CN107805502A - 一种利用丢糟制备的土壤改良剂及其应用 - Google Patents

一种利用丢糟制备的土壤改良剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用丢糟制备的土壤改良剂及其应用，涉及土壤改良技术领域。本发明的利用丢糟制备的土壤改良剂的原料包括以质量份数计的丢糟18‑22份，复合菌剂1‑2份，秸秆12‑14份，燃煤烟气脱硫废弃物24‑28份，木酢液5‑8份，聚丙烯酰胺4‑6份。本发明实现了丢糟、秸秆、燃煤烟气脱硫废弃物等工业或农业生产的废弃物循环利用，降低资源消耗，降低生产成本，提高经济效益；利用复合菌剂改善土壤的微生物体系，修复土壤的微循环***；用木酢液、聚丙烯酰胺改善土壤的性质及结构，同时，聚丙烯酰胺还能降低植物对重金属离子的吸收。

Description

一种利用丢糟制备的土壤改良剂及其应用
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域，尤其是一种利用丢糟制备的土壤改良剂及其应用。
背景技术
盐碱土是盐化或碱化形成的一类土壤，包括盐土、碱土及各种盐碱化土壤。在干旱和半干旱地区，底层土和地下水中所含的盐分，由于地面蒸发作用，随着土壤毛细管作用使所含盐分的水上升到地表层，水分蒸发后，使盐分留在土壤表层，聚积而形成盐碱地。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分工业污染和不合理施肥有关，造成土壤中碳酸盐和金属离子的累积，盐化和碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。
目前对盐碱地的改良措施主要有以下三种：(1)物理方法改良盐碱地；物理改良就是采用一些物理的方法进行改造盐碱土，如采用灌溉排水***，冲洗脱盐、松耕、压沙等方法，达到改良利用的目的，但存在着用工量大、投入成本高、维持时间有限或受限于水资源紧张等一系列问题，且不能从根本上降低土壤盐分，必须结合其它措施进行。(2)化学方法改良盐碱地化学改良就是应用一些酸性盐类物质来改良盐碱地的性质，降低土壤的酸碱度，增加土壤的阳离子代换能力，降低土壤的含盐量，增强土壤中微生物和酶的活性，促进植物根系生长。改善土壤的物理性质，增加土壤团粒结构，协调土壤水肥气热，增加土壤肥力。但是很多化学试剂容易对土壤造成二次污染，限制了其应用。(3)生物方法改良盐碱地。传统意义上的生物措施改良盐碱地，即用植物改良盐碱地，方法易行，经济效益显著。但是现在的这些方法都是以大量消耗自然资源，摄取自然物质或经过了自然加工制造而成的，无法满足环境保护和循环经济的要求，因此寻找一种利用废弃物或回收资源进行盐碱地改良的技术方法是该领域急需突破的关键所在。
发明内容
本发明的第一发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种利用丢糟制备的土壤改良剂，其属于微生物土壤改良剂，对土壤的改良效果好；并且其原料多来自于工业或农业生产的废弃物，促进资源的循环利用，节约成本。
本发明的第二发明目的在于：提供上述利用丢糟制备的土壤改良剂在改良土壤中的应用。
本发明采用的技术方案如下：
一种利用丢糟制备的土壤改良剂，其原料包括以质量份数计的丢糟18-22份，复合菌剂1-2份，秸秆12-14份，燃煤烟气脱硫废弃物24-28份，木酢液5-8份，聚丙烯酰胺4-6份。
白酒丢糟是以谷物为原料经过固态发酵、蒸馏提取酒精后的残留物。我国白酒酿造行业每年产生约2500万吨的丢糟。白酒丢糟呈酸性，极易腐败且不易贮存，若随意丢弃或焚烧，会对环境造成严重污染；另一方面，白酒丢糟中残存着未能完全利用的淀粉、富集的蛋白质、代谢产物氨基酸、维生素、矿物元素、纤维素、无氮浸出物和微生物残体等营养物质。燃煤烟气脱硫废弃物是燃煤电厂烟气石灰石-石膏法脱硫工艺的副产品，其主要成分(含量的70％-90％)是二水硫酸钙CaSO4·2H2O。
由于采用了上述技术方案，丢糟和燃煤烟气脱硫废弃物的得到有效的回收利用。丢糟中含量丰富的营养成份可为复合菌剂的生长代谢提供养分。燃煤烟气脱硫废弃物中的钙离子交换土壤胶体上的可代换性钠离子，使钠离子从土壤胶体进入土壤溶液，代换成为Na2SO4，钠离子可以随灌溉水下渗或经由排水渠排走，从而降低土壤的碱化度，改善土壤的物理性状和土壤的团粒结构，钙和硫元素均为重要的植物营养成分，适当的补充这两种养分可以促进植物的生长。复合菌剂用于改善土壤的微生物体系，修复土壤的微循环体系。木酢液是在烧制木炭过程中木材热解成分的冷凝回收液，呈酸性，用于调节土壤pH，并且，木酢液含有植物生长素、赤霉素、细胞***素、微量元素、维生素等营养成分，有效促进植物生长。聚丙烯酰胺可有效的改善土壤结构，增加大团聚体数目，降低土壤容重，提高渗透率，增加土壤的含水量，提高土壤抗蚀能力。即该利用丢糟制备的土壤改良剂能有效地改善土壤的盐碱化性质，增加土壤团粒，防止土壤板结。
本发明的一种利用丢糟制备的土壤改良剂，复合菌剂由胶质芽孢杆菌、枯草杆菌、地衣芽孢杆菌和固氮菌按照质量比1：0.6-0.8:0.3-0.5：0.1-0.2的比例组成。
本发明的一种利用丢糟制备的土壤改良剂，所述聚丙烯酰胺为阴离子型，其离子化度为20％-30％，聚合度为1000-2000。
由于采用了上述技术方案，阴离子型聚丙烯酰胺与土壤中的金属离子结合，金属阳离子又可以与土壤颗粒结合，从而形成阳离子桥，即聚丙烯酰胺-阳离子-土壤颗粒结构，一方面形成团粒结构对抗板结，另一发明降低植物对重金属离子的吸收。
本发明的一种利用丢糟制备的土壤改良剂，其由如下方法制备而成：
步骤一：将丢糟干燥后进行破碎得到丢糟粉末；
步骤二：丢糟粉末湿热灭菌后自然冷却至常温；
步骤三：将复合菌剂接种至经冷却的丢糟粉末中并进行菌种培养得到腐熟丢糟；
步骤四：将秸秆，燃煤烟气脱硫废弃物，木酢液，聚丙烯酰胺与腐熟丢糟均匀混合既得。
由于采用了上述技术方案，一方面复合菌剂在经预处理的丢糟中进行了活化，生长活性高，另一发明，复合菌剂将丢糟中的大分子营养成分进一步分解，便于植物直接吸收利用。
本发明的一种利用丢糟制备的土壤改良剂，步骤一中，破碎的丢糟粉末过40-80目筛。
本发明的一种利用丢糟制备的土壤改良剂，步骤三中，菌种培养时间为3-7天。
本发明的一种利用丢糟制备的土壤改良剂，步骤四中，秸秆的粒径为1-2mm，含水量为12-20％；燃煤烟气脱硫废弃物经粉碎，过30-60目筛。
由于采用了上述技术方案，丢糟粉碎后，便于微生物对其的分解；燃煤烟气脱硫废弃物经粉碎后促进钙离子和钠离子的交换过程。
上述的利用丢糟制备的土壤改良剂在改良土壤中的应用。
本发明的利用丢糟制备的土壤改良剂在改良土壤中的应用，优选地在改良盐碱化土壤中的应用。
由于丢糟、木酢液均显酸性，并且钙离子和钠离子的交换过程，所以本发明提供的利用丢糟制备的土壤改良剂尤其适合于对盐碱化土壤的改善。
本发明的利用丢糟制备的土壤改良剂在改良土壤中的应用，该利用丢糟制备的土壤改良剂的施入深度为耕作层深度的15-20cm，每1-2月施用一次，施用量为0.5-2kg/m2。
由于采用了上述技术方案，微生物容易存活和生长，聚丙烯酰胺分解速率降低，土壤改良效果好。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.将丢糟、秸秆、燃煤烟气脱硫废弃物等工业或农业生产的废弃物循环利用，降低资源消耗，降低生产成本，提高经济效益。
2.利用复合菌剂改善土壤的微生物体系，修复土壤的微循环***。
3.用木酢液、聚丙烯酰胺改善土壤的性质及结构，同时，聚丙烯酰胺还能降低植物对重金属离子的吸收。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
本实施例提供一种利用丢糟制备的土壤改良剂，该土壤改良剂属于微生物土壤改良剂，对土壤的改良效果好；并且其原料多来自于工业或农业生产的废弃物，促进资源的循环利用，节约成本。
一种利用丢糟制备的改良剂，其原料包括以质量份数计的丢糟18份，复合菌剂1份，秸秆12份，燃煤烟气脱硫废弃物24份，木酢液5份，聚丙烯酰胺4份。其中，复合菌剂由胶质芽孢杆菌、枯草杆菌、地衣芽孢杆菌和固氮菌按照质量比1:0.6:0.3:0.1的比例组成，聚丙烯酰胺为阴离子型，其离子化度为20％，聚合度为1000。
本实施例提供的利用丢糟制备的土壤改良剂按照如下方法制备而成：
步骤一：取新鲜出甑的丢糟，首先在风速为6m/s的条件下鼓风干燥至含水量为40％，然后在80℃条件下干燥至含水量为30％，最后在60℃条件下将其干燥至含水量不高于20％。将经干燥的丢糟粉碎至40目，得到丢糟粉末。将丢糟粉末维置于121℃下灭菌30min，自然冷却至常温得到灭菌粉末。
步骤二：按比例取胶质芽孢杆菌、枯草杆菌、地衣芽孢杆菌和固氮菌的菌种，分散于37℃的无菌温水中保温30min得到居中溶液。将菌种溶液接种于灭菌粉末中，发酵3天得到腐熟丢糟。
步骤三：将秸秆干燥至含水量为12％，然后粉碎至粒径为1mm，燃煤烟气脱硫废弃物经粉碎至30目，并将二者与木酢液以及聚丙烯酰胺加入腐熟丢糟，搅拌均匀即得。
实施例2
本实施例提供一种利用丢糟制备的土壤改良剂，该土壤改良剂属于微生物土壤改良剂，对土壤的改良效果好；并且其原料多来自于工业或农业生产的废弃物，促进资源的循环利用，节约成本。
一种利用丢糟制备的土壤改良剂，其原料包括以质量份数计的丢糟20份，复合菌剂2份，秸秆12份，燃煤烟气脱硫废弃物25份，木酢液6份，聚丙烯酰胺5份。其中，复合菌剂由胶质芽孢杆菌、枯草杆菌、地衣芽孢杆菌和固氮菌按照质量比1:0.7:0.4:0.2的比例组成，聚丙烯酰胺为阴离子型，其离子化度为25％，聚合度为1800。
本实施例提供的利用丢糟制备的土壤改良剂按照如下方法制备而成：
步骤一：取新鲜出甑的丢糟，首先在风速为8m/s的条件下鼓风干燥至含水量为35％，然后在60℃条件下干燥至含水量为25％，最后在40℃条件下将其干燥至含水量不高于20％。将经干燥的丢糟粉碎至60目，得到丢糟粉末。
步骤二：按比例取胶质芽孢杆菌、枯草杆菌、地衣芽孢杆菌和固氮菌的菌种，分散于37℃的无菌温水中保温30min得到居中溶液。将菌种溶液接种于灭菌粉末中，发酵5天得到腐熟丢糟。
步骤三：将秸秆干燥至含水量为15％，然后粉碎至粒径为2mm，燃煤烟气脱硫废弃物经粉碎至40目，并将二者与木酢液以及聚丙烯酰胺加入腐熟丢糟，搅拌均匀即得。
实施例3
本实施例提供一种利用丢糟制备的土壤改良剂，该土壤改良剂属于微生物土壤改良剂，对土壤的改良效果好；并且其原料多来自于工业或农业生产的废弃物，促进资源的循环利用，节约成本。
一种利用丢糟制备的土壤改良剂，其原料包括以质量份数计的丢糟22份，复合菌剂2份，秸秆14份，燃煤烟气脱硫废弃物28份，木酢液8份，聚丙烯酰胺6份。其中，复合菌剂由胶质芽孢杆菌、枯草杆菌、地衣芽孢杆菌和固氮菌按照质量比1:0.8:0.5:0.2的比例组成，聚丙烯酰胺为阴离子型，其离子化度为30％，聚合度为2000。
本实施例提供的利用丢糟制备的土壤改良剂按照如下方法制备而成：
步骤一：取新鲜出甑的丢糟，首先在风速为8m/s的条件下鼓风干燥至含水量为35％，然后在60℃条件下干燥至含水量为25％，最后在40℃条件下将其干燥至含水量不高于20％。将经干燥的丢糟粉碎至80目，得到丢糟粉末。
步骤二：按比例取胶质芽孢杆菌、枯草杆菌、地衣芽孢杆菌和固氮菌的菌种，分散于37℃的无菌温水中保温30min得到居中溶液。将菌种溶液接种于灭菌粉末中，发酵7天得到腐熟丢糟。
步骤三：将秸秆干燥至含水量为20％，然后粉碎至粒径为2mm，燃煤烟气脱硫废弃物经粉碎至80目，并将二者与木酢液以及聚丙烯酰胺加入腐熟丢糟，搅拌均匀即得。
实施例4
本实施例提供实施例2中的利用丢糟制备的土壤改良剂在改良土壤中的应用，其具体的施用方法为：
选一块盐碱化的土地，检测其pH值和土壤菌落数。然后将实施例2中提供的利用丢糟制备的土壤改良剂施用与耕作层深度的15-20cm处，第一次施用量为2kg/m2，然后盖上土壤，一个月后检测土壤pH值和菌落数，然后按照该施用方法，进行第二次施用，施用量为1kg/m2重复施用一次，两个月后，检测土壤pH值和菌落数，然后按照该施用方法，进行第三次施用，施用量为0.5kg/m2重复施用一次，一个月后检测土壤pH值和菌落数。土壤pH值和菌落数结果如表1所示：
表1施用利用丢糟制备的土壤改良剂前后土壤pH和菌落数对比
由表1可知，本发明的利用丢糟制备的土壤改良剂能有有效改善盐碱地的pH，使其回复至中性，并且能够增加土壤中的微生物数量，改善土壤的微循环***，实现对退化土壤的改良。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种利用丢糟制备的土壤改良剂，其特征在于，其原料包括以质量份数计的丢糟18-22份，复合菌剂1-2份，秸秆12-14份，燃煤烟气脱硫废弃物24-28份，木酢液5-8份，聚丙烯酰胺4-6份。
2.根据权利要求1所述的利用丢糟制备的土壤改良剂，其特征在于，复合菌剂由胶质芽孢杆菌、枯草杆菌、地衣芽孢杆菌和固氮菌按照质量比1:0.6-0.8:0.3-0.5：0.1-0.2的比例组成。
3.根据权利要求2所述的利用丢糟制备的土壤改良剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺为阴离子型，其离子化度为20%-30%，聚合度为1000-2000。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的利用丢糟制备的土壤改良剂，其特征在于，其由如下方法制备而成：
步骤一：将丢糟干燥后进行破碎得到丢糟粉末；
步骤二：丢糟粉末湿热灭菌后自然冷却至常温；
步骤三：将复合菌剂接种至经冷却的丢糟粉末中并进行菌种培养得到腐熟丢糟；
步骤四：将秸秆，燃煤烟气脱硫废弃物，木酢液，聚丙烯酰胺与腐熟丢糟均匀混合既得。
5.根据权利要求4所述的利用丢糟制备的土壤改良剂，其特征在于，步骤一中，破碎的丢糟粉末过40-80目筛。
6.根据权利要求5所述的利用丢糟制备的土壤改良剂，其特征在于，步骤三中，菌种培养时间为3-7天。
7.根据权利要求6所述的利用丢糟制备的土壤改良剂，其特征在于，步骤四中，秸秆的粒径为1-2mm，含水量为12-20%；燃煤烟气脱硫废弃物经粉碎，过30-60目筛。
8.权利要求1-7中任一项所述的利用丢糟制备的土壤改良剂在改良土壤中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，在改良盐碱化土壤中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，该利用丢糟制备的土壤改良剂的施入深度为耕作层深度的15-20cm，每1-2月施用一次，施用量为0.5-2kg/m2。
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