CN108384550B - 一种土壤调理剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤:(1)将海洋贝壳类废弃物粉碎至微粉，然后将海洋贝壳类废弃物微粉与水、多糖按比例混合，分散均匀后进行预冻，预冻后进行升温冻干，最后经冻干后磨成粉，即得海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉；(2)制备改性花生壳多孔材料；(3)将改性花生壳多孔材料、酵母残渣、海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉和蒙脱石按照比例混合均匀，发酵，最后烘干至含水量小于18％，即得土壤调理剂。本发明优点在于(1)原料简单易得且环保。(2)显著抑制和杀灭病虫害，增加有益菌群，维持土壤健康，提高植物免疫能力。(3)具有优良的保肥、保水、透气、吸附固化的固液气三相结构，能极大地原位修复了有机污染土壤。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤调理剂的制备方法。
背景技术
土壤调理剂(Soil Conditioner)有极其显著的“保水、增肥、透气”三大土壤调理性能，能够打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性、降低土壤重金属污染，促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力；具有改良土壤，治理荒漠，保水抗旱，增强农作物抗病能力，提高农作物产量，改善农产品品质，恢复农作物原生态等功能，大幅度提高植树成活率和农产品产量；改善农林产品品质，恢复农林产品的天然风貌。土壤调理剂不同于肥料，是需要用植物生长中根系分泌的弱酸来中和吸收。因此，颗粒的土壤调理剂在实际使用中效果没有粉剂的好。
目前，国内土壤调理剂的品种很多，主要功能是改善土壤的物理、化学性质，提高土壤肥力，但对土壤中有害微生物和有机污染物，几乎不起任何作用。由此在这样的土壤环境中，作物生长易感染病虫害，易吸收有害物质，产量下降，品质。例如CN 103740374A公开了一种以贝壳粉为原料的土壤调理剂，将贝壳粉、草木灰、生石灰混合，搅拌混匀，即得粉剂型土壤调理剂；或：再向粉剂型土壤调理剂中加入膨润土，进行圆盘造粒，即得颗粒型土壤调理剂。该发明可提高土壤pH值，可使土壤具有保水性、保肥性和透气性，可改善土壤物理结构，可以有效的刺激土壤和根际微生物的生长，调整土壤中微生物的种群结构，提高化肥的利用率，同时还能有效活化并补充土壤因酸化被固定的钙、磷、钾等营养元素。但是对土壤中有害微生物和有机污染物难以起到防治作用，由于人类食用的绝大多数植物和动物产品都是“土壤-植物”系统的初级或次级产品，这样污染的农产品易通过食物链进入人体。因此，急需调理解除土壤物理性状，促进健康土壤生物链的形成，降低有机污染物的侵害和防止病虫害的衍生。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将海洋贝壳类废弃物粉碎至粒度为1～10μm的微粉，然后将海洋贝壳类废弃物微粉与水、多糖按重量比为100∶100～150∶1～2的比例混合，分散均匀后进行预冻，预冻后进行升温冻干，最后经冻干后磨成粉，即得海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉；
(2)将花生壳干燥至含水量为15～20％后置于微波膨胀设备中，在微波功率为800～1000W条件下膨胀8～10秒；然后用醋酸溶液反复喷洒，调节含水率至30～35％，并放置于室温下平衡2～3小时，再次置于微波膨胀设备中，在功率300～400W条件下干燥膨胀30～50秒，粉碎成粒径为100～200目的颗粒，即得改性花生壳多孔材料；
(3)将改性花生壳多孔材料、酵母残渣、海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉和60～80目蒙脱石按照重量比为50～80∶20～30∶60～100：11～18的比例混合均匀，发酵5～10天，最后烘干至含水量小于18％，即得土壤调理剂。
进一步，步骤(1)中，在-30℃下预冻90～120min，进行升温冻干，冻干过程为-30℃下5～10min，-25℃下10～15min，-20℃下120～150min，-10℃下5～10min，-5℃下10～15min，0℃下10～15min，10℃下10～15min，20℃下10～15min，30℃下20～25min。
进一步，步骤(1)中，所述多糖为低聚壳聚糖和黄芪多糖按照1～2:1配比而成。
进一步，步骤(1)中，海洋贝壳类废弃物粉碎至粒度为1～3μm的微粉。
进一步，步骤(1)中，所述海洋贝壳类废弃物微粉与水、多糖按重量比为100∶100∶1。
进一步，步骤(1)中，所述海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉为100～200目。
进一步，步骤(3)中，堆积高度为50～80cm，加水调节含水量至40％～50％，自然发酵6～8天，每日搅拌2～3次，所述烘干温度为50～60℃。
本发明通过将海洋贝壳类废弃物活化处理，不仅具有优良的分散性、可溶性，有效地防止微细化粒子的自聚、团聚，协调土壤营养结构，提高土壤肥力产出水平，而且对病虫害起到了很好的防治和根治作用，从而提高农作物品质和产量，同时有效处理了沿海贝类产品养殖中的贝壳废弃物问题，改善了环境。
本发明通过微波-醋酸-微波的复合方式改性花生壳，获得内部疏松结构，增大比表面积，从而可使有机物能够均匀的分散固定在多孔材料中，以此实现土壤调理剂与土壤的均匀混合，实现原位修复有机污染土壤，同时含有丰富的磷钾，其氮磷钾养分含量超过31％，是理想的有机肥料。
本发明通过改性花生壳多孔材料、酵母残渣、海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉和蒙脱石复配发酵，不仅富含碱性的富钙有机质被活化，而且与土壤混合后形成具有十分疏松，优良的保肥、保水、透气、吸附固化的固液气三相结构的团粒结构土壤，极大地修复调理土壤，增加复合有益菌，减少有害菌，有效改善土壤性状。
本发明的优点在于：
(1)利用生物质废弃物、农业废弃物作为原料，不但原料简单易得，而且制备的土壤调理剂产品具有长效性，解决了环保和土壤改良可能存在矛盾的问题。
(2)显著抑制和杀灭病虫害，增加有益菌群，维持土壤健康，提高植物免疫能力。
(3)具有优良的保肥、保水、透气、吸附固化的固液气三相结构，能极大地原位修复了有机污染土壤。
具体实施方式
下面将参照更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例1
一种土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将海洋贝壳类废弃物粉碎至粒度为1μm的微粉，然后将海洋贝壳类废弃物微粉与水、多糖(低聚壳聚糖和黄芪多糖按照1:1配比而成)按重量比为100∶100∶1的比例混合，分散均匀后在-30℃下进行预冻90min，接着进行升温冻干，冻干过程为-30℃下5min，-25℃下10min，-20℃下1200min，-10℃下5min，-5℃下10min，0℃下10min，10℃下10min，20℃下10min，30℃下20min，最后经冻干后磨成100目粉末，即得海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉；(2)将花生壳干燥至含水量为16％后置于微波膨胀设备中，在微波功率为850W条件下膨胀9秒；然后用醋酸溶液反复喷洒，调节含水率至32％，并放置于室温下平衡2.5小时，再次置于微波膨胀设备中，在功率320W条件下干燥膨胀40秒，粉碎成粒径为100目的颗粒，即得改性花生壳多孔材料；
(3)将改性花生壳多孔材料、酵母残渣、海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉和80目蒙脱石按照重量比为60∶25∶80：15的比例混合均匀，堆积高度为60cm，加水调节含水量至45％，自然发酵6天，每日搅拌2次，最后在55℃烘干至含水量小于18％，即得土壤调理剂。
经处理后间隔一周取样检测，土壤中有机污染物邻(对)硝基氯化苯浓度降低到4.41mg/kg、苯浓度降低到0.13mg/kg，氯苯浓度降低到0.07mg/kg、硝基苯浓度降低到0.16mg/kg。
与土壤调理之前相比，纤维分解细菌增加了18.64倍，固氮菌增加了17.32倍、乳酸菌增加大了21.72倍，放线菌增加大了30.04倍，病原菌减少了96.24％。
实施例2
一种土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将海洋贝壳类废弃物粉碎至粒度为3μm的微粉，然后将海洋贝壳类废弃物微粉与水、多糖(低聚壳聚糖和黄芪多糖按照2:1配比而成)按重量比为100∶120∶2的比例混合，分散均匀后在-30℃下进行预冻100min，接着进行升温冻干，冻干过程为-30℃下10min，-25℃下15min，-20℃下150min，-10℃下10min，-5℃下15min，0℃下15min，10℃下15min，20℃下15min，30℃下25min，最后经冻干后磨成200目粉末，即得海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉；(2)将花生壳干燥至含水量为18％后置于微波膨胀设备中，在微波功率为900W条件下膨胀8.5秒；然后用醋酸溶液反复喷洒，调节含水率至33％，并放置于室温下平衡2.2小时，再次置于微波膨胀设备中，在功率350W条件下干燥膨胀35秒，粉碎成粒径为200目的颗粒，即得改性花生壳多孔材料；
(3)将改性花生壳多孔材料、酵母残渣、海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉和60目蒙脱石按照重量比为70∶28∶90：16的比例混合均匀，堆积高度为70cm，加水调节含水量至46％，自然发酵8天，每日搅拌3次，最后在53℃烘干至含水量小于18％，即得土壤调理剂。
经处理后间隔一周取样检测，土壤中有机污染物邻(对)硝基氯化苯浓度降低到5.01mg/kg、苯浓度降低到0.05mg/kg，氯苯浓度降低到0.03mg/kg、硝基苯浓度降低到0.11mg/kg。
与土壤调理之前相比，纤维分解细菌增加了17.98倍，固氮菌增加了16.84倍、乳酸菌增加大了20.83倍，放线菌增加大了28.67倍，病原菌减少了96.01％。
实施例3
一种土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将海洋贝壳类废弃物粉碎至粒度为6μm的微粉，然后将海洋贝壳类废弃物微粉与水、多糖(低聚壳聚糖和黄芪多糖按照1.5:1配比而成)按重量比为100∶150∶1的比例混合，分散均匀后在-30℃下进行预冻110min，接着进行升温冻干，冻干过程为-30℃下6min，-25℃下12min，-20℃下130min，-10℃下6min，-5℃下12min，0℃下12min，10℃下12min，20℃下12min，30℃下22min，最后经冻干后磨成150目粉末，即得海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉；(2)将花生壳干燥至含水量为15％后置于微波膨胀设备中，在微波功率为800W条件下膨胀10秒；然后用醋酸溶液反复喷洒，调节含水率至30％，并放置于室温下平衡2小时，再次置于微波膨胀设备中，在功率300W条件下干燥膨胀50秒，粉碎成粒径为180目的颗粒，即得改性花生壳多孔材料；
(3)将改性花生壳多孔材料、酵母残渣、海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉和70目蒙脱石按照重量比为50∶30∶100：11的比例混合均匀，堆积高度为50cm，加水调节含水量至50％，自然发酵10天，每日搅拌2次，最后在50℃烘干至含水量小于18％，即得土壤调理剂。
经处理后间隔一周取样检测，土壤中有机污染物邻(对)硝基氯化苯浓度降低到6.13mg/kg、苯浓度降低到1.33mg/kg，氯苯浓度降低到2.41mg/kg、硝基苯浓度降低到0.89mg/kg。
与土壤调理之前相比，纤维分解细菌增加了16.62倍，固氮菌增加了15.99倍、乳酸菌增加大了20.16倍，放线菌增加大了27.86倍，病原菌减少了95.56％。
实施例4
一种土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将海洋贝壳类废弃物粉碎至粒度为10μm的微粉，然后将海洋贝壳类废弃物微粉与水、多糖(低聚壳聚糖和黄芪多糖按照1.2:1配比而成)按重量比为100∶130∶1.5的比例混合，分散均匀后在-30℃下进行预冻120min，接着进行升温冻干，冻干过程为-30℃下8min，-25℃下13min，-20℃下140min，-10℃下8min，-5℃下13min，0℃下13min，10℃下13min，20℃下13min，30℃下23min，最后经冻干后磨成180目粉末，即得海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉；(2)将花生壳干燥至含水量为20％后置于微波膨胀设备中，在微波功率为1000W条件下膨胀8秒；然后用醋酸溶液反复喷洒，调节含水率至35％，并放置于室温下平衡3小时，再次置于微波膨胀设备中，在功率400W条件下干燥膨胀30秒，粉碎成粒径为150目的颗粒，即得改性花生壳多孔材料；
(3)将改性花生壳多孔材料、酵母残渣、海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉和80目蒙脱石按照重量比为80∶20∶60：18的比例混合均匀，堆积高度为80cm，加水调节含水量至40％％，自然发酵5天，每日搅拌3次，最后在60℃烘干至含水量小于18％，即得土壤调理剂。
经处理后间隔一周取样检测，土壤中有机污染物邻(对)硝基氯化苯浓度降低到5.75mg/kg、苯浓度降低到0.18mg/kg，氯苯浓度降低到0.24mg/kg、硝基苯浓度降低到0.76mg/kg。
与土壤调理之前相比，纤维分解细菌增加了16.22倍，固氮菌增加了15.61倍、乳酸菌增加大了20.03倍，放线菌增加大了28.57倍，病原菌减少了95.31％。
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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种土壤调理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将海洋贝壳类废弃物粉碎至粒度为1～10μm的微粉，然后将海洋贝壳类废弃物微粉与水、多糖按重量比为100∶100～150∶1～2的比例混合，分散均匀后进行预冻，预冻后进行升温冻干，最后经冻干后磨成粉，即得海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉；
所述多糖为低聚壳聚糖和黄芪多糖按照1～2:1配比而成；
(2)将花生壳干燥至含水量为15～20％后置于微波膨胀设备中，在微波功率为800～1000W条件下膨胀8～10秒；然后用醋酸溶液反复喷洒，调节含水率至30～35％，并放置于室温下平衡2～3小时，再次置于微波膨胀设备中，在功率300～400W条件下干燥膨胀30～50秒，粉碎成粒径为100～200目的颗粒，即得改性花生壳多孔材料；
(3)将改性花生壳多孔材料、酵母残渣、海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉和60～80目蒙脱石按照重量比为50～80∶20～30∶60～100：11～18的比例混合均匀，发酵5～10天，最后烘干至含水量小于18％，即得土壤调理剂。
2.根据权利要求1所述的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，在-30℃下预冻90～120min，进行升温冻干，冻干过程为-30℃下5～10min，-25℃下10～15min，-20℃下120～150min，-10℃下5～10min，-5℃下10～15min，0℃下10～15min，10℃下10～15min，20℃下10～15min，30℃下20～25min。
3.根据权利要求1所述的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，海洋贝壳类废弃物粉碎至粒度为1～3μm的微粉。
4.根据权利要求1所述的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)，所述海洋贝壳类废弃物微粉与水、多糖按重量比为100∶100∶1。
5.根据权利要求1所述的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述海洋贝壳类废弃物超微活性碳酸钙冻干粉为100～200目。
6.根据权利要求1～5之一所述的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，堆积高度为50～80cm，加水调节含水量至40％～50％，自然发酵6～8天，每日搅拌2～3次，烘干温度为50～60℃。
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Legal Events
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Application publication date: 20180810 Assignee: Nanjing Shibai Environmental Engineering Co.,Ltd. Assignor: NANJING FORESTRY University Contract record no.: X2020320000344 Denomination of invention: A preparation method of soil conditioner Granted publication date: 20201103 License type: Common License Record date: 20201212 Application publication date: 20180810 Assignee: Jiangsu nuochengyuan Ecological Technology Co.,Ltd. Assignor: NANJING FORESTRY University Contract record no.: X2020320000328 Denomination of invention: A preparation method of soil conditioner Granted publication date: 20201103 License type: Common License Record date: 20201211 Application publication date: 20180810 Assignee: Jiangsu Hanying Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Assignor: NANJING FORESTRY University Contract record no.: X2020320000343 Denomination of invention: A preparation method of soil conditioner Granted publication date: 20201103 License type: Common License Record date: 20201212 |