一种酸性土壤调理剂及其连续蒸压装置和方法
技术领域
本发明属于土壤调理修复技术领域,具体涉及一种酸性土壤调理剂,还涉及上述的调理剂的连续蒸压装置及方法。
背景技术
由于受成土母质、种植模式、施肥、气候等因素影响,目前我国分布着大约面积为2
亿公顷的酸性土壤。大部分酸性土壤的pH值小于5.5,有的甚至更低。山东省土壤总面积
为1211万公顷,而酸性棕壤面积达170.62万公顷,尤其在山东胶东地区,一些果园土壤的pH值甚至达到4.5,严重影响果树生长。保护地设施蔬菜生产中,由于多年连作,过量施用化肥,导致土壤酸化现象日趋严重,成为实现设施蔬菜产品安全生产和可持续发展的重大限制因素。此外,随着无机化学肥料的不合理大量施用,致酸气体排放所导致的酸沉降增加等原因,导致酸化土壤面积逐年增加,土壤酸化程度明显加速。
传统改良土壤酸化的方法是施石灰。虽然施用石灰在一定范围内缓解了土壤的酸化程度,但由于石灰在土壤中的移动性不高,长期、过量施用石灰会造成表层土壤的板结,有效养分过多的被钙化,无法被作物吸收,引起营养元素的失衡。除了利用石灰改良酸性土壤的方法外,人们还发现利用某些矿物和工业废弃物也能改良土壤酸度,如白云石、磷石膏、粉煤灰、磷矿粉和碱渣等矿物和工业废弃物。以上的改良剂虽然能在一定程度上中和土壤酸度,原料也比较充足,但也存在一些不足之处,如施用白云石需消耗宝贵的矿产资源,也会增加农业生产的成本;大多数工业废弃物含有一定量的有毒金属元素,如磷石膏、磷矿粉中含有少量的铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铬(Cr),粉煤灰中也含有少量的铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)、铬(Cr)。虽然含量很少,但长期施用仍存在着污染环境的风险。
酸性土壤利用率低,而现有的酸性土壤调节剂的调节效果不甚理想。土壤酸化加剧土壤营养元素的淋溶和固定。由于酸性土壤中含有大量的铝离子和氢离子,而且,铝离子的吸附能力比盐基离子强得多。因此,由于土壤酸化在土壤中的盐基离子容易发生淋溶,pH值越低,这种影响越大。如果pH足够低,甚至土壤固相部分也可以被侵蚀。根据中国科学院南京土壤研究所进行的模拟酸雨对不同类型酸性土壤渗漏水中几种离子淋溶的试验测定,随着pH降低,土壤中的K、Na、Ca、Mg等离子的淋溶加剧。所以,酸性土壤中养分离子的淋溶是土壤肥力下降的重要原因之一。另外一方面,土壤酸化也可以促进另一些营养元素(例如磷)的固定。研究结果证明:当土壤pH值低于6时,红壤中磷的固定率随着pH的降低而直线上升。主要由两个原因造成:一是pH低时,红壤表面正电荷增多,使对磷的吸附能力增强;二是红壤中存在大量的游离的铁离子Fe3+,与PO43-反应生成稳定FePO4而被土壤固定,由于磷的被固定,大大降低了磷的有效利用率,成为影响农业发展的严重问题之一。土壤酸化促进有毒元素的释放和活化。土壤酸化将促进某些有毒元素(如铝离子等)的释放、活化、溶出。研究资料还指出,铝离子对小麦幼苗生长有毒害作用;对大麦相对产量也有很大影响,当土壤交换性铝的含量在0.33(1/3mmol/kg)之间时,随着交换性铝含量的增加,大麦的相对产量呈直线下降。土壤酸化会影响土壤微生物的生命活动。土壤酸化后,会使土壤有益微生物数量减少,抑制有益微生物的生长和活动,从而影响土壤有机质的分解和土壤中C、N、P、S的循环。而对于一些喜欢在酸性土壤里活动的有害微生物种群则生存有利,造成病菌滋生,根系病害增加。特别是有的研究成果表明,酸性土壤是植物线虫的天堂,土壤酸化将会加重农作物根线虫病的滋生与蔓延。土壤酸化会增加环境压力。由于酸化会促进有毒有害金属元素的活化和溶出,会加重铝离子及锰、铬、镉有毒金属离子的淋失和溶出,污染土壤和水环境。更严重的是还可能通过食物链危害人体和动物的健康。土壤酸化的根本原因在于土壤中氢离子的产生。土壤酸化就是指土壤中氢离子增加。土壤中氢离子的来源有很多方面:环境污染中造成的酸雨,酸雨中有大量的无机酸(主要呈硫酸和硝酸);土壤有机质的分解可以产生有机酸和高分子量的腐植酸;土壤中的微生物及植物根系的代谢作用可产生碳酸;某些土壤类型中的硫化铁氧化可产生硫酸等。盐基性离子特别是钙离子的淋溶是导致土壤酸化的第二位原因。不论是赤红壤还是红壤,模拟酸雨pH值越小,钙离子的淋溶状态便越加剧。从成土过程来看,酸性土壤由于在母质风化过程中钙的强淋溶,因而其钙的含量远低于母质中的含钙量。据有关报道,由于淋溶作用强烈,我国秦岭淮河以南红壤含钙量一般小于0.35%,华南大部分红壤含钙量仅0.02%。
酸性和生理酸性化肥的长期大量使用也会加重土壤的酸化程度。据报道,盆栽试验结果表明,在酸性红壤中施用硫酸钾、硫酸铵、尿素、硝酸钾、硝酸铵和氯化钾等化肥都会使红壤的酸度有不同程度的增大,主要是这些化肥中的阳离子可以交换出氢、铝离子,从而增大土壤酸度。单施氮钾化肥会加速土壤酸化,而配合施用磷、钙及有机肥料,则可改良酸性土壤。
另外,处理土壤调理剂现有的蒸压装置一般包括压力筒,以及位于压力筒两端的盖体,需要进料时,打开一端的盖体,将物料投入到压力筒中,然后蒸压,出料时,再对压力筒泄压,由于泄压时间较长,而且在泄压过程中不能连续生产,导致效率低下,尤其是对于反应时间长的物料,严重影响了其他工序的正常运行,明显降低生产效率,而且上述的间断式的蒸压装置由于其间断泄压、加压使得蒸压装置内的压力基本释放完毕,压力损耗巨大,能源利用效率低,成本居高不下。
因此,需要针对酸性土壤发明一种效果良好的,能够中和耕层土壤H+、Al3+、Fe3+等致酸离子,能有效改良酸性化土壤,改善土壤微生态环境,消灭土壤病害微生物的酸性土壤调理剂。也需针对现有的土壤调理剂的蒸压装置及方法进行改进,使生产过程更连续,提高生产效率。
发明内容
为了解决上述的技术问题,本发明提供了一种能够有效改良酸性化土壤,改善土壤微生态环境,消灭土壤病害微生物的酸性土壤调理剂。
本发明还提供了上述的酸性土壤调理剂的连续蒸压装置及蒸压方法。
一种酸性土壤调理剂,该酸性土壤调理剂包括下述重量份数的组分:
钾长石42-50
硅酸钠6-15
钙镁磷肥10-20
石灰18-28
草木灰/粉煤灰20-30
腐植酸15-25
氧化镁3-10
活化辅料1-7
微量元素0.5-2
所述的钾长石中:二氧化硅>60%;氧化铝>15%,氧化钾>8%,氧化铁2-5%;
所述的活化辅料为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种;
所述的微量元素为:硼酸、硼砂、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵中的至少一种。
优选的,上述的土壤调理剂包括下述重量份数的组分:
钾长石45-48
硅酸钠10-12
钙镁磷肥15-18
石灰20-25
草木灰/粉煤灰25-28
腐植酸18-20
氧化镁5-8
活化辅料2-5
微量元素0.5-1
所述的钾长石中:二氧化硅>60%;氧化铝>15%,氧化钾>8%,氧化铁2-5%;
所述的活化辅料为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种;
所述的微量元素为:硼酸、硼砂、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵中的至少一种。
更优选的,上述的土壤调理剂包括下述重量份数的组分:
钾长石46.28
硅酸钠11.36
钙镁磷肥16.45
石灰22.16
草木灰26.47
腐植酸19.03
氧化镁6.35
活化辅料3.86
微量元素0.84
上述的钾长石中:二氧化硅>60%;氧化铝>15%,氧化钾>8%,氧化铁2-5%;
上述的活化辅料为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的混合物,氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的的重量比为1:1:1;
上述的微量元素为硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的混合物,硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的重量比为1:2:1。
作为本发明的一种改进,酸性土壤调理剂包括下述重量份数的组分:
钾长石42-50
硅酸钠6-15
钙镁磷肥10-20
石灰18-28
草木灰/粉煤灰20-30
腐植酸15-25
氧化镁3-10
活化辅料1-7
微量元素0.5-2
复合微生物菌剂0.2-1
菌糠1-6
棕榈渣灰10-20
钾长石中:二氧化硅>60%;氧化铝>15%,氧化钾>8%,氧化铁2-5%;
活化辅料为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种;
微量元素为:硼酸、硼砂、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵中的至少一种;
菌糠为栽培香菇后的废料;
复合微生物菌剂为固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌所组成的复合菌剂;所述的固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌的重量比为1~4:1~2:1~3:1~2;
其中固氮巨大芽孢杆菌1~3×108cfu/g、蜡状芽孢杆菌0.5~2×108cfu/g、苏云金芽孢杆菌0.5~1×108cfu/g、绿色木霉菌0.5~1.5×108cfu/g。
更优选的,本发明的土壤调理剂包括下述重量份数的组分:
钾长石46.28
硅酸钠11.36
钙镁磷肥16.45
石灰22.16
草木灰26.47
腐植酸19.03
氧化镁6.35
活化辅料3.86
微量元素0.84
复合微生物菌剂0.84
菌糠4.62
棕榈屑灰15.35
菜籽饼粕18.69
钾长石中:二氧化硅>60%;氧化铝>15%,氧化钾>8%,氧化铁2-5%;
上述的活化辅料为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的混合物,氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的的重量比为1:1:1;
上述的微量元素为硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的混合物,硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的重量比为1:2:1;
棕榈屑灰为燃烧后的棕榈屑残留的灰烬物质,类似于草木灰。
菌糠为栽培香菇后的菌糠;
复合微生物菌剂为固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌所组成的复合菌剂;所述的固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌的重量比为3:1.5:2:1.5;
其中固氮巨大芽孢杆菌1.8×108cfu/g、蜡状芽孢杆菌1.4×108cfu/g、苏云金芽孢杆菌1.2×108cfu/g、绿色木霉菌0.9×108cfu/g。
上述的复合微生物菌剂的制备方法如下:
固氮巨大芽孢杆菌制备:将固氮巨大芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:玉米粉0.2-0.8%,牛肉膏0.01-0.06%,豆粕粉0.2-0.8%,可溶性淀粉0.1-0.4%,磷酸氢二钾0.2-0.8%,氯化钙0.1-0.5%,硫酸镁0.05-0.15%,硫酸锰0.006-0.012%,pH6.8-7.2,发酵条件:通气比起始为0.9-1.1:0.5,培养温度35-40℃,搅拌转数100-200rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养6-8个小时,得到发酵液,加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥45-50℃鼓风干燥到含水量25-35%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得固氮巨大芽孢杆菌菌粉;固氮巨大芽孢杆菌菌粉中活菌含量1~3×108cfu/g;
蜡状芽孢杆菌:将蜡状芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:蛋白胨0.2-0.8%,酵母膏0.01-0.06%,琼脂0.2-0.8%,豆粕0.1-0.4%,磷酸氢二钾0.2-0.8%,磷酸二氢钾0.1-0.5%,硫酸镁0.05-0.15%,硫酸锰0.006-0.012%,pH6.8-7.2,发酵条件:通气比起始为0.9-1.1:0.5,培养温度35-40℃,搅拌转数100-200rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养6-8个小时,得到发酵液加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥45-50℃鼓风干燥到含水量25-35%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得蜡状芽孢杆菌菌粉;
苏云金芽孢杆菌:将苏云金芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:淀粉0.2-0.8%,酵母膏0.01-0.06%,豆粕0.2-0.8%,鱼粉0.1-0.4%,蛋白胨0.1-0.4%,磷酸氢二钾0.2-0.8%,葡萄糖0.1-0.5%,硫酸镁0.05-0.15%,氯化钠0.006-0.012%,pH6.8-7.2,发酵条件:通气比起始为0.9-1.1:0.5,培养温度35-40℃,搅拌转数100-200rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养6-8个小时,得到发酵液加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥45-50℃鼓风干燥到含水量25-35%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得苏云金芽孢杆菌菌粉;
绿色木霉菌菌剂制备:采用液体转固体双相培养法培养,将绿色木霉进行液体发酵,得到液体发酵产物,所述的液体发酵的培养基为:
葡萄糖0.01-0.06%、玉米粉0.2-0.8%、NH4NO30.1-0.4%、豆粕0.2-0.6%g、
MgSO4·7H2O0.05-0.15%、KH2PO40.006-0.012%,琼脂0.1-0.4%;发酵条件为:27-29℃,通入空气且通气量为9-11L/min,0.02-0.04Mpa;振荡培养2-4天,得液体发酵产物;
将液体发酵产物以粘土粒为载体的进行固体发酵,具体为将液体发酵产物与米糠和麦麸混合均匀,置于经过石灰水或臭氧消毒的不锈钢网筛中,上面覆盖消毒的塑料薄膜,置于22-30℃的室内培养3-5天后,打开塑料薄膜,产孢3-5天;连同培养料收集,阴晾5-7天,放入粉碎机粉碎后,过30目筛制得菌粉;所述的液体发酵产物与米糠和麦麸的重量比为1:2:4;
复合微生物菌菌剂制备:将上述步骤中得到的固氮巨大芽孢杆菌粉、蜡状芽孢杆菌粉、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌菌粉按照1~4:1~2:1~3:1~2的比例混合,得复合微生物菌菌剂。
更优选的,上述的复合微生物菌剂的制备方法如下:
复合微生物菌剂的制备方法如下:
固氮巨大芽孢杆菌制备:将固氮巨大芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:玉米粉0.6%,牛肉膏0.04%,豆粕粉0.4%,可溶性淀粉0.3%,磷酸氢二钾0.5%,氯化钙0.3%,硫酸镁0.09%,硫酸锰0.009%,pH7.0,发酵条件:通气比起始为2:1,培养温度37℃,搅拌转数150rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养7个小时,得到发酵液,加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥48℃鼓风干燥到含水量30%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得固氮巨大芽孢杆菌菌粉;固氮巨大芽孢杆菌菌粉中活菌含量2.4×108cfu/g;
蜡状芽孢杆菌:将蜡状芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:蛋白胨0.5%,酵母膏0.03%,琼脂0.5%,豆粕0.3%,磷酸氢二钾0.5%,磷酸二氢钾0.3%,硫酸镁0.12%,硫酸锰0.009%,pH7.0,发酵条件:通气比起始为2:1,培养温度37℃,搅拌转数150rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养7个小时,得到发酵液加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥48℃鼓风干燥到含水量30%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得蜡状芽孢杆菌菌粉;
苏云金芽孢杆菌:将苏云金芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:淀粉0.5%,酵母膏0.04%,豆粕0.5%,鱼粉0.3%,蛋白胨0.2%,磷酸氢二钾0.5%,葡萄糖0.3%,硫酸镁0.12%,氯化钠0.009%,pH7.0,发酵条件:通气比起始为9:5,培养温度37℃,搅拌转数150rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养7个小时,得到发酵液加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥48℃鼓风干燥到含水量30%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得苏云金芽孢杆菌菌粉;
绿色木霉菌菌剂制备:采用液体转固体双相培养法培养,将绿色木霉进行液体发酵,得到液体发酵产物,所述的液体发酵的培养基为:
葡萄糖0.04%、玉米粉0.5%、NH4NO30.3%、豆粕0.4%g、MgSO4·7H2O0.09%、KH2PO40.009%,琼脂0.2%;发酵条件为:28℃,通入空气且通气量为10L/min,0.03Mpa;振荡培养3天,得液体发酵产物;
将液体发酵产物以粘土粒为载体的进行固体发酵,具体为将液体发酵产物与米糠和麦麸混合均匀,置于经过石灰水或臭氧消毒的不锈钢网筛中,上面覆盖消毒的塑料薄膜,置于27℃的室内培养4天后,打开塑料薄膜,产孢4天;连同培养料收集,阴晾6天,放入粉碎机粉碎后,过30目筛制得菌粉;液体发酵产物与米糠和麦麸的重量比为1:2:4;
复合微生物菌菌剂制备:将上述步骤中得到的固氮巨大芽孢杆菌粉、蜡状芽孢杆菌粉、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌菌粉按照3:1.5:2:1.5的比例混合,得复合微生物菌菌剂。
绿色木霉采用固双相发酵培养法,该方法将液体发酵生产与固体发酵生产相结合,先利用液体培养快速生长的大量孢子、菌丝体,然后转接到固体营养基质上产生分生孢子,从而缩短绿色木霉产孢的生长周期,提高产率,避免前期污染。
本发明的连续蒸压装置,包括压力筒,还包括进料仓和出料仓,进料仓的下部与压力筒的一端相连接,出料仓与压力筒的另一端相连接;压力筒内部有推送装置,压力筒与压力供给装置相连通;进料仓和出料仓中均有多个阀体。
进料仓中有4个从上至下依次排列的阀体,将进料仓从下至上依次分成a、b、c、d、e五个料仓单元区域,d、e两个料仓单元之间有泄压管,泄压管上有单向阀。
出料仓中有4个从上至下依次排列的阀体,将出料仓从上至下依次分为x、y、z、w、v五个料仓单元区域,w、v两个料仓单元之间有泄压管,泄压管上有单向阀。
压力供给装置为蒸汽管,蒸汽管可以呈点状分布于压力筒上,蒸汽管也可以分成多个支路与压力筒相连通。
推送装置为绞龙。
压力筒上有应急泄压阀。
压力筒与水平线呈0.1-30°的倾斜角,压力筒在靠近进料口的位置要高于出料口的位置,即压力筒倾斜方向由进料口朝向出料口逐渐向下倾斜。
进料仓为竖直圆筒形,进料仓下部为倒置的圆台形,压力筒上与进料仓相对应位置处有进料口;
出料仓为竖直圆筒形,出料仓上部为圆台形;压力筒上与出料仓相对应位置处有出料口。
本发明的连续蒸压方法包括下述的步骤:
先将物料填满压力筒体和进料仓,并关闭全部阀门;通过蒸汽管向压力筒内注入高压水蒸汽,当压力筒的筒体内物料达到工作条件后开始计时,达到反应时间后,开启a、b阀体之间和x、y阀体之间两个阀体,同时启动压力筒筒体中的绞龙使得进料仓a区单元内物料缓慢进入筒体,同时进料仓b区单元内物料落入a区的料仓单元,使出料仓的x区料仓单元域内物料进入y区料仓单元,压力筒体中的物料进入出料仓的x区料仓单元,这一过程结束后,关闭a、b之间和x、y之间的阀体;然后进料仓逐级向上一级料仓单元内注料并封闭料仓单元,一直到最顶端料仓单元;
进料仓顶端e区单元物料进入d区单元时,此时进料仓的d区单元为空仓,并保持和压力筒筒体同等的压力,需先对d区单元进行泄压处理,操作是d、e之间阀体和c、d之间阀体关闭,打开泄压管上的单向阀缓慢将气压泄入e区单元,泄压完毕后将d、e之间阀体打开使e区单元物料落入d区单元,完成进料仓进料过程。
本发明的连续蒸压装置中,在进料仓和出料仓中均有多个阀体,物料采用重力条件自由落体方式在料仓多个单元间输送,在进料仓和出料仓均设置多个阀体,实现物料在进出料仓内的等压传送,料仓内的阀体用以控制进料仓、出料仓及压力筒内的压力平衡,使蒸压过程中的加压、蒸压和泄压连续进行。
本发明的酸性土壤调理剂,能够中和固定耕层土壤中的H+、Al3+、Fe3+等致酸离子,改善土壤结构,而且本发明采用了复合微生物菌剂,不仅能有效改良酸性化土壤,改善土壤微生态环境,而且还能消灭土壤病害微生物。本发明的酸性土壤调理剂可以实现规模化且无三废问题,适于大量推广应用,将产生巨大的经济效益。
本发明所提供的连续蒸压装置,由于采用了带有进料仓和出料仓的蒸压装置,在进料仓和出料仓中设置多个阀体,以控制进料仓、出料仓及压力筒内的压力平衡,实现蒸压过程中的连续加压、蒸压和泄压过程,提高了生产效率和能源利用率。
附图说明
图1为本发明实施例7的结构示意图;
图2为本发明实施例8的结构示意图;
图中,1-进料仓,2-阀体,3-泄压管,4-单向阀,5-压力筒,6-应急泄压阀,7-出料仓,8-蒸汽管,9-绞龙,10-进料口,11-出料口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来对本发明作更进一步的说明,以便本领域的技术人员更了解本发明,但并不以此限制本发明。
实施例1
一种酸性土壤调理剂,包括下述重量份数的组分:
钾长石46.28
硅酸钠11.36
钙镁磷肥16.45
石灰22.16
草木灰26.47
腐植酸19.03
氧化镁6.35
活化辅料3.86
微量元素0.84
上述的钾长石中:二氧化硅>60%;氧化铝>15%,氧化钾>8%,氧化铁2-5%;
活化辅料为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的混合物,氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的的重量比为1:1:1;
微量元素为硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的混合物,硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的重量比为1:2:1。
选择三块土质相同且紧邻的地,且三块地的共同特点是酸性土壤,pH值为5.5左右;这三块地分别记作A、B、C,施用相同的肥料,浇水锄草等条件完全相同,在A、B、C两块地中种植品种相同的辣椒。
种植辣椒之前,在A块地中施用本发明的土壤调理剂,按照每亩地40千克的量施用,7天后测定土壤酸碱度,发现该地块pH值由5.5升高至6.7,到第30天检测时,pH值为6.4左右,第100天检测时,pH值为6.1左右。土壤容重降低1.2-2.0g/cm3,土壤孔隙度增加3.6-5.1%。
种植辣椒之前,在B块地中施用石灰,7天后测定土壤酸碱度,发现该地块pH值由5.5升高至6.3,到第30天检测时,pH值为6.0左右,第100天检测时,pH值为5.7左右。土壤容重降低0.4-1.1g/cm3,土壤孔隙度增加1.4-2.3%。
C地块为空白对照,不对土壤作处理,仅仅是其它的种植和施肥条件与A、B地块相同;
待辣椒成熟时,比较两块地中的辣椒产量,结果表明,A地块的辣椒产量为B地块的141%,为C地块的183%。
从以上的数据可以看出,本发明的土壤调理剂相对于普通的石灰,对酸性土壤的调理修复作用要远远强于石灰,而且作用效果长久且不易返酸,显著改善土壤结构,明显优于石灰,而且对于作物增产效果也要远远优于施用石灰的土壤。
实施例2
一种酸性土壤调理剂,该酸性土壤调理剂包括下述重量份数的组分:
钾长石42
硅酸钠6
钙镁磷肥10
石灰18
草木灰/粉煤灰20
腐植酸15
氧化镁3
氢氧化钠1
微量元素0.5
微量元素为:硼酸、硼砂、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵的混合物,硼酸、硼砂、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、钼酸铵的种类均相同。
实施例3
一种酸性土壤调理剂,该酸性土壤调理剂包括下述重量份数的组分:
钾长石50
硅酸钠15
钙镁磷肥20
石灰28
草木灰/粉煤灰30
腐植酸25
氧化镁10
氢氧化钾7
微量元素2
钾长石中:二氧化硅>60%;氧化铝>15%,氧化钾>8%,氧化铁2-5%;
微量元素为:硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰的混合物,三者的重量相同。
实施例4
一种酸性土壤调理剂,该酸性土壤调理剂包括下述重量份数的组分:
钾长石46.28
硅酸钠11.36
钙镁磷肥16.45
石灰22.16
草木灰26.47
腐植酸19.03
氧化镁6.35
活化辅料3.86
微量元素0.84
复合微生物菌剂0.84
菌糠4.62
棕榈屑灰15.35
菜籽饼粕18.69
钾长石中:二氧化硅>60%;氧化铝>15%,氧化钾>8%,氧化铁2-5%;
上述的活化辅料为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的混合物,氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的的重量比为1:1:1;
上述的微量元素为硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的混合物,硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的重量比为1:2:1。
复合微生物菌剂的制备方法如下:
固氮巨大芽孢杆菌制备:将固氮巨大芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:玉米粉0.6%,牛肉膏0.04%,豆粕粉0.4%,可溶性淀粉0.3%,磷酸氢二钾0.5%,氯化钙0.3%,硫酸镁0.09%,硫酸锰0.009%,pH7.0,发酵条件:通气比起始为2:1,培养温度37℃,搅拌转数150rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养7个小时,得到发酵液,加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥48℃鼓风干燥到含水量30%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得固氮巨大芽孢杆菌菌粉;固氮巨大芽孢杆菌菌粉中活菌含量2.4×108cfu/g;
蜡状芽孢杆菌:将蜡状芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:蛋白胨0.5%,酵母膏0.03%,琼脂0.5%,豆粕0.3%,磷酸氢二钾0.5%,磷酸二氢钾0.3%,硫酸镁0.12%,硫酸锰0.009%,pH7.0,发酵条件:通气比起始为2:1,培养温度37℃,搅拌转数150rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养7个小时,得到发酵液加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥48℃鼓风干燥到含水量30%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得蜡状芽孢杆菌菌粉;
苏云金芽孢杆菌:将苏云金芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:淀粉0.5%,酵母膏0.04%,豆粕0.5%,鱼粉0.3%,蛋白胨0.2%,磷酸氢二钾0.5%,葡萄糖0.3%,硫酸镁0.12%,氯化钠0.009%,pH7.0,发酵条件:通气比起始为9:5,培养温度37℃,搅拌转数150rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养7个小时,得到发酵液加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥48℃鼓风干燥到含水量30%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得苏云金芽孢杆菌菌粉;
绿色木霉菌菌剂制备:采用液体转固体双相培养法培养,将绿色木霉进行液体发酵,得到液体发酵产物,所述的液体发酵的培养基为:
葡萄糖0.04%、玉米粉0.5%、NH4NO30.3%、豆粕0.4%g、
MgSO4·7H2O0.09%、KH2PO40.009%,琼脂0.2%;发酵条件为:28℃,通入空气且通气量为10L/min,0.03Mpa;振荡培养3天,得液体发酵产物;
将液体发酵产物以粘土粒为载体的进行固体发酵,具体为将液体发酵产物与米糠和麦麸混合均匀,置于经过石灰水或臭氧消毒的不锈钢网筛中,上面覆盖消毒的塑料薄膜,置于27℃的室内培养4天后,打开塑料薄膜,产孢4天;连同培养料收集,阴晾6天,放入粉碎机粉碎后,过30目筛制得菌粉;所述的液体发酵产物与米糠和麦麸的重量比为1:2:4;
复合微生物菌菌剂制备:将上述步骤中得到的固氮巨大芽孢杆菌粉、蜡状芽孢杆菌粉、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌菌粉按照3:1.5:2:1.5的比例混合,得复合微生物菌菌剂。
选择三块土质相同且紧邻的地,且三块地的共同特点是酸性土壤,pH值为5.5左右;这三块地分别记作A、B、C,施用相同的肥料,浇水锄草等条件完全相同,在A、B、C两块地中种植品种相同的辣椒。
种植辣椒之前,在A块地中施用本发明的土壤调理剂,按照每亩地50千克的量施用,7天后测定土壤酸碱度,发现该地块pH值由5.5升高至7.0,到第30天检测时,pH值为6.8左右,第100天检测时,pH值为6.5左右。土壤容重降低1.4-2.6g/cm3,土壤孔隙度增加3.8-5.6%。
种植辣椒之前,在B块地中施用石灰,7天后测定土壤酸碱度,发现该地块pH值由5.5升高至6.7,到第30天检测时,pH值为6.5左右,第100天检测时,pH值为5.8左右。土壤容重降低0.6-1.7g/cm3,土壤孔隙度增加1.8-2.6%。
C地块为空白对照,不对土壤作处理,仅仅是其它的种植和施肥条件与A、B地块相同;
待辣椒成熟时,比较两块地中的辣椒产量,结果表明,A地块的辣椒产量为B地块的159%,为C地块的201%。
从以上的数据可以看出,本发明的土壤调理剂相对于普通的石灰,对酸性土壤的调理修复作用要远远强于石灰,而且作用效果长久且不易返酸,显著改善土壤结构,明显优于石灰,而且对于作物增产效果也要远远优于施用石灰的土壤。
A地块的辣椒病虫害比B、C地块的病虫害发生率低18.4%、36.6%,可见,本发明的微生物复合菌剂除了对酸性土壤起到修复和改良的作用,而且对病虫害也起到抑制作用。
实施例5
一种酸性土壤调理剂,该酸性土壤调理剂包括下述重量份数的组分:
钾长石42
硅酸钠6
钙镁磷肥10
石灰18
草木灰/粉煤灰20
腐植酸15
氧化镁3
氢氧化钠1
微量元素0.5
复合微生物菌剂0.2
菌糠1
棕榈渣灰10
菜籽饼粕10
钾长石中:二氧化硅>60%;氧化铝>15%,氧化钾>8%,氧化铁2-5%;
上述的活化辅料为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的混合物,氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的的重量比为1:1:1;
上述的微量元素为硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的混合物,硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的重量比为1:2:1。
上述的复合微生物菌剂的制备方法如下:
固氮巨大芽孢杆菌制备:将固氮巨大芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:玉米粉0.2%,牛肉膏0.01%,豆粕粉0.2%,可溶性淀粉0.1%,磷酸氢二钾0.2%,氯化钙0.1%,硫酸镁0.05%,硫酸锰0.006%,pH6.8,发酵条件:通气比起始为9:5,培养温度35℃,搅拌转数100rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养6个小时,得到发酵液,加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥45℃鼓风干燥到含水量25%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得固氮巨大芽孢杆菌菌粉;固氮巨大芽孢杆菌菌粉中活菌含量1×108cfu/g;
蜡状芽孢杆菌:将蜡状芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:蛋白胨0.2%,酵母膏0.01%,琼脂0.2%,豆粕0.1%,磷酸氢二钾0.2%,磷酸二氢钾0.1%,硫酸镁0.05%,硫酸锰0.006%,pH6.8,发酵条件:通气比起始为9:5,培养温度35-40℃,搅拌转数1000rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养6个小时,得到发酵液加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥45℃鼓风干燥到含水量25%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得蜡状芽孢杆菌菌粉;
苏云金芽孢杆菌:将苏云金芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:淀粉0.2%,酵母膏0.01%,豆粕0.2%,鱼粉0.1%,蛋白胨0.1%,磷酸氢二钾0.2%,葡萄糖0.1%,硫酸镁0.05%,氯化钠0.006%,pH6.8,发酵条件:通气比起始为9:5,培养温度35℃,搅拌转数100rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养6个小时,得到发酵液加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥45℃鼓风干燥到含水量25%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得苏云金芽孢杆菌菌粉;
绿色木霉菌菌剂制备:采用液体转固体双相培养法培养,将绿色木霉进行液体发酵,得到液体发酵产物,所述的液体发酵的培养基为:
葡萄糖0.01%、玉米粉0.2%、NH4NO30.1%、豆粕0.2%g、
MgSO4·7H2O0.05%、KH2PO40.006%,琼脂0.1%;发酵条件为:27℃,通入空气且通气量为9L/min,0.02Mpa;振荡培养2天,得液体发酵产物;
将液体发酵产物以粘土粒为载体的进行固体发酵,具体为将液体发酵产物与米糠和麦麸混合均匀,置于经过石灰水或臭氧消毒的不锈钢网筛中,上面覆盖消毒的塑料薄膜,置于22℃的室内培养3天后,打开塑料薄膜,产孢3天;连同培养料收集,阴晾5天,放入粉碎机粉碎后,过30目筛制得菌粉;所述的液体发酵产物与米糠和麦麸的重量比为1:2:4;
复合微生物菌菌剂制备:将上述步骤中得到的固氮巨大芽孢杆菌粉、蜡状芽孢杆菌粉、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌菌粉按照1:1:1:1的比例混合,得复合微生物菌菌剂。
实施例6
一种酸性土壤调理剂,该酸性土壤调理剂包括下述重量份数的组分:
钾长石50
硅酸钠15
钙镁磷肥20
石灰28
草木灰/粉煤灰30
腐植酸25
氧化镁10
氢氧化钾7
微量元素2
复合微生物菌剂1
菌糠6
棕榈渣灰20
菜籽饼粕30
钾长石中:二氧化硅>60%;氧化铝>15%,氧化钾>8%,氧化铁2-5%;
上述的活化辅料为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的混合物,氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾的的重量比为1:1:1;
上述的微量元素为硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的混合物,硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵的重量比为1:2:1。
上述的复合微生物菌剂的制备方法如下:
固氮巨大芽孢杆菌制备:将固氮巨大芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:玉米粉0.8%,牛肉膏0.06%,豆粕粉0.8%,可溶性淀粉0.4%,磷酸氢二钾0.8%,氯化钙0.5%,硫酸镁0.15%,硫酸锰0.012%,pH7.2,发酵条件:通气比起始为1.1:0.5,培养温度40℃,搅拌转数200rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养8个小时,得到发酵液,加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥50℃鼓风干燥到含水量35%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得固氮巨大芽孢杆菌菌粉;固氮巨大芽孢杆菌菌粉中活菌含量3×108cfu/g;
蜡状芽孢杆菌:将蜡状芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:蛋白胨0.8%,酵母膏0.06%,琼脂0.8%,豆粕0.4%,磷酸氢二钾0.8%,磷酸二氢钾0.5%,硫酸镁0.15%,硫酸锰0.012%,pH7.2,发酵条件:通气比起始为1.1:0.5,培养温度40℃,搅拌转数200rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养8个小时,得到发酵液加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥50℃鼓风干燥到含水量35%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得蜡状芽孢杆菌菌粉;
苏云金芽孢杆菌:将苏云金芽孢杆菌菌种接种到已灭菌发酵罐中,发酵培养基为:淀粉0.8%,酵母膏0.06%,豆粕0.8%,鱼粉0.4%,蛋白胨0.4%,磷酸氢二钾0.8%,葡萄糖0.5%,硫酸镁0.05-0.15%,氯化钠0.006-0.012%,pH7.2,发酵条件:通气比起始为1.1:0.5,培养温度40℃,搅拌转数200rpm,溶氧不低于30%,pH值不低于6.5,搅拌培养8个小时,得到发酵液加入磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,絮凝完成后采用板框压滤方式获得菌泥,菌泥50℃鼓风干燥到含水量35%,旋风分离后放入粉碎机中粉碎,过30目筛得苏云金芽孢杆菌菌粉;
绿色木霉菌菌剂制备:采用液体转固体双相培养法培养,将绿色木霉进行液体发酵,得到液体发酵产物,所述的液体发酵的培养基为:
葡萄糖0.06%、玉米粉0.8%、NH4NO30.4%、豆粕0.6%g、MgSO4·7H2O0.15%、KH2PO40.012%,琼脂0.4%;发酵条件为:29℃,通入空气且通气量为11L/min,0.04Mpa;振荡培养4天,得液体发酵产物;
将液体发酵产物以粘土粒为载体的进行固体发酵,具体为将液体发酵产物与米糠和麦麸混合均匀,置于经过石灰水或臭氧消毒的不锈钢网筛中,上面覆盖消毒的塑料薄膜,置于30℃的室内培养5天后,打开塑料薄膜,产孢5天;连同培养料收集,阴晾7天,放入粉碎机粉碎后,过30目筛制得菌粉;所述的液体发酵产物与米糠和麦麸的重量比为1:2:4;
复合微生物菌菌剂制备:将上述步骤中得到的固氮巨大芽孢杆菌粉、蜡状芽孢杆菌粉、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌菌粉按照4:2:3:12的比例混合,得复合微生物菌菌剂。
实施例7
本发明的连续蒸压装置,包括压力筒5,还包括分别呈竖直筒状的进料仓1和出料仓7,进料仓1下部为倒置的圆台形,压力筒5与进料仓1相对应位置处有进料口10,进料仓1下部与压力筒5通过进料口10相连通;出料仓7为竖直圆筒形,出料仓7上部为圆台形,压力筒5与出料仓7相对应位置处有出料口11,出料仓7上部与压力筒5通过出料口11相连通;
压力筒5内部有绞龙9作为推送装置,不断的将进料仓1释放至压力筒5的物料的搅拌、翻转推送,提高物料的蒸压效率。
进料仓1和出料仓7中均有四个阀体2,进料仓1中的4个从上至下依次排列的阀体2,阀体2可以是密封蝶阀,将进料仓1从上至下依次分成e、d、c、b、a五个料仓单元区域,密封蝶阀可以控制e、d、c、b、a五个料仓单元区域的封闭或者导通,d、e区之间有泄压管,泄压管上有单向阀4。阀体2关闭时,相邻两个进料单元关闭,形成独立的密封空间,阀体2打开时,相邻两进料单元相连通。无论设置多少个料仓单元,泄压管均设置在进料仓1的最上面两个相邻料仓单元之间;同理,泄压管也设置在出料仓7的最下面两个相邻料仓单元之间;
出料仓7中有4个从上至下依次排列的阀体2,将出料仓7从上至下依次分成x、y、z、w、v五个料仓单元区域。
蒸汽管8分成多个支路与压力筒5相连通,向压力筒5提供压力。本实施例中,将蒸汽管8置于压力筒5的下端部,并沿压力筒5的轴向方向设置;这样蒸汽管8内的高压蒸汽从下到上进行输送,与物料的接触面接更大,压力、温度传递效果更好,同时,上升的高压蒸汽形成对物料的上托力,防止物料过重对压力筒5的形状造成变形影响,此外,上升的高压蒸汽也能够有效的防止物料与压力筒5的下壁结节成块。
当然蒸汽管8也可以设计在其它的位置处与压力筒5相连接,例如压力筒5的上部或者是侧面。
压力筒5上有应急泄压阀6,以便于应急泄压用。
压力筒5与水平线呈8°左右的倾斜角,将压力筒5设计成倾斜形式,是为了使得压力筒5内的压力蒸汽能够更好的利用,倾斜方向由进料口10朝向出料口11逐渐向下倾斜。
倾斜压力筒5的设计,便于将与物料进行加热交换后的热蒸汽向上、向进料口10的方向凝聚,一方面能够形成对物料的朝向出料口11的压力,便于出料;另一方面,被利用后的蒸汽还带有余热,可在由压力筒5内腔进入进料单元对即将进入到压力筒5内的物料进行预热,提高蒸汽的热利用率。
本发明的连续蒸压装置在处理土壤调理剂时,先将粉碎处理后的呈粉末或细小颗粒状的土壤调理剂投入进料仓,其运行原理如下:连续蒸压装置在初次运行时,通蒸汽前先将呈小颗粒状或者是粉末状的土壤调理剂填满压力筒体5和进料仓1,并关闭全部阀门2;通过蒸汽管8向压力筒5内注入高压水蒸汽,当压力筒5的筒体内物料达到工作条件后开始计时,达到反应时间后,开启a、b阀体之间和x、y阀体之间两个阀体2,同时启动压力筒筒体中的绞龙9使得进料仓1a区单元内物料缓慢进入筒体,同时进料仓1b区单元内物料落入a区的料仓单元,使出料仓7的x区料仓单元域内物料进入y区料仓单元,压力筒5体中的物料进入出料仓7的x区料仓单元,这一过程结束后,关闭a、b之间和x、y之间的阀体2;然后进料仓1逐级向上一级料仓单元内注料并封闭料仓单元,一直到最顶端料仓单元。
进料仓1顶端e区单元物料进入d区单元时,此时进料仓1的d区单元为空仓,并保持和压力筒5筒体同等的压力,需先对d区单元进行泄压处理,操作是d、e之间阀体2和c、d之间阀体2关闭,打开泄压管6上的4单向阀缓慢将气压泄入e区单元,泄压完毕后将d、e之间阀体2打开使e区单元物料落入d区单元,完成进料仓1进料过程。
当然本发明中,进料仓1或出料仓7的料仓单元并不一定局限于4个,也可以根据具体需要设置多个,只要能实现本发明即可。
例如,在本发明中,将进料仓1设置为5个料仓单元,而出料仓7仅设计3个料仓单元,像类似的变换也落在本发明的保护范围之内。
实施例8
与实施例7不同之处是,将出料仓设置为x、y、z三个料仓单元,其运行原理同实施例7。