CN106187570A - 一种酸性土壤调理肥料及其制备方法 - Google Patents

一种酸性土壤调理肥料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种酸性土壤调理肥料及其制备方法，该肥料的主要成分包括改性膨胀蛭石粉、酒糟、厩肥、秸秆、生石灰、尿素和草木灰；采用碱性肥料草木灰和生石灰，直接对土壤进行改良；酒糟中的酵母菌等菌群发酵后，可以提升肥料的使用效果；加入改性膨胀蛭石粉，对碱性肥料有一定的缓释效果，改良效果更佳。本发明提供了一种酸性土壤调理肥料大大提高了对酸性土壤的改良效果和改良速度。

Description

一种酸性土壤调理肥料及其制备方法
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，具体来说，涉及一种酸性土壤调理肥料及其制备方法。
背景技术
我国长江以南广泛分布着大面积酸性土壤，主要集中在浙江、江西、湖南、广东、广西、云南和贵州等南方省份，总面积约为2亿hm2，其中很大一部分土壤pH值小于5.0，甚至更低。随着社会经济进一步发展，我国酸性土壤面积和土壤酸化程度还有进一步增加的趋势。土壤酸化已成为影响农业生产和生态环境，进而影响社会经济的一个重要因素，酸化土壤的改良越来越受到关注。运用石灰或石灰石粉是传统的改良方法，该方法能明显降低土壤的酸度，但大量或长期施用石灰不但会引起土壤板结而形成“石灰板结田”，而且会引起土壤钙、钾、镁3种元素的平衡失调，使酸化程度加强而导致减产。施用石灰还可能引起酸性土壤镁与铝水化氧化物的共沉淀，降低土壤溶液中的Mg2+的活度及其植物有效性。
近十几年来，人们将许多化学改良剂比如白云石、磷石膏、粉煤灰、磷矿粉、碱渣和工业废弃物等应用到酸性土壤改良中。这些物质本身具有较强的碱性，能中和土壤的酸性物质，且廉价、便捷，但由于是工业副产品，其中大多含有一定量有毒重金属，如磷石膏中含有少量的Pb、Cd、Hg、As、Cr，粉煤灰中也含有少量的Pb、Cd、As、Cr等，重金属的滤出造成了土壤、水体与生物污染，长期施用会导致污染环境的风险增加。
采用不含有害物质农业有机废弃物改良酸性土壤可最大限度地降低或减少改良剂带来的潜在危害，同时成本低廉，原料来源丰富，不会对环境造成危害。如牛粪、茶叶废弃物等碱性有机物料本身具有较高pH值，对酸性土壤的改良具有良好效果。草木灰也可在土壤中产生石灰效应，使土壤的pH值大幅度升高。
土壤生物种群的丰富也有利于改良酸性土壤。如种植绿肥会增加铝在土壤固相表面的吸附，绿肥分解产生的有机阴离子与土壤表面羟基的配位交换反应将OH-释放至土壤溶液中，可以中和土壤酸度，降低土壤铝的活性。另外，植物物料含有一定量的灰化碱，可在短期内直接中和土壤酸度。在一定条件下，豆科类植物物料比非豆科类植物物料的改良效果更佳。而土壤中蚯蚓、土壤微生物等土壤生物数量的增加将进一步增强土壤活力和自身抵抗力，经蚯蚓消化后的有机质颗粒渺小，表面面积比消化前提高100倍以上，让土壤与空气更充分接触，缓解土壤板结问题。蚯蚓活动产生的蚯蚓粪可提高土壤通透性、保水性、保肥力，增进土壤团粒结构的形成，利于微生物的繁殖和增加。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种酸性土壤调理肥料及其制备方法，该方法大大提高了对酸性土壤的改良速度。
一种酸性土壤调理肥料，按重量份计，包括以下主要成份：
酒糟 15-25％
生石灰 3-5％
厩肥 5-10％
草木灰 20-35％
尿素 8-12％
改性膨胀蛭石粉 2-5％
秸秆 余量。
优选的，所述的改性膨胀蛭石粉的粒径为10-30μm。
酒糟，别名红糟、酒醅糟、粕等等，是米、麦、高梁等酿酒后剩余的残渣。酒糟是酿酒过程中的直接下脚料，它不仅含有一定比例的粮食可以节省喂牛的精料，它还含有丰富的粗蛋白，约高出玉米含量的2-3倍，同时还含有多种微量元素、维生素、酵母菌等，赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸的含量也很高，这是农作物秸秆所不能提供的。酒糟都是经发酵后高温蒸煮后形成的，所以它的粗纤维含量较低。
厩肥是家畜粪尿和垫圈材料、饲料残茬混合堆积并经尿素作用而成的肥料。富含有机质和各种营养元素。各种畜粪尿中，以羊粪的氮、磷、钾含量高，猪、马粪次之，牛粪最低；排泄量则牛粪最多，猪、马类次之，羊粪最少。垫圈材料有秸秆、杂草、落叶、泥炭和干土等。厩肥分圈内积制(将垫圈材料直接撒入圈舍内吸收粪尿)和圈外积制(将牲畜粪尿清出圈舍外与垫圈材料逐层堆积)。经嫌气分解腐熟。在积制期间，其化学组分受尿素的作用而发生变化。
厩肥的作用：
①提供植物养分。包括必需的大量元素氮、磷、钾、钙、镁、硫和微量元素铁、锰、硼、锌、钼、铜等无机养分；氨基酸、酰胺、核酸等有机养分和活性物质如维生素B1、B6等。保持养分的相对平衡。
②提高土壤养分的有效性。厩肥中含大量尿素及各种酶(蛋白酶、脲酶、磷酸化酶)，促使有机态氮、磷变为无机态，供作物吸收。并能使土壤中钙、镁、铁、铝等形成稳定络合物，减少对磷的固定，提高有效磷含量。
③改良土壤结构。腐殖质胶体促进土壤团粒结构形成，降低容重，提高土壤的通透性，协调水、气矛盾。还能提高土壤的缓冲性和改良矿毒田。
④培肥地力，提高土壤的保肥、保水力。厩肥腐熟后主要作基肥用。新鲜厩肥的养分多为有机态，碳氮比(C/N)值大，不宜直接施用，尤其不能直接施入水稻田。
蛭石是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，原矿外似云母，通常由黑(金)云母经热液蚀变作用或风化而成，因其受热失水膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故称蛭石。生蛭石片经过高温焙烧后，其体积能迅速膨胀数倍至数十倍，体积膨胀后的蛭石就叫膨胀蛭石。蛭石可用作土壤改良剂，由于其具有良好的阳离子交换性和吸附性，可改善土壤的结构，储水保墒，提高土壤的透气性和含水性，使酸性土壤变为中性土壤；蛭石还可起到缓冲作用，阻碍PH值的迅速变化，使肥料在作物生长介质中缓慢释放，且允许稍过量地使用肥料而对植物没有危害；蛭石还可向作物提供自身含有的K、Mg、Ca、Fe以及微量的Mn、Cu、Zn等元素。蛭石的吸水性、阳离子交换性及化学成分特性，使其起着保肥、保水、储水、透气和矿物肥料等多重作用。试验表明：将0.5-1％的膨胀蛭石掺入复合肥中，可使农作物产量提高15-20％。
秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，秸秆也是一种粗饲料。特点是粗纤维含量高(30％-40％)，并含有木质素等。木质素纤维素虽不能为猪、鸡所利用，但却能被反刍动物牛、羊等牲畜吸收和利用。
石墨烯(Graphene)是由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
在2015年末硼烯发现之前，石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。
石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。
另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。
作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
一种酸性土壤调理肥料的制备方法，包括以下步骤：
A、将酒糟、厩肥和秸秆放入搅拌机中，搅拌均匀；
B、取出并加水进行发酵8-15天；
C、将发酵后的肥料放入搅拌机中，依次加入改性膨胀蛭石粉、尿素、生石灰和草木灰，搅拌均匀；
D、干燥、造粒，得到酸性土壤调理肥料。
优选的，所述的改性膨胀蛭石粉的制备方法为：将膨胀蛭石放入粉碎机中，粉碎至粉状，过250目筛，将筛下物放入湿式球磨机中，并加入水、石墨烯和菜籽油，采用球磨法进行研磨，得到改性膨胀蛭石粉。
加入改性膨胀蛭石粉有以下优点：一是将膨胀蛭石粉与石墨烯共同球磨，由于膨胀蛭石粉具有层状结构，与石墨烯共同球磨后，有利于石墨烯贴合在膨胀蛭石粉的外层表面，从而有利于石墨烯的分散，而不会聚集在一起；二是在研磨时加入少量菜籽油有利于增加润滑效果，研磨效果更佳；三是肥料中使用了酒糟、厩肥、秸秆等各种含有植物纤维的原料，这些原料与膨胀蛭石粉与石墨烯相配合可以进一步增强石墨烯对肥料中有效成分的保护作用，减少营养成分的流失，而且酒糟、厩肥、秸秆中的植物纤维的粗细、在土壤中的分解速度不一样，故可以长时间的与膨胀蛭石粉与石墨烯相配合，增强肥料对有效成分的保护效果。
本发明所提供的酸性土壤调理肥料的制备方法，一是采用碱性肥料草木灰和生石灰，直接对土壤进行改良；二是酒糟中的酵母菌等菌群发酵后，可以提升肥料的使用效果；三是加入改性膨胀蛭石粉，对碱性肥料有一定的缓释效果，改良效果更佳。综上所述，大大提高了对酸性土壤的改良效果和改良速度，当年农作物的产量就有较大的提高。
具体实施方式
如下实施例，对本发明进一步详细分析：
实施例1
一种酸性土壤调理肥料的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将酒糟、厩肥和秸秆放入搅拌机中，搅拌均匀；
B、取出并加水进行发酵8-15天；
C、将发酵后的肥料放入搅拌机中，依次加入改性膨胀蛭石粉、尿素、生石灰和草木灰，搅拌均匀；
D、干燥、造粒，得到酸性土壤调理肥料。
所述的改性膨胀蛭石粉的制备方法为：将膨胀蛭石放入粉碎机中，粉碎至粉状，过250目筛，将筛下物放入湿式球磨机中，并加入水、石墨烯和菜籽油，采用球磨法进行研磨，得到改性膨胀蛭石粉。
所述的改性膨胀蛭石粉的粒径为10-30μm。
所述的酸性土壤调理肥料，按重量份计，包括以下主要成份：
酒糟 18％
生石灰 4％
厩肥 8％
草木灰 30％
尿素 10％
改性膨胀蛭石粉 3％
秸秆 余量。
实施例2
一种酸性土壤调理肥料的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将酒糟、厩肥和秸秆放入搅拌机中，搅拌均匀；
B、取出并加水进行发酵10天；
C、将发酵后的肥料放入搅拌机中，依次加入改性膨胀蛭石粉、尿素、生石灰和草木灰，搅拌均匀；
D、干燥、造粒，得到酸性土壤调理肥料。
所述的改性膨胀蛭石粉的制备方法为：将膨胀蛭石放入粉碎机中，粉碎至粉状，过250目筛，将筛下物放入湿式球磨机中，并加入水、石墨烯和菜籽油，采用球磨法进行研磨，得到改性膨胀蛭石粉。
所述的改性膨胀蛭石粉的粒径为10-30μm。
所述的酸性土壤调理肥料，按重量份计，包括以下主要成份：
酒糟 15％
生石灰 3％
厩肥 8％
草木灰 30％
尿素 12％
改性膨胀蛭石粉 5％
秸秆 余量。
实施例3
一种酸性土壤调理肥料的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将酒糟、厩肥和秸秆放入搅拌机中，搅拌均匀；
B、取出并加水进行发酵15天；
C、将发酵后的肥料放入搅拌机中，依次加入改性膨胀蛭石粉、尿素、生石灰和草木灰，搅拌均匀；
D、干燥、造粒，得到酸性土壤调理肥料。
所述的改性膨胀蛭石粉的制备方法为：将膨胀蛭石放入粉碎机中，粉碎至粉状，过250目筛，将筛下物放入湿式球磨机中，并加入水、石墨烯和菜籽油，采用球磨法进行研磨，得到改性膨胀蛭石粉。
所述的改性膨胀蛭石粉的粒径为10-30μm。
所述的酸性土壤调理肥料，按重量份计，包括以下主要成份：
酒糟 15％
生石灰 4％
厩肥 5％
草木灰 25％
尿素 8％
改性膨胀蛭石粉 5％
秸秆 余量。
实施例4
一种酸性土壤调理肥料的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将酒糟、厩肥和秸秆放入搅拌机中，搅拌均匀；
B、取出并加水进行发酵8天；
C、将发酵后的肥料放入搅拌机中，依次加入改性膨胀蛭石粉、尿素、生石灰和草木灰，搅拌均匀；
D、干燥、造粒，得到酸性土壤调理肥料。
所述的改性膨胀蛭石粉的制备方法为：将膨胀蛭石放入粉碎机中，粉碎至粉状，过250目筛，将筛下物放入湿式球磨机中，并加入水、石墨烯和菜籽油，采用球磨法进行研磨，得到改性膨胀蛭石粉。
所述的改性膨胀蛭石粉的粒径为10-30μm。
所述的酸性土壤调理肥料，按重量份计，包括以下主要成份：
酒糟 22％
生石灰 3％
厩肥 7％
草木灰 27％
尿素 9％
改性膨胀蛭石粉 3％
秸秆 余量。
实施例5
一种酸性土壤调理肥料的制备方法，按照下述步骤进行：
A、将酒糟、厩肥和秸秆放入搅拌机中，搅拌均匀；
B、取出并加水进行发酵12天；
C、将发酵后的肥料放入搅拌机中，依次加入改性膨胀蛭石粉、尿素、生石灰和草木灰，搅拌均匀；
D、干燥、造粒，得到酸性土壤调理肥料。
所述的改性膨胀蛭石粉的制备方法为：将膨胀蛭石放入粉碎机中，粉碎至粉状，过250目筛，将筛下物放入湿式球磨机中，并加入水、石墨烯和菜籽油，采用球磨法进行研磨，得到改性膨胀蛭石粉。
所述的改性膨胀蛭石粉的粒径为10-30μm。
所述的酸性土壤调理肥料，按重量份计，包括以下主要成份：
酒糟 17％
生石灰 3％
厩肥 10％
草木灰 30％
尿素 10％
改性膨胀蛭石粉 4％
秸秆 余量。
将实施例1-5的肥料应用于小麦生长试验中(试验土壤的原pH值为5.5)，并将实施例1中肥料替换为常规的复合肥(N∶P2O5∶K2O＝15∶15∶15)，作为对照组，后续的田间管理，6块地保持一致，收获时，测算小麦的产量和收获后土壤的pH值。
组别 平均亩产量(kg) 收获后土壤的pH值
实施例1 490 6.8
实施例2 485 6.8
实施例3 480 6.8
实施例4 480 6.7
实施例5 485 6.8
对照组 320 6.0
对比实施例1
将实施例1中的改性膨胀蛭石粉去除，其余制备条件不同，得到肥料，并将其使用于小麦种植，种植条件与实施例1相同，得到如下亩产量数据：
由对比实施例1可以知道，在不加入改性膨胀蛭石粉的条件下，肥料的改良效果和农作物的产量均受到较大影响。
对比实施例2
将实施例1中的酒糟去除，其余制备条件不同，得到肥料，并将其使用于小麦种植，种植条件与实施例1相同，得到如下亩产量数据：
组别 平均亩产量(kg) 收获后土壤的pH值
实施例1 490 6.8
对比实施例2 455 6.6
对照组 320 6.0
由对比实施例2可以知道，在不加入酒糟的条件下，肥料的改良效果影响不大，但对农作物的产量有较大影响。
由对比实施例1-2可以知道，本发明中加入改性膨胀蛭石粉和酒糟才能达到最佳的土壤改良和农作物增产的效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种酸性土壤调理肥料，其特征在于，包括以下重量百分比的成份：
酒糟 15-25％
生石灰 3-5％
厩肥 5-10％
草木灰 20-35％
尿素 8-12％
改性膨胀蛭石粉 2-5％
秸秆 余量。
2.根据权利要求1所述的酸性土壤调理肥料，其特征在于，所述的改性膨胀蛭石粉的粒径为10-30μm。
3.一种酸性土壤调理肥料的制备方法，包括以下步骤：
A、将酒糟、厩肥和秸秆放入搅拌机中，搅拌均匀；
B、取出并加水进行发酵8-15天；
C、将发酵后的肥料放入搅拌机中，依次加入改性膨胀蛭石粉、尿素、生石灰和草木灰，搅拌均匀；
D、干燥、造粒，得到酸性土壤调理肥料。
4.根据权利要求3所述的酸性土壤调理肥料的制备方法，其特征在于，所述的改性膨胀蛭石粉的制备方法为：将膨胀蛭石放入粉碎机中，粉碎至粉状，过250目筛，将筛下物放入湿式球磨机中，并加入水、石墨烯和菜籽油，采用球磨法进行研磨，得到改性膨胀蛭石粉。
5.根据权利要求3所述的酸性土壤调理肥料的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
A、将酒糟、厩肥和秸秆放入搅拌机中，搅拌均匀；
B、取出并加水进行发酵8-15天；
C、将发酵后的肥料放入搅拌机中，依次加入改性膨胀蛭石粉、尿素、生石灰和草木灰，搅拌均匀；
D、干燥、造粒，得到酸性土壤调理肥料；
所述的改性膨胀蛭石粉的制备方法为：将膨胀蛭石放入粉碎机中，粉碎至粉状，过250目筛，将筛下物放入湿式球磨机中，并加入水、石墨烯和菜籽油，采用球磨法进行研磨，得到改性膨胀蛭石粉；
所述的改性膨胀蛭石粉的粒径为10-30μm；
所述的酸性土壤调理肥料，按重量份计，包括以下主要成份：
酒糟 18％
生石灰 4％
厩肥 8％
草木灰 30％
尿素 10％
改性膨胀蛭石粉 3％
秸秆 余量。
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