CN104312590A - 一种利用食用菌菌渣水热炭化产物改良盐碱土的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用食用菌菌渣水热炭化产物改良盐碱土的方法，其包括1）原料配制：将食用菌菌渣按料、水比1:4～1:9制成食用菌菌渣混合液；2）水热炭化：将食用菌菌渣混合液中加入CaO进行水热炭化6～12小时，水热炭化温度为200～250℃；所述CaO的添加量<2%的食用菌菌渣量；3）固液分离：4）盐碱土改良等步骤。本发明利用CaO与食用菌菌渣混合液共同反应，通过CaO的石灰效应可提高生物炭的酸缓冲性；水热炭化后产生的大量Ca²⁺可以通过离子代换将土壤中有害的钠（Na⁺）代换出来，结合灌溉使之淋洗，降低了土壤盐渍度；生成的含Ca²⁺的生物炭复合材料呈酸性，可以快速中和盐碱土的碱性。

Description

一种利用食用菌菌渣水热炭化产物改良盐碱土的方法

技术领域

本发明涉及盐碱土改良技术领域，尤其涉及一种利用食用菌菌渣水热炭化产物改良盐碱土的方法。

背景技术

盐碱土是世界重要的土地资源，并且分布广泛，全球总面积约为10亿hm²，约占陆地面积的10％。我国盐渍土总面积约3600 万hm²，占全国可利用土地面积的4.88%。近年来，由于人为的不合理灌溉、过度使用化肥、砍伐森林、破坏植被以及温室效应导致的气候变暖等因素，使土壤盐碱化问题日益严重。据估计，全球的盐碱土每年以0.1-0.15百万hm²的速度增长。随着世界人口增长、土地退化问题的出现，世界各国高度重视盐碱地改良、开发利用以及土地保护措施，以保护耕地资源和缓解粮食危机。国内外已有许多用于盐碱土改良的技术措施，如洗盐压盐的工程措施，种植耐盐植物和绿肥等的生物措施，添加改良剂降盐、降碱的化学措施等，但工程改良方法费用比较高,生物改良方法改良周期较长,见效慢。

另一方面，在农产品加工生产过程中，产生大量的如秸秆、糠皮、麦麸、食用菌菌渣等农业废弃物，若直接废弃或简单焚烧和填埋会对大气、土壤、地下水等造成污染，且浪费了资源。近年来水热炭化技术因其能够同时实现农业废弃物的破坏、水解和回收利用，为农业废弃物的资源化创造了新的发展方向。

发明内容

本发明的目的在于利用水热炭化技术将废弃的食用菌菌渣用于盐碱土的改良，以提高盐碱土改良效率。

实现本发明目的的技术方案是：一种利用食用菌菌渣水热炭化产物改良盐碱土的方法，其包括以下步骤：

1）原料配制：将食用菌菌渣按料、水比1:4～1:9制成食用菌菌渣混合液；

2）水热炭化：将食用菌菌渣混合液中加入CaO进行水热炭化6～12小时，水热炭化温度为200～250℃；所述CaO的添加量< 2% 的食用菌菌渣量；

3）固液分离：将经步骤2）得到的产物冷却后进行固液分离，得到含Ca²⁺的固态生物炭复合材料；

4）盐碱土改良：将含Ca²⁺的生物炭复合材料直接施加于盐碱土中，或与肥料或有机物料混合施用于碱性土壤中。

本发明的有益效果在于：

1）  水热炭化生成的生物炭是具有较高生物和化学稳定性的有机质，可以改善土壤结构和增加土壤碳汇。

2）  本发明生成的含Ca²⁺的生物炭复合材料呈酸性，可以快速中和盐碱土的碱性。

3）  利用CaO与食用菌菌渣混合液共同反应，通过CaO的石灰效应可提高生物炭的酸缓冲性；水热炭化后产生的大量Ca²⁺可以通过离子代换将土壤中有害的钠（Na⁺）代换出来，结合灌溉使之淋洗，降低了土壤盐渍度。

4）  本发明原料成本低廉，生产方法简单，在实现农业废弃物资源化的同时克服了传统焚烧填埋方式对环境造成的影响，更为环保。

具体实施方式   

实施例1：

一种利用食用菌菌渣改良盐碱土的方法，其包括以下步骤：

1）原料配制：将杏鲍菇菌渣按料水比1:4制成食用菌菌渣混合液；

2）水热炭化：将杏鲍菇菌渣混合液中加入CaO进行水热炭化6h，水热炭化温度为200℃；所述CaO的添加量为2% 的杏鲍菇菌渣量。

3）固液分离：将经步骤2）得到的产物冷却后进行固液分离，得到含Ca²⁺的固态生物炭复合材料；

4）盐碱土改良：将含Ca²⁺的生物炭复合材料与肥料或有机物料混合施用于碱性土壤中，施用量占土壤重量的2%。

种植30天后叶用甘薯地上部分生物量比未施处理提高46.4%，且长势良好。土壤pH值降低6.0%，土壤有机碳含量提高96.1%。

实施例2～6：

采用与实施例1相同的改良方法，区别在于分别使用表1中所列出的每个步骤中不同的原料配比、反应温度、时间代替实施例1所采用的相应数值。

表1

产物中生物炭的pH值、产率以及用于盐碱地改良前后土壤的pH值、有机碳含量、土壤可溶性盐含量如表2所示：

表2

由表2可知，食用菌菌渣按照本发明的方法与CaO共同进行水热炭化反应得到的生物炭产率较不加CaO进行水热炭化反应的产率高，施用于盐碱土后通过酸碱中和降低了盐碱土的pH值，同时利用产物中的Ca²⁺通过离子代换将土壤中有害的钠代换出来，降低了土壤盐渍度，改良效果显著。

上述实施例中原料不限于杏鲍菇以及秀珍菇菌渣，各类食用菌菌渣均可；食用菌菌渣与水的配比以1:4～1:9为宜，用水量太少无法进行水热炭化，如果用水量过多，不仅需要消耗更多能源，同时会降低炭化产物的产率；CaO添加量不限于实施例所列数据，但需小于 2% 的食用菌菌渣量，CaO添加量过多会降低炭化产物的炭化度，同时也降低了的水热炭化产物的酸度，不利于盐碱土的改良。含Ca²⁺的生物炭复合材料的施用量占比也不限于实施例所列数值，具体使用量根据当地土壤实际盐碱度而定，含Ca²⁺的固态生物炭复合材料添加量越多，则改良效果越显著。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种利用食用菌菌渣水热炭化产物改良盐碱土的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

1）原料配制：将食用菌菌渣按料、水比1:4～1:9制成食用菌菌渣混合液；

2）水热炭化：将食用菌菌渣混合液中加入CaO进行水热炭化6～12小时，水热炭化温度为200～250℃；所述CaO的添加量< 2% 的食用菌菌渣量；

3）固液分离：将经步骤2）得到的产物冷却后进行固液分离，得到含Ca²⁺的固态生物炭复合材料；

4）盐碱土改良：将含Ca²⁺的生物炭复合材料直接施加于盐碱土中，或与肥料或有机物料混合施用于碱性土壤中。