CN102503661A - 以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂及其制备方法，属于有机肥料和农业废弃物资源循环利用技术领域。该改良剂，由如下组分构成：主料、氨化褐煤、骨粉、麸皮、豆粕、其他添加剂。本发明利用沼渣、蚯蚓粪生产土壤改良剂，是废弃物的合理高效利用，产品的成本较低，并能够变废为宝、保护环境；另外本发明的制备工艺简单，能耗低，易操作，生产灵活，使用方便，易于大面积推广和应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂及其制备方法，属于有机肥料和农业废弃物资源循环利用技术领域。
背景技术
随着我国大中型沼气工程的发展。沼渣逐渐成为一种不可忽视的农业废物资源，沼渣以厌氧消化后的纤维素、半纤维素为主，不仅含有20余种植物生长必需的营养元素，还具有病原微生物的存活量少、有机质含量高、腐殖化程度高、密度较小、吸附性强、比表面积大等特点。适宜作为有机肥、栽培基质、吸附剂、土壤改良剂等的生产原料。
近年来，蚯蚓养殖规模一直呈直线上升的趋势，很多污水处理厂及造纸厂的污泥通过养殖蚯蚓进行无害化处理，也产生了大量的蚯蚓粪资源。蚯蚓排出的粪粒无毒、无臭、干净卫生，富含腐植酸，能调节土壤酸碱度；蚯蚓粪有机肥腐质酸含量在21％～40％之间，并且含有多种消化酶和中和土壤酸碱度的菌体物质，能提高土壤中性磷酸酶、蛋白酶、脲酶和蔗糖酶的活性，从而提高土壤的供肥能力，改善土壤结构和平衡酸碱度；另外，施用蚯蚓粪可改变土壤物理性能，使粘土疏松，使砂土凝结，并可加速微生物及土壤动物的繁殖、增加土壤孔隙度、提高土壤的综合性能。
由于盲目使用化肥，我国的土壤退化问题日益严重，土壤改良剂的研究与应用对防治土壤退化具有重要意义。市场现有的土壤改良剂可分为天然改良剂、合成改良剂、天然与合成共聚物改良剂、生物改良剂四大类。但实际被农民接受的多是以天然材料(特别是工农业废弃物)为原料研制的新型多功能土壤改良剂。这些改良剂具有价格便宜、原料广泛、可提供较多有机物等特点，对于解决土壤板结、缓解土壤盐碱危害、调节土壤酸碱平衡增强土壤保肥保水问题具有一定意义。而针对土壤生物退化方面的改良研究还未曾报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂及其制备方法。该土壤改良剂以蚯蚓粪和沼渣为主料、辅以粘合剂、腐殖酸等成分，具有腐殖酸、有机质含量高，生物活性强、养分齐全、成本低廉等特点。
一种以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂，原料质量份组成如下：
主料50～70份、氨化褐煤10～20份、骨粉2～5份、麸皮2～5份、豆粕2～5份、改良剂0～5份、粘合剂0～8份、缓和剂0～5份；
上述配合剂、粘合剂、缓和剂不同时为0；
上述主料为沼渣和蚯蚓粪以任意比例混合的混合物；
上述的配合剂为化肥、鱼粉、酵素菌、糠醛渣、淀粉中的一种或以任意比例混合的组合物；
上述的粘合剂选自钙粉、膨润土、石膏粉之一或以任意比例混合的组合物；
上述的缓和剂为粉煤灰、草炭土、石灰粉之一或以任意比例混合的组合物；
上述配合剂中的化肥是指目前已经商品化的各种肥料，既包括氮磷钾肥料、也包括微量元素肥料、具有肥效的其他肥料资源，主要功能为调节改良剂的肥效；优选的，所述化肥为硅钙镁硫肥、硫酸铜和/或硫酸锰。
将主料、氨化褐煤、骨粉、麸皮、豆粕、其他添加剂混匀后，即得以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂。
所述土壤改良剂，原料质量份组成如下：
沼渣30～40份、蚯蚓粪20～30份、氨化褐煤10～15份、骨粉2～5份、麸皮2～5份、豆粕2～5份、改良剂0～5份、粘合剂0～8份、缓和剂0～5份。
所述的沼渣是指沼气厌氧发酵剩余物中的固体成分，经压滤或风干处理后含水率为50～55％。
所述蚯蚓粪中重金属含量符合GB8172标准。上述的蚯蚓粪是利用城市污泥、垃圾、养殖粪便及其它有机物养殖蚯蚓时所产的粪便，蚯蚓粪中粒状成分占60％以上。
上述的氨化褐煤是用风化褐煤氨化而得，主要成分为腐殖酸铵，按重量百分比10～20％的比例向风化褐煤中加入碳铵，使其在反应釜中混匀氨化，具体加铵量可按现有技术通过实验室测定后确定。
上述骨粉、麸皮、豆粕等均为市售产品。
以上述沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂的制备方法，步骤如下：
a、取风化褐煤，按重量百分比10～20％的比例加入碳铵，使其在反应釜中混匀，氨化后，得粗粒氨化褐煤，粉碎后，制得氨化褐煤；
b、取运行稳定的沼气工程沼渣储存池中的含水沼渣，经压滤机滤出沼液后，干燥至含水率55％以下，破碎，制得沼渣；
c、取粒径2厘米以下的蚯蚓粪，过孔径为1～2厘米的筛子筛分，分别获得未通过筛子的蚯蚓粪颗粒和通过筛子的蚯蚓粪粉末，将蚯蚓粪粉末与骨粉、麸皮、豆粕混匀得混合料A；
d、将步骤c制得的混合料A与步骤b制得的沼渣混合均匀，得混合料B；
e、将步骤a制得的氨化褐煤与步骤d制得的混合料B、及其它添加剂混合均匀，得混合料C；
f、将步骤e制得的混合料C与步骤c制得的蚯蚓粪颗粒混合均匀，制得以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂。
所述步骤a中的氨化，氨化温度为20～30℃，氨化时间为22～26小时。
所述步骤a中的粉碎是将粗粒氨化褐煤粉碎至粒径小于2厘米。
所述步骤b中的干燥为自然晾晒干燥。
所述步骤b中的破碎是将沼渣破碎至粒径小于4厘米。
与现有技术相比本发明具有如下优良效果：
1.本发明所述土壤改良剂中富含多种氨基酸和有机酶类，能显著改善土壤的生物区系；蚯蚓粪中保有蚯蚓卵，可在土壤中发育，从而增加土壤中蚯蚓的数量；多种有机物的添加也为土壤动物的生长提供了所需的食料；因此本发明的土壤改良剂有利于土壤动物区系的恢复和繁衍。
2.本发明所述土壤改良剂是利用沼渣和蚯蚓粪作为主要成分混合其他物料复混而成的一种新型土壤改良剂，类似粉末状与细颗粒相混合的有机肥，对于土壤肥力的保持、土壤理化性状的改善具有显著的作用。
3.本发明所述土壤改良剂中缓和剂可以缓和各组分间的影响，并利于组分的融合，防止改良剂中未混匀的单一组分对植株根系的刺激。
4.本发明所述土壤改良剂对于增加作物抗性具有较好的效果，改良剂中富含多种有机物、且疏松温和，有利于植物根系的生长和发育，可提高植物本身的抗性；成分中含有沼渣、蚯蚓粪等成分，并且含有大量的有益菌群，不仅能提高植株的养分供应，还能促进作物对养分的吸收，促进土壤中微生物的生长，增加作物的抗逆性，对抑制根结线虫等病害有明显的效果。
5.本发明利用沼渣、蚯蚓粪生产土壤改良剂，是废弃物的合理高效利用，产品的成本较低，并能够变废为宝、保护环境；另外本发明的制备工艺简单，能耗低，易操作，生产灵活，使用方便，易于大面积推广和应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。
实施例中的原料：
蚯蚓粪购自山东省枣庄市华峰纸业有限公司的蚯蚓养殖场，风化褐煤购自山西省灵石县两渡灵峰腐植酸加工厂，碳铵山东省肥城市化肥厂，骨粉潍坊市日月同辉牧业有限公司，豆粕和麸皮均购自山东邹平怡康集团有限公司，钙粉购自河北省曲阳县三兴重钙厂。
实施例中所述以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂的施用方法如下：
穴施：在下种时穴施，每穴用量20～50g；蔬菜种植中移苗定苗时穴施，每穴用量50～100g；果树苗木移栽时每穴用量0.5～0.8kg，将改良剂与部分回填土混匀后填入；
基施：做基肥施用每亩用量200～600公斤，均匀撒施于土表，而后翻耕入土，耕层深度以15～30cm为宜。
育苗基质施用：育苗床施用可与育苗土按1∶(3～5)的比例混合，作为育苗基质施用。
改良极端土壤：如重度盐碱土、连作障碍严重的大棚土壤时，以每667m2施用1000～1500kg为宜，并采用沟施、条施等措施，以突出改良剂在种植作物根系活动土体范围内的作用。
实施例1
一种以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂，由如下组分构成：
沼渣35kg 蚯蚓粪30kg 氨化褐煤10kg 麸皮5kg 骨粉5kg
豆粕5kg 钙粉7kg 硅钙镁硫肥1kg 石灰粉2kg
上述以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂的制备方法，步骤如下：
a、取风化褐煤，按重量百分比14.7％的比例加入碳铵，使其在反应釜中于20～30℃温度条件下氨化24小时，得粗粒氨化褐煤，粉碎后过筛孔2厘米的筛子，制得粒径小于2厘米的氨化褐煤；
b取以牛场粪便为原料厌氧发酵50～60天的沼液，经压滤机滤出沼液后，自然晾晒至含水率55％以下，破碎过孔径为4厘米的筛子，制得粒径小于4厘米的沼渣；
c、取粒径2厘米以下的由造纸厂污泥养殖的蚯蚓产生的蚯蚓粪，经检测蚯蚓粪中总砷含量为1.56ppm、总铬56.97ppm、总镉0.098ppm、总铅28.33ppm、总汞0.99ppm，符合GB8172的相关要求，过孔径为1厘米的筛子筛分，分别获得未通过筛子的蚯蚓粪颗粒和通过筛子的蚯蚓粪粉末，将蚯蚓粪粉末与麸皮、骨粉、豆粕混匀得混合料A；
d、将步骤c制得的混合料A与步骤b制得的沼渣混合均匀，得混合料B；
e、将步骤a制得的氨化褐煤与步骤d制得的混合料B、石灰粉、硅钙镁硫肥及钙粉混合均匀，得混合料C；
f、将步骤e制得的混合料C与步骤c制得的蚯蚓粪颗粒混合均匀，制得以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂。
施用方法：
以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂在黄瓜定苗时穴施，每穴施用50g。该大棚已连续种植黄瓜5年，连作障碍较轻。试验分为4个施用组，分别是：1、对照组，种植穴不施改良剂和有机肥；2、本改良剂组，每穴施用本发明所述以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂50g；3、有机肥组，每穴施用50g有机肥；4、市售改良剂组，每穴施用市售改良剂50g，此改良剂以草炭土为主料生产而成。
施用效果：
(一)本实施例所述的改良剂应用效果分析
实施例1制得的以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂在山东省泰安市岱岳区良庄镇某大棚进行了效果试验，4个施用组均采用常规施肥措施，全生育期常规施肥量为：尿素800kg/hm2，二铵400kg/hm2，硫酸钾450kg/hm2。本改良剂组，施用量为4500kg/hm2；有机肥组，有机肥用量为4500kg/hm2；市售改良剂组，市售改良剂用量为4500kg/hm2。其试验结果见表1-3。
表1植物生长状况
表2土壤改良状况
表3经济效益分析
从表1-3可以看出：本改良剂组与对照组相比，黄瓜产量提高35.42％，黄瓜植株的根重增加55.06％，黄瓜植株地上部的生物量增加11.77％，根冠比增加40.0％，能有效促进植株的生长发育；施用本实施例的土壤改良剂后，土壤容重降低4.96％，土壤孔隙度增加5.44％，土壤全盐含量降低14.63％，土壤pH值增加14.07％，土壤的理化性状得到有效改良；另外从经济效益分析看，施用本实施例的土壤改良剂可有效提高销售收入，效益增加12903.5元/公顷。
另外，与等量的有机肥及其他改良剂相比，本实施例的土壤改良剂表现出更好的增产效果、改良土壤效果及经济效益。
(二)本实施例所述的土壤改良剂对土豆产量及生长状况的影响。
实施例1制得的以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂在山东省肥城市桃园镇的蔬菜示范园内进行了土豆试验，以农民常规施肥耕作方法组作为对照组，农民常规施肥为：有机肥3000kg/hm2，尿素800kg/hm2，二铵400kg/hm2，硫酸钾450kg/hm2；以施用实施例1制得的以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂组作为本改良剂组，施用量为3000kg/hm2，另外施用其他肥料为：尿素800kg/hm2，二铵400kg/hm2，硫酸钾450kg/hm2；(两种施肥处理的成本相当)；其试验结果见表4。
表4土豆产量及品质
从表4中可以看出：本改良剂组与对照组相比，土豆产量提高17.42％，地上部生物量提高了10.57％，淀粉含量下降了7.65％，维生素C含量提高8.02％。土豆增产效果显著，品质得到改善。
实施例2
如实施例1所述的土壤改良剂，不同之处在于，
蚯蚓粪30kg 沼渣38kg 氨化褐煤10kg 麸皮5kg 骨粉5kg
豆粕5kg 钙粉4.5kg；硼砂0.3kg 硫酸铜0.2kg
膨润土5kg。
制备方法同实施例1。
实施例3
如实施例1所述的土壤改良剂，不同之处在于，
沼渣40kg 蚯蚓粪20kg 氨化褐煤10kg 骨粉5kg 麸皮5kg
豆粕5kg 钙粉8kg 硫酸锰0.2kg 硫酸铜0.3kg 糠醛渣1.5kg
制备方法同实施例1。
Claims (8)
1.一种以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂，原料质量份组成如下：
主料50～70份、氨化褐煤10～20份、骨粉2～5份、麸皮2～5份、豆粕2～5份、改良剂0～5份、粘合剂0～8份、缓和剂0～5份；
上述配合剂、粘合剂、缓和剂不同时为0；
上述主料为沼渣和蚯蚓粪以任意比例混合的混合物；
上述的配合剂为化肥、鱼粉、酵素菌、糠醛渣、淀粉中的一种或以任意比例混合的组合物；
上述的粘合剂选自钙粉、膨润土、石膏粉之一或以任意比例混合的组合物；
上述的缓和剂为粉煤灰、草炭土、石灰粉之一或以任意比例混合的组合物。
2.如权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，原料质量份组成如下：
沼渣30～40份、蚯蚓粪20～30份、氨化褐煤10～15份、骨粉2～5份、麸皮2～5份、豆粕2～5份、改良剂0～5份、粘合剂0～8份、缓和剂0～5份。
3.如权利要求1或2所述的土壤改良剂，其特征在于，所述的沼渣是指沼气厌氧发酵剩余物中的固体成分，经压滤或风干处理后含水率为50～55％。
4.权利要求1或2所述以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂的制备方法，步骤如下：
a、取风化褐煤，按重量百分比10～20％的比例加入碳铵，使其在反应釜中混匀，氨化后，得粗粒氨化褐煤，粉碎后，制得氨化褐煤；
b、取运行稳定的沼气工程沼渣储存池中的含水沼渣，经压滤机滤出沼液后，干燥至含水率55％以下，破碎，制得沼渣；
c、取粒径2厘米以下的蚯蚓粪，过孔径为1～2厘米的筛子筛分，分别获得未通过筛子的蚯蚓粪颗粒和通过筛子的蚯蚓粪粉末，将蚯蚓粪粉末与骨粉、麸皮、豆粕混匀得混合料A；
d、将步骤c制得的混合料A与步骤b制得的沼渣混合均匀，得混合料B；
e、将步骤a制得的氨化褐煤与步骤d制得的混合料B、及其它添加剂混合均匀，得混合料C；
f、将步骤e制得的混合料C与步骤c制得的蚯蚓粪颗粒混合均匀，制得以沼渣和蚯蚓粪为主料的土壤改良剂。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的氨化，氨化温度为20～30℃，氨化时间为22～26小时。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的粉碎是将粗粒氨化褐煤粉碎至粒径小于2厘米。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中的干燥为自然晾晒干燥。
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中的破碎是将沼渣破碎至粒径小于4厘米。
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