CN116120129A - 一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法及其应用 - Google Patents

一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了新复垦土壤快速改良技术领域的一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法及其应用，将畜禽尸体无害化处理得到的混合物进行固液分离，得到的干物质进行堆肥后加入生物炭、凹凸棒石粉末并混合均匀，再自然晾晒风干即制得有机生物肥；本发明的有机生物肥可以有效提高新复垦土壤中碱解氮、速效磷、速效钾以及有机质含量，加快新复垦土壤熟化速度，促进作物养分循环，增加作物产量，提高土壤酶活性，保水保肥，适于在新复垦土壤的改良复耕中使用。

Description

一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及新复垦土壤快速改良技术领域，特别涉及一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法及其应用。
背景技术
随着我国社会经济高速发展，人口激增，土地资源减少，大量耕地遭到严重破坏且未得到恢复利用。保护优先土地资源、开发利用潜在土地资源对于我国保护粮食安全、促进农业发展具有重要科学意义。土地开发和复垦可以有效扩大耕地，解决人地矛盾。
复垦主要指对采煤塌陷区、建筑用地等废弃用地的土壤进行重新开发利用，恢复良好的生态环境。新复垦区土壤由于长期不合理的人为活动，严重破坏了土壤结构，土壤理化性质较差，导致土壤养分短缺、作物产量较低等问题。土壤养分中氮、磷、钾元素是作物生长发育中的关键因子，是提高作物产量和品质中的重要因素。土壤有机质分解、转化能够有效改善土壤结构、提升土壤肥力，也能促进作物养分循环，从而增加作物产量。为了快速提高作物产量，盲目地施用大量化肥会使得新复垦区耕地质量、生态环境进一步恶化。所以，选用一种对畜禽尸体无害化处理产物进行改良后得到的有机生物肥对于新复垦区土壤的快速熟化和生态环境的保护具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种新复垦土壤快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法及其应用，提高新复垦区域土壤养分、有机质含量，改善土壤理化结构。
本发明的目的是这样实现的：一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法，包含如下重量份的原材料：畜禽尸体1000 kg、锯末100 kg、秸秆100 kg、复合微生物菌1kg、生物炭30 kg、凹凸棒石粉末60 kg；
步骤1：将畜禽尸体、锯末、秸秆进行无害化处理，之后加入复合微生物菌进行降解，再对混合物进行固液分离，得到干物质；
步骤2：将干物质进行堆肥处理，堆肥完成后加入生物炭和凹凸棒石粉末并混合均匀，将混合物平铺自然日晒、风干7天得到有机生物肥。
进一步地，所述锯末为沫状木屑。
进一步地，所述秸秆为粉碎的玉米秸秆，长度为3~5 cm。
进一步地，所述复合微生物菌为高热腐熟菌，每克复合菌种内有效活菌数≥200亿，水分小于12%，高热腐熟菌是以短小芽孢杆为主的芽孢杆菌菌群、乳酸菌群、酵母菌群、油脂分解菌、放线菌、磷钾菌等组成，含有纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶及果胶酶等复合辅助酶，可以使堆料温度快速上升，加快畜禽尸体碎块的腐化，缩短降解周期。
进一步地，所述生物炭为市售的粉末状生物炭，pH值为8.0~8.5。
进一步地，所述凹凸棒石粉末为市售的凹凸棒石研磨过后的粉末，pH值为8.0。
进一步地，步骤1中所述的无害化处理的条件为：在无害化处理罐中进行，处理温度为150℃，高温高压灭菌6 h，待处理罐内温度需降至70℃以下，再加入锯末、秸秆辅料，最后加入复合微生物菌进行降解，降解时间为6~8 h；降解后的混合物料转化为油脂、水分以及其他能够被作物吸收的肥料形态，提高肥力，促进作物生长。
进一步地，步骤2中所述的堆肥处理的条件为：将干物质放置在容量为120 L的堆肥箱中进行为期2~3月的堆肥处理，每天开盖5h供氧，每隔7天翻堆一次，控制含水率为堆肥体总重的50%，在堆肥箱外设置保温隔膜，控制堆肥温度为65℃，堆肥箱体底部开设滤液孔；在堆肥过程中由于微生物群落的充分运动，将肥料转化成稳定腐殖物质，减少气味也可以提升肥料的品质。
本发明的另一个目的在于提供一种使用所述的制备方法制得的有机生物肥在新复垦土壤的快速熟化中的应用。
本发明提供了一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥，将畜禽尸体、锯末、秸秆进行无害化处理，之后加入复合微生物菌进行降解，待混合物降解充分后固液分离，对干物质进行2~3月的堆肥处理，堆肥完成后加入生物炭和凹凸棒石粉末并混合充分，再自然晾晒风干即制得有机生物肥，将本发明的有机生物肥与新复垦土壤混合，加水浸湿进行土壤培养实验，测试本发明的有机生物肥对新复垦土壤中碱解氮、速效磷、速效钾以及有机质含量的影响。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：第一，本发明中有机生物肥含有畜禽尸体无害化处理后的产物，营养元素充足，可以增加新复垦土壤氮、磷、钾等元素和有机质含量，可以有效促进作物养分循环，促进土壤微生物繁殖，提高土壤酶活性，增加作物产量；第二，将畜禽尸体无害化处理后的产物进行堆肥处理，使得微生物群落得到充分运动，将肥料转化成稳定腐殖质物质，减少气味也可以提升肥料的品质；第三，通过添加生物炭、凹凸棒石粉末一方面可以改善土壤结构，增加土壤团聚体稳定性，增强土壤持水能力，另一方面可以有效改善土壤中有效养分，增强土壤固氮、固磷能力，减少氮、磷、钾元素流失，从而达到保水保肥的效果。
附图说明
图1为本发明中快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备流程图。
具体实施方式
一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1：将1000 kg畜禽尸体放置在无害化处理罐中，设置处理温度150℃，高温处理灭菌6 h，待罐内温度降低至70℃以下，切碎处理畜禽尸体碎块，并加入100 kg锯末、100kg秸秆以及1 kg复合微生物菌进行降解，降解时间为6~8 h，降解结束后对混合物进行固液分离，得到干物质；
步骤2：将干物质放置在120 L容量的堆肥箱中进行为期2~3月的堆肥处理，每天开盖5 h供氧，每隔7天翻堆一次，控制含水率为堆肥体总重的50%，在堆肥箱外设置保温隔膜，控制堆肥温度为65℃，堆肥箱体底部开设滤液孔，堆肥完成后再加入30 kg生物炭、60 kg凹凸棒石粉末并混合均匀，将混合物平铺自然日晒、风干7天得到有机生物肥。
一种使用如上制备方法制得的有机生物肥在新复垦土壤的快速熟化中的应用，具体操作如下：
将采用以上制备方法得到的有机生物肥与试样土壤混合，选用的试样土壤来源于农水与水文水生态试验场中的荒地，属于典型的新复垦土地。采用Z型采样方法采集表层的0~20 cm处的土样，去除土样中的大砾石，将土样风干、碾碎、过2 mm筛备用，测试土样的土壤碱解氮量为32.08 mg/kg，有机质含量为7.20 g/kg，容重为1.37 g/cm2，培养容器为内径12 cm、高9 cm且底部开设排水孔的小桶。
实施例1：
称取500 g干土与5 g有机生物肥混合均匀，填入小桶中，加入126 g水，每日用称重法监测蒸发量并保持田间持水率约为25%进行45天的土壤培养试验。
实施例2：
称取500 g干土与10 g有机生物肥混合均匀，填入小桶中，加入128 g水，每日用称重法监测蒸发量并保持田间持水率约为25%进行45天的土壤培养试验。
实施例3：
称取500 g干土与15 g有机生物肥混合均匀，填入小桶中，加入129 g水，每日用称重法监测蒸发量并保持田间持水率约为25%进行45天的土壤培养试验。
实施例4：
称取500 g干土与20 g有机生物肥混合均匀，填入小桶中，加入130 g水，每日用称重法监测蒸发量并保持田间持水率约为25%进行45天的土壤培养试验。
实施例5：
称取500 g干土与25 g有机生物肥混合均匀，填入小桶中，加入131 g水，每日用称重法监测蒸发量并保持田间持水率约为25%进行45天的土壤培养试验。
实施例6：
称取500 g干土与30 g有机生物肥混合均匀，填入小桶中，加入133 g水，每日用称重法监测蒸发量并保持田间持水率约为25%进行45天的土壤培养试验。
实施例7：
称取500 g干土与35 g有机生物肥混合均匀，填入小桶中，加入134 g水，每日用称重法监测蒸发量并保持田间持水率约为25%进行45天的土壤培养试验。
对比例1：
称取500 g干土并填入小桶，加入125 g水，每日用称重法监测蒸发量并保持田间持水率约为25%进行45天的土壤培养试验。
对比例2：
称取500 g干土与5 g市面上购得的某常规有机生物肥混合均匀，填入小桶中，加入126 g水，每日用称重法监测蒸发量并保持田间持水率约为25%进行45天的土壤培养试验。
对比例3：
称取500 g干土与10 g市面上购得的某常规有机生物肥混合均匀，填入小桶中，加入134 g水，每日用称重法监测蒸发量并保持田间持水率约为25%进行45天的土壤培养试验。
将本发明的实施例1~7和对比例1~3每隔15天进行破坏性取样，并对样品土壤进行土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量测定。
碱解氮含量测定采用扩散法，有效磷含量测定采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法，速效钾含量测定采用乙酸铵浸提-火焰光度计法，有机质含量测定采用重铬酸钾-外加热法测定。
不同有机生物肥施用量对新复垦土壤不同时间阶段碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量影响见表1~3。
表1 15天土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量
碱解氮含量(g/kg) 速效磷含量(g/kg) 速效钾含量(g/kg) 有机质含量(g/kg)
对比例1 48.25 5 165.14 4.49
对比例2 98.36 6.28 167.21 8.41
对比例3 110.55 7.63 170.78 10.87
实施例1 133.90 8.27 172.48 14.42
实施例2 264.18 15.60 214.58 24.95
实施例3 275.03 18.86 273.29 20.53
实施例4 302.78 18.64 316.21 34.02
实施例5 383.60 26.87 327.88 32.71
实施例6 443.91 38.48 394.49 41.15
实施例7 458.39 44.12 430.88 46.81
表2 30天土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量
碱解氮含量(g/kg) 速效磷含量(g/kg) 速效钾含量(g/kg) 有机质含量(g/kg)
对比例1 48.25 10.41 130.12 8.51
对比例2 110.88 10.98 132.59 11.36
对比例3 128.31 11.23 139.74 12.52
实施例1 164.06 12.97 144.54 18.67
实施例2 291.92 19.09 262.30 14.73
实施例3 323.29 21.01 240.33 31.71
实施例4 376.36 22.13 283.94 31.40
实施例5 294.34 37.35 416.12 28.97
实施例6 386.01 38.93 421.96 37.79
实施例7 463.22 42.43 429.17 36.98
表3 45天土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量
碱解氮含量(g/kg) 速效磷含量(g/kg) 速效钾含量(g/kg) 有机质含量(g/kg)
对比例1 45.84 9.73 148.32 7.06
对比例2 120.11 11.23 150.23 9.63
对比例3 144.58 12.63 156.33 12.47
实施例1 168.88 14.13 161.37 14.29
实施例2 279.86 18.86 225.23 22.83
实施例3 381.19 24.50 266.77 25.98
实施例4 293.13 35.55 397.92 21.75
实施例5 446.33 39.61 385.56 33.11
实施例6 481.31 40.73 370.11 41.42
实施例7 533.18 64.41 442.90 43.41
由表1~3可见，由本发明的方法制得的有机生物肥施加于新复垦土壤后，与未添加有机生物肥的土样以及添加市面上购得的某常规有机生物肥的土样相比，土壤中碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量明显提高，明显提高土壤养分，提升土壤肥力。
针对新复垦土壤，将本发明制备的有机生物肥作为基肥撒入土壤中，使用旋耕机将生物有机肥与耕作土壤层混合均匀后，可在土壤耕作层上进行作物种植。
本发明的方法制得的可快速熟化新复垦土壤的有机生物肥有效解决了新复垦土壤养分短缺的问题，使用畜禽尸体、复合微生物菌、锯末、秸秆生物炭和凹凸棒石粉末制作而成的生物有机肥，可以有效改善新复垦土壤结构，促进土壤团聚体的形成，增加土壤中氮、磷、钾及有机质的含量，为作物生长提供良好的养分循环基础。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法，其特征在于：包含如下重量份的原材料：畜禽尸体1000 kg、锯末100 kg、秸秆100 kg、复合微生物菌1 kg、生物炭30 kg、凹凸棒石粉末60 kg；
步骤1：将畜禽尸体、锯末、秸秆进行无害化处理，之后加入复合微生物菌进行降解，再对混合物进行固液分离，得到干物质；
步骤2：将干物质进行堆肥处理，堆肥完成后加入生物炭和凹凸棒石粉末并混合均匀，将混合物平铺自然日晒、风干7天得到有机生物肥。
2.根据权利要求1所述的一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法，其特征在于：所述锯末为沫状木屑。
3.根据权利要求1所述的一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法，其特征在于：所述秸秆为粉碎的玉米秸秆，长度为3~5 cm。
4.根据权利要求1所述的一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法，其特征在于：所述复合微生物菌为高热腐熟菌，每克复合菌种内有效活菌数≥200亿，水分小于12%。
5.根据权利要求1所述的一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法，其特征在于：所述生物炭为市售的粉末状生物炭，pH值为8.0~8.5。
6.根据权利要求1所述的一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法，其特征在于：所述凹凸棒石粉末为市售的凹凸棒石研磨过后的粉末，pH值为8.0。
7.根据权利要求1所述的一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的无害化处理的条件为：在无害化处理罐中进行，处理温度为150℃，高温高压灭菌6 h，待处理罐内温度需降至70℃以下，再加入锯末、秸秆辅料，最后加入复合微生物菌进行降解，降解时间为6~8 h。
8.根据权利要求1所述的一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法，其特征在于：步骤2中所述的堆肥处理的条件为：将干物质放置在容量为120 L的堆肥箱中进行为期2~3月的堆肥处理，每天开盖5 h供氧，每隔7天翻堆一次，控制含水率为堆肥体总重的50%，在堆肥箱外设置保温隔膜，控制堆肥温度为65℃，堆肥箱体底部开设滤液孔。
9.根据权利要求1~8任一项所述的一种快速熟化新复垦土壤的有机生物肥的制备方法制备的生物肥应用于新复垦土壤的快速熟化中。
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