨、硝酸銨磷作為氮元素