CN105255501A - 一种酸性土壤调理剂及其制备方法 - Google Patents
一种酸性土壤调理剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种酸性土壤调理剂及其制备方法,该方法包括由草甘膦废液制备含磷酸盐固体物、土壤调理剂配制、造粒与烘干等步骤。与CK相比,使用了本发明酸性土壤调理剂的辣椒小区土壤pH提高了0.44个单位,土壤有效磷含量提高21.60%,速效钾含量提高33.87%;抗病性方面,辣椒炭疽病的发病率较对照降低了17.83%,辣椒疫病的发病率较对照降低了26.21%;另外,辣椒果实中的镉、铅、总汞、总砷的含量分别降低了24.21%、23.37%、31.58%和17.39%。本发明实现了高污染的草甘膦生产废水的资源化可持续利用,提高了酸性土壤的pH,降低了植物对病害的抵抗能力及对有害重金属离子的吸收量。
Description
【技术领域】
本发明属于土壤改良技术领域。更具体地,本发明涉及一种酸性土壤调理剂,还涉及所述土壤调理剂的制备方法。
【背景技术】
酸性土壤是pH值小于7的土壤总称。通常,我国酸性土壤主要分布在长江以南及云贵川等地。然而,随着近年来化肥大量且长期使用,北方地区也出现了大面积农田土壤酸化现象。土壤酸化,通常会破坏土壤团粒结构,引起板结,降低土壤的透气性及微生物活性;并且,铝离子、铁离子、锰离子含量增加,妨碍其他多种金属矿质元素的吸收利用,造成毒害,同时还与土壤中的磷酸根离子结合形成沉淀,导致作物缺磷;另外,土壤pH的降低还增加了土壤中重金属离子的活性,使其更容易被作物吸收,加剧了重金属的危害。不仅如此,随着农药多年使用,土壤中的农药残存量也不断增加,破坏土壤根际生态。上述这些因素导致作物生长不良,抗病能力差,产量降低。不断加剧的土壤酸化及污染问题已成为我国农业可持续发展的一大障碍。
过去,人们往往更重视的是土壤酸化问题导致的土壤结构破话问题,而忽略了作物根际生态破坏对作物产量造成的恶劣影响。这就造成在使用了土壤调理剂后,土壤酸化问题减轻了,但作物根际生态迟迟得不到恢复,更忽略了土壤中的农药残留及重金属离子对土壤生态环境的影响。
CN101085920发明名称“一种南方旱地酸性土壤调理剂的制备方法”公开了一种南方旱地酸性土壤调理剂的制备方法,该土壤调理剂是将按重量比计的40~65%煅烧贝壳产物、15~30%硅酸钙镁和10~28%磷酸铵镁充分混匀,得到混合物料,主要采用无机物来调理土壤pH。CN103436266A发明名称“利用工业硅钙板废料生产中量元素酸性土壤调理剂的方法”公开了一种利用工业硅钙板废料生产中量元素酸性土壤调理剂的方法,该方法生产是将硅钙板、白泥、白云石等以及助添加剂A和B作为混合物料,经球磨、烘干、成型加工、焙烧活化、冷却、粉碎,制得矿物质营养型酸性土壤调理剂。该发明实现了工业固体废弃物高效农业资源化利用,达到了调节土壤理化性质,提升土壤中、微量元素的作用。CN102321484A发明名称“一种改良酸化或酸性土壤的有机环保型土壤调理剂”公开了一种改良酸化或酸性土壤的有机环保型土壤调理剂及其制备方法,该土壤调理剂由以下重量份原料制成:沼渣23~46份、贝壳粉14~24份、钙镁磷肥、16~25份草木灰13~20份、壳聚糖0.1~0.2份、沸石粉5~7份、膨润土6~9份。通过沼渣的预处理、贝壳粉的预处理等步骤制得,生产的土壤调理剂可提高土壤pH值;增加土壤中钙、镁、磷、钾等营养元素;增加土壤有机质含量,提高土壤保水保肥能力,改善土壤理化性质;提高作物抗逆(病、虫、旱等)能力;降低重金属毒害;而且施用方便,不受风力影响,适合机械化作业。上述专利申请虽然都实现了对酸性土壤改良的作用,但往往功能比较单一,不能做到与恢复作物根际生态有恢复功能及去除土壤中重金属及农药残留相结合的综合效果,对土壤的调理效果必将大打折扣。
草甘膦是一种非选择性、灭生性除草剂,目前在全世界范围内应用广泛。2012年我国草甘膦产量达39万吨,而每生产1吨草甘膦平均产生5吨废液。草甘膦废液中含有大量有机磷及其他有机物,直接排放会导致严重的环境污染。磷是一种重要的难以再生的矿质资源,我国探明的具有经济价值的磷矿石只有40.5亿吨,并以每年1亿吨的惊人速度下降。为此,国土资源部早已将磷矿列为2010年后不能满足国民经济发展需要的20个矿种之一。如何将草甘膦废水中宝贵的磷资源再利用,具有重要意义。
本发明人在总结现有酸性土壤调理剂功能及技术特点的基础上,通过大量试验,以草甘膦废水回收的含磷酸盐固体物为主要原料开发了颗粒状的酸性土壤调理剂。该土壤调理剂为草甘膦废水资源可持续化利用找到了一条新的途径,同时,还兼具土壤调酸、缓解重金属及农药污染、恢复作物根际生态等功能。其颗粒形状适用于机械化作业,防止了粉尘飞扬对农业生产活动的影响,提高了工作效率。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种酸性土壤调理剂。
本发明的另一个目的是提供所述酸性土壤调理剂的制备方法。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种酸性土壤调理剂的生产方法。
所述生产方法的步骤如下:
A、由草甘膦废液制备含磷酸盐固体物
(1)重金属离子沉淀
让pH0.5~1.0草甘膦生产废液与硫化氢气体在温度5~50℃与压力0.1~0.5MPa的条件下进行反应2~5小时,分离得到一种含有重金属硫化物的沉淀与一种沉淀母液;
(2)有机磷氧化
将步骤(1)得到的沉淀母液加热到温度60~120℃,再在压力0.1~0.5MPa的条件下通入空气进行氧化反应1~6h,得到一种氧化沉淀母液;
(3)磷酸盐沉淀
按照氧化沉淀母液与石灰石粉末的重量比为1.0~6.0:0.1~0.5,往步骤(2)得到的氧化沉淀母液中加入石灰石粉末,在温度20~30℃的条件下搅拌反应1~4h,分离得到一种含磷酸盐沉淀与一种沉淀母液;
(4)氯化钠分离
让步骤(3)得到的沉淀母液在温度100~105℃的条件下蒸发结晶2~6h,分离得到氯化钠晶体;
(5)制浆除去杂质
按照含磷酸盐沉淀与水的重量比1:3~8,往步骤(3)得到的含磷酸盐沉淀中添加水,在搅拌速度100~400rpm的条件下再制浆,接着固液分离,这种操作重复进行2~4次,最后沉淀分离,将得到的沉淀物转移到烘干机中在温度95~105℃的条件下干燥1~5h,得到一种含磷酸盐固体物;
B、土壤调理剂配制
步骤A得到的含磷酸盐固体物、腐殖酸盐、膨润土与凹凸棒石分别在温度95~105℃的条件下烘干,然后冷却至室温,再研磨、筛分,得到粒度250~300目的粉末;接着含磷酸盐固体物粉、腐植酸盐、膨润土粉与凹凸棒石粉按照重量比30~45:10~15:20~40::15~30在盘式搅拌机中混合均匀,得到一种混合物;
C、喷剂的制备
使用搅拌机将糖与淀粉按照重量比1:0.5~2.0混合均匀,得到一种混合物,再使用水将所述混合物配制成浓度为以重量计6~10%的悬浮液,并加入含有一种或多种选自胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的菌剂,使其充分悬浮得到所述喷剂;
D、造粒
将步骤B得到的混合物转移到转鼓造粒机中,在转鼓造粒机转动的条件下喷洒步骤C得到的喷剂,制成颗粒直径为2~4mm的湿土壤调理剂颗粒;
E、烘干
将步骤D得到的湿土壤调理剂颗粒在温度50~60℃的条件下烘干至含水量为以酸性土壤调理剂重量计5~8%,于是得到所述的酸性土壤调理剂,它含有一种或多种选自胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的杆菌,每种杆菌的菌含量均为0.5~2.0亿/克。
根据本发明的一种优选实施方案,所述的草甘膦生产废液是采用IDA法生产草甘膦时所产生的废液。
根据本发明的另一种优选实施方案,在步骤A(2)中,以升计沉淀母液量与以升计空气的量之比是1:10~28。
根据本发明的另一种优选实施方案,在步骤A(3)中,所述石灰石粉末的粒径是0.2~1.0mm。
根据本发明的另一种优选实施方案,在步骤A(3)中,氧化沉淀母液与石灰石在搅拌速度50~100rpm的条件下反应1.5~3.5h。
根据本发明的另一种优选实施方案,在步骤A(5)中,所述的含磷酸盐固体物由磷酸钙与氧化钙按照重量比1~3:1组成,其中以P2O5计的磷含量是以重量计10~30%。
根据本发明的另一种优选实施方案,所述的腐植酸盐是一种或多种选自腐植酸钾、腐植酸钙、腐植酸镁、腐植酸铁或腐植酸锌的腐植酸盐。
根据本发明的另一种优选实施方案,所述的喷剂中的糖是一种或多种选自蔗糖、果糖或麦芽糖的糖;所述的淀粉是一种或多种选自玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉或大米淀粉的淀粉。
本发明还涉及上述生产方法所得到的酸性土壤调理剂。
该酸性土壤调理剂组成如下:以重量份计
胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌,每种杆菌含量均为0.5~2.0亿个/克。
优选地,所述的酸性土壤调理剂组成如下:以重量份计
下面将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种酸性土壤调理剂的生产方法。
所述的生产方法步骤如下:
A、由草甘膦废液制备含磷酸盐固体物
(1)重金属离子沉淀
让pH0.5~1.0草甘膦生产废液与硫化氢气体在温度5~50℃与压力0.1~0.5MPa的条件下进行反应2~5小时,分离得到一种含有重金属硫化物的沉淀与一种沉淀母液。
本发明使用的草甘膦生产废液是采用IDA法生产草甘膦时所产生的废液。IDA法是亚氨基二乙酸主要原料与三氯化磷合成双甘膦,进而合成得到草甘膦,具体可以参见《浙江化工》,44(5),pp8-11(2013)。
IDA法生产草甘膦,尤其是生产双甘膦所产生废液的pH为0.5~1.0,是一种强酸性废液,这种草甘膦生产废液才适合于本发明生产酸性土壤调理剂。
在这个步骤中,硫化氢气体与草甘膦生产废液中的重金属离子反应生成重金属硫化物沉淀,该反应在密闭条件下进行,以防止发生爆炸。如果该反应温度低于5℃时则会导致该反应速度过慢;如果该反应温度高于50℃时则会造成硫化氢溶解度降低,其反应产率也随之降低。该反应压力为0.1~0.5MPa有利于增加硫化氢在废水中的溶解度,因此有利于保证其反应产率稳定不变。如果该反应时间低于2小时,则会造成重金属离子除去不完全,如果该反应时间高于5小时,则草甘膦生产废液中重金属离子因已基本去除,继续进行其反应会增加处理成本,浪费设备资源。
吸收塔是实现吸收操作的设备,按照吸收方式的不同可分为三类,第一类是气体以气泡的形式分散在液相中,以板式塔、鼓泡吸收塔为代表;第二类是液体以液滴形态分散在气相中,以喷雾塔为代表;第三类是液相以膜状运动与气相进行接触,以填料吸收塔和降膜吸收塔为代表。
这个步骤使用的设备是目前市场上销售的在化工技术领域里通常采用的吸收塔,例如扬州市恒通环保科技有限公司以商品名HLB型液体吸收塔销售的吸收塔、苏州宏拓环境科技有限公司以商品名HTV型直立逆流式填料塔销售的吸收塔、苏州利盛化工设备有限公司以商品名吸收塔销售的吸收塔。
(2)有机磷氧化
将步骤(1)得到的沉淀母液加热到温度60~120℃,再在压力0.1~0.5MPa的条件下通入空气进行氧化反应1~6h,得到一种氧化沉淀母液。
这个步骤的目的是将草甘膦生产废液中的有机磷氧化成正磷酸根离子,同时将草甘膦生产废液中含有的其它有机物进行氧化,从而实现无害化。将步骤(1)得到的沉淀母液的温度升高到60~120℃,这样让有机磷完全氧化成正磷酸根离子,有利于氧化反应进行得完全彻底。在这个步骤中,空气氧化反应是在压力0.1~0.5MPa的条件下进行的,这样保证氧气在所述沉淀母液中有足够的溶解度,从而保证加快氧化反应进程,实现有机磷与其它有机物的充分氧化。
在这个步骤中,以升计沉淀母液量与以升计空气的量之比是1:10~28,优选地是1:14~24,更优选地是1:16~22。
这个步骤使用的设备是目前市场上销售的本技术领域技术人员熟知的曝气机,例如江苏如克环保设备有限公司以商品名SBJ深水曝气搅拌两用机销售的曝气机、浙江扬子江泵业有限公司以商品名QXB型潜水离心式曝气机销售的曝气机、河北双美环泵业有限公司以商品名QSB型潜水射流式曝气机销售的曝气机。
(3)磷酸盐沉淀
按照氧化沉淀母液与石灰石粉末的重量比为1.0~6.0:0.1~0.5,往步骤(2)得到的氧化沉淀母液中加入石灰石粉末,在温度20~30℃条件下搅拌反应1~4h,分离得到含磷酸盐沉淀及其沉淀母液;
这个步骤是利用氧化沉淀母液中的磷酸根离子与石灰石含有的钙(少量镁)离子反应生成磷酸钙与磷酸镁沉淀。
在这个步骤中,使用石灰石粉末的粒径是0.2~1.0mm,优选地是0.4~0.8mm。
优选地,所述氧化沉淀母液与石灰石在搅拌速度50~100rpm的条件下反应1.5~3.5h。
这个步骤使用的搅拌机是目前市场上销售的本技术领域技术人员熟知的搅拌机,例如重庆市晨鸣水处理设备有限公司以商品名LFPQ~D型液下环流搅拌机销售的搅拌机、江苏如克环保设备有限公司以商品名QJB潜水搅拌机销售的搅拌机、江苏南源环保科技有限公司以商品名SQJB型双曲面搅拌机销售的搅拌机。
(4)氯化钠分离
让步骤(3)得到的沉淀母液在温度100~105℃的条件下蒸发结晶2~6h,分离得到氯化钠晶体。
这个步骤使用的蒸发结晶设备是本技术领域技术人员熟知的蒸发结晶设备,例如江苏国粮仓储工程有限公司以商品名正昌“金丰”系列流化床蒸发结晶器销售的蒸发结晶设备、石家庄鼎威化工设备工程有限公司以商品名强制循环蒸发器为商品名销售的蒸发结晶设备、江苏嘉泰蒸发结晶设备有限公司以商品名氯化钠蒸发结晶装置销售的蒸发结晶设备。
(5)制浆除去杂质
按照含磷酸盐沉淀与水的重量比1:3~8,往步骤(3)得到的含磷酸盐沉淀中添加水,在搅拌速度100~400rpm的条件下再制浆,接着固液分离,这种操作重复进行2~4次,最后沉淀分离,将得到的沉淀物转移到烘干机中在温度95~105℃的条件下干燥1~5h,得到一种含磷酸盐固体物;
这个步骤使用的搅拌机与步骤(3)使用的搅拌机相同,在此不再赘述。
在这个步骤中,用水再制浆的目的在于除去所述含磷酸盐沉淀还含有的一些杂质除去,尤其是少量重金属杂质,提高含磷酸盐沉淀的纯度。由于一次再制浆处理难以除去这些重金属杂质,所以要重复进行再制浆处理。
这个步骤使用的沉淀分离设备是目前市场上销售的产品,例如丽水中圣环保科技有限公司以商品名沉降离心机LW360不锈钢销售的沉淀分离设备、浙江三联环保机械设备有限公司以商品名双电机卧式螺旋卸料沉淀离心机销售的沉淀分离设备、金华神舟离心机有限公司以商品名LW530卧螺离心机销售的沉淀分离设备。这个步骤使用的烘干机是本技术领域技术人员熟知的烘干机,例如河南勃达微博设备有限责任公司以商品名BDMD~PM~P系列综合类粉体干燥设备为商品名销售的烘干机、常州市长江干燥设备有限公司以商品名长江GZQ震动流化床销售的干燥机、常州文达干燥机械设备有限公司以商品名双轴桨叶干燥机销售的干燥机。
本发明方法制备得到的含磷酸盐固体物采用常规化学分析与常规X射线衍射确定,它由磷酸钙与氧化钙按照重量比1~3:1组成,其中以P2O5计的磷含量是以重量计10~30%。
B、土壤调理剂配制
步骤A得到的含磷酸盐固体物、腐殖酸盐、膨润土与凹凸棒石分别在温度95~105℃的条件下烘干,然后冷却至室温,再研磨、筛分,得到粒度250~300目的粉末;接着含磷酸盐固体物粉、腐殖酸盐、膨润土粉与凹凸棒石粉按照重量比30~45:10~15:20~40:20~30在盘式搅拌机中混合均匀,然后添加激活蛋白、壳聚糖与腐植酸盐,得到一种混合物。
含磷酸盐固体物主要由石灰石粉末与磷酸钙组成,它们可以中和土壤中的酸,磷酸钙将释放钙、磷元素到土壤中,同时石灰石还会释放含有的镁、铁等其它营养元素,有助于提高土壤肥力。
腐植酸作为一种重要的植物生长刺激物质,可有效促进土壤团粒结构形成,增强土壤保水透气能力,提高根际微生物活性,螯合重金属离子,提高作物抗逆能力。本发明使用的腐植酸盐是一种或多种选自腐植酸钾、腐植酸钙、腐植酸镁、腐植酸铁或腐植酸锌的腐植酸盐,它们都是目前市场上销售的产品。
膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构,由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子,如Cu2+、Mg2+、Na+、K+等,且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定,易被其它阳离子交换,故具有较好的离子交换性。膨润土可吸附土壤中残留的农药及重金属离子,保水能力强,同时还可提高土调剂颗粒的强度。本发明使用的膨润土是目前市场上销售的产品。
凹凸棒石为一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物,具有独特的层链状结构特征,在其结构中存在晶格置换,晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+,晶体呈针状,纤维状或纤维集合状。凹凸棒石具有介于链状结构和层状结构之间的中间结构,具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力。凹凸棒石具有阳离子可交换性、吸水性、吸附脱色性,大的比表面积等特点。凹凸棒石可将土壤中的重金属离子吸附以防被作物吸收,同时通过离子交换作用提高土壤pH,改良酸性土壤,并向土壤中释放多种中、微量元素,提高土壤肥力。本发明使用的凹凸棒石是目前市场上销售的产品。
这个步骤使用的烘干设备是目前市场上销售的本技术领域技术人员熟知的烘干机,例如衡水隆昌肥料造粒机械有限公司以商品名滚筒式烘干(冷却)机销售的烘干机、曲阜市应用科技研究所以商品名科阳牌滚筒干燥机销售的干燥机、济南中鲁新能源有限公司以商品名滚筒烘干机销售的干燥机。
本发明使用的磨粉机是本技术领域技术人员熟知的磨粉机,例如河南高峰重工机械有限公司以商品名锥度雷蒙磨粉机销售的磨粉机、建冶重工以商品名JYM系列节能砂粉磨粉机销售的磨粉机、上海山卓重工有限公司以商品名雷蒙磨粉机销售的磨粉机。
本发明使用的盘式搅拌机是本技术领域技术人员熟知的搅拌机,例如:郑州通赢机械设备有限公司以商品名PJ1500盘式搅拌机销售的搅拌机,衡水隆昌肥料造粒机械有限公司以商品名豹牌盘式搅拌机销售的搅拌机,鹤壁市亿丰机械制造有限公司以商品名YF~YP50盘式搅拌机销售的搅拌机。
C、喷剂的制备
使用搅拌机将糖与淀粉按照重量比1.0:0.5~2.0混合均匀,得到一种混合物,再使用水将所述混合物配制成浓度为以重量计6~10%的悬浮液,并加入含有一种或多种选自胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的菌剂,使其充分悬浮得到所述喷剂;
本发明步骤中所使用的搅拌机与步骤B中所使用的盘式搅拌机相同,在此不再赘述。
所述喷剂中的糖在土壤调理剂中起到将不同组分粘合起来的作用,同时还能增加颗粒强度及表面光滑度,本发明方法中使用的糖是目前市场上广泛销售的产品,如果糖、麦芽糖、蔗糖;所述的淀粉在土壤调理剂中起到崩解剂的作用,使土壤调理剂在施入土壤后能够易于崩解,提高土壤调理剂的效果。本发明方法中使用的淀粉是本技术领域常用的淀粉,可在市场上很容易地购得,例如赵县庆阳淀粉糖业有限公司生产销售的马铃薯淀粉与玉米淀粉、郑州天通食品配料有限公司生产销售的小麦淀粉。
胶质芽孢杆菌(Bacillusmucilaginous)又称硅酸盐细菌,具有分解硅酸盐矿物及生物固氮的能力。可提高土壤中可溶性磷、钾、硅及氮的含量,同时,还可代谢产生一些氨基酸、生长素及赤霉素等物质,促进作物生长;并对多种植物病害尤其是土传病害的发生有抑制所用。
巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)是一种常见的解磷促钾细菌,可分解植物不能吸收利用的吸附态磷及卵磷脂等提高土壤可溶性磷含量,还能与固氮菌、解钾菌混合培养,增强这些菌的固氮解钾能力。
侧孢芽孢杆菌(Bacilluslaterosporus)是一种具有生防应用价值的拮抗细菌,具有解磷、促生等多种功能。有众多研究表明,侧孢芽孢杆菌可产生非肽类的芽孢菌胺、肽类抗生素及几丁质酶等,对多种植物病原菌有抑制效果。同时,还可产生多种对甲虫类昆虫的幼虫、线虫等有毒性作用的蛋白,具有杀虫作用。另有研究发现,侧孢芽孢杆菌还可降解水胺硫磷、氧化乐果等有机磷农药,降低土壤中的农药残留水平。
地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)是一种耐热抗逆性强的菌种,可代谢产生玉米素、异戊烯基腺嘌呤、玉米素核苷等活性物质,促进作物生长。同时其还可分泌几丁质酶、抗菌蛋白、苯乙酸等多种抗菌物质,对于防治马铃薯晚疫病、烟草黑胫病、水稻瘟病苹果轮纹病、柑橘炭疽病等多种病害均具有良好效果。
本发明使用的菌剂均为本技术领域常用菌剂,可在市场上购得,如保定瑞谷生物科技有限公司销售的胶质芽孢杆菌粉、地衣芽孢杆菌粉、侧孢芽孢杆菌粉;江苏绿科生物技术有限公司销售的地衣芽孢杆菌菌剂、巨大芽孢杆菌菌剂、侧孢芽孢杆菌菌剂;扬州市海诚生物科技有限公司销售的胶质芽孢杆菌菌剂、侧孢芽孢杆菌菌剂、巨大芽孢杆菌菌剂、地衣芽孢杆菌菌剂;广州市微元生物科技有限公司销售的巨大芽孢杆菌菌剂、胶质芽孢杆菌菌剂、地衣芽孢杆菌菌剂、侧孢芽孢杆菌菌剂。
D、造粒
将步骤B得到的混合物转移到转鼓造粒机中,在转鼓造粒机转动的条件下喷洒步骤C得到的喷剂,制成颗粒直径为2~4mm的湿土壤调理剂颗粒;
根据本发明中所述的将土壤调理剂制成颗粒,目的在于便于运输及使用,提高使用效率,避免使用过程中出现菌体随粉尘飞扬的问题。其中所述转鼓造粒机是本技术领域的技术人员熟知的加工设备,例如郑州鑫盛复合肥设备有限公司以商品名ZG系列销售的转鼓式造粒机、随州金峰节能设备制造有限公司以商品名JFJN~ZLJ系列销售的转鼓式造粒机、河北景塔干燥设备有限公司以商品名ZG系列销售的转鼓式造粒机。
E、烘干
将步骤D得到的湿土壤调理剂颗粒在温度50~60℃的条件下烘干至含水量为以酸性土壤调理剂重量计5~8%,于是得到所述的酸性土壤调理剂,它含有一种或多种选自胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的杆菌,每种杆菌的菌含量均为0.5~2.0亿/克。
所述的湿土壤调理剂在烘干温度低于60℃的条件下进行烘干,以避免造成颗粒中的菌种失活,从而保证它们具有良好的效果。同时,其烘干温度应高于50℃,以避免烘干温度过低造成烘干时间过长,导致生产效率降低。
本发明还涉及由所述生产方法得到的酸性土壤调理剂。
该酸性土壤调理剂的组成如下:以重量份计
胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌,每种杆菌含量均为0.5~2.0亿个/克。
优选地,所述的酸性土壤调理剂组成如下:以重量份计
[有益效果]
本发明的酸性土壤调理剂具有改善土壤团粒结构,调节pH,提高作物抗逆性,增加土壤肥力的作用。本发明生产酸性土壤调理剂是以草甘膦生产废液为原料的,变废为宝,环境友好;它为颗粒状,使用运输方便,利于机械化使用。本发明的酸性土壤调理剂在辣椒田里的应用效果明显,与CK相比,施用了本发明酸性土壤调理剂的小区土壤pH平均提高了0.44个单位,土壤有效磷含量提升了21.60%,速效钾含量提高了33.87%;产量方面,平均每小区折合亩产量提高了3.76%;提高辣椒抗病性方面,辣椒炭疽病的发病率降低了1.68个百分点,辣椒疫病的发病率降低了3.13个百分点;在抑制重金属吸收方面,使用了本发明酸性土壤调理剂的辣椒其果实中的镉、铅、总汞及总砷含量分别降低了24.21%、23.37%、31.58%和17.39%。
综上所述,本发明实现了高酸度高污染的草甘膦废水的资源化再利用,节约了宝贵的磷矿资源,同时,在辣椒田里的试验效果也显示,本发明酸性土壤调理剂对于提高土壤pH、提高土壤有效磷及速效钾含量、提高辣椒产量、抑制辣椒常见的炭疽病和疫病以及降低果实中的重金属含量等方面均具有非常好的效果。
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1:酸性土壤调理剂的生产
该实施例的实施步骤如下:
A、由草甘膦生产废液制备含磷酸盐固体物
(1)重金属离子沉淀
让采用IDA法生产草甘膦时所产生的pH0.6的草甘膦生产废液与纯硫化氢气体,在苏州宏拓环境科技有限公司以商品名HTV型直立逆流式填料塔销售的吸收塔中在温度5℃与压力0.1MPa的条件下反应5小时,硫化氢与重金属离子反应生成重金属硫化物沉淀,分离得到一种含有重金属硫化物的沉淀与一种沉淀母液;
(2)有机磷氧化
将步骤(1)得到的沉淀母液加热到温度60℃,再在压力0.1MPa的条件下,通过河北双美环泵业有限公司以商品名QSB型潜水射流式曝气机销售的曝气机以升计沉淀母液量与以升计空气的量之比为1:20通入空气进行氧化反应6h,得到一种氧化沉淀母液;
(3)磷酸盐沉淀
按照氧化沉淀母液与石灰石粉末的重量比为1.0:0.5,往步骤(2)得到的氧化沉淀母液中加入粒径0.8mm的石灰石粉末,使用重庆市晨鸣水处理设备有限公司以商品名LFPQ~D型液下环流搅拌机销售的搅拌机,在温度20℃与搅拌速度80rpm的条件下搅拌反应4h,分离得到含磷酸盐沉淀及其沉淀母液;
(4)分离氯化钠
让步骤(3)得到的沉淀母液使用江苏嘉泰蒸发结晶设备有限公司以商品名氯化钠蒸发结晶装置销售的蒸发结晶设备在温度100℃的条件下蒸发结晶6h,分离得到氯化钠晶体;
(5)制浆除去杂质
按照含磷酸盐沉淀与水的重量比1:3,往步骤(3)得到的含磷酸盐沉淀中添加水,使用重庆市晨鸣水处理设备有限公司以商品名LFPQ~D型液下环流搅拌机销售的搅拌机在搅拌速度100rpm的条件下再制浆,接着固液分离,这种操作重复进行3次,然后沉淀分离,将沉淀物转入到常州市长江干燥设备有限公司以商品名长江GZQ震动流化床销售的干燥机中在温度95℃的条件下干燥5h,得到所述的含磷酸盐固体物;所述的含磷酸盐固体物由磷酸钙与氧化钙按照重量比3.0:1.0组成,其中以P2O5计的磷含量是以重量计30%。
B、土壤调理剂配制
步骤A得到的含磷酸盐固体物、腐植酸钾、膨润土与凹凸棒石分别在衡水隆昌肥料造粒机械有限公司以商品名滚筒式烘干(冷却)机中在温度95℃的条件下烘干,然后冷却至室温,再使用河南高峰重工机械有限公司以商品名锥度雷蒙磨粉机销售的磨粉机研磨,得到粒度250目的粉末,接着含磷酸盐固体物粉、腐植酸钾粉末、膨润土粉与凹凸棒石粉按照重量比37:10:30:23在郑州通赢机械设备有限公司以商品名PJ1500盘式搅拌机销售的搅拌机盘式搅拌机中混合均匀,得到一种混合物;
C、喷剂的制备
使用搅拌机将蔗糖与马铃薯淀粉按照重量比1.0:0.5混合均匀,得到一种混合物,再使用水将所述混合物配制成浓度为以重量计6%的悬浮液,并加入广州市微元生物科技有限公司销售的含有胶质芽孢杆菌菌剂、巨大芽孢杆菌菌剂、侧孢芽孢杆菌菌剂与地衣芽孢杆菌菌剂,使其充分悬浮得到所述喷剂;
D、造粒
将步骤B得到的混合物转移到郑州鑫盛复合肥设备有限公司以商品名ZG系列销售的转鼓造粒机中,在转鼓造粒机转动的条件下喷洒步骤C得到的喷剂,制成颗粒直径为2mm的湿土壤调理剂颗粒;
E、烘干
将步骤D得到的湿土壤调理剂颗粒转移到曲阜市应用科技研究所以商品名科阳牌滚筒干燥机销售的干燥机中,在温度50℃的条件下烘干至含水量为以酸性土壤调理剂重量计8%,于是得到所述的酸性土壤调理剂,它由37重量份含磷酸盐固体物、10重量份腐植酸钾、30重量份膨润土与23重量份凹凸棒石组成,其中胶质芽孢杆菌含量为0.5亿/克、巨大芽孢杆菌含量为1.0亿/克、侧孢芽孢杆菌含量为1.5亿/克与地衣芽孢杆菌含量为1.8亿/克。
实施例2:酸性土壤调理剂的生产
该实施例的实施步骤如下:
A、由草甘膦生产废液制备含磷酸盐固体物
(1)重金属离子沉淀
让采用IDA法生产草甘膦时所产生的pH0.5的草甘膦生产废液与纯硫化氢气体,在扬州市恒通环保科技有限公司以商品名HLB型液体吸收塔销售的吸收塔中在温度10℃与压力0.3MPa的条件下进行反应4小时,硫化氢与重金属离子反应生成重金属硫化物沉淀,分离得到一种含有重金属硫化物的沉淀与一种沉淀母液;
(2)有机磷氧化
将步骤(1)得到的沉淀母液加热到温度80℃,再在压力0.3MPa的条件下,通过江苏如克环保设备有限公司以商品名SBJ深水曝气搅拌两用机销售的曝气机以升计沉淀母液量与以升计空气的量之比为1:15通入空气进行氧化反应4h,得到一种氧化沉淀母液;
(3)磷酸盐沉淀
按照氧化沉淀母液与石灰石粉末的重量比为2.0:0.4,往步骤(2)得到的氧化沉淀母液中粒径0.2mm的石灰石粉末,使用江苏南源环保科技有限公司以商品名SQJB型双曲面搅拌机销售的搅拌机,在温度24℃与搅拌速度90rpm的条件下搅拌反应3.5h,分离得到含磷酸盐沉淀及其沉淀母液;
(4)分离氯化钠
让步骤(3)得到的沉淀母液使用江苏嘉泰蒸发结晶设备有限公司以商品名氯化钠蒸发结晶装置销售的蒸发结晶设备,在温度102℃的条件下蒸发结晶5h,分离得到氯化钠晶体;
(5)制浆除去杂质
按照含磷酸盐沉淀与水的重量比1:5,往步骤(3)得到的含磷酸盐沉淀中添加水,使用江苏南源环保科技有限公司以商品名SQJB型双曲面搅拌机销售的搅拌机在搅拌速度150rpm的条件下再制浆,接着固液分离,这种操作重复进行2次,然后沉淀分离,将沉淀物转移到常州市长江干燥设备有限公司以商品名长江GZQ震动流化床销售的干燥机中在温度97℃的条件下干燥4h,得到所述的含磷酸盐固体物;所述的含磷酸盐固体物由磷酸钙与氧化钙按照重量比1.6:1.0组成,其中以P2O5计的磷含量是以重量计15%;
B、土壤调理剂配制
步骤A得到的含磷酸盐固体物、腐植酸钙、膨润土与凹凸棒石分别在衡水隆昌肥料造粒机械有限公司以商品名滚筒式烘干(冷却)机中在温度98℃的条件下烘干,然后冷却至室温,再使用河南高峰重工机械有限公司以商品名锥度雷蒙磨粉机销售的磨粉机研磨,得到粒度260目的粉末,接着含磷酸盐固体物粉、腐植酸钙粉末、膨润土粉与凹凸棒石粉按照重量比35:15:20:30在衡水隆昌肥料造粒机械有限公司以商品名豹牌盘式搅拌机销售的搅拌机中混合均匀,得到一种混合物;
C、喷剂的制备
使用搅拌机将蔗糖与马铃薯淀粉按照1:1的重量比混合均匀,得到一种混合物,再使用水将所述混合物配制成浓度为以重量计7%的悬浮液,并加入广州市微元生物科技有限公司销售的胶质芽孢杆菌菌剂、巨大芽孢杆菌菌剂、侧孢芽孢杆菌菌剂与地衣芽孢杆菌菌剂,使其充分悬浮得到所述喷剂;
D、造粒
将步骤B得到的混合物转移到随州金峰节能设备制造有限公司以商品名JFJN~ZLJ系列销售的转鼓式造粒机中,在转鼓造粒机转动的条件下喷洒步骤C得到的喷剂,制成颗粒直径为2.5mm的湿土壤调理剂颗粒;
E、烘干
将步骤D得到的湿土壤调理剂颗粒转移到曲阜市应用科技研究所以商品名科阳牌滚筒干燥机销售的干燥机中,在温度53℃的条件下烘干至含水量为以酸性土壤调理剂重量计7.5%,于是得到所述的酸性土壤调理剂,它由35重量份含磷酸盐固体物、15重量份腐植酸钙、20重量份膨润土与30重量份凹凸棒石组成,其中胶质芽孢杆菌含量为1.0亿/克、巨大芽孢杆菌含量为1.5亿/克、侧孢芽孢杆菌含量为1.8亿/克与地衣芽孢杆菌菌含量为2.0亿/克。
实施例3:酸性土壤调理剂的生产
该实施例的实施步骤如下:
A、由草甘膦生产废液制备含磷酸盐固体物
(1)重金属离子沉淀
让采用IDA法生产草甘膦时所产生的pH1.0的草甘膦生产废液与纯硫化氢气体,在苏州利盛化工设备有限公司以商品名吸收塔销售的吸收塔中在温度20℃与压力0.5MPa的条件下进行反应3小时,硫化氢与重金属离子反应生成重金属硫化物沉淀,分离得到一种含有重金属硫化物的沉淀与一种沉淀母液;
(2)有机磷的氧化
将步骤(1)得到的沉淀母液加热到温度100℃,再在压力0.5MPa的条件下,通过河北双美环泵业有限公司以商品名QSB型潜水射流式曝气机销售的曝气机以升计沉淀母液量与以升计空气的量之比为1:10通入空气进行氧化反应3h,得到一种氧化沉淀母液;
(3)磷酸盐沉淀
按照氧化沉淀母液与石灰石粉末的重量比为3:0.3,往步骤(2)得到的氧化沉淀母液中粒径1.0mm的石灰石粉末,使用江苏如克环保设备有限公司以商品名QJB潜水搅拌机销售的搅拌机,在温度26℃与搅拌速度50rpm的条件下搅拌反应3h,分离得到含磷酸盐沉淀及其沉淀母液;
(4)分离氯化钠
让步骤(3)得到的沉淀母液使用江苏国粮仓储工程有限公司以商品名正昌“金丰”系列流化床蒸发结晶器销售的蒸发结晶设备,在温度103℃的条件下蒸发结晶4h,分离得到氯化钠晶体;
(5)制浆除去杂质:按照含磷酸盐沉淀与水的重量比1:6,往步骤(3)得到的含磷酸盐沉淀中添加水,使用江苏如克环保设备有限公司以商品名QJB潜水搅拌机销售的搅拌机在搅拌速度200rpm的条件下再制浆,接着固液分离,这种操作重复进行4次,然后沉淀分离,将沉淀物转移到常州市长江干燥设备有限公司以商品名长江GZQ震动流化床销售的干燥机中在温度99℃的条件下干燥3h,得到所述的含磷酸盐固体物;所述的含磷酸盐固体物由磷酸钙与氧化钙按照重量比2.0:1.0组成,其中以P2O5计的磷含量是以重量计18%;
B、土壤调理剂配制
步骤A得到的含磷酸盐固体物、腐植酸镁、膨润土与凹凸棒石分别在衡水隆昌肥料造粒机械有限公司以商品名滚筒式烘干(冷却)机中在温度101℃的条件下烘干,然后冷却至室温,再使用河南高峰重工机械有限公司以商品名锥度雷蒙磨粉机销售的磨粉机研磨,得到粒度270目的粉末,接着含磷酸盐固体物粉、腐植酸镁粉末、膨润土粉与凹凸棒石粉按照重量比45:12:28:15在郑州通赢机械设备有限公司以商品名PJ1500盘式搅拌机销售的搅拌机盘式搅拌机中混合均匀,得到一种混合物;
C、喷剂的制备
使用搅拌机将蔗糖与马铃薯淀粉按照1.0:1.2的重量比混合均匀,得到一种混合物,再使用水将所述混合物配制成浓度为以重量计8%的悬浮液,并加入江苏绿科生物技术有限公司销售的地衣芽孢杆菌菌剂、巨大芽孢杆菌菌剂、侧孢芽孢杆菌菌剂和保定瑞谷生物科技有限公司销售的胶质芽孢杆菌粉,使其充分悬浮得到所述喷剂;
D、造粒
将步骤B得到的混合物转移到河北景塔干燥设备有限公司以商品名ZG系列销售的转鼓式造粒机中,在转鼓造粒机转动的条件下喷洒步骤C得到的喷剂,制成颗粒直径为3mm的湿土壤调理剂颗粒;
E、烘干
将步骤D得到的湿土壤调理剂颗粒转移到衡水隆昌肥料造粒机械有限公司以商品名滚筒式烘干(冷却)机销售的烘干机中,在温度56℃的条件下烘干至含水量为以酸性土壤调理剂重量计7%,于是得到所述的酸性土壤调理剂,它由45重量份含磷酸盐固体物、12重量份腐植酸镁、28重量份膨润土与15重量份凹凸棒石组成,其中胶质芽孢杆菌含量为1.8亿/克、巨大芽孢杆菌含量为2.0亿/克、侧孢芽孢杆菌含量为0.5亿/克与地衣芽孢杆菌含量为1.0亿/克。
实施例4:酸性土壤调理剂的生产
该实施例的实施步骤如下:
A、由草甘膦生产废液制备含磷酸盐固体物
(1)重金属离子沉淀
让采用IDA法生产草甘膦时所产生的pH0.8的草甘膦生产废液与纯硫化氢气体在苏州宏拓环境科技有限公司以商品名HTV型直立逆流式填料塔销售的吸收塔中在温度30℃与压力0.2MPa的条件下进行反应2.5小时,硫化氢与重金属离子反应生成重金属硫化物沉淀,分离得到一种含有重金属硫化物的沉淀与一种沉淀母液;
(2)有机磷的氧化
将步骤(1)得到的沉淀母液加热到温度110℃,再在压力0.2MPa的条件下,通过浙江扬子江泵业有限公司以商品名QXB型潜水离心式曝气机销售的曝气机以升计沉淀母液量与以升计空气的量之比为1:28通入空气进行氧化反应4h,得到一种氧化沉淀母液;
(3)磷酸盐沉淀
按照氧化沉淀母液与石灰石粉末的重量比为5.0:0.2,往步骤(2)得到的氧化沉淀母液中粒径0.6mm的石灰石粉末,使用重庆市晨鸣水处理设备有限公司以商品名LFPQ~D型液下环流搅拌机销售的搅拌机,在温度28℃与搅拌速度60rpm的条件下搅拌反应2h,分离得到含磷酸盐沉淀及其沉淀母液;
(4)分离氯化钠
让步骤(3)得到的沉淀母液使用江苏嘉泰蒸发结晶设备有限公司以商品名氯化钠蒸发结晶装置销售的蒸发结晶设备,在温度104℃的条件下蒸发结晶3h,分离得到氯化钠晶体;
(5)制浆除去杂质:按照含磷酸盐沉淀与水的重量比1:7,往步骤(3)得到的含磷酸盐沉淀中添加水,在重庆市晨鸣水处理设备有限公司以商品名LFPQ~D型液下环流搅拌机销售的搅拌机的搅拌下,以搅拌速度300rpm的条件下用水再制浆,接着固液分离,这种操作重复进行3次,然后沉淀分离,将沉淀物转移到常州市长江干燥设备有限公司以商品名长江GZQ震动流化床销售的干燥机中在温度102℃的条件下干燥2h,得到所述的含磷酸盐固体物;所述的含磷酸盐固体物由磷酸钙与氧化钙按照重量比2.4:1.0组成,其中以P2O5计的磷含量是以重量计24%;
B、土壤调理剂配制
步骤A得到的含磷酸盐固体物、腐植酸锌、膨润土与凹凸棒石分别在衡水隆昌肥料造粒机械有限公司以商品名滚筒式烘干(冷却)机中在温度103℃的条件下烘干,然后冷却至室温,再使用河南高峰重工机械有限公司以商品名锥度雷蒙磨粉机销售的磨粉机研磨,得到粒度280目的粉末,接着含磷酸盐固体物粉、腐植酸锌粉末、膨润土粉与凹凸棒石粉按照重量比40:14:25:21在鹤壁市亿丰机械制造有限公司以商品名YF~YP50盘式搅拌机销售的搅拌机中混合均匀,得到一种混合物;
C、喷剂的制备
使用搅拌机将蔗糖与马铃薯淀粉按照1.0:1.8的重量比混合均匀,得到一种混合物,再使用水将所述混合物配制成浓度为以重量计9%的悬浮液,并加入扬州市海诚生物科技有限公司销售的胶质芽孢杆菌菌剂、侧孢芽孢杆菌菌剂、巨大芽孢杆菌菌剂与地衣芽孢杆菌菌剂,使其充分悬浮得到所述喷剂;
D、造粒
将步骤B得到的混合物转移到郑州鑫盛复合肥设备有限公司以商品名ZG系列销售的转鼓造粒机中,在转鼓造粒机转动的条件下喷洒步骤C得到的喷剂,制成颗粒直径为3.5mm的湿土壤调理剂颗粒;
E、烘干
将步骤D得到的湿土壤调理剂颗粒转移到衡水隆昌肥料造粒机械有限公司以商品名滚筒式烘干(冷却)机销售的烘干机中,在温度59℃的条件下烘干至含水量为以酸性土壤调理剂重量计6%,于是得到所述的酸性土壤调理剂,它由40重量份含磷酸盐固体物、14重量份腐植酸锌、25重量份膨润土与21重量份凹凸棒石组成,其中胶质芽孢杆菌的含量为1.5亿/克、巨大芽孢杆菌的含量为1.8亿/克、侧孢芽孢杆菌的含量为2.0亿/克、地衣芽孢杆菌的含量为0.5亿/克。
实施例5:酸性土壤调理剂的生产
该实施例的实施步骤如下:
A、由草甘膦生产废液制备含磷酸盐固体物
(1)重金属离子沉淀
让采用IDA法生产草甘膦时所产生的pH0.9的草甘膦生产废液与纯硫化氢气体在扬州市恒通环保科技有限公司以商品名HLB型液体吸收塔销售的吸收塔中在温度50℃与压力0.4MPa的条件下进行反应2小时,硫化氢与重金属离子反应生成重金属硫化物沉淀,分离得到一种含有重金属硫化物的沉淀与一种沉淀母液;
(2)有机磷的氧化
将步骤(1)得到的沉淀母液加热到温度120℃,再在压力0.4MPa的条件下,通过河北双美环泵业有限公司以商品名QSB型潜水射流式曝气机销售的曝气机以升计沉淀母液量与以升计空气的量之比为1:24通入空气进行氧化反应1h,得到一种氧化沉淀母液;
(3)磷酸盐沉淀
按照氧化沉淀母液与石灰石粉末的重量比为6.0:0.1,往步骤(2)得到的氧化沉淀母液中粒径0.4mm的石灰石粉末,使用重庆市晨鸣水处理设备有限公司以商品名LFPQ~D型液下环流搅拌机销售的搅拌机,在温度30℃与搅拌速度100rpm的条件下搅拌反应1h,分离得到含磷酸盐沉淀及其沉淀母液;
(4)分离氯化钠
让步骤(3)得到的沉淀母液通过石家庄鼎威化工设备工程有限公司以商品名强制循环蒸发器为商品名销售的蒸发结晶设备,在温度105℃的条件下蒸发结晶2h,分离得到氯化钠晶体;
(5)制浆除去杂质:按照含磷酸盐沉淀与水的重量比1:8,往步骤(3)得到的含磷酸盐沉淀中添加水,在重庆市晨鸣水处理设备有限公司以商品名LFPQ~D型液下环流搅拌机销售的搅拌机的搅拌下,以搅拌速度400rpm的条件下用水再制浆,接着固液分离,这种操作重复进行2次,然后沉淀分离,将沉淀物转移到常州市长江干燥设备有限公司以商品名长江GZQ震动流化床销售的干燥机中在温度105℃的条件下干燥1h,得到所述的含磷酸盐固体物;所述的含磷酸盐固体物由磷酸钙与氧化钙按照重量比1.0:1组成,其中以P2O5计的磷含量是以重量计10%;
B、土壤调理剂配制
步骤A得到的含磷酸盐固体物、腐植酸铁、膨润土与凹凸棒石分别在衡水隆昌肥料造粒机械有限公司以商品名滚筒式烘干(冷却)机中在温度105℃的条件下烘干,然后冷却至室温,再使用河南高峰重工机械有限公司以商品名锥度雷蒙磨粉机销售的磨粉机研磨,得到粒度300目的粉末,接着含磷酸盐固体物粉、腐植酸铁粉末、膨润土粉与凹凸棒石粉按照重量比30:13:40:17在郑州通赢机械设备有限公司以商品名PJ1500盘式搅拌机销售的搅拌机盘式搅拌机中混合均匀,得到一种混合物;
C、喷剂的制备
使用搅拌机将蔗糖与马铃薯淀粉按照1:2的重量比混合均匀,得到一种混合物,再使用水将所述混合物配制成浓度为以重量计10%的悬浮液,并加入保定瑞谷生物科技有限公司销售的胶质芽孢杆菌粉、地衣芽孢杆菌粉、侧孢芽孢杆菌粉和扬州市海诚生物科技有限公司销售的巨大芽孢杆菌菌剂,使其充分悬浮得到所述喷剂;
D、造粒
将步骤B得到的混合物转移到郑州鑫盛复合肥设备有限公司以商品名ZG系列销售的转鼓造粒机中,在转鼓造粒机转动的条件下喷洒步骤C得到的喷剂,制成颗粒直径为4mm的湿土壤调理剂颗粒;
E、烘干
将步骤D得到的湿土壤调理剂颗粒转移到衡水隆昌肥料造粒机械有限公司以商品名滚筒式烘干(冷却)机销售的烘干机中,在温度60℃的条件下烘干至含水量为以酸性土壤调理剂重量计5%,于是得到所述的酸性土壤调理剂,它由30重量份含磷酸盐固体物、13重量份腐植酸铁、40重量份膨润土与17重量份凹凸棒石组成,其中胶质芽孢杆菌的含量为2亿/克、巨大芽孢杆菌的含量为0.5亿/克、侧孢芽孢杆菌的含量为1.0亿/克、地衣芽孢杆菌的含量为1.5亿/克。
试验实施例1:本发明酸性土壤调理剂对辣椒地土壤pH及其常见高发病害的影响
试验地点:湖南省娄底市双峰县永丰镇。
试验条件:辣椒田,辣椒品种“湘特辣1号”。
试验方法:试验设置两个处理:常规施肥(CK)、常规施肥+按照实施例1所述方法制备的酸性土壤调理剂(T),每个处理重复四次,随机区组排列,每个小区面积为5m×5m=25m2。
试验使用的常规肥料为金正大生态工程集团股份有限公司生产销售的商品名为金大地16~6~24复合肥,用量为基施50kg/亩。
辣椒收获前,分别统计辣椒炭疽病和辣椒疫病这两种辣椒常见病害的发病率,统计方法为随机在小区中选取五个点,后每个点选取5株辣椒植株,统计相关病害发生情况;辣椒收获后,采集土壤样本并测定pH及速效磷和速效钾含量,土壤样品采集方法按照NY/T1121.1~2006进行,土壤pH测定方法按照NY/T1377~2007标准进行,土壤有效磷含量按照NY/T1121.7~2014标准进行,土壤速效钾含量按照NY/T889~2004标准进行;并统计小区辣椒鲜重,并折算成亩产量。实验数据通过IBMSPSS21.0软件进行统计分析,统计分析结果列于表1中。
表1辣椒田土壤pH、产量、相关病害发病率及磷、钾含量统计
注:表中不同字母表示不同处理下的数据差异显著(α≤0.05)。
由表1可以看出,本发明酸性土壤调理剂将小区土壤pH从平均5.74提高到平均6.18,提高了0.44个单位,且差异显著。土壤有效磷含量也由10.56mg/kg提高到了12.84mg/kg,增幅为21.60%;土壤速效钾含量由36.35mg/kg提高到了48.66mg/kg,增幅为33.87%,这表明本发明酸性土壤调理剂中的芽孢杆菌对于释放土壤中的固定态的磷和钾具有明显作用。
产量方面,对照小区的辣椒产量折合每亩1476.77kg,而施用了本发明酸性土壤调理剂的小区折合亩产1532.34kg,较对照小区提高了3.76%,且差异显著。
抗病性方面,施用了本发明酸性土壤调理剂的小区辣椒炭疽病的发病率为7.74%,与对照小区的9.42%相比,降低了17.83%,且差异显著。辣椒疫病方面,对照小区的发病率为11.94%,施用了本发明酸性土壤调理剂的小区的发病率为8.81%,比对照小区的降低了26.21%,在控制辣椒疫病的发病上,本发明酸性土壤调理剂的效果显著。
另外,为进一步了解本发明酸性土壤调理剂在抑制植物吸收利用土壤中的重金属方面的效果,特在辣椒收获前随机于小区中选取5个点,每个点随机选择5株辣椒,并随机摘取一枚辣椒,按照GB/T5009.15、GB/T5009.12、GB/T5009.17、GB/T5006.11标准方法分别测定果实中的镉、铅、总汞、总砷含量,测定结果数据采用IBMSPSS21.0软件进行统计分析,具体情况见表2。
表2辣椒果实中的几类常见重金属的含量情况
注:表中不同字母表示不同处理下的数据差异显著(α≤0.05)。
通过表2可知,对照小区辣椒果实中的镉、铅、总汞及总砷含量分别为0.347mg/kg、0.415mg/kg、0.038mg/kg、0.529mg/kg,在使用了本发明酸性土壤调理剂后,辣椒果实中的镉、铅、总汞及总砷含量分别为0.263mg/kg、0.318mg/kg、0.026mg/kg、0.437mg/kg;与对照相比,使用了本发明酸性土壤调理剂小区的辣椒果实中镉、铅、总汞及总砷含量分别降低了24.21%、23.37%、31.58%和17.39%,且差异均显著。这表明,本发明酸性土壤调理剂对抑制植物吸收利用土壤中的重金属离子具有显著效果。
综上所述,本发明酸性土壤调理剂在提高土壤pH、提高土壤中的有效磷及速效钾含量、提高辣椒产量、抑制辣椒常见的炭疽病和疫病以及降低果实中的重金属含量等方面均具有非常好的效果。
Claims (10)
1.一种酸性土壤调理剂的生产方法,其特征在于该生产方法的步骤如下:
A、由草甘膦废液制备含磷酸盐固体物
(1)重金属离子沉淀
让pH0.5~1.0草甘膦生产废液与硫化氢气体在温度5~50℃与压力0.1~0.5MPa的条件下进行反应2~5小时,分离得到一种含有重金属硫化物的沉淀与一种沉淀母液;
(2)有机磷氧化
将步骤(1)得到的沉淀母液加热到温度60~120℃,再在压力0.1~0.5MPa的条件下通入空气进行氧化反应1~6h,得到一种氧化沉淀母液;
(3)磷酸盐沉淀
按照氧化沉淀母液与石灰石粉末的重量比为1.0~6.0:0.1~0.5,往步骤(2)得到的氧化沉淀母液中加入石灰石粉末,在温度20~30℃的条件下搅拌反应1~4h,分离得到一种含磷酸盐沉淀与一种沉淀母液;
(4)氯化钠分离
让步骤(3)得到的沉淀母液在温度100~105℃的条件下蒸发结晶2~6h,分离得到氯化钠晶体;
(5)制浆除去杂质
按照含磷酸盐沉淀与水的重量比1:3~8,往步骤(3)得到的含磷酸盐沉淀中添加水,在搅拌速度100~400rpm的条件下再制浆,接着固液分离,这种操作重复进行2~4次,最后沉淀分离,将得到的沉淀物转移到烘干机中在温度95~105℃的条件下干燥1~5h,得到一种含磷酸盐固体物;
B、土壤调理剂配制
步骤A得到的含磷酸盐固体物、腐殖酸盐、膨润土与凹凸棒石分别在温度95~105℃的条件下烘干,然后冷却至室温,再研磨、筛分,得到粒度250~300目的粉末;接着含磷酸盐固体物粉、腐植酸盐、膨润土粉与凹凸棒石粉按照重量比30~45:10~15:20~40::15~30在盘式搅拌机中混合均匀,得到一种混合物;
C、喷剂的制备
使用搅拌机将糖与淀粉按照重量比1:0.5~2.0混合均匀,得到一种混合物,再使用水将所述混合物配制成浓度为以重量计6~10%的悬浮液,同时加入含有一种或多种选自胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的菌剂,使其充分悬浮得到所述的喷剂;
D、造粒
将步骤B得到的混合物转移到转鼓造粒机中,在转鼓造粒机转动的条件下喷洒步骤C得到的喷剂,制成颗粒直径为2~4mm的湿土壤调理剂颗粒;
E、烘干
将步骤D得到的湿土壤调理剂颗粒在温度50~60℃的条件下烘干至含水量为以酸性土壤调理剂重量计5~8%,于是得到所述的酸性土壤调理剂,它含有一种或多种选自胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的杆菌,每种杆菌含量均为0.5~2.0亿个/克。
2.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于所述的草甘膦生产废液是采用IDA法生产草甘膦时所产生的废液。
3.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于在步骤A(2)中,以升计沉淀母液量与以升计空气的量之比是1:10~28。
4.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于在步骤A(3)中,所述石灰石粉末的粒径是0.2~1.0mm。
5.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于在步骤A(3)中,氧化沉淀母液与石灰石在搅拌速度50~100rpm的条件下反应1.5~3.5h。
6.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于在步骤A(5)中,所述的含磷酸盐固体物由磷酸钙与氧化钙按照重量比1~3:1组成,其中以P2O5计的磷含量是以重量计10~30%。
7.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于所述的腐植酸盐是一种或多种选自腐植酸钾、腐植酸钙、腐植酸镁、腐植酸铁或腐植酸锌的腐植酸盐。
8.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于所述的喷剂中的糖是一种或多种选自蔗糖、果糖或麦芽糖的糖;所述的淀粉是一种或多种选自玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉或大米淀粉的淀粉。
9.根据权利要求1~8中任一项权利要求所述生产方法得到的酸性土壤调理剂,其特征在于所述酸性土壤调理剂组成如下:以重量份计
胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌,每种杆菌含量均为0.5~2.0亿个/克。
10.根据权利要求9所述的生产方法,其特征在于所述酸性土壤调理剂组成如下:以重量份计
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