一种改性秸秆改良土壤结构肥料及其制备方法

文档序号:9229364阅读:632来源:国知局
一种改性秸秆改良土壤结构肥料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于肥料的工艺技术领域,具体涉及到一种改性秸杆改良土壤结构肥料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]对于秸杆的处理:化学处理的一般方法是采用酸、碱、氨及氧等试剂,通过发生化学反应来破坏杆中三素的交联结构,降低消化难度,从而提升发酵效率。酸化处理是一个水解程,可分为浓酸处理和烯酸处理两类,但由于浓酸具有强腐蚀性,考虑到污染问题,处理后必须进行回收,因此烯酸处理更为常用;碱化处理常用的试NaOH、Ca(OH)2,似!10)3等,其作用就是破坏木质素的醚键,将半纤维素与木质素之间的酯键皂化,从削弱内部氢键作用,使原料水解膨胀,降低聚合度和结晶度,并伴随着部分碳水化合的溶解,采用NaOH溶液实行浸泡处理,能够引发秸中木质素形态结构的显著变化,木质素的网状结构遭到破坏使纤维素得以释放,这是导致稻厌氧发酵产气提高的根本内在因素。氨化处理采用的氨类试剂为碱性,亦可起到碱化用,但一般氨溶于水后与秸杆中的有机物发生氨解反应,形成铵盐,能为微生物生长供必须的氮源。此外,氨化处理还可中和秸杆中的有机酸,使微生物的活性增强。

【发明内容】

[0003]为了提高富含木质素秸杆的利用率,通过微波的辐射作用及加入氨类碱液进行氨化作用,一方面提高秸杆表面的粗糙程度,扩大其与菌剂、化学元素、基质及其他成分的接触面积,另一方面提高其亲水性,改善秸杆表面对于水的极性,提高秸杆表面粘滞性,用做肥料后可提高土壤的胶质性能,调高土壤保水、保肥能力,提高土壤有机质等多项好处。
[0004]一种改性秸杆改良土壤结构肥料,其特征在于,由以下重量份的原料制成:水稻秸杆80?100、小麦麸皮20?30、稻壳35?50、泥炭土 7?10、碳酸氢铵10?12、微生物发酵菌剂2?3、磷酸二氢钠10?15、高锰酸钾8?14、腐殖酸2?5、硫酸镁4?7、添加剂3?5和适量的水;
[0005]添加剂由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸钠I?2、麦饭石粉6?8、醋酸乙烯7?10、乙醇6?9、N,N-亚甲基双丙烯酰胺2?3和适量的水30 ;制备方法是:于反应釜中将乙醇与水混合稀释,然后加入醋酸乙烯及N,N-亚甲基双丙烯酰胺,150?200r/min搅拌5?lOmin,最后依次加入十二烧基硫酸钠和麦饭石粉,在250?400r/min的转速下搅拌复配0.5?Ih后形成均匀的乳剂即得。
[0006]一种改性秸杆改良土壤结构肥料的制备方法,其特征在于,包括以下几个步骤:
[0007](I)将水稻稻杆用破碎机破碎成长宽3?4cm的片段,加入2?3倍其重量份的水,然后加入碳酸氢铵,搅拌溶解后,于30?35°C环境条件下氨化处理14?16天,然后过滤多余水分得残渣;
[0008](2)将(I)所述残渣放入微波处理机中,功率200?250w,微波辐射作用8?14min ;
[0009](3)将(2)所述处理过后的秸杆渣与微生物发酵菌剂、小麦麸皮、稻壳及泥炭土混合,调整含水量60%,混匀后堆积发酵8?12天;
[0010](4)将(3)所述发酵料进行二次粉碎,先加入添加剂混匀,然后加入磷酸二氢钠、高锰酸钾、腐殖酸、硫酸镁及其它剩余成分,混匀后控制含水量20 %,造粒即可。
[0011]通过正交试验证明:选用尿素、碳酸氢铵、氯化铵等溶于水后产生铵根离子的碱性溶液,浓度为5%左右(占秸杆干物质质量),于30?35°C温度条件下浸泡事先粉碎的秸杆15?20天,然后滤干水分,放入微波处理器中,调整功率200?250w作用5?lOmin,完成后的秸杆通过原力学显微镜下的照片显示:
[0012]如图la)、lb)分别为处理前后秸杆表面形态图;
[0013]照片可以看出:未经处理的秸杆表面平滑,纤维排列紧有序,结构坚硬;经过处理后,秸杆表面遭到一定程度的破坏变得较为粗糙,形许多凹凸不平的沟槽,出现大量断裂分层现象。
[0014]如图lc)、ld)分别为处理前后秸杆截面形态图;
[0015]从小麦秸杆的横切面图来看,由于裁的剪切力作用,未处理秸杆的表皮组织受到挤压向内压缩致使秸杆变形;氨化处理后小麦秸杆的薄壁细胞蓬松,维管束发生变形,秸杆形态恢复,对氨化作用机理进行分析表明,经过处理过后,麦秸杆中木质素与纤维素、半纤维素间的酯键被打断,镶嵌结构被破坏,使得维素从包裹结构中被释放出来,加速了秸杆水解。
[0016]未处理的小麦秸杆接触角(气液界面切线与固液界线所形成的夹角,亲水界定为90° )为98°,属不亲水表面;而处理后的小麦秸杆接触角变为72.6°,面即呈现亲水性。亲水性能发生改变的原因在于:由于麦秸表层中含有硅细胞与栓质细胞,所形的表面矿质化和栓质化结构使表皮易形成角质层,从而影响基体的亲水性能,使其易湿润,从而转变为亲水性表面。
[0017]本发明配合采用特殊添加剂,由具有乳化交联特性的醋酸乙烯及交联物质N, N-亚甲基双丙烯酰胺与表面活性物质十二烷基硫酸钠复配而成,加入麦饭石粉作为结构剂,乙醇作为助溶剂制成,配合本发明的亲水性秸杆的表面,对肥料有一定的吸附能力,首先添加剂与亲水性秸杆混合,然后秸杆表面的粘滞特性对化学肥料又具有很好的粘结、吸附能力,大大减少肥料的流失情况。
[0018]本发明的有益效果:这种肥料是由水稻秸杆经过氨化处理后微波辐射作用一段时间,然后经短暂发酵,混合基本载体及化学肥料制成,秸杆本生难以分解,如此一来,秸杆较容易的在土壤中分解,而且略微缩短菌剂发酵的时间,使得秸杆不至于发酵太过完全,保留一定的韧性,有利于提高土壤松软度,在提高透气,防虫害的极为有用。
【附图说明】
[0019]图1a)为处理前秸杆表面形态图;
[0020]图1b)为处理后稻杆表面形态图;
[0021]图1c)为处理前秸杆截面形态图;
[0022]图1d)为处理后秸杆截面形态图。
【具体实施方式】
[0023]实施例1:
[0024]一种改性秸杆改良土壤结构肥料,其特征在于,由以下重量份(Kg)的原料制成:水稻秸杆90、小麦麸皮20、稻壳40、泥炭土 8、碳酸氢铵12、微生物发酵菌剂2、磷酸二氢钠10、高锰酸钾14、腐殖酸4、硫酸镁6、添加剂5和适量的水;
[0025]添加剂由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸钠1、麦饭石粉8、醋酸乙烯8、乙醇7、N,N-亚甲基双丙烯酰胺2和适量的水30 ;制备方法是:于反应釜中将乙醇与水混合稀释,然后加入醋酸乙稀及N, N-亚甲基双丙稀酰胺,150?200r/min搅拌5?lOmin,最后依次加入十二烧基硫酸钠和麦饭石粉,在250?400r/min的转速下搅拌复配0.5?Ih后形成均匀的乳剂即得。
[0026]一种改性秸杆改良土壤结构肥料的制备方法,其特征在于,包括以下几个步骤:
[0027](I)将水稻稻杆用破碎机破碎成长宽3?4cm的片段,加入2?3倍其重量份的水,然后加入碳酸氢铵,搅拌溶解后,于30?35°C环境条件下氨化处理14?16天,然后过滤多余水分得残渣;
[0028](2)将(I)所述残渣放入微波处理机中,功率200?250w,微波辐射作用8?14min ;
[0029](3)将(2)所述处理过后的秸杆渣与微生物发酵菌剂、小麦麸皮、稻壳及泥炭土混合,调整含水量60%,混匀后堆积发酵8?12天;
[0030](4)将(3)所述发酵料进行二次粉碎,先加入添加剂混匀,然后加入磷酸二氢钠、高锰酸钾、腐殖酸、硫酸镁及其它剩余成分,混匀后控制含水量20 %,造粒即可。
[0031]将本发明的改性秸杆改良土壤结构肥料用于种植普通农作物实验,选择5亩种植基地,施用本发明的肥料,作为实验组,对照组的5亩基地按常规种植要求施常规肥料,其它条件相同,实验证明,在使用相同量肥料的情况下,实验组长势及鲜嫩程度明显优于对照组,产量明显提升,同时检测土壤,实验组土壤土质疏松透气,有机质含量高出对照组1.5倍左右,经济较往年提高22.5%。
【主权项】
1.一种改性秸杆改良土壤结构肥料,其特征在于,由以下重量份的原料制成:水稻秸杆80~100、小麦麸皮20~30、稻壳35~50、泥炭土 7~10、碳酸氢铵10~12、微生物发酵菌剂2~3、磷酸二氢钠10~15、高锰酸钾8~14、腐殖酸2~5、硫酸镁4~7、添加剂3~5和适量的水; 添加剂由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸钠1~2、麦饭石粉6~8、醋酸乙烯7~10、乙醇6~9、N, N-亚甲基双丙烯酰胺2~3和适量的水30 ;制备方法是:于反应釜中将乙醇与水混合稀释,然后加入醋酸乙稀及N, N-亚甲基双丙稀酰胺,150~200r/min搅拌5~10min,最后依次加入十二烷基硫酸钠和麦饭石粉,在250~400r/min的转速下搅拌复配0.5~lh后形成均匀的乳剂即得。2.根据权利要去I所述一种改性秸杆改良土壤结构肥料的制备方法,其特征在于,包括以下几个步骤: (1)将水稻稻杆用破碎机破碎成长宽3~4cm的片段,加入2-3倍其重量份的水,然后加入碳酸氢铵,搅拌溶解后,于30~35°C环境条件下氨化处理14~16天,然后过滤多余水分得残渣; (2)将(I)所述残渣放入微波处理机中,功率200~250w,微波辐射作用8~14min; (3)将(2)所述处理过后的秸杆渣与微生物发酵菌剂、小麦麸皮、稻壳及泥炭土混合,调整含水量60%,混匀后堆积发酵8~12天; (4)将(3)所述发酵料进行二次粉碎,先加入添加剂混匀,然后加入磷酸二氢钠、高锰酸钾、腐殖酸、硫酸镁及其它剩余成分,混匀后控制含水量20 %,造粒即可。
【专利摘要】本发明公开了一种改性秸秆改良土壤结构肥料及其制备方法,由以下重量份的原料制成:水稻秸秆、小麦麸皮、稻壳、泥炭土、碳酸氢铵、微生物发酵菌剂、磷酸二氢钠、高锰酸钾、腐殖酸、硫酸镁、添加剂和适量的水;这种肥料是由水稻秸秆经过氨化处理后微波辐射作用一段时间,然后经短暂发酵,混合基本载体及化学肥料制成,秸秆本生难以分解,如此一来,秸秆较容易的在土壤中分解,而且略微缩短菌剂发酵的时间,使得秸秆不至于发酵太过完全,保留一定的韧性,有利于提高土壤松软度,在提高透气,防虫害的极为有用。
【IPC分类】C05F17/00, C05G3/00, C05G3/04
【公开号】CN104945083
【申请号】CN201510225578
【发明人】杨世安, 孙坚政, 张大来, 韦世宏, 刘敏
【申请人】肥西县农业技术推广中心
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月6日
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