CN106544037A - 一种生物土壤改良剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物土壤改良剂的制备方法，属于土壤改良剂制备领域。本发明首先取高含水率的污泥加入助剂后进行曝气处理，得到污泥混合物，再利用废弃菌糠、玉米秸秆等与污泥混合物进行堆肥处理，再将猪骨进行预处理后进行热解，得到生物炭，最后将膨润土等粉碎后与堆肥物等混合干燥，即可得到生物土壤改良剂。本发明制备的改良剂对土地改良作用长期有效，可以补充土壤中缺少的各种营养元素，吸附固定土壤中的重金属离子，并且能够调节土壤松紧度，降低土壤容重，增加土壤有机质，提高土壤孔隙度，同时本发明操作简单，原料价廉易得，可以有效地利用废弃物减少对环境的污染。

Description

一种生物土壤改良剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物土壤改良剂的制备方法，属于土壤改良剂制备领域。
背景技术
在我国，很大一部分的可耕种土地为胁迫污染下的土地，这些耕地在不同程度上受到外界非生物因素导致的环境压力，主要包括干旱、盐碱和重金属等。在这类胁迫污染的土地上种植作物，会使作物的产量降低，严重的甚至会造成作物的大面积死亡或绝收，给农户造成较严重的经济损失。为了减轻非生物因素给可耕种土地带来的环境压力，现有技术中通常向土壤中加入改良剂。传统的土壤改良剂只是针对土壤的pH值和含水量进行相应的酸碱调节和引水灌溉，这种方法能在短时间内引起改善土壤的作用，但从长远看，会消耗大量的人力和财力，最终的收益率会大大降低。
土地板结、农药残留严重、土传病害猖獗、土质保水能力下降、透气性差、分解还原能力下降；农民环保意识淡薄，石化依赖性强，很少再有人用锄头对大田作物进行锄草、松土、透气、保商，而只是把除草剂喷洒完事，这样造成土壤及其恶化；农民为追求产量，越来越多的向土地中施加化肥、向农作物喷洒农药，导致现在的土壤严重的污染，所产生出来的农产品农残超标几倍甚至几十倍，土壤污染状况越来越严重。
由于没有土壤的呼吸空间而降低土壤的肥沃度，进而给农作物生长发育带来不利的影响。为了在逐渐失去肥沃度的农土上栽培各种农作物，不得不播撒比先前更多的化肥和农药，从而逐渐制造农作物生长过程中最坏的环境。因此，在现有技术中，为了解决上述问题而进行堆土、或者使用石灰质或硅酸质肥料等各种形式的土壤改良剂，但是对被酸性化的土壤和恢复土壤的肥沃度方面存在局限性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前常见土壤改良剂仅能短时间内改善土壤理化性质，且大多数土壤改良剂主要由各种化学物质合成，残留于土壤中会造成二次污染的缺陷，提供了一种生物土壤改良剂的制备方法，本发明首先取高含水率的污泥加入助剂后进行曝气处理，得到污泥混合物，再利用废弃菌糠、玉米秸秆等与污泥混合物进行堆肥处理，再将猪骨进行预处理后进行热解，得到生物炭，最后将膨润土等粉碎后与堆肥物等混合干燥，即可得到生物土壤改良剂。本发明制备的改良剂对土地改良作用长期有效，可以补充土壤中缺少的各种营养元素，吸附固定土壤中的重金属离子，并且能够调节土壤松紧度，降低土壤容重，增加土壤有机质，提高土壤孔隙度，同时本发明操作简单，原料价廉易得，可以有效地利用废弃物减少对环境的污染。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）称取1～3kg含水量为80～90%的污泥加入到处理池中，并加入5～8g氢氧化钠，搅拌20～30min，再加入100～200mL质量分数为10%过硫酸钠溶液，从污泥底部开始曝气，曝气1～2天，得到污泥混合物；
（2）称取2～3kg菌糠、3～4kg玉米秸秆和500～600g蚯蚓粪加入到粉碎机中进行粉碎，过50～60目筛，得到混合物，将混合物置于搅拌机中，再加入上述污泥混合物，搅拌20～30min，搅拌完成后，将其置于通风处堆肥10～15天，每隔2～3天进行一次翻堆，每次翻堆的同时将400～500mL去离子水淋洒到堆肥上，通风堆肥结束后，收集堆肥物，备用；
（3）称取1～2kg新鲜的猪骨，人工去除其表面的残肉，并用去离子水洗涤干净后，置于粉碎机中进行粉碎，过80～100目筛，收集过筛物，将过筛物置于管式热解炉中，以80～90mL/min的速率向炉内通入氮气，再程序升温至500～600℃，热解3～4h，其中控制程序升温的速率为8～10℃/min，待热解结束使其自然冷却至室温，得到生物炭；
（4）称取100～200g膨润土、150～200g蛭石、200～300g磷石膏加入到粉碎机中进行粉碎，过60～80目筛，得到混合粉末，将粉末加入到烧杯中，再依次加入2～3kg步骤（2）备用的堆肥物、300～400g生物炭、20～30g羧甲基纤维素和2～3L去离子水，磁力搅拌混合20～30min，将混合物置于烘箱中，在105～110℃下干燥至含水率为8～10%，得到干燥物，将干燥物粉碎后过80～100目筛，收集过筛物，即可得到生物土壤改良剂。
本发明的应用方法：将待改良的土地表面的杂草去除后，将土壤改良剂与水按质量比为1：400～500进行稀释，然后均匀喷洒在土地表面，控制土壤改良剂用量为40～50kg/亩，待2～3天后进行翻锄，再隔7～8天后再次喷洒质量比为1：400～500加水稀释后的土壤改良剂溶液，土壤改良剂用量不变，喷洒完毕后再次翻锄一次即可。经本发明土壤改良剂改良后的土壤容重降低了15～18%，总孔隙度提高了18～20%，N、P、K元素含量均增加了10～15%，土壤的保水保肥能力显著提高。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的土壤改良剂对土地改良作用长期有效，可以补充土壤中缺少的各种营养元素，吸附固定土壤中的重金属离子，并且能够调节土壤松紧度，降低土壤容重，增加土壤有机质，提高土壤孔隙度；
（2）本发明操作简单，原料价廉易得，可以有效地利用废弃物减少对环境的污染。
具体实施方式
首先称取1～3kg含水量为80～90%的污泥加入到处理池中，并加入5～8g氢氧化钠，搅拌20～30min，再加入100～200mL质量分数为10%过硫酸钠溶液，从污泥底部开始曝气，曝气1～2天，得到污泥混合物；称取2～3kg菌糠、3～4kg玉米秸秆和500～600g蚯蚓粪加入到粉碎机中进行粉碎，过50～60目筛，得到混合物，将混合物置于搅拌机中，再加入上述污泥混合物，搅拌20～30min，搅拌完成后，将其置于通风处堆肥10～15天，每隔2～3天进行一次翻堆，每次翻堆的同时将400～500mL去离子水淋洒到堆肥上，通风堆肥结束后，收集堆肥物，备用；称取1～2kg新鲜的猪骨，人工去除其表面的残肉，并用去离子水洗涤干净后，置于粉碎机中进行粉碎，过80～100目筛，收集过筛物，将过筛物置于管式热解炉中，以80～90mL/min的速率向炉内通入氮气，再程序升温至500～600℃，热解3～4h，其中控制程序升温的速率为8～10℃/min，待热解结束使其自然冷却至室温，得到生物炭；称取100～200g膨润土、150～200g蛭石、200～300g磷石膏加入到粉碎机中进行粉碎，过60～80目筛，得到混合粉末，将粉末加入到烧杯中，再依次加入2～3kg备用的堆肥物、300～400g生物炭、20～30g羧甲基纤维素和2～3L去离子水，磁力搅拌混合20～30min，将混合物置于烘箱中，在105～110℃下干燥至含水率为8～10%，得到干燥物，将干燥物粉碎后过80～100目筛，收集过筛物，即可得到生物土壤改良剂。
实例1
首先称取1kg含水量为80%的污泥加入到处理池中，并加入5g氢氧化钠，搅拌20min，再加入100mL质量分数为10%过硫酸钠溶液，从污泥底部开始曝气，曝气1天，得到污泥混合物；称取2kg菌糠、3kg玉米秸秆和500g蚯蚓粪加入到粉碎机中进行粉碎，过50目筛，得到混合物，将混合物置于搅拌机中，再加入上述污泥混合物，搅拌20min，搅拌完成后，将其置于通风处堆肥10天，每隔2天进行一次翻堆，每次翻堆的同时将400mL去离子水淋洒到堆肥上，通风堆肥结束后，收集堆肥物，备用；称取1kg新鲜的猪骨，人工去除其表面的残肉，并用去离子水洗涤干净后，置于粉碎机中进行粉碎，过80目筛，收集过筛物，将过筛物置于管式热解炉中，以80mL/min的速率向炉内通入氮气，再程序升温至500℃，热解3h，其中控制程序升温的速率为8℃/min，待热解结束使其自然冷却至室温，得到生物炭；称取100g膨润土、150g蛭石、200g磷石膏加入到粉碎机中进行粉碎，过60目筛，得到混合粉末，将粉末加入到烧杯中，再依次加入2kg备用的堆肥物、300g生物炭、20g羧甲基纤维素和2L去离子水，磁力搅拌混合20min，将混合物置于烘箱中，在105℃下干燥至含水率为8%，得到干燥物，将干燥物粉碎后过80目筛，收集过筛物，即可得到生物土壤改良剂。
本发明的应用方法：将待改良的土地表面的杂草去除后，将土壤改良剂与水按质量比为1：400进行稀释，然后均匀喷洒在土地表面，控制土壤改良剂用量为40kg/亩，待2天后进行翻锄，再隔7天后再次喷洒质量比为1：400加水稀释后的土壤改良剂溶液，土壤改良剂用量不变，喷洒完毕后再次翻锄一次即可。经本发明土壤改良剂改良后的土壤容重降低了15%，总孔隙度提高了18%，N、P、K元素含量均增加了10%，土壤的保水保肥能力显著提高。
实例2
首先称取3kg含水量为90%的污泥加入到处理池中，并加入8g氢氧化钠，搅拌30min，再加入200mL质量分数为10%过硫酸钠溶液，从污泥底部开始曝气，曝气2天，得到污泥混合物；称取3kg菌糠、4kg玉米秸秆和600g蚯蚓粪加入到粉碎机中进行粉碎，过60目筛，得到混合物，将混合物置于搅拌机中，再加入上述污泥混合物，搅拌30min，搅拌完成后，将其置于通风处堆肥15天，每隔3天进行一次翻堆，每次翻堆的同时将500mL去离子水淋洒到堆肥上，通风堆肥结束后，收集堆肥物，备用；称取2kg新鲜的猪骨，人工去除其表面的残肉，并用去离子水洗涤干净后，置于粉碎机中进行粉碎，过100目筛，收集过筛物，将过筛物置于管式热解炉中，以90mL/min的速率向炉内通入氮气，再程序升温至600℃，热解4h，其中控制程序升温的速率为10℃/min，待热解结束使其自然冷却至室温，得到生物炭；称取200g膨润土、200g蛭石、300g磷石膏加入到粉碎机中进行粉碎，过80目筛，得到混合粉末，将粉末加入到烧杯中，再依次加入3kg备用的堆肥物、400g生物炭、30g羧甲基纤维素和3L去离子水，磁力搅拌混合30min，将混合物置于烘箱中，在110℃下干燥至含水率为10%，得到干燥物，将干燥物粉碎后过100目筛，收集过筛物，即可得到生物土壤改良剂。
本发明的应用方法：将待改良的土地表面的杂草去除后，将土壤改良剂与水按质量比为1：450进行稀释，然后均匀喷洒在土地表面，控制土壤改良剂用量为45kg/亩，待2.5天后进行翻锄，再隔7.5天后再次喷洒质量比为1：450加水稀释后的土壤改良剂溶液，土壤改良剂用量不变，喷洒完毕后再次翻锄一次即可。经本发明土壤改良剂改良后的土壤容重降低了16%，总孔隙度提高了19%，N、P、K元素含量均增加了18%，土壤的保水保肥能力显著提高。
实例3
首先称取2kg含水量为85%的污泥加入到处理池中，并加入6g氢氧化钠，搅拌25min，再加入150mL质量分数为10%过硫酸钠溶液，从污泥底部开始曝气，曝气1.5天，得到污泥混合物；称取2.5kg菌糠、3.5kg玉米秸秆和550g蚯蚓粪加入到粉碎机中进行粉碎，过55目筛，得到混合物，将混合物置于搅拌机中，再加入上述污泥混合物，搅拌25min，搅拌完成后，将其置于通风处堆肥13天，每隔2.5天进行一次翻堆，每次翻堆的同时将450mL去离子水淋洒到堆肥上，通风堆肥结束后，收集堆肥物，备用；称取1.5kg新鲜的猪骨，人工去除其表面的残肉，并用去离子水洗涤干净后，置于粉碎机中进行粉碎，过90目筛，收集过筛物，将过筛物置于管式热解炉中，以85mL/min的速率向炉内通入氮气，再程序升温至550℃，热解3.5h，其中控制程序升温的速率为9℃/min，待热解结束使其自然冷却至室温，得到生物炭；称取150g膨润土、175g蛭石、250g磷石膏加入到粉碎机中进行粉碎，过70目筛，得到混合粉末，将粉末加入到烧杯中，再依次加入2.5kg备用的堆肥物、350g生物炭、25g羧甲基纤维素和2.5L去离子水，磁力搅拌混合25min，将混合物置于烘箱中，在108℃下干燥至含水率为9%，得到干燥物，将干燥物粉碎后过90目筛，收集过筛物，即可得到生物土壤改良剂。
本发明的应用方法：将待改良的土地表面的杂草去除后，将土壤改良剂与水按质量比为1：500进行稀释，然后均匀喷洒在土地表面，控制土壤改良剂用量为50kg/亩，待3天后进行翻锄，再隔8天后再次喷洒质量比为1：500加水稀释后的土壤改良剂溶液，土壤改良剂用量不变，喷洒完毕后再次翻锄一次即可。经本发明土壤改良剂改良后的土壤容重降低了18%，总孔隙度提高了20%，N、P、K元素含量均增加了15%，土壤的保水保肥能力显著提高。

Claims (1)

1.一种生物土壤改良剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取1～3kg含水量为80～90%的污泥加入到处理池中，并加入5～8g氢氧化钠，搅拌20～30min，再加入100～200mL质量分数为10%过硫酸钠溶液，从污泥底部开始曝气，曝气1～2天，得到污泥混合物；
（2）称取2～3kg菌糠、3～4kg玉米秸秆和500～600g蚯蚓粪加入到粉碎机中进行粉碎，过50～60目筛，得到混合物，将混合物置于搅拌机中，再加入上述污泥混合物，搅拌20～30min，搅拌完成后，将其置于通风处堆肥10～15天，每隔2～3天进行一次翻堆，每次翻堆的同时将400～500mL去离子水淋洒到堆肥上，通风堆肥结束后，收集堆肥物，备用；
（3）称取1～2kg新鲜的猪骨，人工去除其表面的残肉，并用去离子水洗涤干净后，置于粉碎机中进行粉碎，过80～100目筛，收集过筛物，将过筛物置于管式热解炉中，以80～90mL/min的速率向炉内通入氮气，再程序升温至500～600℃，热解3～4h，其中控制程序升温的速率为8～10℃/min，待热解结束使其自然冷却至室温，得到生物炭；
（4）称取100～200g膨润土、150～200g蛭石、200～300g磷石膏加入到粉碎机中进行粉碎，过60～80目筛，得到混合粉末，将粉末加入到烧杯中，再依次加入2～3kg步骤（2）备用的堆肥物、300～400g生物炭、20～30g羧甲基纤维素和2～3L去离子水，磁力搅拌混合20～30min，将混合物置于烘箱中，在105～110℃下干燥至含水率为8～10%，得到干燥物，将干燥物粉碎后过80～100目筛，收集过筛物，即可得到生物土壤改良剂。
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