[发明专利]一种高寒地区肥料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种高寒地区肥料及其制备方法。

背景技术

我国作为农业大国，在农业生产中对肥料的使用量巨大，肥料也是影响农业生产产量的重要因素之一。我国国土面积较大，针对不同区域土壤理化性质的区别，对肥料也有相应不同的需求。其中高寒地区由于地势海拔较高，常年气温地下，土质较硬且土壤温度较低，适应种植的农产品较少，为了扩展农作物种植范围，需要针对性的肥料配施来改善高寒地区土壤质地。

二氧化钛作为一种具有光催化能力的半导体材料，以其高化学活性、强氧化能力，同时具有无毒和高稳定性的优点受到了广泛的关注。将其应用于高寒地区肥料的制备中，利用其对太阳光的吸收，可以极大的缓冲土壤温度。但是二氧化钛在实际应用中存在两个问题，一是二氧化钛的禁带较宽，只能吸收波长小于387nm的紫外光，而这部分光能仅占到达地面上太阳光能的4%，太阳能利用率很低，而人造紫外光源又具有耗电大、设备昂贵、稳定性差等缺陷，产业化前景不好，二是传统粉末态二氧化钛易产生颗粒团聚现象，影响光利用效率，综合起来其应用受到极大限制。

鉴于此，本发明针对高寒地区农业种植问题，提出了高效利用二氧化钛制备适用于高寒地区肥料的方法。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高寒地区肥料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高寒地区肥料，通过以下方法制备：

（1）取畜禽粪便和废弃秸秆按质量比2：3-4投入发酵池中，加水至发酵堆最大含水量的45-48%，发酵处理3-4周，发酵完成后收集发酵料，烘干并粉碎过50-60目筛备用；

（2）将向日葵盘洗净后烘干粉碎，放入高温炉中，在氮气保护下加热至700-800℃，炭化90-120分钟，冷却后取出粉碎，得到向日葵盘炭化料，将炭化料与1mol/L氢氧化钠溶液按料液比1：4-5g/mL混合后浸渍30-40分钟，再过滤取出后用水洗净并烘干，得到活化的炭化料；

（3）将硼酸和钛酸四丁酯按照0.5-0.6的硼钛摩尔比混合后加入4-5倍于其体积的无水乙醇中，待其完全溶解后加入总体积7-8%的浓盐酸溶液和20-22%的1%聚乙二醇溶液，搅拌均匀得混合液，在不断搅拌下向混合液中依次加入活化炭化料和尿素，经超声处理后将所得物料烘干后放置于高温炉中加热至550-600℃，焙烧100-120分钟后冷却，用水洗净后烘干，得到固定化掺杂改性的二氧化钛粉末备用；

（4）将海藻酸丙二醇酯溶于20-25倍于其质量的水中，不断搅拌下升温至55-60℃，再向其中加入溶液重1-2%的表面活性剂，搅拌均匀后得到水解稀释液备用；

（5）将步骤1所得物料与步骤3所得二氧化钛粉末按质量比40-50：1送入造粒机中造粒，收集所得颗粒，再取颗粒总重0.2-0.3%的水解稀释液雾化喷涂于其表面，将得到的成品颗粒干燥后称量包装，即得本发明肥料。

所述表面活性剂选自十二醇硫酸钠、十二烷基甜菜碱、蔗糖脂肪酸酯中的至少任意一种。

所述步骤3中混合液、活化炭化料、尿素的质量比为（15-18）：（4-5）：（6-7）。

所述步骤3中超声条件为在400-450W功率下处理12-15分钟。

所述步骤5中经造粒后筛选粒径在2-5mm的颗粒进行后续处理。

本发明的优点是：

本发明高寒地区肥料在使用二氧化钛的基础上，通过硼和氮之间的协同共掺杂，产生局部态能级，显著加强其对可见光的吸收，减小二氧化钛的禁带宽度，使二氧化钛在可见光范围内能够得到响应，提高太阳光的利用率；同时利用氢氧化钠活化向日葵盘制备炭化料，令炭化料表面变成蜂巢状结构，不仅为二氧化钛进入到生物质炭内部提供了通道，有利于二氧化钛的均匀负载，而且大大减轻了载体质量，实现了二氧化钛的高效固定，解决了其易产生颗粒团聚的问题；将其使用于肥料中提高了对可见光的吸收，充分利用太阳光能，从而提高土层温度，为农作物根系的快速生长提供了保障，同时海藻酸丙二醇酯、表面活性剂等的添加进一步松化额土壤，在土壤温度升高解冻的基础上增加了土壤空隙，防止土壤结块，为扩大高寒地区农作物栽培领域，提高作物产量具有显著的促进作用。

具体实施方式

一种高寒地区肥料，通过以下方法制备：

（1）取畜禽粪便和废弃秸秆按质量比2：3投入发酵池中，加水至发酵堆最大含水量的45%，发酵处理3周，发酵完成后收集发酵料，烘干并粉碎过50目筛备用；