CN110877999A - 一种含沸石的土壤改良型有机肥料及其制备方法 - Google Patents

一种含沸石的土壤改良型有机肥料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,包括如下步骤:将红辉沸石粉碎,加入氧化镁、硫酸铝,搅拌状态下加入氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,在微波照射下震荡反应,过滤,洗涤,干燥,焙烧得到预处理沸石;将有机废弃物、土壤改良剂、烟杆粉、预处理沸石混合均匀,调节含水量,加入菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到40‑45℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为40‑50wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。本发明可明显提高作物产量,改善作物生长根系环境,提高土壤的酶活性,促进微生物生长,提高土壤有机质含量。

Description

一种含沸石的土壤改良型有机肥料及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机肥料技术领域,尤其涉及一种含沸石的土壤改良型有机肥料及其制备方法。
背景技术
目前,全球正面临着人口增多和环境恶化的严峻问题,农业生产中无机肥料的大量使用也会使得环境恶化更加严重。这种无机肥料的不足之处主要有:破坏土壤,导致土壤有机质含量下降,各类养分比例失调,土壤开始酸化、板结,土壤的理化性状及土壤微生物区系受到严重破坏,导致其保水、保肥、透气性差,难以满足农作物的实际生长需要;农作物对化肥农药的依赖性较强,必须逐年增加期使用量,否则,农作物生长缓慢,病虫害严重,造成减产;农业生态环境恶化,化肥施入农田后,实际利用率平均只有30%,大部分随农田排水流入江河湖泊或残留于土壤和植株及农作物体内,不仅带来环境污染而且危及人类和生命的安全和健康,这些都成为农业可持续性发展的障碍。
为了发展绿色有机产品,合理使用肥料,提高土壤肥力,修复土壤,改变理化性能和团粒结构,增强土壤菌群平衡,有机肥的研究和应用日益受到世界各国的重视。目前有机肥料存在肥料短,修复土壤能力有限,而且功效单一的特点,亟待解决。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种含沸石的土壤改良型有机肥料及其制备方法,可明显提高作物产量,改善作物生长根系环境,提高土壤的酶活性,促进微生物生长,提高土壤有机质含量。
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,包括如下步骤:
S1、将红辉沸石粉碎,加入氧化镁、硫酸铝,搅拌状态下加入氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,在微波照射下震荡反应,过滤,洗涤,干燥,焙烧得到预处理沸石;
S2、将有机废弃物、土壤改良剂、烟杆粉、预处理沸石混合均匀,调节含水量,加入菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到40-45℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为40-50wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
优选地,S1中,红辉沸石粉碎至20-60目。
优选地,S1中,氢氧化钠溶液的浓度为0.5-1.5mol/L。
优选地,S1中,震荡反应时间为2-4h,微波照射功率为320-400W,震荡速度为400-500rpm/min。
优选地,S1中,干燥温度为110-120℃;焙烧温度为200-230℃,焙烧时间为2-4h。
优选地,S1中,红辉沸石、氧化镁、硫酸铝的质量比为10-20:1-4:1-3。
优选地,S2中,有机废弃物、土壤改良剂、烟杆粉、预处理沸石、菌种发酵剂的质量比为80-100:10-15:1-10:5-15:0.5-1.5。
优选地,S2中,调节含水量为70-80wt%。
优选地,S2中,有机废弃物按质量百分比包括:木薯酒精渣10-20%,糖蜜酒精废液30-50%,秸秆10-20%,余量为滤泥。
优选地,S2中,土壤改良剂按质量百分比包括:煤矸石50-60%,风化煤10-20%,余量为泥炭土。
优选地,S2中,菌种发酵剂含有酵母菌1-2亿/g,地衣芽孢杆菌1-2亿/g,枯草芽孢杆菌1-2亿/g,细黄链霉菌1-2亿/g,固氮菌1-2亿/g,磷细菌1-2亿/g。
一种含沸石的土壤改良型有机肥料,由上述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法制得。
本发明所得有机肥料不仅含有机质、氮、磷、钾等元素,而且含有各类微量元素和有益菌种发酵剂,可向农作物提供多种营养元素,同时可向农作物提供大量的而且是其生长所必需的维生素、氨基酸、生长激素和抗生素等多种生理活性物质,不但作为良好的肥源,而且也是良好的土壤改良剂,集增产、高效、长效为一体,可有效提高农作物,改良土壤,抑制土传病害,成本低廉,工艺简单,并且无残留,无污染,具有较好的推广应用前景。
众所周知,红辉沸石是含水的铝硅酸盐矿物,内部有许多开放性的空洞和通道,具有很大的表面积,藉由孔隙或孔道的大小,它们能使大分子留置于结晶构造中,或使分子顺利通过,空气中沸石最多可吸收约自身重量30%的物质,而在碳氢化合物当中,其吸收能力可进一步达到其重量的90%。
本发明S1中,将红辉沸石与氧化镁、硫酸铝复配形成胶体状态,经过微波震荡后,氧化镁与硫酸铝加载在红辉沸石的孔道内或表面,经干燥后低温焙烧,不仅促使结合更加牢固,而且内部杂质被去除干净,所得沸石孔道和空穴占其体积的55%以上,同时吸附能力极强,可以有效吸附铬离子、镉离子等重金属离子,并且吸附率均高达98%以上。
本发明S2中,采用预处理沸石与土壤改良剂、烟杆粉复配,长期使用后使已经酸碱化或盐碱化等品质下降的土壤得到改良,促使肥效迅速而持久,不会造成肥害;而由木薯酒精渣、糖蜜酒精废液、秸秆和滤泥组成的有机废弃物以有机养分为主,经过菌种发酵剂发酵,既能提供作物以全面合理的养分,又可以全面提高土壤品质,增加土壤肥力,能给作物提供全面均衡的养分,大大提高作物抗病能力,且在生产和使用过程中都不会对环境造成污染,全面提高了经济和社会效益,使农业生产进入良性循环中,确保获得持续发展。
在制糖生产过程中,由于混合汁所含的蛋白质、果胶质、有机酸等非糖分有机物质对煮糖结晶不利,因此,须对混合汁进行澄清处理。即向混合汁加入氢氧化钙、二氧化硫、磷酸等物质,使蛋白质、果胶质、有机酸等非糖分有机物沉淀下来,沉淀物通过压滤机或真空吸滤机或离心分离设备而得到的滤渣,称为滤泥,它是甘蔗制糖的大宗副产品之一。一般亚硫酸法因加灰量少,滤泥量占甘蔗榨量0.7-1.4%;碳酸法因加灰量大,滤泥量占甘蔗榨量多达4.5-5.0%。
滤泥含有甘蔗纤维、蔗糖、带有蔗蜡的凝结胶体、蛋白质、磷酸钙,还夹带随甘蔗带来的砂土,其中多数成分来自甘蔗,钙质物多数是在蔗汁澄清处理时加入的。就物理性质而言,滤泥是松软,略似海绵的物质,具有多孔性,颜色为淡黄、暗褐以至黑色。在干燥时可以立即吸收大量的水分。初出厂的滤泥含水分约50-70%,经过在大气中长期自然干燥后,水分含量可减少到15%。滤泥的单位体积的重量很小,每吨含65%水分的滤泥,其体积约占1.6m3
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,包括如下步骤:
S1、将10kg红辉沸石粉碎至60目,加入1kg氧化镁、3kg硫酸铝,搅拌状态下加入浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,微波照射下震荡反应4h,微波照射功率为320W,震荡速度为500rpm/min,过滤,洗涤,110℃干燥,230℃焙烧2h,得到预处理沸石;
S2、将100kg有机废弃物、10kg土壤改良剂、10kg烟杆粉、5kg预处理沸石混合均匀,调节含水量为80wt%,加入0.5kg菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到45℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为40wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
实施例2
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,包括如下步骤:
S1、将20kg红辉沸石粉碎至20目,加入4kg氧化镁、1kg硫酸铝,搅拌状态下加入浓度为1.5mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,微波照射下震荡反应2h,微波照射功率为400W,震荡速度为400rpm/min,过滤,洗涤,120℃干燥,200℃焙烧4h,得到预处理沸石;
S2、将80kg有机废弃物、15kg土壤改良剂、1kg烟杆粉、15kg预处理沸石混合均匀,调节含水量为70wt%,加入1.5kg菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到40℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为50wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
实施例3
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,包括如下步骤:
S1、将12kg红辉沸石粉碎至50目,加入2kg氧化镁、2.5kg硫酸铝,搅拌状态下加入浓度为0.8mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,微波照射下震荡反应3.5h,微波照射功率为340W,震荡速度为480rpm/min,过滤,洗涤,112℃干燥,220℃焙烧2.5h,得到预处理沸石;
S2、将19kg木薯酒精渣、28.5kg糖蜜酒精废液、19kg秸秆、28.5kg滤泥、6kg煤矸石、2.4kg风化煤、3.6kg泥炭土、7kg烟杆粉、8kg预处理沸石混合均匀,调节含水量为77wt%,加入0.8kg菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到44℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为43wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
上述菌种发酵剂含有:酵母菌1-2亿/g,地衣芽孢杆菌1-2亿/g,枯草芽孢杆菌1-2亿/g,细黄链霉菌1-2亿/g,固氮菌1-2亿/g,磷细菌1-2亿/g。
实施例4
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,包括如下步骤:
S1、将18kg红辉沸石粉碎至30目,加入3kg氧化镁、1.5kg硫酸铝,搅拌状态下加入浓度为1.2mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,微波照射下震荡反应2.5h,微波照射功率为380W,震荡速度为420rpm/min,过滤,洗涤,118℃干燥,210℃焙烧3.5h,得到预处理沸石;
S2、将8.5kg木薯酒精渣、42.5kg糖蜜酒精废液、8.5kg秸秆、25.5kg滤泥、8.4kg煤矸石、1.4kg风化煤、4.2kg泥炭土、3kg烟杆粉、12kg预处理沸石混合均匀,调节含水量为73wt%,加入1.2kg菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到42℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为47wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
上述菌种发酵剂含有:酵母菌1-2亿/g,地衣芽孢杆菌1-2亿/g,枯草芽孢杆菌1-2亿/g,细黄链霉菌1-2亿/g,固氮菌1-2亿/g,磷细菌1-2亿/g。
实施例5
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,包括如下步骤:
S1、将15kg红辉沸石粉碎至40目,加入2.5kg氧化镁、2kg硫酸铝,搅拌状态下加入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,微波照射下震荡反应3h,微波照射功率为360W,震荡速度为450rpm/min,过滤,洗涤,115℃干燥,215℃焙烧3h,得到预处理沸石;
S2、将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg预处理沸石混合均匀,调节含水量为75wt%,加入1kg菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为45wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
上述菌种发酵剂含有:酵母菌1-2亿/g,地衣芽孢杆菌1-2亿/g,枯草芽孢杆菌1-2亿/g,细黄链霉菌1-2亿/g,固氮菌1-2亿/g,磷细菌1-2亿/g。
对比例1
一种机肥料制备方法,包括如下步骤:
S1、将15kg红辉沸石粉碎至40目,加入2.5kg氧化镁,搅拌状态下加入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,微波照射下震荡反应3h,微波照射功率为360W,震荡速度为450rpm/min,过滤,洗涤,115℃干燥,215℃焙烧3h,得到预处理沸石;
S2、将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg预处理沸石混合均匀,调节含水量为75wt%,加入1kg菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为45wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到有机肥料。
上述菌种发酵剂含有:酵母菌1-2亿/g,地衣芽孢杆菌1-2亿/g,枯草芽孢杆菌1-2亿/g,细黄链霉菌1-2亿/g,固氮菌1-2亿/g,磷细菌1-2亿/g。
对比例2
一种机肥料制备方法,包括如下步骤:
S1、将15kg红辉沸石粉碎至40目,加入2kg硫酸铝,搅拌状态下加入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,微波照射下震荡反应3h,微波照射功率为360W,震荡速度为450rpm/min,过滤,洗涤,115℃干燥,215℃焙烧3h,得到预处理沸石;
S2、将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg预处理沸石混合均匀,调节含水量为75wt%,加入1kg菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为45wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到有机肥料。
上述菌种发酵剂含有:酵母菌1-2亿/g,地衣芽孢杆菌1-2亿/g,枯草芽孢杆菌1-2亿/g,细黄链霉菌1-2亿/g,固氮菌1-2亿/g,磷细菌1-2亿/g。
对比例3
一种机肥料制备方法,包括如下步骤:
S1、将15kg红辉沸石粉碎至40目,加入2.5kg氧化镁、2kg硫酸铝,搅拌状态下加入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,震荡反应3h,震荡速度为450rpm/min,过滤,洗涤,115℃干燥,215℃焙烧3h,得到预处理沸石;
S2、将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg预处理沸石混合均匀,调节含水量为75wt%,加入1kg菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为45wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到有机肥料。
上述菌种发酵剂含有:酵母菌1-2亿/g,地衣芽孢杆菌1-2亿/g,枯草芽孢杆菌1-2亿/g,细黄链霉菌1-2亿/g,固氮菌1-2亿/g,磷细菌1-2亿/g。
对比例4
一种机肥料制备方法,包括如下步骤:将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg红辉沸石混合均匀,调节含水量为75wt%,加入1kg菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为45wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到有机肥料。
上述菌种发酵剂含有:酵母菌1-2亿/g,地衣芽孢杆菌1-2亿/g,枯草芽孢杆菌1-2亿/g,细黄链霉菌1-2亿/g,固氮菌1-2亿/g,磷细菌1-2亿/g。
对比例5
一种机肥料制备方法,包括如下步骤:
S1、将15kg红辉沸石粉碎至40目,加入2.5kg氧化镁、2kg硫酸铝,搅拌状态下加入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,微波照射下震荡反应3h,微波照射功率为360W,震荡速度为450rpm/min,过滤,洗涤,115℃干燥,215℃焙烧3h,得到预处理沸石;
S2、将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg预处理沸石混合均匀,调节含水量为75wt%,接着进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为45wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到有机肥料。
将实施例5所得含沸石的土壤改良型有机肥料与对比例1-5所得有机肥料进行玉米种植试验,每亩均施30kg上述肥料和30kg氮磷钾缓释肥(N、P2O5和K2O比例为2:1:1),其结果如下:
Figure 436321DEST_PATH_IMAGE001
由上表可知:采用本发明所得有机肥料与普通缓释肥混施,可明显提高作物产量,经济效益显著;本发明所得有机肥料可有效改善玉米生长根系环境,提高土壤的酶活性,促进微生物生长,提高土壤有机质含量。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但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 (10)

1.一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将红辉沸石粉碎,加入氧化镁、硫酸铝,搅拌状态下加入氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态,在微波照射下震荡反应,过滤,洗涤,干燥,焙烧得到预处理沸石;
S2、将有机废弃物、土壤改良剂、烟杆粉、预处理沸石混合均匀,调节含水量,加入菌种发酵剂进行堆放发酵,堆放发酵过程中当堆内温度达到40-45℃即进行翻堆,重复翻堆至体系含水量为40-50wt%,然后静置至发酵熟化完成,干燥,粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
2.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,其特征在于,S1中,红辉沸石粉碎至20-60目;优选地,氢氧化钠溶液的浓度为0.5-1.5mol/L。
3.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,其特征在于,S1中,震荡反应时间为2-4h,微波照射功率为320-400W,震荡速度为400-500rpm/min。
4.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,其特征在于,S1中,干燥温度为110-120℃;焙烧温度为200-230℃,焙烧时间为2-4h。
5.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,其特征在于,S1中,红辉沸石、氧化镁、硫酸铝的质量比为10-20:1-4:1-3。
6.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,其特征在于,S2中,有机废弃物、土壤改良剂、烟杆粉、预处理沸石、菌种发酵剂的质量比为80-100:10-15:1-10:5-15:0.5-1.5。
7.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,其特征在于,S2中,调节含水量为70-80wt%。
8.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,其特征在于,S2中,有机废弃物按质量百分比包括:木薯酒精渣10-20%,糖蜜酒精废液30-50%,秸秆10-20%,余量为滤泥。
9.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法,其特征在于,S2中,土壤改良剂按质量百分比包括:煤矸石50-60%,风化煤10-20%,余量为泥炭土;优选地,菌种发酵剂中含有酵母菌1-2亿/g,地衣芽孢杆菌1-2亿/g,枯草芽孢杆菌1-2亿/g,细黄链霉菌1-2亿/g,固氮菌1-2亿/g,磷细菌1-2亿/g。
10.一种含沸石的土壤改良型有机肥料,其特征在于,由权利要求1-9任一项所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法制得。
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