CN105967784A - 一种冷浸田改良种植油牡丹用生物质有机肥料 - Google Patents

一种冷浸田改良种植油牡丹用生物质有机肥料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冷浸田改良种植油牡丹用生物质有机肥料，由下列重量份的原料制成：稻壳30‑32、硫酸铁2‑4、氧化硅1‑2、硅藻土6‑8、磷石膏粉12‑15、羧甲基淀粉钠4‑6、硫酸钾4‑5、农作物秸秆78‑80、石灰粉3‑4、硼砂5‑6、硫酸钡2‑3、伊乐藻64‑68、纤维素酶制剂3‑4、蛋白酶制剂2‑4、酸豆果13‑16、水适量；本发明的生物质有机肥针对冷浸田排水不良、土壤通透性差、作物产量低等特点，添加了生物炭为主的大量生物有机质，改善土壤颗粒，同时深色肥料颗粒本身能大量吸收太阳热能，提高土壤耕层温度，添加的硫酸钾、磷石膏粉等还弥补了冷浸田缺磷缺硫的缺点，提高了冷浸田种植油牡丹的产量。

Description

一种冷浸田改良种植油牡丹用生物质有机肥料
技术领域
本发明涉及有机肥料技术领域，尤其涉及一种冷浸田改良种植油牡丹用生物质有机肥料。
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。
冷浸田具有深厚的潜育层，排水不良、土壤通气透水性差，春季土温回升慢，秧苗发育迟，产量较低。同时冷浸田土壤在长期浸水后一旦脱水干燥，常会导致有效态磷被固定，从而加剧磷素养分的不足，而长期处于还原条件下的冷浸土壤则因硫酸盐被还原为硫化氢或硫化铁而造成有效硫含量不足。
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，并针对冷浸田的具体特性，提供了一种冷浸田改良种植油牡丹用生物质有机肥料，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，提供一种冷浸田改良种植油牡丹用生物质有机肥料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种冷浸田改良种植油牡丹用生物质有机肥料，由下列重量份的原料制成：稻壳30-32、硫酸铁2-4、氧化硅1-2、硅藻土6-8、磷石膏粉12-15、羧甲基淀粉钠4-6、硫酸钾4-5、农作物秸秆78-80、石灰粉3-4、硼砂5-6、硫酸钡2-3、伊乐藻64-68、纤维素酶制剂3-4、蛋白酶制剂2-4、酸豆果13-16、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，将滤液与硫酸铁、硫酸钡、氧化硅混合并加热至75-80℃，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100-120分钟，冷却后取出，将所得生物炭粉碎后过筛，取粒径在0.15-0.25mm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48-52℃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500-550℃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5.5-6.0，在室温下缓慢搅拌10-20分钟后浸渍7小时，过滤并在48-52℃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、硅藻土、稻壳混合后进行堆肥发酵，待20天后堆肥温度降低，加入磷石膏粉、羧甲基淀粉钠以及步骤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，并与硫酸钾、石灰粉、硼砂、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针对冷浸田排水不良、土壤通透性差、作物产量低等特点，添加了生物炭为主的大量生物有机质，改善土壤颗粒，同时深色肥料颗粒本身能大量吸收太阳热能，提高土壤耕层温度，添加的硫酸钾、磷石膏粉等还弥补了冷浸田缺磷缺硫的缺点，提高了冷浸田种植油牡丹的产量。
具体实施方式
一种冷浸田改良种植油牡丹用生物质有机肥料，由下列重量份（kg）的原料制成：稻壳30、硫酸铁2、氧化硅1、硅藻土6、磷石膏粉12、羧甲基淀粉钠4、硫酸钾4、农作物秸秆78、石灰粉3、硼砂5、硫酸钡2、伊乐藻64、纤维素酶制剂3、蛋白酶制剂2、酸豆果13、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，将滤液与硫酸铁、硫酸钡、氧化硅混合并加热至75℃，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100分钟，冷却后取出，将所得生物炭粉碎后过筛，取粒径在0.15mm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48℃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500℃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5.5，在室温下缓慢搅拌10分钟后浸渍7小时，过滤并在48℃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、硅藻土、稻壳混合后进行堆肥发酵，待20天后堆肥温度降低，加入磷石膏粉、羧甲基淀粉钠以及步骤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，并与硫酸钾、石灰粉、硼砂、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，冷浸田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)

1.一种冷浸田改良种植油牡丹用生物质有机肥料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：稻壳30-32、硫酸铁2-4、氧化硅1-2、硅藻土6-8、磷石膏粉12-15、羧甲基淀粉钠4-6、硫酸钾4-5、农作物秸秆78-80、石灰粉3-4、硼砂5-6、硫酸钡2-3、伊乐藻64-68、纤维素酶制剂3-4、蛋白酶制剂2-4、酸豆果13-16、水适量。
2.根据权利要求书1所述的冷浸田改良种植油牡丹用生物质有机肥料，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，将滤液与硫酸铁、硫酸钡、氧化硅混合并加热至75-80℃，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100-120分钟，冷却后取出，将所得生物炭粉碎后过筛，取粒径在0.15-0.25mm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48-52℃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500-550℃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5.5-6.0，在室温下缓慢搅拌10-20分钟后浸渍7小时，过滤并在48-52℃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、硅藻土、稻壳混合后进行堆肥发酵，待20天后堆肥温度降低，加入磷石膏粉、羧甲基淀粉钠以及步骤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，并与硫酸钾、石灰粉、硼砂、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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