一种生物质炭基酸性土壤调节剂的制备方法与流程

文档序号:12643321阅读:586来源:国知局

本发明涉及一种生物质炭基酸性土壤调节剂的制备方法,属于土壤调节剂技术领域。



背景技术:

土壤是人类最基本的生产资料,是人类赖以生存的物质基础。在我国,土地资源不但非常有限,而且,因成土因素或人为因素导致具有障碍因子的土壤还存在相当比例,其中包括侵蚀、质地不良、结构或耕性差、盐碱、酸化、有毒物质污染、土壤中存在妨碍植物根系生长的不良土层、土壤水分过多或不足、肥力低下或营养元素失衡等。通常情况下,这些障碍性土壤很难利用,而近些年来利用土壤调理剂进行改良呈现出较好的效果。

生物质炭是生物质高温裂解的固体产物,具有很多特异的性质,如多孔、高度稳定性、高度芳香化、表面有大量的多种官能团,同时带有正负2种电荷,能够吸附分子和阴阳离子、极性和非极性物质。原材料、裂解温度、裂解时间等是影响生物质炭物理、化学特性的主要因素,一般说来,在一定范围内,随着裂解温度的升高、反应时间的延长,生物质炭的比表面积增大、芳香化结构增强,灰分含量及pH升高,速效养分和钙、镁含量也随之升高。

土的酸化是指在自然和人为条件下土壤pH值下降的现象,是土壤退化中一个重要方面。土壤酸化不仅使得土壤中Ca、Mg、P等营养元素流失,而且使得土壤中各种金属和重金属化合物的溶解度提高,增加了重金属元素对环境的危害,致使土地质量持续恶化,已成为制约我国农业可持续发展的主要问题。因此,研发一种生物质炭基土壤调理剂以显得尤为重要。



技术实现要素:

本发明主要解决的技术问题是:针对传统的酸性土壤调理剂不仅使得土壤中Ca、Mg、P等营养元素流失,而且使得土壤中各种金属和重金属化合物的溶解度提高,增加了重金属元素对环境的危害,致使土地质量持续恶化的缺陷,本发明提供了一种生物质炭基酸性土壤调节剂的制备方法,本发明首先利用畜禽粪便、木屑,土壤根瘤菌等进行发酵制得土壤营养基,再将白云石和粉煤灰等进行球磨,制得复合石粉,再与土壤营养基混合,并移植豌豆植株培养生长,通过豌豆植株生长过程中活化培育土中的营养成分,再将豌豆植株热解制成生物质炭,经活化后与培育土粉末混合,并转入造粒机中制成颗粒,包装封袋后制得生物质炭基酸性土壤调节剂,本发明制备的生物质炭基酸性土壤调节剂能够打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性,具有改良土壤,保水抗旱,增强农作物抗病能力,提高农作物产量,改善农产品品质,恢复农作物原生态的功能,大幅度提高植树成活率和农产品产量。

为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:

(1)按重量份数计,称取30~50份畜禽粪便,10~12份木屑,8~10份米糠,1~2份腐植酸镁,1~2份腐植酸钙,3~5份大豆根瘤,8~10份质量分数为10%葡萄糖溶液,装入混料机中混合均匀,并在36~38℃下堆制发酵20~30天,得土壤营养基;

(2)称取1~3kg白云石,500~600g粉煤灰,100~150g蛭石,30~60g硅藻土,装入球磨机中球磨2~4h,过200目筛,得复合石粉,将复合石粉与100~120g上述土壤营养基混合,再移植30~40株豌豆植株,控制温度为10~15℃,每3~5天加入5~6g上述土壤营养基,100~120mL去离子水,培育4~6个月,收集培育土和豌豆植株,备用;

(3)将上述豌豆植株自然风干后,装入粉碎机中粉碎,过60目筛,将过筛后的粉末转入马弗炉中,在氩气氛围下,以300~500℃热解1~2h,冷却至室温,得生物质炭,称取50~100g生物质炭,2~3g磷酸氢二钾,1~2g磷酸氢二胺,混合均匀后装入马弗炉中,在氮气氛围下,加热至300~400℃活化1~2h,冷却至室温后,得活化生物质炭;

(4)称取100~120g步骤(2)制备的培育土,装入干燥箱中,在105~110℃下干燥至恒重,再将其加入粉碎机中粉碎,过200目筛,将过筛后的培育土粉末与15~20g上述活化生物质炭混合均匀后,转入造粒机中制成粒径为1~3mm颗粒,随后包装封袋,得生物质炭基酸性土壤调节剂。

本发明的应用方法:在油菜种子播种前,将本发明制得的土壤调节剂均匀的撒入土壤表层,于8~10cm深度进行翻耕,施加量为4000~5000g/亩,待撒入完成后,即可播种油菜种子,与使用传统的土壤调节剂相比,其持水量提高了15.8~17.9%,土壤容重较原先下降了0.44~0.64g/cm3,使油菜中营养成分含量提高了10.9~12.9%,使种植的油菜产量提高15.9~17.51%。

本发明的有益效果是:

(1)本发明制得的酸性土壤调节剂可以有效提高土壤有效成分的水平,作物籽粒营养成分的含量及产量明显提升,肥效持久,增产增收;

(2)本发明制备的酸性土壤调节剂制备方法工艺简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高,可大规模工业化生产。

具体实施方式

按重量份数计,称取30~50份畜禽粪便,10~12份木屑,8~10份米糠,1~2份腐植酸镁,1~2份腐植酸钙,3~5份大豆根瘤,8~10份质量分数为10%葡萄糖溶液,装入混料机中混合均匀,并在36~38℃下堆制发酵20~30天,得土壤营养基;称取1~3kg白云石,500~600g粉煤灰,100~150g蛭石,30~60g硅藻土,装入球磨机中球磨2~4h,过200目筛,得复合石粉,将复合石粉与100~120g上述土壤营养基混合,再移植30~40株豌豆植株,控制温度为10~15℃,每3~5天加入5~6g上述土壤营养基,100~120mL去离子水,培育4~6个月,收集培育土和豌豆植株,将上述豌豆植株自然风干后,装入粉碎机中粉碎,过60目筛,将过筛后的粉末转入马弗炉中,在氩气氛围下,以300~500℃热解1~2h,冷却至室温,得生物质炭,称取50~100g生物质炭,2~3g磷酸氢二钾,1~2g磷酸氢二胺,混合均匀后装入马弗炉中,在氮气氛围下,加热至300~400℃活化1~2h,冷却至室温后,得活化生物质炭;称取100~120g培育土,装入干燥箱中,在105~110℃下干燥至恒重,再将其加入粉碎机中粉碎,过200目筛,将过筛后的培育土粉末与15~20g上述活化生物质炭混合均匀后,转入造粒机中制成粒径为1~3mm颗粒,随后包装封袋,得生物质炭基酸性土壤调节剂。

实例1

按重量份数计,称取30份畜禽粪便,10份木屑,8份米糠,1份腐植酸镁,1份腐植酸钙,3份大豆根瘤,8份质量分数为10%葡萄糖溶液,装入混料机中混合均匀,并在36℃下堆制发酵20天,得土壤营养基;称取1kg白云石,500g粉煤灰,100g蛭石,30g硅藻土,装入球磨机中球磨2h,过200目筛,得复合石粉,将复合石粉与100g上述土壤营养基混合,再移植30株豌豆植株,控制温度为10℃,每3天加入5g上述土壤营养基,100mL去离子水,培育4个月,收集培育土和豌豆植株,将上述豌豆植株自然风干后,装入粉碎机中粉碎,过60目筛,将过筛后的粉末转入马弗炉中,在氩气氛围下,以300℃热解1h,冷却至室温,得生物质炭,称取50g生物质炭,2g磷酸氢二钾,1g磷酸氢二胺,混合均匀后装入马弗炉中,在氮气氛围下,加热至300℃活化1h,冷却至室温后,得活化生物质炭;称取100g培育土,装入干燥箱中,在105℃下干燥至恒重,再将其加入粉碎机中粉碎,过200目筛,将过筛后的培育土粉末与15g上述活化生物质炭混合均匀后,转入造粒机中制成粒径为1mm颗粒,随后包装封袋,得生物质炭基酸性土壤调节剂。

在油菜种子播种前,将本发明制得的土壤调节剂均匀的撒入土壤表层,于8cm深度进行翻耕,施加量为400g/亩,待撒入完成后,即可播种油菜种子,与使用传统的土壤调节剂相比,其持水量提高了15.8%,土壤容重较原先下降了0.44g/cm3,使油菜中营养成分含量提高了10.9%,使种植的油菜产量提高15.9%。

实例2

按重量份数计,称取50份畜禽粪便,12份木屑,10份米糠,2份腐植酸镁,2份腐植酸钙,5份大豆根瘤,10份质量分数为10%葡萄糖溶液,装入混料机中混合均匀,并在,38℃下堆制发酵30天,得土壤营养基;称取3kg白云石,600g粉煤灰,150g蛭石,60g硅藻土,装入球磨机中球磨4h,过200目筛,得复合石粉,将复合石粉与120g上述土壤营养基混合,再移植40株豌豆植株,控制温度为15℃,每5天加入6g上述土壤营养基,120mL去离子水,培育6个月,收集培育土和豌豆植株,将上述豌豆植株自然风干后,装入粉碎机中粉碎,过60目筛,将过筛后的粉末转入马弗炉中,在氩气氛围下,以500℃热解2h,冷却至室温,得生物质炭,称取100g生物质炭,3g磷酸氢二钾,2g磷酸氢二胺,混合均匀后装入马弗炉中,在氮气氛围下,加热至400℃活化2h,冷却至室温后,得活化生物质炭;称取120g培育土,装入干燥箱中,在110℃下干燥至恒重,再将其加入粉碎机中粉碎,过200目筛,将过筛后的培育土粉末与20g上述活化生物质炭混合均匀后,转入造粒机中制成粒径为3mm颗粒,随后包装封袋,得生物质炭基酸性土壤调节剂。

在油菜种子播种前,将本发明制得的土壤调节剂均匀的撒入土壤表层,于10cm深度进行翻耕,施加量为500g/亩,待撒入完成后,即可播种油菜种子,与使用传统的土壤调节剂相比,其持水量提高了17.9,土壤容重较原先下降了0.64g/cm3,使油菜中营养成分含量提高了12.9%,使种植的油菜产量提高17.51%。

实例3

按重量份数计,称取40份畜禽粪便,11份木屑,9份米糠,2份腐植酸镁,2份腐植酸钙,4份大豆根瘤,9份质量分数为10%葡萄糖溶液,装入混料机中混合均匀,并在37℃下堆制发酵25天,得土壤营养基;称取2kg白云石,550g粉煤灰,125g蛭石,45g硅藻土,装入球磨机中球磨3h,过200目筛,得复合石粉,将复合石粉与110g上述土壤营养基混合,再移植35株豌豆植株,控制温度为13℃,每4天加入6g上述土壤营养基,110mL去离子水,培育5个月,收集培育土和豌豆植株,将上述豌豆植株自然风干后,装入粉碎机中粉碎,过60目筛,将过筛后的粉末转入马弗炉中,在氩气氛围下,以400℃热解2h,冷却至室温,得生物质炭,称取75g生物质炭,3g磷酸氢二钾,2g磷酸氢二胺,混合均匀后装入马弗炉中,在氮气氛围下,加热至350℃活化2h,冷却至室温后,得活化生物质炭;称取110g培育土,装入干燥箱中,在108℃下干燥至恒重,再将其加入粉碎机中粉碎,过200目筛,将过筛后的培育土粉末与18g上述活化生物质炭混合均匀后,转入造粒机中制成粒径为2mm颗粒,随后包装封袋,得生物质炭基酸性土壤调节剂。

在油菜种子播种前,将本发明制得的土壤调节剂均匀的撒入土壤表层,于9cm深度进行翻耕,施加量为450g/亩,待撒入完成后,即可播种油菜种子,与使用传统的土壤调节剂相比,其持水量提高了16.9,土壤容重较原先下降了0.54g/cm3,使油菜中营养成分含量提高了11.9%,使种植的油菜产量提高16.51%。

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