CN109279988A - 一种水溶性土壤调节剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及肥料生产技术领域，尤其涉及一种水溶性土壤调节剂及其制备方法，提供一种水溶性土壤调节剂，其由两部分组成，其中母料部分比重为30%，辅料部分比重为70%；所述母料部分包括包含至少十几种矿物质的矿石粉以及微生物菌群；所述辅料部分包括动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草经发酵形成有机质。该水溶性土壤调节剂能平衡植物多种营养需求，且能协调土壤中光、热、水、气关系。

Description

一种水溶性土壤调节剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料生产技术领域，尤其涉及一种水溶性土壤调节剂及其制备方法。

背景技术

在农业种植上，长时间养成了大量使用化肥和只重视氮、磷、钾，不重视有机质、中微量元素的施肥习惯，导致化肥有效养分利用率低，施肥土壤地力下降、养分失衡、土壤退化，制约了农业产量的进一步发挥，出现了浪费资源和高投入低产出现象，甚至部分地区还引起了地表富营养化，地下水和蔬菜中硝态氮含量超标，氧化亚氮排放量增加等环境污染和食品安全问题，给农业生产带来了一定的危害。JP-B NO.4-75952公开了一种土壤调节剂，它是含有无机离子交换剂、疏水性有机高分子聚合物、有机物质、和微生物的混合物，其被称为新型的人造堆肥, 具有极佳的聚集成形性，当根据常规方法把三种常量营养物氮、磷酸和钾施用于栽培植物时，可获得某种程度上 的作物质量的提高，但由于营养单一性，抗病虫性等方面不能获得令人满意的效果。

另外，每一种植物都有固有能谱，只能吸收与此能谱相匹配（共振）的营养物质和有害物质，而现有化肥特有的能谱，很大部分与植物能谱不匹配，不能均衡植物对营养物质的需求。为了满足不同的植物对营养物质的需求，生物有机肥应允而生，如中国专利CN108530190 A公开了一种土壤改良剂，包括以下重量份的原料：草木灰20～30份、酒糟15～25份、改性榴莲壳7～16份、西瓜皮5～12份、改性竹粉4～8份、羽绒加工厂污水处理淤泥6～9份、海泡石7～11份、松针土13～18份、动物粪便6～13份、植物秸秆7～13份、硼砂3～6份、柠檬酸1～2份、除虫菊2～4份。但现有的有机生物有机肥的制备过程一般需经过发酵等生化过程，再在土壤中进一步发酵、腐化，使之真正发挥肥料的作用，而一般的发酵、腐化过程需要一定的温度，土壤不一定能够满足其温度需求，尤其是在高寒地区，传统的有机肥并不能充分发挥其作用。

发明内容

针对目前类似产品存在的上述等问题，本发明提供了一种能平衡植物多种营养需求，且能协调土壤中光、热、水、气关系的水溶性土壤调节剂及其制备方法。

一种水溶性土壤调节剂，其由母料部分、辅料部分两部分组成，其中母料部分比重为30%，辅料部分比重为70%；所述母料部分包括包含至少十几种矿物质的矿石粉以及微生物菌群；所述辅料部分包括动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草经发酵形成有机质。

进一步的，母料部分还包括微量磁石粉和光敏吸收物，所述的光敏吸收物包括硬脂酸铈、硬脂酸铁、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸铁、硬脂酸锰和N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍中、二氧化钛粉末的一种以上；辅料部分有机质的原料还包括深色荷塘淤泥、深色腐殖酸。

进一步的，所述的微生物菌群至少由乳酸菌、胶质芽孢杆菌和绿色木霉菌按照质量比1:2:3制得；

进一步的，光敏吸收物包括二氧化钛粉末，其中二氧化钛由硼酸、钛酸四丁酯混合活化炭化料和尿素制备；

进一步的，所述矿物粉为至少包括由火山岩、深海矿物岩及助溶剂制成的粉末；其中助溶剂为膨化珍珠岩和交联羧甲基纤维素钠；

进一步的，矿石粉、微生物菌群、磁石粉、光敏吸收物的比重为8:1:0.5:0.5；辅料部分有机质、荷塘淤泥、深色腐殖酸的比重为：5:3:2。

一种水溶性土壤调节剂的制备方法，其制备工艺如下：

1）制备母料部分

提取深海矿物元素，深海矿物经粉碎、研磨、乙醇萃化处理、微波处理、酶解处理/发酵处理得到深海矿物质的超微纳米晶粒；

制备超微细火山岩成分，使火山岩经煅烧、破碎、研磨、热处理、活化处理、干燥、进一步研磨得到超微细火山岩成分；

将深海矿物元素、超微细火山岩成分、膨化珍珠岩和交联羧甲基纤维素钠构成的助溶剂、微量磁石粉和光敏吸收物、乳酸菌、胶质芽孢杆菌和绿色木霉菌混合、超声搅拌；

2）制备辅料部分

将动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草置于阳光下曝晒4-6天后，混合投入发酵池中，加水并控制料水重量比为1：0.8-1.0，发酵6-8天，期间通过翻堆保持发酵堆内部温度在36-42℃，之后将深色池塘淤泥晒干粉碎后加入发酵堆中，并补水至料水重量比为1：1.0-1.2，密封发酵堆，无氧发酵10-12天，完成后将发酵料取出，在38-40℃下低温烘干并粉碎过60-70目筛，加入深色腐殖酸混合均匀备用；

3）造粒

将步骤1）中制备的母料部分与步骤2）中的辅料部分3:7混合，超声搅拌后，投入上方带有喷头的造粒机中造粒，得球形颗粒肥料，

进一步的，光敏吸收物包括二氧化钛粉末，其中二氧化钛粉末的制备方法为：

将硼酸和钛酸四丁酯按照0.5的硼钛摩尔比混合后加入4倍于其体积的无水乙醇中，待其完全溶解后加入总体积7%的浓盐酸溶液和20%的1%聚乙二醇溶液，搅拌均匀得混合液，在不断搅拌下向混合液中依次加入活化炭化料和尿素，其中混合液、活化炭化料、尿素的质量比为16：5：6，并在400W功率下超声处理12分钟，将所得物料烘干后放置于高温炉中加热至550℃，焙烧100分钟后冷却，用水洗净后烘干，得到固定化掺杂改性的二氧化钛粉末。

有益效果

1、本发明包含至少十几种矿物质的矿石粉，还包括动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草经发酵形成有机质，其具有多种丰富的微量元素，其无机盐及矿物质(包括微量元素)的成分十分稳定，能够与不同植物的能谱相匹配，可以平衡植物生长对微量营养物的需求；

另外，矿石粉由深海矿物元素、超微细火山岩等原料制备，由于深海矿物元素、超微细火山岩其独特的存在环境，不具备生成病原菌等细菌的条件，其作为土壤调节剂原料，能够使植物远离病原菌等细菌，使土壤调节剂更天然、更环保。

2、本发明的水溶性土壤调节剂能够协调土壤中的光、热、水、气的关系。首先，本发明的原料中加入硬脂酸铈、硬脂酸铁、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸铁、硬脂酸锰和N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍中、二氧化钛粉末的一种以上的光敏吸收物，能够促进土壤对阳关的吸收，并把光能贮存起来提高地温，一方面可以促进土壤中的有机质进一步发酵，另一方面，一定的地温可促进植物体内对营养物质和水的循环，从而促进植物生长；

其次，本发明的原料中还包括膨化珍珠岩和交联羧甲基纤维素钠，一方面，交联羧甲基纤维素钠可以不溶于水，但与水接触后体积迅速膨胀至原体积的4-8倍，当粒状或块状肥料与水接触，由于交联羧甲基纤维素钠的吸湿性，与水接触后体积迅速膨胀，使粒状肥料迅速瓦解，大大提高肥料在土壤中的溶解、分散速度；而膨化珍珠岩其内部结构为膨胀形成分蜂窝状多孔结构，本身可有助于粒状肥料吸水溶解，另一方面，由于交联羧甲基纤维素钠、内部蜂窝状的膨化珍珠岩的添加，其在一定程度上可以增加土壤的间隙，改善土壤的吸附性，提高其保水能力，且其可使土壤的气体快速流通，快速培养土壤肥力，将无效态矿物质转化成植物可利用的有效养分。

3、本发明在使用二氧化钛的基础上，通过硼和氮之间的协同作用，产生局部态能级，显著加强其对可见光的吸收，减小二氧化钛的禁带宽度，使二氧化钛在可见光范围内能够得到响应，提高太阳光的利用率；同时膨化珍珠岩的多孔结构，不仅有利于二氧化钛的均匀负载，而且大大减轻了载体质量，实现了二氧化钛的高效固定，解决了其易产生颗粒团聚的问题；将其使用于肥料中提高了对可见光的吸收，充分利用太阳光能，从而提高土层温度。

4、添加深色荷塘淤泥、深色腐殖酸，可深化土壤颜色，进一步有助于土壤对阳光的吸收。

附图说明

图1为本发明的水溶性土壤调节剂的制备方法流程示意图。

具体实施方式

实施例1

一种水溶性土壤调节剂，其有两部分组成，其中母料部分比重为30%，辅料部分比重为70%；所述母料部分包括包含至少十几种矿物质的矿石粉以及微生物菌群；母料部分还包括微量磁石粉和光敏吸收物，所述的光敏吸收物为二氧化钛粉末；微生物菌群由乳酸菌、胶质芽孢杆菌和绿色木霉菌按照质量比1:2:3制得；矿物粉为由火山岩、深海矿物岩及膨化珍珠岩和交联羧甲基纤维素钠；

所述辅料部分包括动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草经发酵形成有机质，辅料部分有机质的原料还包括深色荷塘淤泥、深色腐殖酸，。

矿石粉、微生物菌群、磁石粉、光敏吸收物的比重为8:1:0.5:0.5；辅料部分有机质、荷塘淤泥、深色腐殖酸的比重为：5:3:2。

该水溶性土壤调节剂的制备方法如下：

1）制备母料部分

提取深海矿物元素，深海矿物经粉碎、研磨、乙醇萃化处理、微波处理、酶解处理/发酵处理得到深海矿物质的超微纳米晶粒；

制备超微细火山岩成分，使火山岩经煅烧、破碎、研磨、热处理、活化处理、干燥、进一步研磨得到超微细火山岩成分；

将矿石粉、微生物菌群、磁石粉、光敏吸收物按比重8:1:0.5:0.5混合、超声搅拌；其中光敏吸收物为二氧化钛粉末；微生物菌群由乳酸菌、胶质芽孢杆菌和绿色木霉菌按照质量比1:2:3制得；矿物粉为由深海矿物元素、超微细火山岩成分及膨化珍珠岩和交联羧甲基纤维素钠构成的粉末；

2）制备辅料部分

将动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草置于阳光下曝晒4-6天后，混合投入发酵池中，加水并控制料水重量比为1：0.8-1.0，发酵6-8天，期间通过翻堆保持发酵堆内部温度在36-42℃，之后将深色池塘淤泥晒干粉碎后加入发酵堆中，并补水至料水重量比为1：1.0-1.2，密封发酵堆，无氧发酵10-12天，完成后将发酵料取出，在38-40℃下低温烘干并粉碎过60-70目筛，加入深色腐殖酸混合均匀备用；

3）造粒

将步骤1）中制备的母料部分与步骤2）中的辅料部分3:7混合，超声搅拌后，投入上方带有喷头的造粒机中造粒，得球形颗粒肥料。

实施例2

一种水溶性土壤调节剂，其有两部分组成，其中母料部分比重为30%，辅料部分比重为70%；所述母料部分包括包含至少十几种矿物质的矿石粉以及微生物菌群；母料部分还包括微量磁石粉；微生物菌群由乳酸菌、胶质芽孢杆菌和绿色木霉菌按照质量比1:2:3制得；矿物粉为由火山岩、深海矿物岩及膨化珍珠岩和交联羧甲基纤维素钠；

所述辅料部分包括动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草经发酵形成有机质，辅料部分有机质的原料还包括深色荷塘淤泥、深色腐殖酸，。

矿石粉、微生物菌群、磁石粉的比重为8:1:1；辅料部分有机质、深色荷塘淤泥、深色腐殖酸的比重为：5:3:2。

该水溶性土壤调节剂的制备方法如下：

1）制备母料部分

提取深海矿物元素，深海矿物经粉碎、研磨、乙醇萃化处理、微波处理、酶解处理/发酵处理得到深海矿物质的超微纳米晶粒；

制备超微细火山岩成分，使火山岩经煅烧、破碎、研磨、热处理、活化处理、干燥、进一步研磨得到超微细火山岩成分；

将矿石粉、微生物菌群、磁石粉按比重8:1:1混合、超声搅拌；其中微生物菌群由乳酸菌、胶质芽孢杆菌和绿色木霉菌按照质量比1:2:3制得；矿物粉为由深海矿物元素、超微细火山岩成分及膨化珍珠岩和交联羧甲基纤维素钠构成的粉末；

2）制备辅料部分

将动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草置于阳光下曝晒4-6天后，混合投入发酵池中，加水并控制料水重量比为1：0.8-1.0，发酵6-8天，期间通过翻堆保持发酵堆内部温度在36-42℃，之后将深色池塘淤泥晒干粉碎后加入发酵堆中，并补水至料水重量比为1：1.0-1.2，密封发酵堆，无氧发酵10-12天，完成后将发酵料取出，在38-40℃下低温烘干并粉碎过60-70目筛，加入深色腐殖酸混合均匀备用；

3）造粒

将步骤1）中制备的母料部分与步骤2）中的辅料部分3:7混合，超声搅拌后，投入上方带有喷头的造粒机中造粒，得球形颗粒肥料。

实施例3

一种水溶性土壤调节剂，其有两部分组成，其中母料部分比重为30%，辅料部分比重为70%；所述母料部分包括包含至少十几种矿物质的矿石粉以及微生物菌群；母料部分还包括微量磁石粉和光敏吸收物，所述的光敏吸收物为二氧化钛粉末；微生物菌群由乳酸菌、胶质芽孢杆菌和绿色木霉菌按照质量比1:2:3制得；矿物粉为由火山岩、深海矿物岩构成；

所述辅料部分包括动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草经发酵形成有机质，辅料部分有机质的原料还包括深色荷塘淤泥、深色腐殖酸，。

矿石粉、微生物菌群、磁石粉、光敏吸收物的比重为8:1:0.5:0.5；辅料部分有机质、荷塘淤泥、深色腐殖酸的比重为：5:3:2。

该水溶性土壤调节剂的制备方法如下：

1）制备母料部分

提取深海矿物元素，深海矿物经粉碎、研磨、乙醇萃化处理、微波处理、酶解处理/发酵处理得到深海矿物质的超微纳米晶粒；

制备超微细火山岩成分，使火山岩经煅烧、破碎、研磨、热处理、活化处理、干燥、进一步研磨得到超微细火山岩成分；

将矿石粉、微生物菌群、磁石粉、光敏吸收物按比重8:1:0.5:0.5混合、超声搅拌；其中光敏吸收物为二氧化钛粉末；微生物菌群由乳酸菌、胶质芽孢杆菌和绿色木霉菌按照质量比1:2:3制得；矿物粉为由深海矿物元素、超微细火山岩成分构成的粉末；

2）制备辅料部分

将动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草置于阳光下曝晒4-6天后，混合投入发酵池中，加水并控制料水重量比为1：0.8-1.0，发酵6-8天，期间通过翻堆保持发酵堆内部温度在36-42℃，之后将深色池塘淤泥晒干粉碎后加入发酵堆中，并补水至料水重量比为1：1.0-1.2，密封发酵堆，无氧发酵10-12天，完成后将发酵料取出，在38-40℃下低温烘干并粉碎过60-70目筛，加入深色腐殖酸混合均匀备用；

3）造粒

将步骤1）中制备的母料部分与步骤2）中的辅料部分3:7混合，超声搅拌后，投入上方带有喷头的造粒机中造粒，得球形颗粒肥料。

为了进一步说明本发明的应用价值，选取400株生长状况相近的、待施肥土壤状况相同的同一种观赏植物，如水仙，分为3组实验组和1组对照组做对照试验，其中，对照组添加普通的氮磷钾复合肥，施肥次数、施肥时间等均与实验组相同，并对植株的生长状况进行记录，综合结果3个月后记录如下表所示：

结果分析：

通过上表中几率结果分析可知，施加本发明的土壤调节剂相比普通的氮磷钾复合肥时植株的花期增长，叶片增多，病虫害抵御能力增强；而土壤调节剂中若不添加光敏吸收物或膨化珍珠岩和交联羧甲基纤维素钠，明显会影响植株的花期、叶片数量及病虫害抵御能力；且添加光敏吸收物的土壤调节剂可明显提高地温，促进植株生长。

Claims (8)

1.一种水溶性土壤调节剂，其特征在于：其由母料部分及辅料部分两部分组成，其中母料部分比重为30%，辅料部分比重为70%；所述母料部分包括包含至少十几种矿物质的矿石粉以及微生物菌群；所述辅料部分包括动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草经发酵形成有机质。

2.根据权利要求1所述的一种水溶性土壤调节剂，其特征在于：母料部分还包括微量磁石粉和光敏吸收物，所述的光敏吸收物包括硬脂酸铈、硬脂酸铁、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸铁、硬脂酸锰和N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍中、二氧化钛粉末的一种以上；辅料部分有机质的原料还包括深色荷塘淤泥、深色腐殖酸。

3.根据权利要求2所述的一种水溶性土壤调节剂，其特征在于：所述的微生物菌群至少由乳酸菌、胶质芽孢杆菌和绿色木霉菌按照质量比1:2:3制得。

4.根据权利要求3所述的一种水溶性土壤调节剂，其特征在于：光敏吸收物包括二氧化钛粉末，其中二氧化钛由硼酸、钛酸四丁酯混合活化炭化料和尿素制备。

5.根据权利要求4所述的一种水溶性土壤调节剂，其特征在于：所述矿石粉为至少包括由火山岩、深海矿物岩及助溶剂制成的粉末；其中助溶剂为膨化珍珠岩和交联羧甲基纤维素钠。

6.根据权利要求5所述的一种水溶性土壤调节剂，其特征在于：矿石粉、微生物菌群、磁石粉、光敏吸收物的比重为8:1:0.5:0.5；辅料部分有机质、荷塘淤泥、深色腐殖酸的比重为：5:3:2。

7.根据权利要求6所述的一种水溶性土壤调节剂的制备方法，其特征在于：其制备工艺如下：

1）制备母料部分

提取深海矿物元素，深海矿物经粉碎、研磨、乙醇萃化处理、微波处理、酶解处理/发酵处理得到深海矿物质的超微纳米晶粒；

制备超微细火山岩成分，使火山岩经煅烧、破碎、研磨、热处理、活化处理、干燥、进一步研磨得到超微细火山岩成分；

将深海矿物元素、超微细火山岩成分、膨化珍珠岩和交联羧甲基纤维素钠构成的助溶剂、微量磁石粉和光敏吸收物、乳酸菌、胶质芽孢杆菌和绿色木霉菌混合、超声搅拌；

2）制备辅料部分

将动物粪便、秸秆、锯末、刨花、果壳、枯枝、落叶、杂草置于阳光下曝晒4-6天后，混合投入发酵池中，加水并控制料水重量比为1：0.8-1.0，发酵6-8天，期间通过翻堆保持发酵堆内部温度在36-42℃，之后将深色池塘淤泥晒干粉碎后加入发酵堆中，并补水至料水重量比为1：1.0-1.2，密封发酵堆，无氧发酵10-12天，完成后将发酵料取出，在38-40℃下低温烘干并粉碎过60-70目筛，加入深色腐殖酸混合均匀备用；

3）造粒

将步骤1）中制备的母料部分与步骤2）中的辅料部分3:7混合，超声搅拌后，投入上方带有喷头的造粒机中造粒，得球形颗粒肥料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：光敏吸收物包括二氧化钛粉末，其中二氧化钛粉末的制备方法为：

将硼酸和钛酸四丁酯按照0.5的硼钛摩尔比混合后加入4倍于其体积的无水乙醇中，待其完全溶解后加入总体积7%的浓盐酸溶液和20%的1%聚乙二醇溶液，搅拌均匀得混合液，在不断搅拌下向混合液中依次加入活化炭化料和尿素，其中混合液、活化炭化料、尿素的质量比为16：5：6，并在400W功率下超声处理12分钟，将所得物料烘干后放置于高温炉中加热至550℃，焙烧100分钟后冷却，用水洗净后烘干，得到固定化掺杂改性的二氧化钛粉末。