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一种纳米 碳型 有机肥及其制备工艺

阅读：660发布：2020-08-02

专利汇可以提供一种纳米碳型有机肥及其制备工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及农业肥料技术领域，具体涉及一种纳米碳型有机肥及其制备工艺，包括以下原料：生物质秸秆炭、豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土、菜籽粕、复合微生物菌剂、纳米碳。本发明先是将豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕等进行发酵处理，将其营养成分进行释放，便于作物的吸收，然后再将上述组分负载在生物质秸秆炭上，通过生物质秸秆炭表面具有密集的的中孔和大孔，可将上述组分吸附在生物质秸秆炭，从而延缓有机肥料在土壤中的释放过程，有利于提高有机肥料的利用率，最后再通过在肥料颗粒表面喷施纳米碳，则进一步提高提高肥料利用率，减少有机肥料损失。，下面是一种纳米碳型有机肥及其制备工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种纳米碳型有机肥，其特征在于，包括以下原料：生物质秸秆炭、豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土、菜籽粕、复合微生物菌剂、纳米碳。
2.根据权利要求1所述的纳米碳型有机肥，其特征在于，包括以下重量份原料：生物质秸秆炭20-30份、豆根粉10-15份、活化腐植酸8-12份、草木灰4-8份、沼气发酵渣3-6份、膨润土2-5份、菜籽粕5-10份、复合微生物菌剂0.4-0.8份、纳米碳6-10份。
3.根据权利要求1所述的纳米碳型有机肥，其特征在于，所述生物质秸秆炭的制备方法为：
（1）将秸秆进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的秸秆颗粒，然后置于炭化炉中，并在氮气或氩气保护下进行炭化处理，先控制升温速率为5℃/min，升温至150℃，保持20min进行前期预炭化处理，得到预处理炭化料；
（2）将步骤（1）得到的预处理炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为8℃/min，升温300℃，保持30min进行中温炭化处理；
（3）将步骤（2）中温炭化处理的炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为10℃/min，升温至450℃，保持20min进行高温炭化处理；
（4）将步骤（3）得到高温炭化处理的秸秆炭自然冷却至150℃，在空气流通的情况下，保持15min进行空气氧化处理，即得生物质秸秆炭。
4.根据权利要求3所述的纳米碳型有机肥，其特征在于，所述秸秆为小麦秸秆、大豆秸秆、花生秸秆或棉花秸秆。
5.根据权利要求1所述的纳米碳型有机肥，其特征在于，所述活化腐植酸的制备方法为：先将风化煤进行氧化活化处理，然后再经过碱化提纯后得到，所述活化腐植酸中有机质含量≥90%，腐植酸≥70%。
6.根据权利要求1所述的纳米碳型有机肥，其特征在于，所述的草木灰来源于生物质发电厂焚烧秸秆燃料的灰烬废弃物。
7.根据权利要求1所述的纳米碳型有机肥，其特征在于，所述复合微生物菌剂为乳酸菌、酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌类，丝状真菌、植物乳杆菌、EM微生物菌剂中的一种或几种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的纳米碳型有机肥的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照配方要求称取豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕进行粉碎过筛混合，然后加水、高温杀菌后冷却，再加入复合微生物菌剂进行发酵处理，得到发酵混合物；
（2）将生物质秸秆炭投入到上述发酵混合物中，搅均后，用圆盘挤出机进行挤出造粒，然后进行干燥处理，制成肥料颗粒；
（3）将纳米碳喷施在肥料颗粒上，喷施均匀后，再干燥处理，即得纳米碳型有机肥。
9.根据权利要求8所述的纳米碳型有机肥的制备工艺，其特征在于，所述步骤（1）中发酵温度为60-70℃，发酵时间为24-30h。
10.根据权利要求8所述的纳米碳型有机肥的制备工艺，所述步骤（3）中纳米碳喷施之前还包括步骤：
按配方量要求称取纳米碳，并加入分散剂和水，经超声处理或高速剪切分散，制得所述纳米碳溶液；
然后使用喷枪，以雾化喷涂的方式包覆于肥料颗粒表面，待自然冷却固化后，得到纳米碳型有机肥；
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠，且所述纳米碳、分散剂和水的质量比为1:1:5。

说明书全文

一种纳米碳型 有机肥及其制备工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及农业肥料技术领域，具体涉及一种纳米碳型有机肥及其制备工艺。

背景技术

[0002] 碳元素植物必须六大矿物元素之一，目前碳缺乏已成为学术界公认的普遍现象，通过使用有机肥给植物补碳是施肥重要举措之一，传统补碳方式是生产使用有机肥，植物是通过施入有机肥经土壤生物转化后的碳源吸收方式，这种吸收方式不能满足施肥当季植物对碳的需要，急需可以满足植物生长当季对碳的需求的产品。由鉴于此，就需要一个产品满足施肥季植物对碳的需求，也同时不影响下一生长季的对碳的供给。

[0003] 而通过补施纳米碳就是其中一个较好的选择，因为纳米碳是绝缘体，但遇水后可变成“超导体”，故称“超导”肥。纳米激活增效肥进入土壤后，它能使土壤胶体、溶液的电阻大大减小，成为导电肥料，经测定其EC值低于普通肥料30％-50％，因此有明显节肥30％-50％的效果。它能调动土壤中大量营养元素(氮、磷、钾)、中量营养元素(钙、镁、硫及硅)和微量元素(铁、锰、铜、锌、钼、硼等)从土壤胶体中快速释放出来。纳米碳的特异功能是能调动土壤中的磷、硅、硫、钼等阴离子养分。

[0004] 同时，纳米碳有很强的吸水功能，可称为“生物泵”，施用纳米激活增效肥，能增强作物根系吸收养分及水分的能力，增加对土壤无机营养元素的吸收，表现出植物线粒体细胞的增大和叶绿体细胞的增加，因此能促进作物根系发达，增加养分吸收而快速生长。

[0005] 而鉴于农业种植上长期过量、单一的使用化肥农药，导致土壤养分失衡、酸化、板结、盐碱化，尤其是作物蔬菜体内硝酸盐的积累，造成农作物产品质量下降。而且，农田径流带入地表水体的氮和硝酸盐等导致水体严重的富营养化，造成地下水污染。近年来，广大农民迫切需要施用多元化肥料来提高农产品品质、改良土壤及提高肥料利用率，特别是生物有机肥料的施用，这对保护环境及人类可持续发展具有重要意义。

[0006] 因此，如何使纳米碳与有机肥料结合，在保持纳米碳和有机肥料各自特性的同时，两者之间又能产生协同作用，解决传统补碳方式碳元素不足问题，以及有机肥料的利用率普遍较低，造成肥料大量损失的问题。

[0007] 基于此，本发明提供了一种纳米碳型有机肥及其制备工艺，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供了一种纳米碳型有机肥，通过纳米碳和有机肥的协同配合，在保证有机肥碳源充足的情况下，又可提高有机肥料的利用率。

[0009] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：第一方面，本发明提供了一种纳米碳型有机肥，包括以下原料：生物质秸秆炭、豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土、菜籽粕、复合微生物菌剂、纳米碳。

[0010] 在本发明进一步的实施例中，包括以下重量份原料：生物质秸秆炭20-30份、豆根粉10-15份、活化腐植酸8-12份、草木灰4-8份、沼气发酵渣3-6份、膨润土2-5份、菜籽粕5-10份、复合微生物菌剂0.4-0.8份、纳米碳6-10份。

[0011] 在本发明进一步的实施例中，所述生物质秸秆炭的制备方法为：（1）将秸秆进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的秸秆颗粒，然后置于炭化炉中，并在氮气或氩气保护下进行炭化处理，先控制升温速率为5℃/min，升温至150℃，保持20min进行前期预炭化处理，得到预处理炭化料；
（2）将步骤（1）得到的预处理炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为8℃/min，升温300℃，保持30min进行中温炭化处理；
（3）将步骤（2）中温炭化处理的炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为10℃/min，升温至450℃，保持20min进行高温炭化处理；
（4）将步骤（3）得到高温炭化处理的秸秆炭自然冷却至150℃，在空气流通的情况下，保持15min进行空气氧化处理，即得生物质秸秆炭。

[0012] 在本发明进一步的实施例中，所述秸秆为小麦秸秆、大豆秸秆、花生秸秆或棉花秸秆。

[0013] 在本发明进一步的实施例中，所述活化腐植酸的制备方法为：先将风化煤进行氧化活化处理，然后再经过碱化提纯后得到，所述活化腐植酸中有机质含量≥90%，腐植酸≥70%。

[0014] 在本发明进一步的实施例中，所述的草木灰来源于生物质发电厂焚烧秸秆燃料的灰烬废弃物。

[0015] 在本发明进一步的实施例中，所述复合微生物菌剂为乳酸菌、酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌类，丝状真菌、植物乳杆菌、EM微生物菌剂中的一种或几种。

[0016] 第二方面，本发明还提供了上述纳米碳型有机肥的制备工艺，包括以下步骤：（1）按照配方要求称取豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕进行粉碎过筛混合，然后加水、高温杀菌后冷却，再加入复合微生物菌剂进行发酵处理，得到发酵混合物；
（2）将生物质秸秆炭投入到上述发酵混合物中，搅均后，用圆盘挤出机进行挤出造粒，后进行干燥，制成肥料颗粒；
（3）将纳米碳喷施在肥料颗粒上，喷施均匀后，再干燥处理，即得纳米碳型有机肥。

[0017] 在本发明进一步的实施例中，所述步骤（1）中发酵温度为60-70℃，发酵时间为24-30h。

[0018] 在本发明进一步的实施例中，所述步骤（3）中纳米碳喷施之前还包括步骤：按配方量要求称取纳米碳，并加入分散剂和水，经超声处理或高速剪切分散，制得所述纳米碳溶液；
然后使用喷枪，以雾化喷涂的方式包覆于肥料颗粒表面，待自然冷却固化后，得到纳米碳型有机肥；
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠，且所述纳米碳、分散剂和水的质量比为1:1:5。

[0019] 本发明与现有技术相比，具有的有益效果为：（1）本发明先是将豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕等进行发酵处理，将其营养成分进行释放，便于作物的吸收，然后再将上述组分负载在生物质秸秆炭上，通过生物质秸秆炭表面具有密集的的中孔和大孔，可将上述组分吸附在生物质秸秆炭，从而延缓有机肥料在土壤中的释放过程，有利于提高有机肥料的利用率，最后再通过在肥料颗粒表面喷施纳米碳，则进一步提高提高肥料利用率，减少有机肥料损失；
（2）本发明采用有机肥料对生物质秸秆炭进行包覆，再经过造粒形成肥料颗粒，然后在肥料颗粒表面喷施纳米碳，这样就形成了从外到内依次为纳米碳层、有机肥料层及生物质秸秆层，这样，当该纳米碳型有机肥施入土壤后，先是纳米碳释放到土壤中，利用纳米碳具有表面效应和小尺寸效应，增强了对肥料的吸附性能，在土壤中可减少肥料的流失和淋失，另一方面，在植物的生长过程中，根系具有趋肥、趋水性，纳米碳可充分吸附结合在根系表面，促进了根毛区对养分的吸收，而后释放的有机肥料可在纳米碳作用下，被充分的吸附，从而增强植物对肥料的吸附，提高肥料利用率，减少有机肥料损失，而由于生物质秸秆层具有的较大的比表面积及具有的多孔结构，可延缓有机肥料的在土壤中的释放过程，在提高有机肥料的作用周期外，还提供了有机肥料的利用率；
（3）本发明的生物质秸秆炭经过前期预炭化处理、中温炭化处理及高温炭化处理，通过对炭化料的分阶段处理，可生物质秸秆炭由密集的微孔逐渐扩大为中孔和大孔，从而提高生物秸秆炭的吸附性能，减缓有机肥料在土壤中释放过程，提高有机肥料利用率，同时该生物质秸秆炭可以提高土壤有机质含量；
（4）本发明的活化腐植酸能够增强土壤的肥力及改良土壤的结构；加入的草木灰能够中和土壤的酸性、增加土壤的地温，并且草木灰因含有5% 15%钾元素，能够提供钾元素；加~
入的沼气发酵渣中含有大量的氮、磷、钾等速效养分，能明显地改良土壤结构、理化性质、增强地力肥力；而加入的膨润土具有良好的吸附性、粘结性，使肥效均匀延长，并提高了肥料中的有效成份的利用率。

具体实施方式

[0020] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

[0021] 实施例1本实施例的纳米碳型有机肥，包括以下重量份原料：生物质秸秆炭20份、豆根粉10份、活化腐植酸8份、草木灰4份、沼气发酵渣3份、膨润土2份、菜籽粕5份、复合微生物菌剂0.4份、纳米碳6份。

[0022] 其中，所述生物质秸秆炭的制备方法为：（1）将秸秆进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的秸秆颗粒，然后置于炭化炉中，并在氮气或氩气保护下进行炭化处理，先控制升温速率为5℃/min，升温至150℃，保持20min进行前期预炭化处理，得到预处理炭化料；
（2）将步骤（1）得到的预处理炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为8℃/min，升温300℃，保持30min进行中温炭化处理；
（3）将步骤（2）中温炭化处理的炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为10℃/min，升温至450℃，保持20min进行高温炭化处理；
（4）将步骤（3）得到高温炭化处理的秸秆炭自然冷却至150℃，在空气流通的情况下，保持15min进行空气氧化处理，即得生物质秸秆炭。

[0023] 其中，所述秸秆为小麦秸秆。

[0024] 其中，所述活化腐植酸的制备方法为：先将风化煤进行氧化活化处理，然后再经过碱化提纯后得到，所述活化腐植酸中有机质含量≥90%，腐植酸≥70%。

[0025] 其中，所述的草木灰来源于生物质发电厂焚烧秸秆燃料的灰烬废弃物。

[0026] 其中，所述复合微生物菌剂为乳酸菌和EM微生物菌剂。

[0027] 另外，本发明还提供了上述纳米碳型有机肥的制备工艺，包括以下步骤：（1）按照配方要求称取豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕进行粉碎过筛混合，然后加水、高温杀菌后冷却，再加入复合微生物菌剂进行发酵处理，得到发酵混合物；
（2）将生物质秸秆炭投入到上述发酵混合物中，搅均后，用圆盘挤出机进行挤出造粒，后进行干燥，制成肥料颗粒；
（3）将纳米碳喷施在肥料颗粒上，喷施均匀后，再干燥处理，即得纳米碳型有机肥。

[0028] 其中，所述步骤（1）中发酵温度为60℃，发酵时间为24h。

[0029] 其中，所述步骤（3）中纳米碳喷施之前还包括步骤：按配方量要求称取纳米碳，并加入分散剂和水，经超声处理或高速剪切分散，制得所述纳米碳溶液；
然后使用喷枪，以雾化喷涂的方式包覆于肥料颗粒表面，待自然冷却固化后，得到纳米碳型有机肥；
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠，且所述纳米碳、分散剂和水的质量比为1:1:5。

[0030] 实施例2本实施例的纳米碳型有机肥，包括以下重量份原料：生物质秸秆炭30份、豆根粉15份、活化腐植酸12份、草木灰8份、沼气发酵渣6份、膨润土5份、菜籽粕10份、复合微生物菌剂0.8份、纳米碳10份。

[0031] 其中，所述生物质秸秆炭的制备方法为：（1）将秸秆进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的秸秆颗粒，然后置于炭化炉中，并在氮气或氩气保护下进行炭化处理，先控制升温速率为5℃/min，升温至150℃，保持20min进行前期预炭化处理，得到预处理炭化料；
（2）将步骤（1）得到的预处理炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为8℃/min，升温300℃，保持30min进行中温炭化处理；
（3）将步骤（2）中温炭化处理的炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为10℃/min，升温至450℃，保持20min进行高温炭化处理；
（4）将步骤（3）得到高温炭化处理的秸秆炭自然冷却至150℃，在空气流通的情况下，保持15min进行空气氧化处理，即得生物质秸秆炭。

[0032] 其中，所述秸秆为棉花秸秆。

[0033] 其中，所述活化腐植酸的制备方法为：先将风化煤进行氧化活化处理，然后再经过碱化提纯后得到，所述活化腐植酸中有机质含量≥90%，腐植酸≥70%。

[0034] 其中，所述的草木灰来源于生物质发电厂焚烧秸秆燃料的灰烬废弃物。

[0035] 其中，所述复合微生物菌剂为酵母菌、光合细菌和芽孢杆菌类。

[0036] 另外，本发明还提供了上述纳米碳型有机肥的制备工艺，包括以下步骤：（1）按照配方要求称取豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕进行粉碎过筛混合，然后加水、高温杀菌后冷却，再加入复合微生物菌剂进行发酵处理，得到发酵混合物；
（2）将生物质秸秆炭投入到上述发酵混合物中，搅均后，用圆盘挤出机进行挤出造粒，后进行干燥，制成肥料颗粒；
（3）将纳米碳喷施在肥料颗粒上，喷施均匀后，再干燥处理，即得纳米碳型有机肥。

[0037] 其中，所述步骤（1）中发酵温度为70℃，发酵时间为30h。

[0038] 其中，所述步骤（3）中纳米碳喷施之前还包括步骤：按配方量要求称取纳米碳，并加入分散剂和水，经超声处理或高速剪切分散，制得所述纳米碳溶液；
然后使用喷枪，以雾化喷涂的方式包覆于肥料颗粒表面，待自然冷却固化后，得到纳米碳型有机肥；
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠，且所述纳米碳、分散剂和水的质量比为1:1:5。

[0039] 实施例3本实施例的纳米碳型有机肥，包括以下重量份原料：生物质秸秆炭25份、豆根粉12份、活化腐植酸10份、草木灰6份、沼气发酵渣4.5份、膨润土3.5份、菜籽粕7.5份、复合微生物菌剂0.6份、纳米碳8份。

[0040] 其中，所述生物质秸秆炭的制备方法为：（1）将秸秆进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的秸秆颗粒，然后置于炭化炉中，并在氮气或氩气保护下进行炭化处理，先控制升温速率为5℃/min，升温至150℃，保持20min进行前期预炭化处理，得到预处理炭化料；
（2）将步骤（1）得到的预处理炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为8℃/min，升温300℃，保持30min进行中温炭化处理；
（3）将步骤（2）中温炭化处理的炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为10℃/min，升温至450℃，保持20min进行高温炭化处理；
（4）将步骤（3）得到高温炭化处理的秸秆炭自然冷却至150℃，在空气流通的情况下，保持15min进行空气氧化处理，即得生物质秸秆炭。

[0041] 其中，所述秸秆为大豆秸秆。

[0042] 其中，所述活化腐植酸的制备方法为：先将风化煤进行氧化活化处理，然后再经过碱化提纯后得到，所述活化腐植酸中有机质含量≥90%，腐植酸≥70%。

[0043] 其中，所述的草木灰来源于生物质发电厂焚烧秸秆燃料的灰烬废弃物。

[0044] 其中，所述复合微生物菌剂为乳芽孢杆菌类，丝状真菌、植物乳杆菌和EM微生物菌剂。

[0045] 另外，本发明还提供了上述纳米碳型有机肥的制备工艺，包括以下步骤：（1）按照配方要求称取豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕进行粉碎过筛混合，然后加水、高温杀菌后冷却，再加入复合微生物菌剂进行发酵处理，得到发酵混合物；
（2）将生物质秸秆炭投入到上述发酵混合物中，搅均后，用圆盘挤出机进行挤出造粒，后进行干燥，制成肥料颗粒；
（3）将纳米碳喷施在肥料颗粒上，喷施均匀后，再干燥处理，即得纳米碳型有机肥。

[0046] 其中，所述步骤（1）中发酵温度为65℃，发酵时间为27h。

[0047] 其中，所述步骤（3）中纳米碳喷施之前还包括步骤：按配方量要求称取纳米碳，并加入分散剂和水，经超声处理或高速剪切分散，制得所述纳米碳溶液；
然后使用喷枪，以雾化喷涂的方式包覆于肥料颗粒表面，待自然冷却固化后，得到纳米碳型有机肥；
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠，且所述纳米碳、分散剂和水的质量比为1:1:5。

[0048] 实施例4本实施例的纳米碳型有机肥，包括以下重量份原料：生物质秸秆炭23份、豆根粉11份、活化腐植酸9份、草木灰5份、沼气发酵渣4份、膨润土3份、菜籽粕6份、复合微生物菌剂0.5份、纳米碳7份。

[0049] 其中，所述生物质秸秆炭的制备方法为：（1）将秸秆进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的秸秆颗粒，然后置于炭化炉中，并在氮气或氩气保护下进行炭化处理，先控制升温速率为5℃/min，升温至150℃，保持20min进行前期预炭化处理，得到预处理炭化料；
（2）将步骤（1）得到的预处理炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为8℃/min，升温300℃，保持30min进行中温炭化处理；
（3）将步骤（2）中温炭化处理的炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为10℃/min，升温至450℃，保持20min进行高温炭化处理；
（4）将步骤（3）得到高温炭化处理的秸秆炭自然冷却至150℃，在空气流通的情况下，保持15min进行空气氧化处理，即得生物质秸秆炭。

[0050] 其中，所述秸秆为小麦秸秆、大豆秸秆、花生秸秆或棉花秸秆。

[0051] 其中，所述活化腐植酸的制备方法为：先将风化煤进行氧化活化处理，然后再经过碱化提纯后得到，所述活化腐植酸中有机质含量≥90%，腐植酸≥70%。

[0052] 其中，所述的草木灰来源于生物质发电厂焚烧秸秆燃料的灰烬废弃物。

[0053] 其中，所述复合微生物菌剂为乳酸菌、酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌类，丝状真菌、植物乳杆菌、EM微生物菌剂中的一种或几种。

[0054] 另外，本发明还提供了上述纳米碳型有机肥的制备工艺，包括以下步骤：（1）按照配方要求称取豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕进行粉碎过筛混合，然后加水、高温杀菌后冷却，再加入复合微生物菌剂进行发酵处理，得到发酵混合物；
（2）将生物质秸秆炭投入到上述发酵混合物中，搅均后，用圆盘挤出机进行挤出造粒，后进行干燥，制成肥料颗粒；
（3）将纳米碳喷施在肥料颗粒上，喷施均匀后，再干燥处理，即得纳米碳型有机肥。

[0055] 其中，所述步骤（1）中发酵温度为63℃，发酵时间为260h。

[0056] 其中，所述步骤（3）中纳米碳喷施之前还包括步骤：按配方量要求称取纳米碳，并加入分散剂和水，经超声处理或高速剪切分散，制得所述纳米碳溶液；
然后使用喷枪，以雾化喷涂的方式包覆于肥料颗粒表面，待自然冷却固化后，得到纳米碳型有机肥；
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠，且所述纳米碳、分散剂和水的质量比为1:1:5。

[0057] 实施例5本实施例的纳米碳型有机肥，包括以下重量份原料：生物质秸秆炭28份、豆根粉14份、活化腐植酸11份、草木灰7份、沼气发酵渣5份、膨润土4份、菜籽粕9份、复合微生物菌剂0.7份、纳米碳6-10份。

[0058] 其中，所述生物质秸秆炭的制备方法为：（1）将秸秆进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的秸秆颗粒，然后置于炭化炉中，并在氮气或氩气保护下进行炭化处理，先控制升温速率为5℃/min，升温至150℃，保持20min进行前期预炭化处理，得到预处理炭化料；
（2）将步骤（1）得到的预处理炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为8℃/min，升温300℃，保持30min进行中温炭化处理；
（3）将步骤（2）中温炭化处理的炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为10℃/min，升温至450℃，保持20min进行高温炭化处理；
（4）将步骤（3）得到高温炭化处理的秸秆炭自然冷却至150℃，在空气流通的情况下，保持15min进行空气氧化处理，即得生物质秸秆炭。

[0059] 其中，所述秸秆为小麦秸秆、大豆秸秆、花生秸秆或棉花秸秆。

[0060] 其中，所述活化腐植酸的制备方法为：先将风化煤进行氧化活化处理，然后再经过碱化提纯后得到，所述活化腐植酸中有机质含量≥90%，腐植酸≥70%。

[0061] 其中，所述的草木灰来源于生物质发电厂焚烧秸秆燃料的灰烬废弃物。

[0062] 其中，所述复合微生物菌剂为乳酸菌、酵母菌、光合细菌、芽孢杆菌类，丝状真菌、植物乳杆菌、EM微生物菌剂中的一种或几种。

[0063] 另外，本发明还提供了上述纳米碳型有机肥的制备工艺，包括以下步骤：（1）按照配方要求称取豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕进行粉碎过筛混合，然后加水、高温杀菌后冷却，再加入复合微生物菌剂进行发酵处理，得到发酵混合物；
（2）将生物质秸秆炭投入到上述发酵混合物中，搅均后，用圆盘挤出机进行挤出造粒，后进行干燥，制成肥料颗粒；
（3）将纳米碳喷施在肥料颗粒上，喷施均匀后，再干燥处理，即得纳米碳型有机肥。

[0064] 其中，所述步骤（1）中发酵温度为68℃，发酵时间为28h。

[0065] 其中，所述步骤（3）中纳米碳喷施之前还包括步骤：按配方量要求称取纳米碳，并加入分散剂和水，经超声处理或高速剪切分散，制得所述纳米碳溶液；
然后使用喷枪，以雾化喷涂的方式包覆于肥料颗粒表面，待自然冷却固化后，得到纳米碳型有机肥；
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠，且所述纳米碳、分散剂和水的质量比为1:1:5。

[0066] 对比例1本实施例的纳米碳型有机肥，包括以下重量份原料：秸秆25份、豆根粉12份、活化腐植酸10份、草木灰6份、沼气发酵渣4.5份、膨润土3.5份、菜籽粕7.5份、复合微生物菌剂0.6份、纳米碳8份。

[0067] 其中，所述秸秆为大豆秸秆。

[0068] 其中，所述活化腐植酸的制备方法为：先将风化煤进行氧化活化处理，然后再经过碱化提纯后得到，所述活化腐植酸中有机质含量≥90%，腐植酸≥70%。

[0069] 其中，所述的草木灰来源于生物质发电厂焚烧秸秆燃料的灰烬废弃物。

[0070] 其中，所述复合微生物菌剂为乳芽孢杆菌类，丝状真菌、植物乳杆菌和EM微生物菌剂。

[0071] 另外，本发明还提供了上述纳米碳型有机肥的制备工艺，包括以下步骤：（1）按照配方要求称取豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕进行粉碎过筛混合，然后加水、高温杀菌后冷却，再加入复合微生物菌剂进行发酵处理，得到发酵混合物；
（2）将秸秆投入到上述发酵混合物中，搅均后，用圆盘挤出机进行挤出造粒，后进行干燥，制成肥料颗粒；
（3）将纳米碳喷施在肥料颗粒上，喷施均匀后，再干燥处理，即得纳米碳型有机肥。

[0072] 其中，所述步骤（1）中发酵温度为65℃，发酵时间为27h。

[0073] 其中，所述步骤（3）中纳米碳喷施之前还包括步骤：按配方量要求称取纳米碳，并加入分散剂和水，经超声处理或高速剪切分散，制得所述纳米碳溶液；
然后使用喷枪，以雾化喷涂的方式包覆于肥料颗粒表面，待自然冷却固化后，得到纳米碳型有机肥；
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠，且所述纳米碳、分散剂和水的质量比为1:1:5。

[0074] 对比例2本实施例的纳米碳型有机肥，包括以下重量份原料：生物质秸秆炭25份、豆根粉12份、活化腐植酸10份、草木灰6份、沼气发酵渣4.5份、膨润土3.5份、菜籽粕7.5份、纳米碳8份。

[0075] 其中，所述生物质秸秆炭的制备方法为：（1）将秸秆进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的秸秆颗粒，然后置于炭化炉中，并在氮气或氩气保护下进行炭化处理，先控制升温速率为5℃/min，升温至150℃，保持20min进行前期预炭化处理，得到预处理炭化料；
（2）将步骤（1）得到的预处理炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为8℃/min，升温300℃，保持30min进行中温炭化处理；
（3）将步骤（2）中温炭化处理的炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为10℃/min，升温至450℃，保持20min进行高温炭化处理；
（4）将步骤（3）得到高温炭化处理的秸秆炭自然冷却至150℃，在空气流通的情况下，保持15min进行空气氧化处理，即得生物质秸秆炭。

[0076] 其中，所述秸秆为大豆秸秆。

[0077] 其中，所述活化腐植酸的制备方法为：先将风化煤进行氧化活化处理，然后再经过碱化提纯后得到，所述活化腐植酸中有机质含量≥90%，腐植酸≥70%。

[0078] 其中，所述的草木灰来源于生物质发电厂焚烧秸秆燃料的灰烬废弃物。

[0079] 其中，所述复合微生物菌剂为乳芽孢杆菌类，丝状真菌、植物乳杆菌和EM微生物菌剂。

[0080] 另外，本发明还提供了上述纳米碳型有机肥的制备工艺，包括以下步骤：（1）按照配方要求称取豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕进行粉碎过筛混合，然后加水、高温杀菌后冷却，得到混合物；
（2）将生物质秸秆炭投入到上述发酵混合物中，搅均后，用圆盘挤出机进行挤出造粒，后进行干燥，制成肥料颗粒；
（3）将纳米碳喷施在肥料颗粒上，喷施均匀后，再干燥处理，即得纳米碳型有机肥。

[0081] 其中，所述步骤（1）中发酵温度为65℃，发酵时间为27h。

[0082] 其中，所述步骤（3）中纳米碳喷施之前还包括步骤：按配方量要求称取纳米碳，并加入分散剂和水，经超声处理或高速剪切分散，制得所述纳米碳溶液；
然后使用喷枪，以雾化喷涂的方式包覆于肥料颗粒表面，待自然冷却固化后，得到纳米碳型有机肥；
其中，所述分散剂为三聚磷酸钠，且所述纳米碳、分散剂和水的质量比为1:1:5。

[0083] 对比例3本实施例的有机肥，包括以下重量份原料：生物质秸秆炭25份、豆根粉12份、活化腐植酸10份、草木灰6份、沼气发酵渣4.5份、膨润土3.5份、菜籽粕7.5份、复合微生物菌剂0.6份。

[0084] 其中，所述生物质秸秆炭的制备方法为：（1）将秸秆进行破碎处理，筛分得到粒径为3-5mm的秸秆颗粒，然后置于炭化炉中，并在氮气或氩气保护下进行炭化处理，先控制升温速率为5℃/min，升温至150℃，保持20min进行前期预炭化处理，得到预处理炭化料；
（2）将步骤（1）得到的预处理炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为8℃/min，升温300℃，保持30min进行中温炭化处理；
（3）将步骤（2）中温炭化处理的炭化料，在氮气或氩气保护下，控制升温速率为10℃/min，升温至450℃，保持20min进行高温炭化处理；
（4）将步骤（3）得到高温炭化处理的秸秆炭自然冷却至150℃，在空气流通的情况下，保持15min进行空气氧化处理，即得生物质秸秆炭。

[0085] 其中，所述秸秆为大豆秸秆。

[0086] 其中，所述活化腐植酸的制备方法为：先将风化煤进行氧化活化处理，然后再经过碱化提纯后得到，所述活化腐植酸中有机质含量≥90%，腐植酸≥70%。

[0087] 其中，所述的草木灰来源于生物质发电厂焚烧秸秆燃料的灰烬废弃物。

[0088] 其中，所述复合微生物菌剂为乳芽孢杆菌类，丝状真菌、植物乳杆菌和EM微生物菌剂。

[0089] 另外，本发明还提供了上述有机肥的制备工艺，包括以下步骤：（1）按照配方要求称取豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕进行粉碎过筛混合，然后加水、高温杀菌后冷却，再加入复合微生物菌剂进行发酵处理，得到发酵混合物；
（2）将生物质秸秆炭投入到上述发酵混合物中，搅均后，用圆盘挤出机进行挤出造粒，后进行干燥，制成肥料颗粒，即得有机肥。

[0090] 其中，所述步骤（1）中发酵温度为65℃，发酵时间为27h。

[0091] 试验例田间实验：
a、试验地点：棉花示范基地。

[0092] b、试验设计实验组1：施用按实施例1配制的纳米碳型有机肥，按每平方米200克施入，均匀与土壤混合；
实验组2：施用按实施例2配制的纳米碳型有机肥，按每平方米200克施入，均匀与土壤混合；
实验组3：施用按实施例3配制的纳米碳型有机肥，按每平方米200克施入，均匀与土壤混合；
实验组4：施用按实施例4配制的纳米碳型有机肥，按每平方米200克施入，均匀与土壤混合；
实验组5：施用按实施例1配制的纳米碳型有机肥，按每平方米200克施入，均匀与土壤混合；
对照组1：施用按对比例1配制的纳米碳型有机肥，按每平方米200克施入，均匀与土壤混合；
对照组2：施用按对比例2配制的纳米碳型有机，按每平方米200克施入，均匀与土壤混合；
对照组3：施用按对比例3配制的有机肥，按每平方米200克施入，均匀与土壤混合；
空白对照组：不施入任何肥料。

[0093] 经过一段时间后，得到的土壤活性有机质的变化情况如表1所示。

[0094] 表1由表1可知，实验组1-5及对照组1-3在150天时土壤有机质相对于空白对照组的土壤有机质有明显提高，且实施例1-5的土壤有机质提高率在200%以上，说明实施例1-5的纳米碳型有机肥大大提高了肥料的利用率，同时，实验组1-5的土壤有机质提高率普遍高于对比例
1-4，说明纳米碳、生物质秸秆炭及对肥料原料进行发酵处理，可以明显提高土壤的有机质，提高肥料的利用率。

[0095] 表2处理单铃重(g）衣分（%）绒长（mm）亩产皮棉（kg）亩产率（%）
空白对照组 5.6 40.2 25.8 150.8 -
实验组1 6.5 44.5 29.1 180.9 19.96
实验组2 6.6 44.9 29.4 181.9 20.62
实验组3 6.6 44.6 29.2 180.6 19.76
实验组4 6.5 44.8 29.3 182.3 20.89
实验组5 6.4 44.5 29.1 181.4 20.29
对照组1 6.2 42.9 28.1 170.3 12.93
对照组2 6.3 43.4 28.6 175.6 16.45
对照组3 6.2 43.0 28.3 172.7 14.52
由表2可知，用实施例1-5及对比例1-4的纳米碳型有机肥得到的亩产皮棉产量相对于空白对照组得到的亩产皮棉产量有一定的提高，且实施例1-5的亩产皮棉增产率在19%以上，说明实施例1-5的纳米碳型有机肥提高了土壤的有机质，同时提高了亩产皮棉的产量，另外，实施例1-5得到的亩产皮棉增产率高于对比例1-3，说明纳米碳、生物质秸秆炭及对肥料原料进行发酵处理，可明显提高土壤的有机质，提高了亩产皮棉的产量。

[0096] 综上所述，本发明的纳米碳型有机肥的创新点在于：1.本发明先是将豆根粉、活化腐植酸、草木灰、沼气发酵渣、膨润土和菜籽粕等进行发酵处理，将其营养成分进行释放，便于作物的吸收，然后再将上述组分负载在生物质秸秆炭上，通过生物质秸秆炭表面具有密集的的中孔和大孔，可将上述组分吸附在生物质秸秆炭，从而延缓有机肥料在土壤中的释放过程，有利于提高有机肥料的利用率，最后再通过在肥料颗粒表面喷施纳米碳，则进一步提高提高肥料利用率，减少有机肥料损失；
2.本发明采用有机肥料对生物质秸秆炭进行包覆，再经过造粒形成肥料颗粒，然后在肥料颗粒表面喷施纳米碳，这样就形成了从外到内依次为纳米碳层、有机肥料层及生物质秸秆层，这样，当该纳米碳型有机肥施入土壤后，先是纳米碳释放到土壤中，利用纳米碳具有表面效应和小尺寸效应，增强了对肥料的吸附性能，在土壤中可减少肥料的流失和淋失，另一方面，在植物的生长过程中，根系具有趋肥、趋水性，纳米碳可充分吸附结合在根系表面，促进了根毛区对养分的吸收，而后释放的有机肥料可在纳米碳作用下，被充分的吸附，从而增强植物对肥料的吸附，提高肥料利用率，减少有机肥料损失，而由于生物质秸秆层具有的较大的比表面积及具有的多孔结构，可延缓有机肥料的在土壤中的释放过程，在提高有机肥料的作用周期外，还提供了有机肥料的利用率；
3.本发明的生物质秸秆炭经过前期预炭化处理、中温炭化处理及高温炭化处理，通过对炭化料的分阶段处理，可生物质秸秆炭由密集的微孔逐渐扩大为中孔和大孔，从而提高生物秸秆炭的吸附性能，减缓有机肥料在土壤中释放过程，提高有机肥料利用率，同时该生物质秸秆炭可以提高土壤有机质含量；
4.本发明的活化腐植酸能够增强土壤的肥力及改良土壤的结构；加入的草木灰能够中和土壤的酸性、增加土壤的地温，并且草木灰因含有5% 15%钾元素，能够提供钾元素；加入~
的沼气发酵渣中含有大量的氮、磷、钾等速效养分，能明显地改良土壤结构、理化性质、增强地力肥力；而加入的膨润土具有良好的吸附性、粘结性，使肥效均匀延长，并提高了肥料中的有效成份的利用率。

[0097] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

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