CN104945083A - 一种改性秸秆改良土壤结构肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性秸秆改良土壤结构肥料及其制备方法，由以下重量份的原料制成：水稻秸秆、小麦麸皮、稻壳、泥炭土、碳酸氢铵、微生物发酵菌剂、磷酸二氢钠、高锰酸钾、腐殖酸、硫酸镁、添加剂和适量的水；这种肥料是由水稻秸秆经过氨化处理后微波辐射作用一段时间，然后经短暂发酵，混合基本载体及化学肥料制成，秸秆本生难以分解，如此一来，秸秆较容易的在土壤中分解，而且略微缩短菌剂发酵的时间，使得秸秆不至于发酵太过完全，保留一定的韧性，有利于提高土壤松软度，在提高透气，防虫害的极为有用。

Description

一种改性秸秆改良土壤结构肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料的工艺技术领域，具体涉及到一种改性秸秆改良土壤结构肥料及其制备方法。

背景技术

对于秸秆的处理：化学处理的一般方法是采用酸、碱、氨及氧等试剂，通过发生化学反应来破坏秆中三素的交联结构，降低消化难度，从而提升发酵效率。酸化处理是一个水解程，可分为浓酸处理和烯酸处理两类，但由于浓酸具有强腐蚀性，考虑到污染问题，处理后必须进行回收，因此烯酸处理更为常用；碱化处理常用的试NaOH、Ca(OH)₂、NaHCO₃等，其作用就是破坏木质素的醚键，将半纤维素与木质素之间的酯键皂化，从削弱内部氢键作用，使原料水解膨胀，降低聚合度和结晶度，并伴随着部分碳水化合的溶解，采用NaOH溶液实行浸泡处理，能够引发秸中木质素形态结构的显著变化，木质素的网状结构遭到破坏使纤维素得以释放，这是导致稻厌氧发酵产气提高的根本内在因素。氨化处理采用的氨类试剂为碱性，亦可起到碱化用，但一般氨溶于水后与秸秆中的有机物发生氨解反应，形成铵盐，能为微生物生长供必须的氮源。此外，氨化处理还可中和秸秆中的有机酸，使微生物的活性增强。

发明内容

为了提高富含木质素秸秆的利用率，通过微波的辐射作用及加入氨类碱液进行氨化作用，一方面提高秸秆表面的粗糙程度，扩大其与菌剂、化学元素、基质及其他成分的接触面积，另一方面提高其亲水性，改善秸秆表面对于水的极性，提高秸秆表面粘滞性，用做肥料后可提高土壤的胶质性能，调高土壤保水、保肥能力，提高土壤有机质等多项好处。

一种改性秸秆改良土壤结构肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：水稻秸秆80～100、小麦麸皮20～30、稻壳35～50、泥炭土7～10、碳酸氢铵10～12、微生物发酵菌剂2～3、磷酸二氢钠10～15、高锰酸钾8～14、腐殖酸2～5、硫酸镁4～7、添加剂3～5和适量的水；

添加剂由以下重量份的原料制成：十二烷基硫酸钠1～2、麦饭石粉6～8、醋酸乙烯7～10、乙醇6～9、N,N-亚甲基双丙烯酰胺2～3和适量的水30；制备方法 是：于反应釜中将乙醇与水混合稀释，然后加入醋酸乙烯及N,N-亚甲基双丙烯酰胺，150～200r/min搅拌5～10min，最后依次加入十二烷基硫酸钠和麦饭石粉，在250～400r/min的转速下搅拌复配0.5～1h后形成均匀的乳剂即得。

一种改性秸秆改良土壤结构肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

(1)将水稻秸秆用破碎机破碎成长宽3～4cm的片段，加入2～3倍其重量份的水，然后加入碳酸氢铵，搅拌溶解后，于30～35℃环境条件下氨化处理14～16天，然后过滤多余水分得残渣；

(2)将(1)所述残渣放入微波处理机中，功率200～250w，微波辐射作用8～14min；

(3)将(2)所述处理过后的秸秆渣与微生物发酵菌剂、小麦麸皮、稻壳及泥炭土混合，调整含水量60％，混匀后堆积发酵8～12天；

(4)将(3)所述发酵料进行二次粉碎，先加入添加剂混匀，然后加入磷酸二氢钠、高锰酸钾、腐殖酸、硫酸镁及其它剩余成分，混匀后控制含水量20％，造粒即可。

通过正交试验证明：选用尿素、碳酸氢铵、氯化铵等溶于水后产生铵根离子的碱性溶液，浓度为5％左右(占秸秆干物质质量)，于30～35℃温度条件下浸泡事先粉碎的秸秆15～20天，然后滤干水分，放入微波处理器中，调整功率200～250w作用5～10min，完成后的秸秆通过原力学显微镜下的照片显示：

如图1a)、1b)分别为处理前后秸秆表面形态图；

照片可以看出：未经处理的秸秆表面平滑，纤维排列紧有序，结构坚硬；经过处理后，秸秆表面遭到一定程度的破坏变得较为粗糙，形许多凹凸不平的沟槽，出现大量断裂分层现象。

如图1c)、1d)分别为处理前后秸秆截面形态图；

从小麦秸秆的横切面图来看，由于裁的剪切力作用，未处理秸秆的表皮组织受到挤压向内压缩致使秸秆变形；氨化处理后小麦秸秆的薄壁细胞蓬松，维管束发生变形，秸秆形态恢复，对氨化作用机理进行分析表明，经过处理过后，麦秸秆中木质素与纤维素、半纤维素间的酯键被打断，镶嵌结构被破坏，使得维素从包裹结构中被释放出来，加速了秸秆水解。

未处理的小麦秸秆接触角(气液界面切线与固液界线所形成的夹角，亲水界定为90°)为98°，属不亲水表面；而处理后的小麦秸秆接触角变为72.6°，面即呈现亲水性。亲水性能发生改变的原因在于：由于麦秸表层中含有硅细胞与栓质细胞，所形的表面矿质化和栓质化结构使表皮易形成角质层，从而影响基体的亲水性能，使其易湿润，从而转变为亲水性表面。

本发明配合采用特殊添加剂，由具有乳化交联特性的醋酸乙烯及交联物质N,N-亚甲基双丙烯酰胺与表面活性物质十二烷基硫酸钠复配而成，加入麦饭石粉作为结构剂，乙醇作为助溶剂制成，配合本发明的亲水性秸秆的表面，对肥料有一定的吸附能力，首先添加剂与亲水性秸秆混合，然后秸秆表面的粘滞特性对化学肥料又具有很好的粘结、吸附能力，大大减少肥料的流失情况。

本发明的有益效果：这种肥料是由水稻秸秆经过氨化处理后微波辐射作用一段时间，然后经短暂发酵，混合基本载体及化学肥料制成，秸秆本生难以分解，如此一来，秸秆较容易的在土壤中分解，而且略微缩短菌剂发酵的时间，使得秸秆不至于发酵太过完全，保留一定的韧性，有利于提高土壤松软度，在提高透气，防虫害的极为有用。

附图说明

图1a)为处理前秸秆表面形态图；

图1b)为处理后秸秆表面形态图；

图1c)为处理前秸秆截面形态图；

图1d)为处理后秸秆截面形态图。

具体实施方式

实施例1：

一种改性秸秆改良土壤结构肥料，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成：水稻秸秆90、小麦麸皮20、稻壳40、泥炭土8、碳酸氢铵12、微生物发酵菌剂2、磷酸二氢钠10、高锰酸钾14、腐殖酸4、硫酸镁6、添加剂5和适量的水；

添加剂由以下重量份的原料制成：十二烷基硫酸钠1、麦饭石粉8、醋酸乙烯8、乙醇7、N,N-亚甲基双丙烯酰胺2和适量的水30；制备方法是：于反应釜中将乙醇与水混合稀释，然后加入醋酸乙烯及N,N-亚甲基双丙烯酰胺， 150～200r/min搅拌5～10min，最后依次加入十二烷基硫酸钠和麦饭石粉，在250～400r/min的转速下搅拌复配0.5～1h后形成均匀的乳剂即得。

一种改性秸秆改良土壤结构肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

(1)将水稻秸秆用破碎机破碎成长宽3～4cm的片段，加入2～3倍其重量份的水，然后加入碳酸氢铵，搅拌溶解后，于30～35℃环境条件下氨化处理14～16天，然后过滤多余水分得残渣；

(2)将(1)所述残渣放入微波处理机中，功率200～250w，微波辐射作用8～14min；

(3)将(2)所述处理过后的秸秆渣与微生物发酵菌剂、小麦麸皮、稻壳及泥炭土混合，调整含水量60％，混匀后堆积发酵8～12天；

(4)将(3)所述发酵料进行二次粉碎，先加入添加剂混匀，然后加入磷酸二氢钠、高锰酸钾、腐殖酸、硫酸镁及其它剩余成分，混匀后控制含水量20％，造粒即可。

将本发明的改性秸秆改良土壤结构肥料用于种植普通农作物实验，选择5亩种植基地，施用本发明的肥料，作为实验组，对照组的5亩基地按常规种植要求施常规肥料，其它条件相同，实验证明，在使用相同量肥料的情况下，实验组长势及鲜嫩程度明显优于对照组，产量明显提升，同时检测土壤，实验组土壤土质疏松透气，有机质含量高出对照组1.5倍左右，经济较往年提高22.5％。

Claims (2)

1.一种改性秸秆改良土壤结构肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：水稻秸秆80~100、小麦麸皮20~30、稻壳35~50、泥炭土7~10、碳酸氢铵10~12、微生物发酵菌剂2~3、磷酸二氢钠10~15、高锰酸钾8~14、腐殖酸2~5、硫酸镁4~7、添加剂3~5和适量的水；

添加剂由以下重量份的原料制成：十二烷基硫酸钠1~2、麦饭石粉6~8、醋酸乙烯7~10、乙醇6~9、N,N-亚甲基双丙烯酰胺2~3和适量的水30；制备方法是：于反应釜中将乙醇与水混合稀释，然后加入醋酸乙烯及N,N-亚甲基双丙烯酰胺，150~200r/min搅拌5~10min，最后依次加入十二烷基硫酸钠和麦饭石粉，在250~400r/min的转速下搅拌复配0.5~1h后形成均匀的乳剂即得。

2.根据权利要去1所述一种改性秸秆改良土壤结构肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将水稻秸秆用破碎机破碎成长宽3~4cm的片段，加入2~3倍其重量份的水，然后加入碳酸氢铵，搅拌溶解后，于30~35℃环境条件下氨化处理14~16天，然后过滤多余水分得残渣；

（2）将（1）所述残渣放入微波处理机中，功率200~250w，微波辐射作用8~14min；

（3）将（2）所述处理过后的秸秆渣与微生物发酵菌剂、小麦麸皮、稻壳及泥炭土混合，调整含水量60％，混匀后堆积发酵8~12天；

（4）将（3）所述发酵料进行二次粉碎，先加入添加剂混匀，然后加入磷酸二氢钠、高锰酸钾、腐殖酸、硫酸镁及其它剩余成分，混匀后控制含水量20％，造粒即可。