CN109279971A - 一种提升酸化土壤修复效果的有机肥及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提升酸化土壤修复效果的有机肥，其由如下重量份的原料制备而成：生物炭5‑10份，食用菌菌菇渣40‑60份，畜禽粪便10‑20份，黏土5‑10份，硝化抑制剂双氰胺0.5～1份。制备方法：按计量比将生物炭、食用菌菌菇渣和畜禽粪便混匀后，加水继续混匀至物料含水率达到50‑60％，然后覆膜发酵20‑25天，得混合料；往混合料中加入黏土和双氰胺，混合均匀，粉碎后造粒。本发明将菌菇渣有机质丰富、生物炭碱性且富含碱基能中和酸度、双氰胺抑制菌菇渣和畜禽粪便中氮的硝化控制酸的产生，制备来源广泛、成本低廉可控、提升土壤肥力、能够修复酸化土壤中的酸度，促进作物根系生长。

Description

一种提升酸化土壤修复效果的有机肥及制备方法
技术领域
本发明属于肥料领域，具体涉及一种提升土壤酸化修复效果的有机肥及制备方法。
背景技术
当前，我国南方大面积土壤呈酸化加速趋势。土壤酸度过高会导致作物产量降低、品质变劣，同时有害的元素加速向可溶态释放，影响环境健康和社会的可持续发展。
土壤酸化虽然是自然过程，但该过程往往受人为影响而加速。土壤酸化加速的原因主要是由于人类的活动，其中生理酸性肥料和铵态氮肥如尿素的长期过量施用，是加速土壤酸化的一个重要原因(John LH et al.,2006；汪吉东等，2016)。其中用量广泛的尿素施入土壤后往往经过水解产生铵离子，每1摩尔铵离子在硝化过程中会产生2摩尔的氢离子，成为土壤加速酸化的重要来源。
利用有机肥修复酸化土壤具有较好的市场前景及应用价值，其合理施用到酸性土壤上，一方面促进作物生产，同时通过有机肥中的有机物及碱性物质来中和酸性土壤中的酸，有机物还能络合部分重金属，减少酸性土壤中重金属类物质的溶出。但长期以来，有机肥生产的基础物质来源多样，既有畜禽粪便，又有秸秆等，对有机肥的不同来料对酸性土壤的修复效果尚未见任何报道。生物炭本身呈碱性，富含钙镁及钾等盐基离子及大量羧基及芳香族结构，同时具有比表面积大、吸附力强，能够保水保肥，以炭锁氮、活化磷钾的作用。因此，生物炭被视为酸化土壤改良修复以及沙化土、白浆土等低产土壤改良的理想选择，在国际学术界有着“黑色黄金”之称。在酸性土壤上施用生物炭增产和改土效果明显。但生物炭成本较高，添加比例过高则导致生产的有机肥价格难以被市场接受，但生物炭添加比例过低，往往在酸性土壤上改良效果不明显。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种提升土壤酸化修复效果的有机肥，使能在提升土壤肥力的同时高效修复酸化土壤酸度，并且成本低廉、环保高效。
本发明的另一目的在于提供上述有机肥的制备方法。
技术方案
一种提升酸化土壤修复效果的有机肥，由如下重量份的原料制备而成：生物炭5-10份，食用菌菌菇渣40-60份，畜禽粪便10-20份，黏土5-10份，硝化抑制剂双氰胺0.5～1份。
所述生物炭为农作物秸秆或木材经低氧高温裂解碳化所形成的，可自制也可市购。
进一步，所述食用菌菌菇渣为食用菌生产的下脚料或废料，含水率不超过30％。
进一步，所述畜禽粪便的含水量不超过40％，选自于鲜猪粪、鸡粪或二者的混合物。
上述提升酸化土壤修复效果的有机肥的制备方法，包括如下步骤：
(1)按计量比将生物炭、食用菌菌菇渣和畜禽粪便混匀后，加水至物料含水率为50～60％，继续混匀，然后覆膜发酵20-25天，得混合料；
(2)往混合料中加入黏土和双氰胺，混合均匀，粉碎后造粒装袋。
进一步，步骤(1)中，覆膜发酵温度为20-30℃。
进一步，步骤(2)中，所述造粒的粒径为8-15mm。
本发明的有益效果：
1)本发明的有机肥中含有生物炭，可有效补充土壤的碱性物质，提高土壤有机质、增加土壤的孔隙度、满足作物生长，且添加比例不高，成本可控；
2)充分利用了畜禽粪便和废弃的菌菇渣中的氮素养分和其他养分，经过二次发酵变废为宝，减少对环境的污染；
3)利用硝化抑制剂双氰胺一方面提高畜禽粪便和菌菇渣所含的氮素的肥效，同时利用硝化菌抑制作用，减少施用有机肥后氮素循环的酸产生，更加促进了上述有机肥的酸化修复效果，肥效提升和酸化抑制效果一举两得；
4)通过生物炭、菌菇渣及畜禽粪便和双氰胺的复配，所产有机肥有机质含量高，养分全面，产品品质优良；
5)成本控制好，以价格低廉的菌菇渣为主要成分，生物炭及双氰胺比例较低，尤其双氰胺施用量低，成本控制较好；
6)产品按不同需求，可混匀以粉状施用，也可以造粒为高档商品有机肥，通过机器施用。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。下述实施例中，所用生物炭由河南商丘三利有限公司提供；所述食用菌菌菇渣由盐城市亭湖区春秋菌业专业合作社提供；所述畜禽粪便由滨海县养殖大户提供，含水量38％左右；所述农用双氰胺由郑州鑫威化工生产，纯度99％；所述黏土采集自黄河故道潮土，pH呈碱性。但均不限于此。
实施例1
一种提升酸化土壤修复效果的有机肥，由如下重量份的原料制备而成：生物炭7份，食用菌菌菇渣50份，畜禽粪便15份，黏土8份，硝化抑制剂双氰胺0.7份。所述菌菇渣为木耳菌菇渣，含水量为37％。
上述提升酸化土壤修复效果的有机肥的制备方法，包括如下步骤：
(1)按计量比将生物炭、食用菌菌菇渣和畜禽粪便混匀后，加水至物料含水率达到50％，继续混匀，然后25℃覆膜发酵22天，得混合料，摊开控制水分；
(2)往混合料中加入黏土和双氰胺，混合均匀，粉碎后造粒，造粒粒径为10mm。
实施例2
一种提升酸化土壤修复效果的有机肥，由如下重量份的原料制备而成：生物炭8份，食用菌菌菇渣55份，畜禽粪便18份，黏土7份，硝化抑制剂双氰胺0.9份。所述菌菇渣为金针菇菌菇渣，含水量为24％。
上述提升酸化土壤修复效果的有机肥的制备方法，包括如下步骤：
(1)按计量比将生物炭、食用菌菌菇渣和畜禽粪便混匀后，加水至物料含水率达到60％，继续混匀，然后24℃覆膜发酵25天，得混合料；
(2)往混合料中加入黏土和双氰胺，混合均匀，粉碎后造粒，造粒粒径为10mm。
一、产品检测试验：
检测依据为NY/T525-2002和GB18877-2002，我国现行有机肥料标准与本发明实施例1-2的有机肥检测结果见表1：
表1
二、应用测试：
(一)实施时间：2015-2018年，试验地点：江苏省丹阳市云阳镇稻麦轮作基地，土壤为粉砂质湖湘沉积物发育而来，实施前土壤养分状况为：碱解氮90.2mg/kg，有效磷13.3mg/kg，速效钾88.0mg/kg，有机质含量13.8g/kg，pH 5.84(水土比2.5:1)。
试验方案：田间布置试验，小区面积30平方米。试验设六组，每组3个重复：组(1)：空白对照，不施任何肥料；组(2)：当地习惯施肥即施用当地常用化肥，氮、磷、钾折纯用量分别为20、6、8kg/亩；组(3)：在当地习惯施肥的基础上施用普通商品有机肥400g/亩；商品有机肥由泰州阿古利斯公司提供，组(4):在当地习惯施肥的基础上施用普通商品有机肥400g/亩；商品有机肥由泰州绿方园有限公司提供；组(5)实施例1中有机肥缺少双氰胺；组(6)：实施例1中有机肥含双氰胺。除不施肥外，其他处理后期追肥等管理都一致。小麦收获时，每个处理S形取样，每小区取样5点，混合后，风干，磨碎，测定pH，结果如表2所示：
表2：田间试验下不同组相同取样时期下土壤pH
处理 2015麦季 2016麦季 2017麦季 2018稻季
组(1) 5.78 5.86 5.80 6.05
组(2) 5.64 5.53 5.49 5.87
组(3) 5.89 5.97 6.08 6.13
组(4) 5.83 5.88 5.96 6.08
组(5) 6.10 6.18 6.21 6.22
组(6) 6.18 6.32 6.41 6.45
由表2可知：在相同的施用化肥基础上，增施有机肥具有一定的防酸效果，施用化肥的组(3)及组(4)与组(2)相比，土壤pH明显提高，说明施用有机肥具有一定的控酸效果，但效果有限，组(5)为非添加双氰胺的本发明产品，组(6)为本发明产品的控酸效果比施用普通商品有机肥的组(3)、组(4)控酸效果明显，无论是麦季还是稻季，土壤pH的增幅明显，和没有添加双氰胺的组(5)相比，添加双氰胺的实施例1的控酸效果更加明显，小麦季的pH增幅最高0.2个单位，水稻0.23单位，比纯化肥小麦季提升最高接近1个单位，水稻提升近0.6个单位，说明少量双氰胺对有机肥的控酸有较好的作用。
(二)实施方案：采集江西红壤、安徽黄棕壤及江苏丹阳水稻土，室内盆栽开展试验，每盆装土5kg，设5个处理，含组(1)纯化肥的对照处理，施氮、磷、钾按纯量为200、80、120mg/kg土，混匀后施入；组(2)为在组(1)基础上施用实施例1中不含双氰胺的产品，施用量30g/盆；组(3)为在组(1)基础上施用实施例)中产品，含有双氰胺。各盆钵随机区组排列，结果见表3：
表3土培下不同组的土壤pH变化状况
由表3可知，培养试验中添加的尿素水解，释放大量的氢氧根，导致pH在培养10天时普遍上升，但在30天迅速回落，后来由于氮的硝化产生较大酸等作用，导致组(1)和组(2)的pH迅速回落。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本发明的保护范围，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种提升酸化土壤修复效果的有机肥，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：生物炭5-10份，食用菌菌菇渣40-60份，畜禽粪便10-20份，黏土5-10份，硝化抑制剂双氰胺0.5～1份。
2.如权利要求1所述提升酸化土壤修复效果的有机肥，其特征在于，所述食用菌菌菇渣为食用菌生产的下脚料或废料，含水率不超过30％。
3.如权利要求1或2所述提升酸化土壤修复效果的有机肥，其特征在于，所述畜禽粪便的含水量不超过40％，选自于鲜猪粪、鸡粪或二者的混合物。
4.权利要求1或2或3所述提升酸化土壤修复效果的有机肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按计量比将生物炭、食用菌菌菇渣和畜禽粪便混匀后，加水至物料含水率为50～60％，继续混匀，然后覆膜发酵20-25天，得混合料；
(2)往混合料中加入黏土和双氰胺，混合均匀，粉碎后造粒装袋。
5.如权利要求4所述提升酸化土壤修复效果的有机肥的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，覆膜发酵温度为20-30℃。
6.如权利要求4或5所述提升酸化土壤修复效果的有机肥的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述造粒的粒径为8-15mm。
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