炭基微生物肥料制備工藝及性質(zhì)分析

車弟強(qiáng)

（德陽(yáng)市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，四川德陽(yáng) 618000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人口數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)，耕地面積卻在持續(xù)減少。為了有效提高耕地利用效率，增加糧食產(chǎn)量，化肥被廣泛使用，其研發(fā)受到農(nóng)業(yè)部門的高度重視。炭基微生物肥料作為一種新興環(huán)境功能性材料，具有較強(qiáng)的吸附性能，能夠有效吸收養(yǎng)分、保證土壤活力，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于土地耕種中[1-2]。為進(jìn)一步提升土地耕地利用效率，增強(qiáng)肥料效用，加強(qiáng)炭基微生物肥料的研究具有重要的意義。

1 炭基微生物肥料制備材料與工藝概述

1.1 生物炭材料的合理選擇生物炭材料以稻殼炭為主，將水稻殼作為原材料在500℃的限氧環(huán)境下制作而成。在制作稻殼炭時(shí)，應(yīng)提前將稻殼炭磨細(xì)，并過(guò)0.5 mm篩進(jìn)行篩選，放置在75℃的烤箱中一天一夜，然后將其儲(chǔ)備于干燥的器皿中以便后續(xù)使用。技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)稻殼炭的灰分、pH值、元素含量進(jìn)行測(cè)量，并借助紅外光譜與電鏡掃描進(jìn)行分析。

1.2 肥料原料的選擇肥料主要以尿素（總氮≥45%）、氯化鉀（K2O≥55%），過(guò)磷酸鈣（P2O5≥13%）為主，并將這些肥料過(guò)0.5 mm篩備用。同時(shí)，準(zhǔn)備好聚乙烯醇與凹凸棒粉，以便發(fā)揮調(diào)節(jié)與黏結(jié)的作用。

1.3 微生物肥料的選擇在炭基微生物肥料制作實(shí)驗(yàn)中，主要將枯草芽孢桿菌休眠孢子粉作為微生物材料，保證活菌數(shù)量≥ 2.06×109 CFU/g。

1.4 炭基微生物肥料制備工藝考慮到制作工藝的可行性特征，在制作炭基微生物肥料時(shí)往往采取吸附法、摻混法以及混合造粒法這3種工藝手段[3]。具體制作方法如下。

1.4.1 吸附法 將制作材料按照準(zhǔn)確的比例進(jìn)行配制，尿素48.5%、過(guò)磷酸鈣24.25%、氯化鉀24.25%等溶解于蒸餾水中，當(dāng)所有元素溶解之后加入一定量的稻殼炭以及5.5%的枯草芽孢桿菌孢子粉溶于該溶液中，技術(shù)人員均勻攪拌20 min后，放置24 h，然后在烤箱中進(jìn)行風(fēng)干處理，制成的生物碳含量主要為15%、25%和35%的吸附性炭基微生物肥料。

1.4.2 摻混法 將制作材料按照準(zhǔn)確的比例進(jìn)行配比，即尿素48.5%、過(guò)磷酸鈣24.25%、氯化鉀24.25%溶解于蒸餾水中，加入相應(yīng)的稻殼炭，當(dāng)全部材料溶解后，加入5.5%的枯草芽孢桿菌孢子粉。然后將這些材料進(jìn)行摻混均勻，得到15%、25%和35%摻混型炭基微生物肥料。

1.4.3 混合造粒法 在混合造粒法中，材料的配制比例為：尿素43%、氯化鉀26%、過(guò)磷酸鈣24%、枯草芽孢桿菌孢子粉7%；將所需材料配比完成后，投放到型號(hào)為BY-300的包衣機(jī)中，同時(shí)加入適量的凹凸棒粉與稻殼炭作為調(diào)節(jié)劑，并運(yùn)用包衣機(jī)對(duì)材料進(jìn)行攪拌；當(dāng)材料充分混勻后，可以灑入一些蒸餾水、聚乙烯醇水溶液等，加速物料成粒。與此同時(shí)，以稻殼炭增加量為衡量標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整凹凸棒粉與黏結(jié)劑的添加量，將總量控制在15%即可；待所有造粒工作完成后，將這些材料放置在溫度為37℃的烤箱中進(jìn)行烘干，這時(shí)便可制作成15%、25%、35%的混合造粒型炭基微生物肥料[4]。

2 炭基微生物肥料的相關(guān)性質(zhì)

2.1 肥料表面結(jié)構(gòu)①在摻混型肥料中，主要以稻殼炭為基本載體，表面呈現(xiàn)條帶狀或者顆粒狀物質(zhì)，主要是微生物孢子粉與氮磷鉀肥料等，由于吸附量較小，因此稻殼炭添加量極少時(shí)仍可以觀察到稻殼炭的表層。②在混合造粒型肥料中，稻殼炭表層與孔隙結(jié)構(gòu)中蘊(yùn)藏著許多塊狀物，如果吸附量較多將覆蓋稻殼炭的微孔結(jié)構(gòu)。所以，由于炭基微生物肥料所采取的工藝手段存在差異性，稻殼碳吸附氮磷鉀肥料與枯草芽孢桿菌孢子粉量存在一定的偏差，其中混合造粒法制作的炭基微生物肥料稻殼炭負(fù)載物質(zhì)最多，摻混法最少。

2.2 肥料元素含量由混合造粒法工藝技術(shù)制作成的炭基微生物肥料，使用了較多的黏結(jié)劑與凹凸棒粉，氮磷鉀肥料添加量較少，所以只對(duì)比另外兩種肥料的元素含量。其中，以同樣的制作工藝來(lái)說(shuō)，如果稻殼炭持續(xù)加量，炭基微生物肥料碳元素含量將呈現(xiàn)正比增加的趨勢(shì)。這是因?yàn)榈練ぬ康牟粩嘣黾邮刮轿⑸镦咦臃叟c氮磷鉀肥的位點(diǎn)不斷增加。采取不同工藝制備的炭基微生物肥料，元素含量存在一定差異，其中混合造粒型肥料碳氮元素變化最小，而摻混型肥料變化最大[5]。

2.3 炭基微生物肥料的pH值采取不同工藝制備出來(lái)的炭基微生物肥料，pH值維持在3.9～6.2，基本呈酸性或者接近中性。肥料呈酸性的原因是炭基微生物肥料中加入了過(guò)磷酸鈣，使得肥料的pH值受到直接影響。如果稻殼炭添加量相同，則吸附法與摻混法制作的炭基微生物肥料pH值基本相同；而如果稻殼炭添加量不同，則pH值呈現(xiàn)一定的差異性。綜上所述，在炭基微生物肥料中如果稻殼添加量相同，則混合造粒型肥料pH值呈中性，摻混型肥料呈酸性。

2.4 炭基微生物肥料的有效活菌數(shù)采取不同制作工藝制備而成的炭基微生物肥料，其蘊(yùn)含的有效活菌數(shù)存在顯著性差異。整體來(lái)說(shuō)，炭基微生物肥料中添加枯草芽孢桿菌孢子粉后，有效活菌數(shù)能夠達(dá)到3.4×105～7.1×105 CFU/g，其中混合造粒型肥料的有效活菌數(shù)量最多，而摻混型肥料最少。如果持續(xù)增加稻殼炭的量，由不同工藝制備成的炭基微生物肥料有效活菌數(shù)將逐漸呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)。主要因?yàn)榈練ぬ吭黾邮沟梅柿系膒H值不斷上升，使微生物的生產(chǎn)環(huán)境更加適宜，為枯草芽孢桿菌等微生物提供了更加合適的成長(zhǎng)環(huán)境與空間，進(jìn)而提高了存活率。

3 結(jié)語(yǔ)

炭基微生物肥料的制造工藝多種多樣，選擇的工藝對(duì)肥料的質(zhì)量與耕種效果會(huì)產(chǎn)生直接的影響。因此，為了進(jìn)一步提升土壤耕地效率，加強(qiáng)作物培育，應(yīng)該在肥料中加入微生物，促進(jìn)碳基微生物與周邊環(huán)境、土壤成分的融合，進(jìn)而提升肥料活力和糧食產(chǎn)量，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。