CN102765998A

CN102765998A - 利用生物质发电废弃物制成的酸性土壤改良剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102765998A
Application number: CN2012102161668A
Authority: CN
Inventors: 黄杏秀; 潘根兴; 李恋卿; 张旭辉; 郑金伟; 郑聚峰
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2012-11-07

Abstract

利用生物质发电废弃物制成的酸性土壤改良剂及其制备方法，酸性土壤改良剂成分包括：生物质发电废弃物、生物黑炭、粘合剂、水。制备方法是将生物黑炭、生物质发电废弃物按比例混合后，再加入粘合剂、水，采用圆盘式造粒机造粒。生物质发电废弃物与生物黑炭的重量比在3:1-3:2之间；粘合剂为红壤，为生物质发电废弃物与生物黑炭总重量的20%-25%；水分的添加重量为生物质发电废弃物与生物黑炭总重量的20%-30%左右；生物黑炭的粒径小于0.25mm。制备的改良剂pH约为9、吸水性较强。既可以解决土壤的酸化问题，又可以充分利用生物质发电废弃物。

Description

利用生物质发电废弃物制成的酸性土壤改良剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种利用生物质发电废弃物制备的酸性土壤改良剂及其制备方法。

技术背景

土壤酸化是土壤形成过程中的一种自然过程，在我国一般分布在热带、亚热带地区，土壤呈红色或黄色，虽然颜色有别，但两者在发生与生产利用上相似，统归红壤系列或富铝化土纲，大部分土壤的pH小于5.5，其中很大一部分小于5.0，甚至低至4.5（刘承军，2007）。酸化土壤低的pH值和高的铝含量是制约作物产量的限制性因子。

减轻土壤酸化的措施有两种：一种是使用碱性物质做改良剂，如石灰，有机肥，沸石、粉煤灰、硅肥等，降低土壤的酸度，提高土壤的酸缓冲能力，减轻酸害或铝毒;另一种是通过种植一些耐酸(铝)的作物品种及改变耕作制度来使作物适应土壤酸性。

常用的改良剂是石灰和有机肥，其中，利用石灰改良酸性土壤虽然在一定范围内缓解了土壤的酸化程度,却使土壤其它理化指标变坏。其表现为:一是土壤板结,使土质劣化；二是有效养分过多地被钙化,无法被作物吸收,造成养分浪费；三是破坏土壤的团粒结构，所以这一方法不宜推广（王仁山，2006）。有机肥中含有大量的有机营养，土壤有机质的大量积累，能够对铝进行络合、吸附，使其活性降低，因此以有机肥作为改良剂，通过增施有机物质能改良土壤酸度，减轻铝毒害，促进作物生长。

生物质发电利用农作物秸秆等生物质废弃物燃烧发电，具有电能质量好、可靠性高，比小水电、风电和太阳能发电等间歇性发电好的特点，生物质直燃式发电产生大量灰份，随着生物质发电的发展，这种以植物灰份为主的废弃物的积累和堆放是影响生物质发电产业持续发展的限制因素。这种废弃物含有丰富的氮、磷、钾，对这些废弃物的资源化利用，既可避免造成污染，又可通过扩大二次产能使废弃物增值。

发明内容

本发明的目的是以生物质发电废弃物为主要原料，制造一种酸性土壤改良剂，从而为酸性土壤治理提供快速的生物质改良途径，而这种改良剂的生产又可以大量消耗生物质发电废弃物，节能环保。

本发明的另一个目的在于提供一种酸性土壤改良剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案

一种酸性土壤改良剂，其特征在于是由生物质发电废弃物、生物黑炭以及粘合剂、水制成的；

其中生物质发电废弃物与生物黑炭的重量比在3:1-3:2，由于生物黑炭质量轻，若生物黑炭重量大于或等于生物质废弃物，则因生物黑炭所占的体积大而最终导致造粒失败；

粘合剂为红壤，粘合剂和水分的添加量都会影响造粒的大小和结实度，因此粘合剂为生物质发电废弃物与生物黑炭总重量的20-25%；水分的添加重量为生物质发电废弃物与生物黑炭总重量的20%-30%；

生物黑炭的粒径小于0.25mm，具有一定的吸附性，造粒过程中可以增加其颗粒的结实度。且生物黑炭含有的灰分元素如K、Ca、Mg都呈可溶态，可提高酸性土壤pH、盐基饱和度、含水量；降低酸性土中铝的饱和度、降低容重。

表1是生物质发电废弃物所含组份及理化指标表，其中硅含量较高，可明显减轻铝对农作物的毒害。

表1生物质发电废弃物所含组份及理化指标

一种酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于将生物黑炭、生物质发电废弃物按比例混合后，再加入粘合剂、水，采用圆盘式造粒机造粒。

本发明制备的改良剂为颗粒状，直径为3-4cm、有一股碳和煤灰的气味，pH约为9，含水量为2.27%，容重为2.49g/cm³，饱和时吸水量85.70%³，吸水性较强。

总之，本发明采用生物质发电废弃物与生物黑炭混合造粒制备酸性土壤改良剂，既可以解决土壤的酸化问题，又可以充分利用生物质发电废弃物，变废为宝，产品作为有广阔的市场前景。

具体实施方式

以下实施例采用的黑炭购自河南三利新能源有限公司，粒径小于0.25mm；生物质发电废弃物来自安徽省国祯生物质发电公司，pH大于10；红壤取自安徽池州市。

实施例1

生物质发电废弃物与生物黑炭以3:1的重量比进行混合后加入红壤（生物质发电废弃物与生物黑炭重量的20%），再加入生物质发电废弃物与生物黑炭重量30%的水进行造粒。得到的土壤改良剂pH9.02、含水量2.27%、容重2.49g/cm³、最大吸水量85.70%。按照1:25（重量）的比例与酸性土壤混合，五天后酸性土壤的pH由4.49增加到5.99。

实施例2

与实施例1不同之处在于生物质发电废弃物：生物黑炭=2：1，红壤（生物质发电废弃物与生物黑炭重量的25%），再加入生物质发电废弃物与生物黑炭重量20%的水进行造粒。得到的改良剂按照1:25的比例与酸性土壤混合，五天后酸性土壤的pH由4.49增加到5.82。

实施例3

与实施例1不同之处在于生物质发电废弃物：生物黑炭=3:2，红壤（生物质发电废弃物与生物黑炭重量的22%），再加入生物质发电废弃物与生物黑炭重量25%的水进行造粒。按照1:25的比例与酸性土壤混合，五天后酸性土壤的pH由4.49增加到6.24。

实施例4

根据实施例1制备的改良剂进行小麦盆栽试验，考察指标为施用改良剂后前三周内小麦的株高（单位：cm）；同时设置未施用改良剂的空白组、施用常规有机肥的对照组进行比较，各组均设置三组平行实验，最终结果取平均值，结果见表2。

表2改良剂对盆栽小麦增长影响结果

从表2可见，三个考察组小麦前两周株高增长幅度大于第三周的增长幅度。而从第一周到第三周小麦的株高，实验组的增长幅度均显著大于空白组，而且实验组与对照组之间差异不显著。可知，本发明制备的改良剂能够明显改善酸性土壤的酸度，促进作物的生长。

Claims

1.利用生物质发电废弃物制成的酸性土壤改良剂，其特征在于包括：生物质发电废弃物、生物黑炭、粘合剂、水。

2.根据权利要求1所述的利用生物质发电废弃物制成的酸性土壤改良剂，其特征在于生物质发电废弃物与生物黑炭的重量比为3:1-3:2；粘合剂为红壤，粘合剂为生物质发电废弃物与生物黑炭总重量的20%-25%；水的添加重量为生物质发电废弃物与生物黑炭总重量的20%-30%。

3.根据权利要求1所述的利用生物质发电废弃物制成的酸性土壤改良剂，其特征在于生物黑炭的粒径小于0.25 mm。

4.利用生物质发电废弃物制成的酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于将生物黑炭、生物质发电废弃物按比例混合后，再加入粘合剂、水，采用圆盘式造粒机造粒。

5.根据权利要求4所述的利用生物质发电废弃物制成的酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于生物质发电废弃物与生物黑炭的重量比在3:1-3:2；粘合剂为红壤，粘合剂为生物质发电废弃物与生物黑炭总重量的20%-25%；水分的添加重量为生物质发电废弃物与生物黑炭总重量的20%-30%；生物黑炭的粒径小于0.25 mm。