CN105367330A - 一种长效减碳土壤修复肥料 - Google Patents

一种长效减碳土壤修复肥料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种长效减碳土壤修复肥料，由下列重量份的原料制成：烟草末12-15、松花粉6-7、草木灰38-40、硼酸6-7、硫化钠1-2、铋酸钠1-2、松木26-28、菱铁矿渣14-16、褐铁矿渣14-16、桔皮74-76、EM复合微生物菌剂4-5、水适量；本发明的土壤修复肥料采用生物炭固载有机质的架构，不仅本身具有很强的抗腐烛性，同时能与土壤中矿物质形成团聚体，减弱微生物对生物炭的作用，能够长时间的保留在土壤中，通过表面吸附溶解性有机碳，促进包裹有机质的土壤颗粒的形成，降低土壤有机碳的矿化作用，减少CO2排放，达到修复土壤和固碳减排的目的。

Description

一种长效减碳土壤修复肥料
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种长效减碳土壤修复肥料。
背景技术
随着经济的快速发展和工业技术的进步，工、农业生产对环境的不良影响不断加剧，由于固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染。不仅降低了农作物的产量和质量，也间接危害的人体健康。
而对土壤污染的治理主要通过工程修复法和植物修复法，其中工程修复法主要包括改土法、电动修复、土壤淋洗和热处理法等，工程治理措施通常适用于污染面积小、严重污染物且易扩散的土壤效果较为明显，能够根本从根本上改良土壤，但是治理成本高，并容易形成二次污染，还可能破坏土壤结构，易造成土壤肥力下降。植物修复技术通常成本低，可提高土壤有机质含量和土壤肥力，但植物对重金属污染物的耐性有限，只适用于中等污染程度的土壤修复，同时一种植物通常只能修复某一种重金属污染的土壤，而且有可能活化土壤中的其他重金属，对于多种金属和有机物的复合污染效果不佳，超富集植物生长缓慢，通常修复周期较长，难以满足快速修复土壤污染的要求。
生物炭具有良好的吸附性能，化学性质稳定，能够降低土壤中重金属的生物有效性，同时能够提高作物产量，并且原料广泛、成本低，使其在治理污染土壤中具有明显优势和应用价值。为此，本发明人提供了一种以生物炭为固载基质的土壤修复肥料，为土壤污染的修复提供一种有效途径。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种长效减碳土壤修复肥料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种长效减碳土壤修复肥料，由下列重量份的原料制成：烟草末12-15、松花粉6-7、草木灰38-40、硼酸6-7、硫化钠1-2、铋酸钠1-2、松木26-28、菱铁矿渣14-16、褐铁矿渣14-16、桔皮74-76、EM复合微生物菌剂4-5、水适量。
所述土壤修复肥料的制备的具体步骤如下：
(1)将桔皮、松木晾晒干燥后与菱铁矿渣混合，置于密闭煅烧炉中，在氮气氛下以15℃/min的速度升温至380-420℃，保温20-30分钟后加入褐铁矿渣，保持温度反应30-40分钟，再将温度降至220-250℃，向密闭煅烧炉中不断通入氧气，30分钟后取出煅烧产物，震荡摇晃14-16分钟后过20目筛，得到磁性生物炭粉末备用；
(2)将烟草末、松花粉、草木灰混合投入发酵池中，加水保持发酵堆含水量在50-60％，发酵21-23天后取出发酵物料，并压榨过滤，得发酵固体残渣和发酵液备用；
(3)将步骤2所得发酵液与硼酸、硫化钠混合后加热至65-70℃，搅拌10-15分钟后再加入步骤1所得生物炭粉末，浸渍40-60分钟，浸渍期间对发酵液采用超声辐照，超声频率为20-30kHz，功率为50-80W，时间为110-120分钟，浸渍完成后用纱布过滤，得到浸渍生物炭备用；
(4)将步骤3所得浸渍生物炭与步骤2所得发酵固体残渣、EM复合微生物菌剂、铋酸钠以及其他剩余物料混合后置于造粒机中造粒，备用；
(5)使用频率为30-40kHz，功率为10W的超声波对步骤4所得颗粒辐照40-60分钟，称量后包装，即得本发明土壤修复肥料。
本发明修复肥料的使用方法为按照20％-25％的重量比例与常规肥料混匀后施入土壤即可。
本发明的优点是：
制备过程中使用同重量比例的菱铁矿渣和褐铁矿渣与生物质混合煅烧，可以通过产物间的再利用，更为高效的获得高磁性的生物炭，并借此大幅增加生物炭表面活性，提高吸附性，增加了对土壤有害成分的富集能力，配合有机和无机填料的作用起到养分供给和土壤修复的双重功能。
制备过程中浸渍期间的超声辐照可将生物炭内孔隙中的空气排出，提高发酵液内溶质在生物炭中分散的均匀程度，缩短浸渍时间。
制备过程中第二次超声辐照可以增加造粒后肥料颗粒中微生物的活性，提高了脱氢酶活性和有机污染物的去除效果。
本发明的土壤修复肥料采用生物炭固载有机质的架构，不仅本身具有很强的抗腐烛性，同时能与土壤中矿物质形成团聚体，减弱微生物对生物炭的作用，能够长时间的保留在土壤中，通过表面吸附溶解性有机碳，促进包裹有机质的土壤颗粒的形成，降低土壤有机碳的矿化作用，减少CO2排放，达到修复土壤和固碳减排的目的。
具体实施方式
一种长效减碳土壤修复肥料，由下列重量份(kg)的原料制成：烟草末12、松花粉6、草木灰38、硼酸6、硫化钠1、铋酸钠1、松木26、菱铁矿渣14、褐铁矿渣14、桔皮74、EM复合微生物菌剂4、水适量。
所述土壤修复肥料的制备的具体步骤如下：
(1)将桔皮、松木晾晒干燥后与菱铁矿渣混合，置于密闭煅烧炉中，在氮气氛下以15℃/min的速度升温至380℃，保温20分钟后加入褐铁矿渣，保持温度反应30分钟，再将温度降至220℃，向密闭煅烧炉中不断通入氧气，30分钟后取出煅烧产物，震荡摇晃14分钟后过20目筛，得到磁性生物炭粉末备用；
(2)将烟草末、松花粉、草木灰混合投入发酵池中，加水保持发酵堆含水量在50％，发酵21天后取出发酵物料，并压榨过滤，得发酵固体残渣和发酵液备用；
(3)将步骤2所得发酵液与硼酸、硫化钠混合后加热至65℃，搅拌10分钟后再加入步骤1所得生物炭粉末，浸渍40分钟，浸渍期间对发酵液采用超声辐照，超声频率为20kHz，功率为50W，时间为110分钟，浸渍完成后用纱布过滤，得到浸渍生物炭备用；
(4)将步骤3所得浸渍生物炭与步骤2所得发酵固体残渣、EM复合微生物菌剂、铋酸钠以及其他剩余物料混合后置于造粒机中造粒，备用；
(5)使用频率为30kHz，功率为10W的超声波对步骤4所得颗粒辐照40分钟，称量后包装，即得本发明土壤修复肥料。
为了进一步说明本发明的应用价值，发明人选取了一块轻微污染的水稻试验田，其中一半在种植水稻期间仅使用普通肥料作为对照组，另一半使用本发明修复肥料与普通肥料混合种植作为实验组，种植期间对土壤采样分析，结合水稻产量如下：
对照组 实验组
土壤有效氮含量(mg/kg) 50.78 60.62
土壤有效磷含量(mg/kg) 84.98 99.98
土壤有效钾含量(mg/kg) 138.47 173.50
土壤CEC(cmol/kg) 11.36 12.31
水稻产量(kg/亩) 472 512
由以上数据可以看出使用了本发明土壤修复肥料后，土壤中有效养分含量明显增加，土壤肥力得到提升，同时土壤污染水平降低，离子交换量增加，并最终提高作物的产量，对土壤具有显著的改良效果。

Claims (2)

1.一种长效减碳土壤修复肥料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：烟草末12-15、松花粉6-7、草木灰38-40、硼酸6-7、硫化钠1-2、铋酸钠1-2、松木26-28、菱铁矿渣14-16、褐铁矿渣14-16、桔皮74-76、EM复合微生物菌剂4-5、水适量。
2.根据权利要求1所述的长效减碳土壤修复肥料，其特征在于，制备方法的具体步骤如下：
（1）将桔皮、松木晾晒干燥后与菱铁矿渣混合，置于密闭煅烧炉中，在氮气氛下以15℃/min的速度升温至380-420℃，保温20-30分钟后加入褐铁矿渣，保持温度反应30-40分钟，再将温度降至220-250℃，向密闭煅烧炉中不断通入氧气，30分钟后取出煅烧产物，震荡摇晃14-16分钟后过20目筛，得到磁性生物炭粉末备用；
（2）将烟草末、松花粉、草木灰混合投入发酵池中，加水保持发酵堆含水量在50-60%，发酵21-23天后取出发酵物料，并压榨过滤，得发酵固体残渣和发酵液备用；
（3）将步骤2所得发酵液与硼酸、硫化钠混合后加热至65-70℃，搅拌10-15分钟后再加入步骤1所得生物炭粉末，浸渍40-60分钟，浸渍期间对发酵液采用超声辐照，超声频率为20-30kHz，功率为50-80W，时间为110-120分钟，浸渍完成后用纱布过滤，得到浸渍生物炭备用；
（4）将步骤3所得浸渍生物炭与步骤2所得发酵固体残渣、EM复合微生物菌剂、铋酸钠以及其他剩余物料混合后置于造粒机中造粒，备用；
（5）使用频率为30-40kHz，功率为10W的超声波对步骤4所得颗粒辐照40-60分钟，称量后包装，即得本发明土壤修复肥料。
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