CN105837381A - 一种土壤改良的生物质有机肥料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤改良的生物质有机肥料,由下列重量份的原料制成:硫酸锌粉末1‑3、电气石粉4‑5、木屑6‑8、氯化铵4‑6、硝酸铵钙2‑3、甘蔗渣14‑15、棉籽壳10‑12、农作物秸秆79‑81、蚯蚓粪24‑25、木醋液3‑4、伊乐藻53‑57、纤维素酶制剂2‑4、蛋白酶制剂2‑3、酸豆果7‑8、水适量;本发明的生物质有机肥具有较好的生物化学稳定性和抗降解性,能长期留持在土壤中,显著提高土壤有机质含量,吸附和保持土壤中有效氮磷钾的含量,保水保肥效果显著,并优化土壤团粒结构,改善土壤生态环境,进而提高肥效的利用率,达到增产保质的效果。
Description
技术领域
本发明涉及有机肥料技术领域,尤其涉及一种土壤改良的生物质有机肥料。
背景技术
随着我国农业生产的专业化、产业化、规模化的发展,农业对于肥料、土壤肥力的要求不断升级,而传统无机肥的大量使用又导致土壤理化性质恶化,农产品的产量、品质及抗性下降,制约了农业种植的可持续发展。针对以上问题不少农业种植户选择使用有机肥来改善种植条件,但有机肥制备过程中的关键步骤是对难分解的纤维素类物质的分解,在植物秸秆的结构中,纤维素是秸秆细胞壁的重要组成成分,起着支持和固定植物体的主要功能,难于被生物分解,阻碍了细胞内容物的释放和矿化。
为此,使用生物酶对植物纤维进行降解是一种较好的方法,但游离的生物酶在高温、强酸、强碱、高离子浓度等条件下不够稳定,容易失活而降低其催化能力,造成了在应用上的很大限制。
为此,本发明人提供一种生物质炭固载生物酶的方法,以提高酶的稳定性和抗抑制性,并针对目前大量土壤贫瘠板结的现状,提供了一种土壤改良的生物质有机肥料,用以促进农业种植产业的发展。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种土壤改良的生物质有机肥料。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种土壤改良的生物质有机肥料,由下列重量份的原料制成:硫酸锌粉末1-3、电气石粉4-5、木屑6-8、氯化铵4-6、硝酸铵钙2-3、甘蔗渣14-15、棉籽壳10-12、农作物秸秆79-81、蚯蚓粪24-25、木醋液3-4、伊乐藻53-57、纤维素酶制剂2-4、蛋白酶制剂2-3、酸豆果7-8、水适量。
所述的生物质有机肥料的制备方法的具体步骤如下:
(1)将酸豆果压榨出汁后过滤,将滤液与硫酸锌粉末、硝酸铵钙混合并加热至74-76℃,搅拌20分钟后烘干,得粉末备用;
(2)将伊乐藻烘干后置于密封高温炉中,以5-7℃/分的速度升温至450℃,达到最终温度后继续加热保温110-120分钟,冷却后取出,将所得生物炭粉碎后过筛,取粒径在0.20-0.25mm的颗粒备用;
(3)将生物炭与水按质量比1:9混合后浸泡18-24小时,离心去除上清液后继续重复浸泡,至上清液无色后将所得生物炭在50-55℃下烘干备用;
(4)将步骤3所得生物炭与0.2mol/L的高锰酸钾溶液按质量比1:12混合后,使用频率为30-40kHz,功率为15W的超声波超声60-80分钟以混匀,加热蒸干后在放入高温炉中在520-560℃下无氧热解30-40分钟,得到固载了锰氧化物的生物炭材料,备用;
(5)向步骤4所得生物炭材料中加入5-6倍质量水,再加入纤维素酶制剂和蛋白酶制剂,调节液体PH为5.0-5.5,在室温下缓慢搅拌10-20分钟后浸渍7小时,过滤并在50-52℃下烘干,得到外源酶固定的生物炭复合材料;
(6)将步骤1所得酸豆果渣以及农作物秸秆、甘蔗渣、棉籽壳混合后进行堆肥发酵,待20天后堆肥温度降低,加入电气石粉、木屑以及步骤5所得生物炭复合材料,继续发酵12-15天;
(7)将步骤6所得发酵料在45-50℃低温下烘干后粉碎,并与氯化铵、步骤1所得粉末以及其他剩余物料混合置于造粒机中制粒,即得本发明生物质肥料。
本发明的优点是:
伊乐藻经热解后所得生物炭表面会被热解过程中产生的无机盐、醋液、焦油等副产物附着,因此采用与水混合浸泡离心洗脱以除去杂质,既提高了生物炭的吸附性能,又能防止杂质进入土壤后造成的二次污染。
将锰氧化物固载在生物炭上可以大大提高其对重金属的吸附效果,增强肥料颗粒对土壤重金属污染的约束力,提高土壤安全性。
采用纤维素酶和蛋白酶协同作用对堆肥进行降解发酵,通过纤维素酶促进秸秆纤维素的降解,破坏秸秆细胞壁的骨架结构,再由蛋白酶分解秸秆细胞壁上的粗蛋白,在细胞壁上形成通道并提高氮含量,最终完全分解发酵料,显著提高了肥料颗粒的养分含量。
本发明的生物质有机肥具有较好的生物化学稳定性和抗降解性,能长期留持在土壤中,显著提高土壤有机质含量,吸附和保持土壤中有效氮磷钾的含量,保水保肥效果显著,并优化土壤团粒结构,改善土壤生态环境,进而提高肥效的利用率,达到增产保质的效果。
具体实施方式
一种土壤改良的生物质有机肥料,由下列重量份(kg)的原料制成:硫酸锌粉末1、电气石粉4、木屑6、氯化铵4、硝酸铵钙2、甘蔗渣14、棉籽壳10、农作物秸秆79、蚯蚓粪24、木醋液3、伊乐藻53、纤维素酶制剂2、蛋白酶制剂2、酸豆果7、水适量。
所述的生物质有机肥料的制备方法的具体步骤如下:
(1)将酸豆果压榨出汁后过滤,将滤液与硫酸锌粉末、硝酸铵钙混合并加热至74℃,搅拌20分钟后烘干,得粉末备用;
(2)将伊乐藻烘干后置于密封高温炉中,以5℃/分的速度升温至450℃,达到最终温度后继续加热保温110分钟,冷却后取出,将所得生物炭粉碎后过筛,取粒径在0.20mm的颗粒备用;
(3)将生物炭与水按质量比1:9混合后浸泡18小时,离心去除上清液后继续重复浸泡,至上清液无色后将所得生物炭在50℃下烘干备用;
(4)将步骤3所得生物炭与0.2mol/L的高锰酸钾溶液按质量比1:12混合后,使用频率为30kHz,功率为15W的超声波超声60分钟以混匀,加热蒸干后在放入高温炉中在520℃下无氧热解30分钟,得到固载了锰氧化物的生物炭材料,备用;
(5)向步骤4所得生物炭材料中加入5倍质量水,再加入纤维素酶制剂和蛋白酶制剂,调节液体PH为5.0,在室温下缓慢搅拌10分钟后浸渍7小时,过滤并在50℃下烘干,得到外源酶固定的生物炭复合材料;
(6)将步骤1所得酸豆果渣以及农作物秸秆、甘蔗渣、棉籽壳混合后进行堆肥发酵,待20天后堆肥温度降低,加入电气石粉、木屑以及步骤5所得生物炭复合材料,继续发酵12天;
(7)将步骤6所得发酵料在45℃低温下烘干后粉碎,并与氯化铵、步骤1所得粉末以及其他剩余物料混合置于造粒机中制粒,即得本发明生物质肥料。
通过使用本发明生物质有机肥,土壤肥力得到较大幅度的改善,其中有效氮、磷、钾以及多种微量元素含量都得到提高,同时土壤的理化性质也有所改善,具体表现在土壤干湿平衡,有机质含量增加,土壤内有益菌群数量增加,同时土壤中有机碳水平和土壤阳离子交换量都得到提高,最终得到较高产量和质量的农产品,可以看出本发明有机肥具有极高的使用价值。
Claims (2)
1.一种土壤改良的生物质有机肥料,其特征在于,由下列重量份的原料制成:硫酸锌粉末1-3、电气石粉4-5、木屑6-8、氯化铵4-6、硝酸铵钙2-3、甘蔗渣14-15、棉籽壳10-12、农作物秸秆79-81、蚯蚓粪24-25、木醋液3-4、伊乐藻53-57、纤维素酶制剂2-4、蛋白酶制剂2-3、酸豆果7-8、水适量。
2.根据权利要求书1所述的土壤改良的生物质有机肥料,其特征在于,制备方法的具体步骤如下:
(1)将酸豆果压榨出汁后过滤,将滤液与硫酸锌粉末、硝酸铵钙混合并加热至74-76℃,搅拌20分钟后烘干,得粉末备用;
(2)将伊乐藻烘干后置于密封高温炉中,以5-7℃/分的速度升温至450℃,达到最终温度后继续加热保温110-120分钟,冷却后取出,将所得生物炭粉碎后过筛,取粒径在0.20-0.25mm的颗粒备用;
(3)将生物炭与水按质量比1:9混合后浸泡18-24小时,离心去除上清液后继续重复浸泡,至上清液无色后将所得生物炭在50-55℃下烘干备用;
(4)将步骤3所得生物炭与0.2mol/L的高锰酸钾溶液按质量比1:12混合后,使用频率为30-40kHz,功率为15W的超声波超声60-80分钟以混匀,加热蒸干后在放入高温炉中在520-560℃下无氧热解30-40分钟,得到固载了锰氧化物的生物炭材料,备用;
(5)向步骤4所得生物炭材料中加入5-6倍质量水,再加入纤维素酶制剂和蛋白酶制剂,调节液体PH为5.0-5.5,在室温下缓慢搅拌10-20分钟后浸渍7小时,过滤并在50-52℃下烘干,得到外源酶固定的生物炭复合材料;
(6)将步骤1所得酸豆果渣以及农作物秸秆、甘蔗渣、棉籽壳混合后进行堆肥发酵,待20天后堆肥温度降低,加入电气石粉、木屑以及步骤5所得生物炭复合材料,继续发酵12-15天;
(7)将步骤6所得发酵料在45-50℃低温下烘干后粉碎,并与氯化铵、步骤1所得粉末以及其他剩余物料混合置于造粒机中制粒,即得本发明生物质肥料。
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