CN104961537A - 一种提高土壤有机胶质的改性秸秆肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高土壤有机胶质的改性秸秆肥料及其制备方法，由以下重量份的原料制成：农作物秸秆80~100、碳酸氢铵8~12、沼气废渣30~50、沸石粉10~15、硫酸镁5~10、磷酸二氢铵10~15、腐植酸钾8~15、微生物菌剂2~3、添加剂3~5和适量的水；具体是利用碳酸氢铵溶于水后的碱性溶液浸泡氨化处理秸秆，然后放入微波环境下接受辐射处理，以此增强秸秆表面光滑的特性，转而变得松软和凸起，有利于微生物的附着，氨化后的秸秆产生的氨基酸也有利于微生物的生长，以沼气废渣为底料，进行短暂发酵，不完全发酵保留秸秆大概的形态，微量的秸秆纤维有利于提高土壤韧性，增加其有机胶质含量。
Description
技术领域
本发明属于肥料的工艺技术领域，具体涉及到一种提高土壤有机胶质的改性秸秆肥料及其制备方法。
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。
一种提高土壤有机胶质的改性秸秆肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：农作物秸秆80～100、碳酸氢铵8～12、沼气废渣30～50、沸石粉10～15、硫酸镁5～10、磷酸二氢铵10～15、腐植酸钾8～15、微生物菌剂2～3、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。
一种提高土壤有机胶质的改性秸秆肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)将农作物秸秆统一用破碎机先破碎成长宽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℃环境条件下浸泡氨化处理15～20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，调整功率230～250w，微波辐射作用5～8min；
(3)将(2)所述处理过后的秸秆渣与沼气废渣和沸石粉混合，喷洒用水10倍稀释的微生物菌剂，然后调整含水量60％，混匀后堆积发酵6～8天；
(4)将(3)所述发酵料进行二次粉碎，先加入添加剂混匀，然后加入硫酸镁、磷酸二氢铵、腐植酸钾及其它剩余成分，混匀后适量加水控制含水量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：利用碳酸氢铵溶于水后的碱性溶液浸泡氨化处理秸秆，然后放入微波环境下接受辐射处理，以此增强秸秆表面光滑的特性，转而变得松软和凸起，有利于微生物的附着，氨化后的秸秆产生的氨基酸也有利于微生物的生长，以沼气废渣为底料，进行短暂发酵，不完全发酵保留秸秆大概的形态，微量的秸秆纤维有利于提高土壤韧性，增加其有机胶质含量。
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：
一种提高土壤有机胶质的改性秸秆肥料，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成：农作物秸秆90、碳酸氢铵10、沼气废渣35、沸石粉12、硫酸镁6、磷酸二氢铵12、腐植酸钾10、微生物菌剂3、添加剂4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7、醋酸乙烯7、乙醇8、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。
一种提高土壤有机胶质的改性秸秆肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)将农作物秸秆统一用破碎机先破碎成长宽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℃环境条件下浸泡氨化处理15～20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，调整功率230～250w，微波辐射作用5～8min；
(3)将(2)所述处理过后的秸秆渣与沼气废渣和沸石粉混合，喷洒用水10倍稀释的微生物菌剂，然后调整含水量60％，混匀后堆积发酵6～8天；
(4)将(3)所述发酵料进行二次粉碎，先加入添加剂混匀，然后加入硫酸镁、磷酸二氢铵、腐植酸钾及其它剩余成分，混匀后适量加水控制含水量20％，造粒即可。
将本发明的提高土壤有机胶质的改性秸秆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，实验组种植的农作物，其秸秆和枝叶更加粗壮，果实更加鲜嫩，产量有所提高，同时检测土壤性质，发现实验组土壤土质疏松透气，保水、粘滞效果显著，有机胶质含量高，经济较往年提高24.3％。
Claims (2)
1.一种提高土壤有机胶质的改性秸秆肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：农作物秸秆80~100、碳酸氢铵8~12、沼气废渣30~50、沸石粉10~15、硫酸镁5~10、磷酸二氢铵10~15、腐植酸钾8~15、微生物菌剂2~3、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.根据权利要求1所述一种提高土壤有机胶质的改性秸秆肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
（1）将农作物秸秆统一用破碎机先破碎成长宽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℃环境条件下浸泡氨化处理15~20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，调整功率230~250w，微波辐射作用5~8min；
（3）将（2）所述处理过后的秸秆渣与沼气废渣和沸石粉混合，喷洒用水10倍稀释的微生物菌剂，然后调整含水量60％，混匀后堆积发酵6~8天；
（4）将（3）所述发酵料进行二次粉碎，先加入添加剂混匀，然后加入硫酸镁、磷酸二氢铵、腐植酸钾及其它剩余成分，混匀后适量加水控制含水量20％，造粒即可。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105347951A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-02-24 | 合肥四方磷复肥有限责任公司 | 一种适用于水体作物的微生物肥料及其制备方法 |
| CN114572980A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-06-03 | 山东大学 | 一种多孔活性炭材料及其制备方法与应用 |
| CN115176668A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-10-14 | 中国农业科学院都市农业研究所 | 植物源废弃物的再生材料及其制备方法、应用 |
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| CN102321993A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-01-18 | 华南理工大学 | 生物质纤维原料的预处理方法 |
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