CN109206181B - 一种降解农田土壤中乙草胺的方法 - Google Patents

一种降解农田土壤中乙草胺的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种降解农田土壤中乙草胺的方法，采用鹿粪、秸秆、生物炭和沸石混合好氧发酵制备有机肥作为农田土壤中乙草胺的降解材料与农田土壤充分混合，混合深度控制在300～500mm；土壤的初始含水率控制在35～45％之间，在土壤中乙草胺的降解过程中温度不低于15℃；在有机肥添加到土壤中充分混合后，地表采用PE薄膜覆盖，当土壤中乙草胺降解95％以上时，撤掉PE薄膜。在有机肥和土壤充分混合5天后进行农作物的播种。该方法有效的利用有机肥作为乙草胺的降解材料，实现土壤增肥和乙草胺降解同时进行，有效的避免化学方法的对环境产生的负面影响和传统生物方法功能单一的问题。该方法工艺简单，成本低，推广应用价值高。

Description

一种降解农田土壤中乙草胺的方法
技术领域
本发明涉及环保工程的除草剂降解技术领域，尤其涉及一种降解农田土壤中乙草胺的方法。
背景技术
我国土地资源丰富，但人均拥有量不足，乙草胺作为主要除草剂被用于作物除草，由于乙草胺是一种性质稳定的物质，不易挥发，不易光解的芽前选择性酰胺类除草剂，在土壤中使用后难以降解，形成更多累计，最终超出土壤自净能力，造成其在土壤中大量残留。此外，乙草胺在环境中，经过迁移转化，仍然会对自然环境造成影响，通过在环境中的迁移，还会威胁水生生物健康，破坏水生生态系统，并通过饮食、饮水等途径进入人体，对人体造成危害。有效的降解土壤中的乙草胺，对保护环境具有重要意义。降解乙草胺的方法多样，主要分为生物方法和化学方法。
当前对乙草胺的降解主要采用生物方法，见效快且对环境负面影响小。直接筛选和培养生物菌降解乙草胺成本高，通过施肥降解不仅成本低，对有效的改善土壤环境具有重要意义。目前对乙草胺的降解，主要授权或公开的专利包括：一株降解除草剂普施特和乙草胺的细菌及其用途(申请号：201410705124.X)、一株降解四种除草剂的红球菌及其用途(申请号201410772625.X)、一种修复乙草胺污染农田土壤的藤蔓复合材料的制备方法(申请号：201510638538.X)、抗乙草胺大豆根瘤菌剂的制备方法(申请号：200810137363.4)、无色杆菌属D-12及其在微生物降解乙草胺中的应用(申请号：201210478724.8)、一种降解乙草胺和/或丁草胺的微生物组合物及其应用(申请号：201310042034.2)、一株降解除草剂乙草胺的细菌及其用途(申请号：201310271167.7)、用于降解乙草胺的细菌、筛选方法及其应用(申请号：201410431225.2)、一株降解除草剂的细菌及其用途(申请号：201410704883.4)、一株降解除草剂乙草胺和杂草焚的细菌及其用途(申请号：201410705138.1)、具有降解乙草胺作用的生物有机肥及其制备方法和应用(申请号：201510436486.8)、一种乙草胺除草剂的降解菌及其菌剂的生产和应用(申请号：201610891665.5)、一株降解除草剂乙草胺和杂草焚的细菌(申请号：201611006095.3)和一种添加乙草胺改性的土壤改良剂用秸秆生物质炭及其制作方法(申请号：201710094667.6)等。以上这些专利采用的方法存在操作难度大、成本高、降解周期长等一种或多种缺点。因此，开发一种方法简单、成本低且效果显著的乙草胺降解方法，对推进土壤污染修复技术进步具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种降解农田土壤中乙草胺的方法，该方法有效的利用有机肥材料，实现土壤施肥和乙草胺降解同时进行，有效的避免对环境产生的负面影响；该方法工艺简单，取材广泛，成本低；该方法实现资源的循环利用，推广应用价值高。
本发明采取的技术方案如下：
采用鹿粪、秸秆、生物炭和沸石混合好氧发酵制备有机肥作为土壤中乙草胺的降解材料，该有机肥与需要处理的农田土壤充分混合，混合深度控制在300～500mm；当农田土壤中乙草胺的含量小于30mg/kg时，有机肥的添加量为0.5～1.0kg/m2，降解时间不低于45d；当农田土壤中乙草胺的含量大于等于30mg/kg时，有机肥的添加量为1.0～1.5kg/m2，降解时间不低于65d；通过增湿的方法控制土壤的初始含水率在35～45％之间，在土壤中乙草胺的降解过程中控制土壤温度不低于15℃。
有机肥制备采用鹿粪和秸秆的混合比例为1:0.35～1:0.65(重量比)，生物炭的添加量为鹿粪和秸秆混合物质量的8～15％，沸石的添加量为鹿粪和秸秆混合物质量的5～13.5％；发酵时初始含水率为55～75％，前期发酵温度控制在30～50℃之间，发酵时间为6～10d；后期发酵温度控制在65～75℃，发酵时间为24～55h。
秸秆粉碎的长度小于20mm，控制秸秆的碳氮比为25～35。
在有机肥添加到土壤中充分混合后，地表采用PE薄膜覆盖，当土壤中乙草胺降解95％以上时，撤掉PE薄膜。
在有机肥和土壤充分混合5天后进行农作物的播种。
有益效果：本发明能够有效的降解农田土壤中的乙草胺，不产生任何污染物；本发明采用有机肥作为降解材料，实现粪便废物的资源化利用；本发明采用原地降解，对农田土壤干扰小，且不影响作物的种植；本发明工艺简单，材料来源广泛，成本低，降解持久，不反弹，对环境影响小。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明采用有机肥作为乙草胺的降解材料，有机肥采用鹿粪和秸秆制备，实现了废物的资源化利用；该方法实现了土壤施肥和乙草胺降解双重功能，不影响植物种植；本发明克服传统生物方法单一降解乙草胺的缺陷，提高了对乙草胺的降解率。
以下结合实例对本发明进一步说明，具体实施步骤如下：
实例1：玉米地土壤乙草胺降解
如图1所示，采用鹿粪、秸秆、生物炭和沸石混合好氧发酵制备有机肥作为土壤中乙草胺的降解材料与玉米地土壤充分混合，土壤混合深度为350mm；地表采用PE薄膜覆盖，该工作在5月份进行，土壤温度高于15℃；施肥量为0.65kg/m2，施肥后对土壤进行了浇水增湿，土壤初始含水率为35～40％，在施肥的第6天进行农作物的播种。
有机肥制备采用鹿粪和秸秆的混合比例为1:0.35～1:0.55(重量比)，秸秆的碳氮比为25～30，秸秆粉碎的长度小于20mm；生物炭的添加量为鹿粪和秸秆混合物质量的12％，沸石的添加量为鹿粪和秸秆混合物质量的10.5％；发酵时初始含水率为65～70％，前期发酵温度控制在30～50℃，发酵时间为6d；后期发酵温度控制在65～70℃，发酵时间为29h。
按上述方法对玉米地土壤中乙草胺进行降解，乙草胺初始浓度为5～23mg/kg，45天后，降解率达96％以上，撤掉PE薄膜。
实例2：葵花地土壤乙草胺降解
如图1所示，采用鹿粪、秸秆、生物炭和沸石混合好氧发酵制备有机肥作为土壤中乙草胺的降解材料与葵花地土壤混合，深度控制在300mm，乙草胺的含量为20～76mg/kg，有机肥的添加量为1.2kg/m2，施肥后对土壤进行了浇水增湿，土壤初始含水率为38～41％，在6月实施，有机肥添加到土壤中充分混合后，地表采用PE薄膜覆盖，土壤温度高于15℃。在有机肥和土壤充分混合后，第7天进行农作物的播种。
有机肥制备采用鹿粪和秸秆的混合比例为1:0.45～1:0.55(重量比)，秸秆粉碎的长度低于20mm，秸秆的碳氮比为27～31，生物炭的添加量为鹿粪和秸秆混合物质量的8％，沸石的添加量为鹿粪和秸秆混合物质量的13.5％；发酵时初始含水率为55～65％，前期发酵温度控制在30～50℃，发酵时间为10d；后期发酵温度控制在70～75℃，发酵时间为55h。
按上述方法降解葵花地土壤中的乙草胺，乙草胺初始浓度为20～67mg/kg，70天后，降解率达97.2％以上，撤掉PE薄膜。
实例3：马铃薯地土壤乙草胺降解
如图1所示，采用鹿粪、秸秆、生物炭和沸石混合好氧发酵制备有机肥作为土壤中乙草胺的降解材料与马铃薯种植地土壤充分混合，混合深度控制在400mm，有机肥的添加量为0.5kg/m2，施肥后对土壤进行了浇水增湿，土壤初始含水率为40～45％；在有机肥添加到土壤中充分混合后，地表采用PE薄膜覆盖，土壤温度高于15℃在有机肥和土壤充分混合后，第6天进行马铃薯的播种。
有机肥制备采用鹿粪和秸秆的混合比例为1:0.43～1:0.65(重量比)，秸秆粉碎的长度低于20mm，秸秆的碳氮比为25～32；生物炭的添加量为鹿粪和秸秆混合物的8.5％，沸石的添加量为鹿粪和秸秆混合物的11％；发酵时初始含水率为55～62％，前期发酵温度控制在30～50℃，发酵时间为10d；后期发酵温度控制在70～75℃，发酵时间为35h。
按上述方法降解马铃薯地土壤中的乙草胺，土壤中乙草胺初始浓度为3～12mg/kg，45天后降解率达96.7％，撤掉PE薄膜。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在不脱离本发明实质的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种降解农田土壤中乙草胺的方法，其特征在于：采用鹿粪、秸秆、生物炭和沸石混合好氧发酵制备的有机肥作为农田土壤中乙草胺的降解材料与农田土壤充分混合，混合深度控制在300～500mm；当农田土壤中乙草胺的含量小于30mg/kg时，有机肥的添加量为0.5～1.0kg/m2，降解时间不低于45d；当农田土壤中乙草胺的含量大于等于30mg/kg时，有机肥的添加量为1.0～1.5kg/m2，降解时间不低于65d；通过增湿的方法控制土壤的初始含水率在35～45％之间，土壤中乙草胺的降解过程中控制土壤温度不低于15℃；有机肥制备采用鹿粪和秸秆的混合比例为1:0.35～1:0.65(重量比)，生物炭的添加量为鹿粪和秸秆混合物质量的8～15％，沸石的添加量为鹿粪和秸秆混合物质量的5～13.5％；发酵时初始含水率为55～75％，前期发酵温度控制在30～50℃，发酵时间为6～10d；后期发酵温度控制在65～75℃，发酵时间为24～55h；秸秆粉碎的长度小于20mm，控制秸秆的碳氮比为25～35。
2.如权利要求1所述的一种降解农田土壤中乙草胺的方法，在有机肥添加到土壤中充分混合后，地表采用PE薄膜覆盖，当土壤中乙草胺降解95％以上时，撤掉PE薄膜；在有机肥和土壤充分混合5天后进行农作物的播种。
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