CN109233858B - 一种利用红藻废渣和餐厨废弃物制备的酸性土壤调理剂 - Google Patents
一种利用红藻废渣和餐厨废弃物制备的酸性土壤调理剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种利用红藻废渣和餐厨废弃物制备的酸性土壤调理剂，其是将红藻渣粉、食物残渣固废物、废菌棒、白云石粉、贝壳粉按重量比1:0.8:0.8:0.1:0.1混合制成；其中，所用红藻渣粉来源于红藻废渣，所用食物残渣固废物来源于餐厨废弃物。该酸性土壤调理剂能显著提高土壤pH，改良土壤酸性，且施用后土壤碱解氮含量、速效钾含量及有效磷含量均有不同程度的提高，尤其适用于植烟土壤的改良。
Description
技术领域
本发明属于农业技术领域，具体涉及一种利用红藻废渣和餐厨废弃物制备的酸性土壤调理剂。
背景技术
土壤是满足植物生长的重要介质，要保证我国不断增长的人口、城乡建设的快速发展，保证我国农业的可持续发展，就得满足作物对土壤肥力的要求，保证土壤质量。我国南方地区高温多雨，土壤钙、镁等盐基离子淋失严重，土壤普遍呈酸性；再加上大部分农民还在依赖化肥来提高农作物产量，超量使用酸性化学肥料，随着复种指数和生产年限的增加，使得南方地区土壤酸化日趋明显。因而，对于土壤酸化的介入和修复改良已是迫在眉睫。
红藻废渣是红藻胶（琼胶和卡拉胶）提取过程中产生的工业废弃物，其呈中性偏碱，密度小，质地疏松，且其中仍富含各种有机、无机养分，如酯类、乳糖，钾、钙、镁盐等元素。餐厨废弃物是指人类饮食过程中产生的废弃品，其含有碳水化合物、蛋白质、脂肪等成分，且含水量较高。
传统的土壤调理剂如石灰、石灰石等能降低土壤酸度和减缓土壤养分的迁移，却也存在一定的缺陷，如不能提供作物生长发育所需要的养分。本发明选用红藻废渣和餐厨废弃物生产土壤调理剂，不仅可以减少废弃物带来的环境问题，促进废弃物的资源化利用，还可为作物生长提供一定养分，对我国农业的可持续发展和生态环境建设具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用红藻废渣和餐厨废弃物制备的酸性土壤调理剂，其具有良好改良土壤酸性的效果。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用红藻废渣和餐厨废弃物制备的酸性土壤调理剂，其是将红藻渣粉、食物残渣固废物、废菌棒、白云石粉、贝壳粉按重量比1:(0.6-0.8):(0.6-0.8):0.1:0.1混合制成；其中，所用红藻渣粉来源于红藻废渣，所用食物残渣固废物来源于餐厨废弃物。优选地，所述酸性土壤调理剂是将红藻渣粉、食物残渣固废物、废菌棒、白云石粉、贝壳粉按重量比1:0.8:0.8:0.1:0.1混合制成。
其中，所述红藻渣粉是将红藻类海草提取琼胶或卡拉胶后的红藻废渣经混匀、风干后过1mm筛网制得；其主要成分（以干基计）为蛋白质24.02%、脂肪17.83%、不溶性纤维51.02%、灰分2.70%；
所述红藻类海草包括石花菜、江蓠、麒麟菜。
所述食物残渣固废物是将餐厨废弃物去除竹筷、塑料制品、陶瓷、金属等无法或难以降解的材料后，经固液分离、洗盐后，干燥，破碎，过1mm筛网制得；其总固形物（TS）22.4%、挥发性固体（VS）14.3%、总糖13.7%、蛋白质含量13.2%、脂肪含量28.82%。
所用白云石粉与贝壳粉的粒径均小于20目。
本发明的显著优点在于：
本发明针对我国南方地区土壤酸化情况日益严重的问题，将来源于红藻废渣的红藻渣粉、来源于餐厨废弃物的食物残渣固废物与废菌棒、白云石粉、贝壳粉配合，制得一种酸性土壤调理剂，其可显著提高土壤pH，改良土壤酸性，且施用后土壤碱解氮含量、速效钾含量及有效磷含量均有不同程度的提高，尤其适用于植烟土壤的改良。
附图说明
图1为土壤调理剂对土壤碱解氮的影响情况图。
图2为土壤调理剂对土壤速效钾的影响情况图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
所用红藻废渣由泉州市某食品厂提供，所用餐厨废弃物由福建省利洁环卫股份有限公司提供，所用废菌棒由福建农林大学食用菌场提供，所用白云石粉由龙岩市烟草公司提供，所用贝壳粉由平潭综合实验区渔业公司提供。各材料基本性质见表1和表2（各种材料的重金属含量汞、镉、铬、铅、砷符合GB/T23349-2009要求）。
表1 各材料基本理化性质
表2 各材料重金属含量(mg/kg)
将红藻废渣经混匀、风干后过1mm筛网制得红藻渣粉。
将餐厨废弃物去除竹筷、塑料制品、陶瓷、金属等无法或难以降解的材料后，经固液分离、洗盐后，干燥，破碎，过1mm筛网制得食物残渣固废物。
试验土壤取自福建烟区水稻土耕作层，其基本理化性质见表3。
表3 各材料基本理化性质
1. 试验方法
将红藻渣粉与食物残渣固废物、废菌棒、白云石粉、贝壳粉按不同比例配合制成土壤调理剂，共设置5个处理（每盆中红藻渣粉的用量为4g）：
CK：不添加任何调理剂；
D1：红藻渣粉：食物残渣固废物：废菌棒：白云石粉：贝壳粉=1：0.2：0.2：0.1：0.1；
D2：红藻渣粉：食物残渣固废物：废菌棒：白云石粉：贝壳粉=1：0.4：0.4：0.1：0.1；
D3：红藻渣粉：食物残渣固废物：废菌棒：白云石粉：贝壳粉=1：0.6：0.6：0.1：0.1；
D4：红藻渣粉：食物残渣固废物：废菌棒：白云石粉：贝壳粉=1：0.8：0.8：0.1：0.1。
每个处理称取过1mm筛的土壤1kg，将不同土壤调理剂与土壤充分混合，装入2000mL容量的塑料小桶中，每个处理设三次重复，培育期间土壤水分含量保持在田间持水量的70%。
培育40天之前，每10天取一次土样，从培育40天开始，每20天取一次土样，培育80天后一直到第110天取最后一次土样，每次取出70g土样在室内风干、磨碎、过1mm筛，测定土壤样品的pH、速效钾、有效磷、碱解氮。土壤pH值测定采用电位法，水土比为1:1；有效磷用碳酸氧钠浸提-钼梯抗比色法；碱解氮釆用碱解扩散法测量；速效钾采用醋酸铵浸提火焰光度法。
数据统计分析、图表制作应用SPSS、Microsoft Excel软件完成。
2 试验结果
2.1 土壤调理剂对土壤pH的影响
表4 土壤调理剂对土壤pH的影响
由表4可知，培育第10天时，D1-D4的土壤pH均达到6以上，分别比CK高出0.61、0.7、0.57、0.92个单位。到第20天时，CK的pH降至5.18，D1-D4的土壤pH仍在5.85-6.06之间，显著高于CK，其中以D3、D4的土壤pH较高；40天时，D1-D4的土壤pH均小幅下降，土壤pH降至5.55-5.93之间，但仍然显著高于CK，其中处理D2和D4显著高于其他处理；在培育110天时，土壤pH在5.46-6.28之间，D1-D4与CK呈显著差异，其中以D2的土壤pH最高，显著高于其他处理。可见，在各个培育期内，D1-D4的土壤pH均显著高于CK，说明土壤调理剂对酸性土壤pH有显著的改良作用。
2.2 土壤调理剂对土壤碱解氮的影响
由图1可见，培育第10天开始，各处理之间的土壤碱解氮差异就较明显，CK的土壤碱解氮含量为77.32mg/kg，D1-D4的土壤碱解氮含量在80.54~85.65mg/kg之间，均显著高于CK，其中D3和D4的土壤碱解氮含量最高，显著高于D1和D2；培育30天时，土壤的碱解氮含量有所下降，CK下降至73.45mg/kg，D1-D4下降至77.68~84.31mg/kg之间，D4的含量仍然最高，显著高于其他处理。到培育60天时，土壤碱解氮的含量明显上升，达到培育期最高水平，CK的含量上升至91.05mg/kg，D1-D4的土壤碱解氮含量在94.56~98.65mg/kg之间，均显著高于对照，其中D2的土壤碱解氮含量最高，且与D4无显著差异。在培育结束（110天）时，土壤碱解氮的大小顺序为：D3>D4>D1>D2，其中D3和D4显著高于其他处理。试验表明，CK处理在整个培育期的土壤碱解氮水平均处于最低，且多数时期与其他处理均呈显著差异，说明土壤调理剂对提高土壤碱解氮含量有显著效果。
2.3 土壤调理剂对土壤有效磷的影响
表5 土壤调理剂对土壤pH的影响
由表5可见，在培育第10天时，土壤有效磷的含量在16.30mg/kg~17.39mg/kg之间，各处理之间均无显著差异；培育第20天时，各处理土壤有效磷含量有所增高，D1-D4均与对照呈显著差异，分别比对照高12%、49%、21%、32%，其中D2处理土壤有效磷含量达到最高（23.23mg/kg），且与D4无显著差异；培育30天时，仅处理D4的土壤有效磷含量显著高于其他处理；培育60天时，土壤有效磷含量在9.69mg~11.40mg/kg之间，各处理之间的差异不大，80天时，土壤有效磷含量在9.45mg/kg~14.37mg/kg之间，且D1-D4处理均显著高于CK，分别比CK高出44%、39%、33%、52%，D1-D4处理之间无显著差异；110天时，土壤有效磷含量在13.14mg/kg~17.52mg/kg之间，各处理均高于CK，其中D2、D3、D4处理与CK呈显著差异。由此可见，土壤调理剂对土壤有效磷的提高作用前期不稳定，后期则能稳定提高土壤有效磷含量。
2.4 土壤调理剂对土壤速效钾的影响
由图2可见，各培育处理土壤速效钾含量的变化趋势大体一致，大小顺序明显，在各培育时期内的大小顺序均为D4>D3>D2>D1>CK。在培育第10天时，各处理之间差异不大，仅D3和D4显著高于对照；在培育第30天时，D1、D2、D3、D4的土壤速效钾含量分别为141.85mg/kg、153.54 mg/kg、173.14 mg/kg、173.50 mg/kg，分别比CK高出20%、30%、46%、46%，并与CK的差异达到显著水平；在培育60天时，D1、D2、D3、D4的土壤速效钾含量分别为129.96 mg/kg、144.05 mg/kg、161.82 mg/kg、161.98 mg/kg，分别比CK高出11%、23%、38%、38%；到培育第110天时，D1、D2、D3、D4的土壤速效钾含量分别为143.98 mg/kg、161.77 mg/kg 、170.42mg/kg、175.67 mg/kg，分别比CK高出14%、28%、35%、39%，均显著高于CK，其中D3和D4显著高于D1和D2。由此可见，土壤速效钾的含量在相同的红藻渣粉施用量的基础上，随着废菌棒和食物残渣固废物施用比例的增加而增加，说明该土壤调理剂可显著提高土壤速效钾的含量。
3. 小结
红藻渣粉、食物残渣固废物、废菌棒、白云石粉、贝壳粉的配合施用改善了土壤的理化性质。施入该土壤调理剂后，土壤的pH在培育前期比对照平均高出0.6~0.96个单位，培育后期高出0.21~0.82个单位，显著提高了土壤pH，改良了土壤酸性。且施入土壤调理剂后土壤的pH整体高于单施红藻渣粉的土壤pH，说明红藻渣粉与食物残渣固废物、废菌棒、白云石粉、贝壳粉配施后进一步改良了土壤酸性。
施入土壤调理剂后，土壤的碱解氮含量得到提高，各培育阶段施用土壤调理剂的处理土壤碱解氮含量均大于对照，且处理之间的差异明显，D3和D4处理整体高于D1和D2处理。
复合调理剂的施用显著提高了土壤速效钾含量，D3和D4的土壤速效钾含量整体高于D1和D2，并且复合调理剂施用后的土壤速效钾含量整体上高于红藻渣粉单独施用的土壤速效钾含量，可见食物残渣固废物和废菌棒的施用进一步提高了土壤速效钾含量。
复合调理剂的施用整体上提高了土壤有效磷含量，但培育中前期提高的效果不稳定且规律不明显，而培育80天后，表现出了稳定的提高作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种利用红藻废渣和餐厨废弃物制备的酸性土壤调理剂，其特征在于：所述酸性土壤调理剂是将红藻渣粉、食物残渣固废物、废菌棒、白云石粉、贝壳粉按重量比1:0.8:0.8:0.1:0.1混合制成；
其中，所用红藻渣粉来源于红藻废渣，其pH为7.85，全氮含量为3.11 g/kg、全磷含量为0.69 g/kg、全钾含量为2.37 g/kg、全钙含量为1.97 g/kg、全镁含量为0.30 g/kg；
所用食物残渣固废物来源于餐厨废弃物，其pH为6.20，全氮含量为19.82 g/kg、全磷含量为0.74 g/kg、全钾含量为22.34 g/kg、全钙含量为9.81 g/kg、全镁含量为0.14 g/kg；
所用废菌棒的pH为6.93，全氮含量为13.27 g/kg、全磷含量为1.47 g/kg、全钾含量为11.73 g/kg、全钙含量为4.33 g/kg、全镁含量为0.25 g/kg；
所用白云石粉的pH为8.96，全氮含量为2.22 g/kg、全磷含量为0.38 g/kg、全钾含量为14.34 g/kg、全钙含量为3.05 g/kg、全镁含量为1.13 g/kg；
所用贝壳粉的pH为8.64，全氮含量为2.50 g/kg、全磷含量为0.91 g/kg、全钾含量为0.01 g/kg、全钙含量为2.65 g/kg、全镁含量为0.30 g/kg。
2.根据权利要求1所述利用红藻废渣和餐厨废弃物制备的酸性土壤调理剂，其特征在于：所述红藻渣粉是将红藻类海草提取琼胶或卡拉胶后的红藻废渣经混匀、风干后过1mm筛网制得；
所述红藻类海草包括石花菜、江蓠、麒麟菜。
3.根据权利要求1所述利用红藻废渣和餐厨废弃物制备的酸性土壤调理剂，其特征在于：所述食物残渣固废物是将餐厨废弃物去除无法或难以降解的材料后，经固液分离、洗盐后，干燥，破碎，过1mm筛网制得。
4.根据权利要求1所述利用红藻废渣和餐厨废弃物制备的酸性土壤调理剂，其特征在于：所用白云石粉与贝壳粉的粒径均小于20目。
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