2 0~24°和 43°处，均出现强度较小的象征石墨结构的衍射峰，随着热解温度升高也逐渐消失，表示烟 杆生物质炭中类石墨微晶结构逐渐趋于乱层化。理论上，在较低温条件（350~450°C)热 解制备的生物质炭具有$父尚的无定型和乱层的石墨微晶，可提尚生物质炭的稳定性，而车父 高温度条件形成的生物质炭芳香化程度较高，含有类石墨烯晶体结构，因而也可提高生物 质炭的稳定性。
[0063] 2. 6烟杆生物质炭的13C核磁共振图谱分析
[0064] 烟杆生物质炭的13C核磁共振（NMR)图谱如图4所示。显然，烟杆生物质炭主要由 烷基碳、芳香碳和少量羧基、羰基炭组成。由表5可知，当热解温度较低时（小于400°C)， 烟杆生物质炭中有机质以脂肪碳为主，芳香碳含量次之，羧基、羰基碳含量最低。随着热解 温度的提高，生物质炭中烷基碳、甲氧基和碳水化合物含量均逐渐降低，脂肪碳总含量由 34. 53%降至13. 34%，芳香碳含量则剧烈升高，由29. 21 %升至74. 04%。羧基和羰基碳含 量则变化不大，由350°C的15. 43%升至550°C的26. 62%，在600°C时则又降至13. 34%。该 结果证明随热解温度的提高，烟杆生物质炭的芳香化程度逐渐提高。这也与本试验中0/C 比（表2)和XRD分析（图3)结果相一致。此外，总体看来，随着热解温度的提高，烟杆生 物质炭中极性碳含量逐渐降低，尤其在热解温度为600°C时降低最明显。这一结果与根据 (〇+N)/C比（表2)所得结论一致。
[0065]表5不同温度烟杆生物质炭中不同类型C的相对含量
[0066]
[0067] 3 结论
[0068] (1)烟杆生物质炭的得率随热解温度的升高逐渐降低，热解温度大于500°C时趋 于稳定。烟杆生物质炭的pH值在热解温度为450°C时达到最大9.98 ;电导率随热解温度提 高逐渐增大，且热解温度为600°C时迅速提高；随着热解温度的提高，烟杆生物质炭表面结 构逐渐被破坏，表面积逐渐升高，在450°C达到最大的8. 86m2 ?g、
[0069] (2)随热解温度的提高，烟杆生物质炭的C含量、矿质元素含量均增大，H/C、0/C、 (0+N)/H比逐渐降低，烟杆生物质炭的芳香性和表面极性提高，而整体极性却逐渐降低。因 而生物质炭的稳定性和养分含量均随热解温度的升高而提高。
[0070] (3)通过对烟杆生物质炭进行FTIR、XRD和NMR分析，发现在热解过程中，烟杆生 物质炭表面形成多种含氧官能团，随着热解温度的升高，官能团逐渐减少直至消失，且烟杆 生物质炭有机质中主要以芳香碳为主。生物质炭表面还含有KC1和0&〇)3等矿物和类石墨 微晶，这些晶体可以提高生物质炭的稳定性和吸附性能。
[0071] 通过上述检测分析，结合生物质炭得率、pH、比表面积、元素含量、表面结构特征等 特性指标变化趋势，申请人认为在450°C条件下制备的烟杆生物质炭最适合作为土壤改良 剂用于农业生产。
[0072] 而作为其搭配的土壤调理剂选用广东大众农业科技股份有限公司生产的钙镁肥， 其含CaO25%，Mg0 7%，pH10,其与在450°C条件下制备的烟杆生物质炭按1:1匹配混合制 备的有机肥能为植物生长提供必需的钾、钙、镁、磷等养分，作为底肥施用可以改良粘重土 壤，增加土壤通透性，增强微生物活性，延长化肥肥效释放，同时二者结合比单一施用更能 降低作物对重金属的积累。
[0073] 为证明两者配合使用的效果，申请人进行了比对试验，并采集了相关数据，试验过 程中，单亩调节剂、烟杆生物碳和本申请配方施用量相同，去除了数据中的最高和最低数据 后的平均值见下表：
[0074] 烟杆生物炭与调理剂混施对烤烟农艺性状的影响
[0075]
[007^7]-由以上表格可以看出，采用本申请配方制得的烟杆生物碳有机肥效果显著，烟叶 常规指标均有大幅提升。
【附图说明】
[0078]图1不同温度烟杆生物质炭的扫描电镜图；
[0079] 图2不同温度烟杆生物质炭的红外光谱；
[0080] 图3不同温度烟杆生物质炭的X-射线衍射谱；
[0081] 图4不同温度烟杆生物质炭的13C核磁共振图谱。
【具体实施方式】
[0082] 实施例1，烟杆生物炭有机肥是取800kg烟杆生物炭颗粒，800kg钙镁肥将其混均， 按50kg装袋封口待用，至移栽季节运至田间，底肥穴施，每亩使用量220kg，其余栽培和管 理与常规烤烟栽培技术一致。
[0083] 所述的烟杆生物炭是将采集的烟杆在田间自然风干成含水量8% -15% ;，将风干 的烟杆原状装入炭化炉内，优选无动力自热式环保生物质自动炭化炉，在相对厌氧条件下 以10°C?min1的升温速率缓慢热解，热解最高温度选取450°C、达到最高温度时继续保持 2h，将热解后的烟杆生物质炭冷却至室温后分粉碎至20目。所述的钙镁肥指标为CaO含量 25%，Mg0含量7%，pH10,产品标准：Q/DZ4-2012,登记证号：农肥（2012)准字2336号。
[0084] 实施例2,烟杆生物炭有机肥是取1000kg烟杆生物炭颗粒，1000kg钙镁肥将其混 均，按50kg装袋封口待用，至移栽季节运至田间，底肥穴施，每亩使用量220kg，其余栽培和 管理与常规烤烟栽培技术一致。
[0085] 所述的烟杆生物炭是将采集的烟杆在田间自然风干成含水量8% -15% ;，将风干 的烟杆原状装入炭化炉内，优选无动力自热式环保生物质自动炭化炉，在相对厌氧条件下 以10°C?min1的升温速率缓慢热解，热解最高温度选取450°C、达到最高温度时继续保持 2h，将热解后的烟杆生物质炭冷却至室温后分粉碎至10目。所述的钙镁肥指标为CaO含量 25%，Mg0含量7%，pH10,产品标准：Q/DZ4-2012,登记证号：农肥（2012)准字2336号。
[0086] 实施例3 :烟杆生物炭有机肥是取1200kg烟杆生物炭颗粒，1200kg钙镁肥将其混 均，按50kg装袋封口待用，至移栽季节运至田间，底肥穴施，每亩使用量220kg，其余栽培和 管理与常规烤烟栽培技术一致。
[0087] 所述的烟杆生物炭是将采集的烟杆在田间自然风干成含水量8% -15% ;，将风干 的烟杆原状装入自主设计的炭化炉内，优选无动力自热式环保生物质自动炭化炉，在相对 厌氧条件下以10°c?min1的升温速率缓慢热解，热解最高温度选取450°C、达到最高温度 时继续保持2h，将热解后的烟杆生物质炭冷却至室温后分粉碎至30目。所述的钙镁肥指标 为CaO含量25%，Mg0含量7%，pH10,产品标准：Q/DZ4-2012,登记证号：农肥（2012)准字 2336 号。
【主权项】
1. 一种烟杆生物炭有机肥，其特征在于：其由以下重量配比的原材均匀混合构成，烟 杆生物炭颗粒40-60份、钙镁肥40-60份。2. 根据权利要求1所述的烟杆生物炭有机肥，其特征在于：其由以下重量配比的原材 均匀混合构成，烟杆生物炭颗粒50份、钙镁肥50份。3. 根据权利要求1或2所述的烟杆生物炭有机肥，其特征在于：所述的烟杆生物炭是 将采集的烟杆在田间自然风干成含水量8% -15%，将风干的烟杆原状装入炭化炉内，在厌 氧条件下以l〇°C ? min 1的升温速率缓慢热解，热解最高温度选取450°C、达到最高温度时 继续保持2h，将热解后的烟杆生物质炭冷却至室温后分粉碎至10-30目。4. 根据权利要求3所述的烟杆生物炭有机肥，其特征在于：所述的钙镁肥指标为CaO 含量25%，MgO含量7%，pHIO,产品标准：Q/DZ 4-2012,登记证号：农肥（2012)准字2336 号。5. 如权利要求4所述烟杆生物炭有机肥的施用方法，其特征在于：该方法是将混均的 烟杆生物炭颗粒和钙镁肥运至田间，底肥穴施，每亩使用量220kg，其余栽培和管理与常规 烤烟栽培技术一致。
【专利摘要】本发明公开了一种烟秆生物炭有机肥，其由以下重量配比的原材均匀混合构成，烟秆生物炭颗粒40-60份、钙镁肥40-60份。本发明的配方涉及到烟秆生物炭颗粒和钙镁肥，其两者的搭配和烟秆生物炭颗粒的制备是本申请的关键所在。烟秆生物炭即可避免烟秆作为废弃物丢弃或直接燃烧带来的浪费资源，减少环境污染；其配置的有机肥能为植物生长提供必需的钾、钙、镁、磷等养分，作为底肥施用可以改良粘重土壤，增加土壤通透性，增强微生物活性，延长化肥肥效释放，同时二者结合比单一施用更能降低作物对重金属的积累。
【IPC分类】A01C21/00, C05G3/04
【公开号】CN105130712
【申请号】CN201510694722
【发明人】黄化刚, 申燕, 杨兴, 王海龙, 韩学博, 喻奇伟
【申请人】贵州省烟草公司毕节市公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年10月23日