一种防治烟草青枯病的土壤调理剂及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种防治烟草青枯病的土壤调理剂及其应用，该土壤调理剂是由以下方法制备的：1）将剩余活性污泥干燥后，粉碎过筛网，得细粉；2）将步骤1）所得细粉压缩制粒后，在缺氧条件下进行热解，后冷却，即得。本发明的防治烟草青枯病的土壤调理剂，含有丰富的活性炭和矿物质，可补充土壤的有机物含量，有效地保存水分和养料，提高土壤肥力；利用该土壤调理剂改良土壤理化性状，即可保肥保氮，促进作物生长，又可有效防治土传病害，尤其是可显著防治烟草青枯病；可钝化重金属、补充植物营养元素、消除土壤重茬障碍；调节土壤微生态环境，提高作物的抗病性；解决了剩余活性污泥的处置问题，变废为宝，最大限度的将污泥资源化利用。
【专利说明】一种防治烟草青枯病的土壤调理剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于土壤调理剂【技术领域】，具体涉及一种防治烟草青枯病的土壤调理剂， 同时还涉及该防治烟草青枯病的土壤调理剂在制备环保吸附材料方面的应用。
【背景技术】
[0002] 活性污泥法是污水处理的基本方法，具有运行费用少、处理成本低、污水处理效果 好等优点，适用于大水量、高负荷的污水处理，因此得到了广泛的应用，尤其是城市污水处 理普遍采用活性污泥法。
[0003] 活性污泥由好氧微生物组成，具有吸附和分解污水中有机污染物的能力，显示出 生物化学活性。活性污泥法处理污水时，这些生物絮凝体悬浮在污水中形成混合液，使污水 中的有机物同活性污泥微生物充分接触。溶解性的有机物将被细胞吸附并吸收进入细胞原 生质内，在细胞内酶作用下，进行氧化分解。污水中悬浮状态和胶态有机污染物被吸附后， 先在微生物的细胞外酶作用下，分解为溶解性低分子有机物，再进入细胞内部，使有机物分 解，污水得到净化，同时，新的细胞物质不断合成，活性污泥的数量也不断增加。运行中为维 持曝气池内适当的污泥浓度，保证池内污泥的活性水平，不可避免地将一部分活性污泥外 排，由此产生相当数量的剩余活性污泥。活性污泥法造纸废水处理过程中产生的剩余活性 污泥为造纸剩余污泥，其纤维含量高，易于脱水，含有碱性成分，不含重金属。
[0004] 剩余活性污泥是一种放错了地方的资源，如果处理不当就会造成严重的二次污 染，因此，剩余活性污泥的处理处置已经成为影响生态环境的一个大问题。目前，剩余活性 污泥处置主要是填埋、堆肥和焚烧等几种方法，但这几种方法都有缺点：填埋污泥需要占用 大量农用耕地，造成土地资源的浪费，并且很容易对土壤和地下水造成污染；生物堆肥设备 投资额较大，成本高，不适合推广应用；焚烧不仅投资较高、运行费用高，造成资源的浪费， 同时对大气环境也会造成严重的污染。
[0005] 土传病害是指病原体如真菌、细菌、线虫和病毒随病残体生活在土壤中，条件适宜 时从作物根部或茎部侵害作用而引起的病害。烟草黑胫病和青枯病是一类危害严重的烟草 土传病害，它们通常侵染烟草根部，引起作物根部乃至全株的病害，造成重大的经济损失。 植物病理学家认为植物发病与寄主、病原菌和环境这三个因素有密切关系，当病原菌与易 感寄主相遇在适宜的环境中，植物就开始发病，如果改变或根除这三者中的任何一个，就可 以减轻或控制植物病害。
[0006] 现有的土壤调理剂是由农用保水剂及富含有机质、腐植酸的天然泥炭或其他有机 物为主要原料，辅以生物活性成分及营养元素组成，经科学工艺加工而成的产品，有极其显 著的保水、增肥、透气三大土壤调理性能；无公害、无污染、无生物激素，不同于各种化肥、农 药、叶面肥和生物激素，是农林业种植的新型绿色生产资料。但是，现有的土壤调理剂主要 着重于改善土壤的物理、化学性质及增加土壤的肥力，对于土传疾病的防治效果还不能满 足人们的使用需求。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种防治烟草青枯病的土壤调理剂。
[0008] 本发明的第二个目的是提供一种防治烟草青枯病的土壤调理剂在制备环保吸附 材料方面的应用。
[0009] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种防治烟草青枯病的土壤调 理剂，是由以下方法制备的：
[0010] 1)将剩余活性污泥脱水后，在105?120°C干燥10?15h，粉碎过筛网，得细粉；
[0011] 2)将步骤1)所得细粉压缩制粒后，在缺氧条件下进行热解，后冷却至室温，即得。
[0012] 步骤1)中所述剩余活性污泥为活性污泥法造纸废水处理过程中产生的剩余活性 污泥。
[0013] 步骤1)中所述筛网为80?120目。
[0014] 步骤2)中所述压缩制粒所得颗粒的尺寸为0 3mmX 5mm?0 5mmX 8mm。
[0015] 步骤2)中所述热解的温度为550?650°C，热解时间为0. 5?2h。
[0016] 步骤2)中所述热解过程中产生的可燃气体可循环用于热解过程的加热。
[0017] 一种上述的防治烟草青枯病的土壤调理剂在制备环保吸附材料方面的应用。
[0018] 所述环保吸附材料是由所述土壤调理剂经酸化处理制备的。
[0019] 所述酸化改性是指在稀酸中浸泡1?2h后，水洗至中性并在105?120°C条件下 烘干。
[0020] 所述稀酸为浓度为1?3mol/L的硫酸、盐酸或磷酸。
[0021] 本发明的防治烟草青枯病的土壤调理剂，在缺氧条件下通过高温裂解将剩余活性 污泥转化成一种碳化物，除含有丰富的活性炭成分外，还含有丰富的矿物质成分，如K、Ca、 Mg、Si和微量元素等；具有活性炭的特点：发达的孔隙结构和巨大的比表面积，具有足够的 化学稳定性、机械强度，耐酸碱；富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地 保存水分和养料，提高土壤肥力；利用该土壤调理剂改良土壤理化性状，即可保肥保氮，促 进作物生长，又可有效防治土传病害，尤其是可显著防治烟草青枯病；可防治土壤次生盐渍 化、钝化重金属、补充植物营养元素、消除土壤重茬障碍；调节土壤微生态环境，提高作物的 抗病性；通过施用该土壤调理剂可以改良烟田土壤，特别是酸性土壤；解决了剩余活性污 泥的处置问题，变废为宝，最大限度的将污泥资源化利用；工艺简单、能耗低、成本低廉，性 能长期稳定，易于工业化生产。
[0022] 本发明的防治烟草青枯病的土壤调理剂在制备环保吸附材料方面的应用，本发明 的土壤调理剂表面的官能团主要有羧基、羟基、氨基、醚等，吸附效果好；土壤调理剂本身或 经过处理，可广泛用于饮用水深度处理、废水处理，对溶液中的重金属离子有很强的吸附能 力，在处理含铅废水时效果明显，处理率接近100%;易于分离及再生利用，对铅、铜等多种 重金属离子的吸附较活性炭吸附能力强，节约了活性炭的原料煤和木材等不可再生资源， 具有良好的经济效益和环境效益。
[0023] 本发明的防治烟草青枯病的土壤调理剂在制备环保吸附材料时，酸化改性后效果 增强；用于酸化改性的稀酸可根据用途进行选择，仅需要基团活性时可选用盐酸，需要基团 活性和保留钙等元素时，可选用硫酸或磷酸。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1为实施例1所得土壤调理剂的扫描电镜图；
[0025] 图2为实施例2所得材料的扫描电镜图，其中a为实施例2所得土壤调理剂，b为 实施例2所得环保吸附材料；
[0026] 图3为实验例3的红外光谱图，其中（a)为实施例1所得土壤调理剂，（b)为实施 例2所得环保吸附材料，（c)为吸附Pb (II)后的环保吸附材料。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
[0028] 实施例1
[0029] 本实施例的防治烟草青枯病的土壤调理剂，是由以下方法制备的：
[0030] 1)将活性污泥法造纸废水处理产生的造纸剩余活性污泥脱水后，在120°C干燥 l〇h，粉碎过120目的筛网，得细粉；
[0031] 2)将步骤1)所得细粉压缩制粒（0 5_X8mm)后，在缺氧条件下进行600°C热解 lh，后冷却至室温，即得所述的防治烟草青枯病的土壤调理剂。
[0032] 本实施例所得土壤调理剂为黑色颗粒，如图1所示。
[0033] 本实施例所得防治烟草青枯病的土壤调理剂，可改善土壤理化性状、钝化重金属、 补充土壤Ca、Mg等植物营养元素、消除土壤重茬障碍，抑制土传病害发生。
[0034] 实施例2
[0035] 本实施例的防治烟草青枯病的土壤调理剂，是由以下方法制备的：
[0036] 1)将活性污泥法造纸废水处理产生的造纸剩余活性污泥脱水后，在11(TC干燥 12h，粉碎过120目的筛网，得细粉；
[0037] 2)将步骤1)所得细粉压缩制粒（0 5mmX8mm)后，在缺氧条件下进行600°C热解 lh，后冷却至室温，即得所述的防治烟草青枯病的土壤调理剂。
[0038] 将所得土壤调理剂加入浓度为3mol/L的硫酸中，放入摇床振荡2h，摇床的转速为 120r/min，用水洗至中性，并在120°C条件下烘干，即得环保吸附材料。
[0039] 采用本实施例所得土壤调理剂制备的环保吸附材料，吸附效果好，可广泛用于饮 用水深度处理、废水处理，对溶液中的重金属离子有很强的吸附能力，在处理含铅废水时效 果明显，处理率接近100%;易于分离及再生利用，对多种重金属离子的吸附较活性炭吸附 能力强。
[0040] 实施例3
[0041] 本实施例的防治烟草青枯病的土壤调理剂，是由以下方法制备的：
[0042] 1)将剩余活性污泥脱水后，在105°C干燥15h，粉碎过120目的筛网，得细粉；
[0043] 2)将步骤1)所得细粉压缩制粒（0 3mmX 5mm)后，在缺氧条件下进行650°C热解 0. 5h，后冷却至室温，即得。
[0044] 实施例4
[0045] 本实施例的防治烟草青枯病的土壤调理剂，是由以下方法制备的：
[0046] 1)将活性污泥法造纸废水处理产生的造纸剩余活性污泥脱水后，在115°C干燥 13h，粉碎过80目的筛网，得细粉；
[0047] 2)将步骤1)所得细粉压缩制粒（0 5mmX 8mm)后，在缺氧条件下进行550°C热解 2h,后冷却至室温，即得。
[0048] 实验例1
[0049] 本实验例通过扫描电子显微镜（SEM JSM_7500Japan)测定实施例2所得土壤调理 剂和环保吸附材料的表面相貌，对酸化改性前后的表面结构进行研究。扫描电镜图如图2 所示。
[0050] 由图2-a可以看出，实施例2所得土壤调理剂表面相对比较光滑，表面凹凸现象不 明显，有团聚小球现象；经酸化改性后所得的环保吸附材料(如图2-b)，表面粗糙度明显增 力口，表面呈现不规则的空穴，错落有致，类似珊瑚状。这种表面结构是由于高温活化之后孔 变大、密度变大造成空穴变大或经酸化之后生成官能团的原因，这种孔穴的形成增大了孔 的比表面积，提高了吸附性能。
[0051] 实验例2
[0052] 本实验例对实施例1所得土壤调理剂的应用效果进行检测，该检测针对南方酸性 土壤。
[0053] 在福建和四川两地不同土壤中施用实施例1所得土壤调理剂。选取地势平坦、月巴 力相对均匀、往年青枯病发病严重的地块作为试验田，试验采用随机排列，共设置4个处 理,3次重复，共12个小区，每小区种植250株，植株密度为1100株/亩，株行距50 X 120cm。 烟田施用纯氮量为9. 09kg/667m2, NPK比例为1:0. 8:2. 7,大田管理按当地优质烟生产技术 规程进行。
[0054] 各处理具体设置如下：
[0055] T1处理（CK):对照（当地常规施肥与管理，即只施烟叶专用肥、化肥、有机肥等，不 施生物有机肥）；
[0056] T2处理：土壤调理剂(实施例1所得土壤调理剂，100kg/亩）；
[0057] T3处理：土壤调理剂+生物有机肥(在施用实施例1所得土壤调理剂、100kg/亩的 基础上，去除有机肥，施用生物有机肥，施用量同有机肥)。
[0058] 试验结果如表1?4所示。从农艺性状(表1)和生物量(表2)看，施用土壤调理 剂可以提高烟叶生长性状提高烟叶的干鲜比，并且和生物有机肥共同作用效果更明显。土 壤调理剂对烤烟抗病的影响情况如表3所示，土壤调理剂对防治烟草花叶病、青枯病、黑胫 病和赤星病都有显著的效果。如表4所示，土壤调理剂改善了土壤微环境，保肥保氮，使烟 株生长性状良好，提高抗病性，从而提高烟叶品质和烤烟质量。
[0059] 表1不同处理烤烟的农艺性状
[0060]
【权利要求】
1. 一种防治烟草青枯病的土壤调理剂，其特征在于：是由以下方法制备的： 1) 将剩余活性污泥脱水后，在105?120°C干燥10?15h，粉碎过筛网，得细粉； 2) 将步骤1)所得细粉压缩制粒后，在缺氧条件下进行热解，后冷却至室温，即得。
2. 根据权利要求1所述的防治烟草青枯病的土壤调理剂，其特征在于：步骤1)中所述 剩余活性污泥为活性污泥法造纸废水处理过程中产生的剩余活性污泥。
3. 根据权利要求1所述的防治烟草青枯病的土壤调理剂，其特征在于：步骤1)中所述 筛网为80?120目。
4. 根据权利要求1所述的防治烟草青枯病的土壤调理剂，其特征在于：步骤2)中所述 压缩制粒所得颗粒的尺寸为0 3_X5mm?0 5_X8mm。
5. 根据权利要求1所述的防治烟草青枯病的土壤调理剂，其特征在于：步骤2)中所述 热解的温度为550?650°C，热解时间为0. 5?2h。
6. 根据权利要求1所述的防治烟草青枯病的土壤调理剂，其特征在于：步骤2)中所述 热解过程中产生的可燃气体可循环用于热解过程的加热。
7. -种如权利要求1所述的防治烟草青枯病的土壤调理剂在制备环保吸附材料方面 的应用。
8. 根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述环保吸附材料是由所述土壤调理剂 经酸化处理制备的。
9. 根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述酸化改性是指在稀酸中浸泡1?2h 后，水洗至中性并在105?120°C条件下烘干。
10. 根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述稀酸为浓度为1?3mol/L的硫酸、 盐酸或磷酸。
【文档编号】C02F101/22GK104150974SQ201310754777
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】曾强, 王岩, 李小龙, 李红丽, 沈建平, 李顺义 申请人:南平市烟草公司邵武分公司, 郑州大学