CN109608286A - 一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纳米生物有机肥技术领域，且公开了一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，包括以下重量份数配比的原料：钾金属1‑2份、磷晶体2‑5份、硅晶体2‑3份、氮晶体4‑6份、层状硅酸盐45‑56份、蒙脱土38‑46份、功能菌剂3‑4份、黄背木耳菌渣40‑50份、富硒膨润土30‑50份、草炭土10‑20份。该利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，其纳米生物有机肥利用纳米材料的小尺效益可使肥料离子带有磁效应，从而使肥料养分更容易被植物吸收。通过层状硅酸盐和蒙脱土，这种结构片层间的阳离子(Na+、K+和Ca2+等)与片层间的吸附能力较弱，容易与外界阳离子发生交换，提高了对有毒重金属离子的吸附和抑制能力，通过天然下渗雨水，或人工灌溉淋溶作用，而将之移往较下方土层中。从而减少了植物对重金属吸附。

Description

一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法

技术领域

本发明涉及纳米生物有机肥技术领域，具体为一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法。

背景技术

众所周知，长期施用化肥会给土壤结构带来破坏、造成水体污染、且肥料利用率下降和农产品品质降低等负面问题，目前肥料的种类繁多，但其利用率普遍较低，仅为30％-40％，这造成了肥料的巨大损失，因此如何提高肥料利用率是我国农业生产过程中亟待解决的问题，且现有土壤中因长期施肥和土地污染，导致土壤内部含有大量的重金属离子，重金属离子在植物根系的吸附下，聚集在植物根部，且重金属离子含有毒性，会影响农产品质量安全。

现有的生物有机肥并未解决土壤中重金属离子的问题，如中国专利CN 107540477A中提出的一种纳米有机肥及其制备方法，具有成本低，吸收好，可增加土壤的通气性，使植物更易吸收，提高了利用率到80-90％，减少有机肥料损失，还能帮助植物生长发育，促进植物的花和果实的生长和发育，可活化土壤，使有益微生物的数量成倍增加，活力增强，有效的使农作物增产，但是并未解决土壤中如镉、砷和铜等重金属离子，对植物和农产品的威胁，故而提出了一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法来解决上述中提出的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，具备有效抑制其活性和毒性，阻止重金属离子对植物根系的接触，降低在作物中的富集量，提高农产品安全性等优点，解决了土壤中如镉、砷和铜等重金属离子，对植物和农产品的威胁的问题。

(二)技术方案

为实现上述有效抑制其活性和毒性，阻止重金属离子对植物根系的接触，降低在作物中的富集量，提高农产品安全性目的，本发明提供如下技术方案：一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，包括以下重量份数配比的原料：钾金属1-2份、磷晶体2-5份、硅晶体2-3份、氮晶体4-6份、层状硅酸盐45-56份、蒙脱土38-46份、功能菌剂3-4份、黄背木耳菌渣40-50份、富硒膨润土30-50份、草炭土10-20份。

优选的，所述钾金属、磷晶体、硅晶体和氮晶体在纳米粉碎机制作成100万分之一毫米的纳米材料，该纳米材料保证在三维空间中至少有一维处于尺寸0.1至100μm之间。

优选的，所述纳米材料与层状硅酸盐和蒙脱土通过物理生物方法融合制成有机肥原料，有机肥原料位于一片铝氧八面体内部，且铝氧八面体夹在两片硅氧四面体之间，片层厚度约为1.2nm左右，长宽约100nm。

优选的，钾金属2份、磷晶体4份、硅晶体2份、氮晶体6份、层状硅酸盐50份、蒙脱土42份、功能菌剂4份、黄背木耳菌渣40份、富硒膨润土30份、草炭土10份。

优选的，钾金属1份、磷晶体3份、硅晶体3份、氮晶体5份、层状硅酸盐45份、蒙脱土40份、功能菌剂3份、黄背木耳菌渣50份、富硒膨润土50份、草炭土20份。

优选的，钾金属2份、磷晶体4份、硅晶体2份、氮晶体6份、层状硅酸盐50份、蒙脱土42份、功能菌剂4份、黄背木耳菌渣50份、富硒膨润土50份、草炭土20份。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，包括以下步骤：

1)将植物所需的钾金属、磷晶体、硅晶体和氮晶体等材料分别按照钾金属2份、磷晶体4份、硅晶体2份、氮晶体6份的比例放入纳米粉碎机内部，再通过纳米粉碎机制作成100万分之一毫米的纳米材料，且该纳米材料保证在三维空间中至少有一维处于尺寸0.1至100μm之间，在将粉碎好的纳米材料依次放入反应容器中进行均速搅拌，均匀混合后制成富含丰富营养元素的纳米原料；

2)将纳米原料放入反应容器内部，再往反应容器内部添加层状硅酸盐和蒙脱土，比例为层状硅酸盐50份、蒙脱土42份，同时对反应容器内部进行均匀搅拌，搅拌的同时加入4份功能菌剂，混合后制成纳米生物元素肥；

3)将制备好的纳米生物元素肥与黄背木耳菌渣40份、富硒膨润土30份和草炭土10份分别投入到搅拌容器中，在均匀搅拌后，在搅拌的同时加入总重量1％的水分，堆积1天；

4)在堆积1天后，将肥料运输至发酵罐内部，发酵罐内部保持五十至六十的恒定温度，且静止五到八天，待纳米生物元素肥与鸡粪、富硒膨润土和草炭土充分腐烂熟后，得到纳米生物有机肥。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，具备以下有益效果：

1、该利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，通过在纳米生物有机肥内放置了氮晶体，氮是某些植物激素如生长素和细胞分裂素、维生素如B1、B2、B6、PP等的成分，它们对生命活动起重要的调节作用，此外氮是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系，由于氮具有上述功能，所以氮的多寡会直接影响细胞的分裂和生长，当氮肥供应充足时，植株枝叶繁茂，躯体高大，分枝能力强，籽粒中含蛋白质高，同时在纳米生物有机肥内放置了磷晶体，由于磷与氮有密切关系，所以缺氮时，磷肥的效果就不能充分发挥只有氮磷配合施用，才能充分发挥磷肥效果，故而提高了植物细胞的生长和分裂效率，通过在纳米生物有机肥内放置了钾金属，钾是构成细胞渗透势的重要成分，在根内钾从薄壁细胞转运至导管，从而降低了导管中的水势，使水分能从根系表面转运到木质部中去，钾对气孔开放有直接作用，离子态的钾，有使原生质胶体膨胀的作用，故施钾肥能有效提高作物的抗旱性。

2、该利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，这种纳米生物有机肥具有强大的活性基团，可以高效抓取土壤中的镉、砷和铜等重金属离子，有效抑制其活性和毒性，通过天然下渗雨水，或人工灌溉淋溶作用，而将之移往较下方土层中。从而减少了植物对重金属吸附。阻止重金属离子对植物根系的接触，降低在作物中的富集量，提高农产品安全性，同时所制备的纳米生物有机肥利用纳米材料的小尺效益可使肥料离子带有磁效应，从而使肥料养分更容易被植物吸收，有效刺激植物生长，而加入的功能菌剂，通过微生物的活动能将熬合态的氮、磷、钾从土壤中释放出来，满足不同植物的生长期对营养的需求，纳米生物有机肥利用纳米材料的小尺效益可使肥料离子带有磁效应，从而使肥料养分更容易被植物吸收。通过层状硅酸盐和蒙脱土，这种结构片层间的阳离子(Na+、K+和Ca2+等)与片层间的吸附能力较弱，容易与外界阳离子发生交换，提高了对有毒重金属离子的吸附和抑制能力，解决了土壤中如镉、砷和铜等重金属离子，对植物和农产品的威胁的问题。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，包括以下重量份数配比的原料：钾金属2份、磷晶体4份、硅晶体2份、氮晶体6份、层状硅酸盐50份、蒙脱土42份、功能菌剂4份、黄背木耳菌渣40份、富硒膨润土30份、草炭土10份。

一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，包括以下步骤：

1)将植物所需的钾金属、磷晶体、硅晶体和氮晶体等材料分别按照钾金属2份、磷晶体4份、硅晶体2份、氮晶体6份的比例放入纳米粉碎机内部，再通过纳米粉碎机制作成100万分之一毫米的纳米材料，且该纳米材料保证在三维空间中至少有一维处于尺寸0.1至100μm之间，在将粉碎好的纳米材料依次放入反应容器中进行均速搅拌，均匀混合后制成富含丰富营养元素的纳米原料；

2)将纳米原料放入反应容器内部，再往反应容器内部添加层状硅酸盐和蒙脱土，比例为层状硅酸盐50份、蒙脱土42份，同时对反应容器内部进行均匀搅拌，搅拌的同时加入4份功能菌剂，混合后制成纳米生物元素肥；

3)将制备好的纳米生物元素肥与鸡粪40份、富硒膨润土30份和草炭土10份分别投入到搅拌容器中，在均匀搅拌后，在搅拌的同时加入总重量1％的水分，堆积1天；

4)在堆积1天后，将肥料运输至发酵罐内部，发酵罐内部保持五十至六十的恒定温度，且静止五到八天，待纳米生物元素肥与鸡粪、富硒膨润土和草炭土充分腐烂熟后，得到纳米生物有机肥。

实施例二：

一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，包括以下重量份数配比的原料：钾金属1份、磷晶体3份、硅晶体3份、氮晶体5份、层状硅酸盐45份、蒙脱土40份、功能菌剂3份、黄背木耳菌渣50份、富硒膨润土50份、草炭土20份。

一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，包括以下步骤：

1)将植物所需的钾金属、磷晶体、硅晶体和氮晶体等材料分别按照钾金属1份、磷晶体3份、硅晶体3份、氮晶体5份的比例放入纳米粉碎机内部，再通过纳米粉碎机制作成100万分之一毫米的纳米材料，且该纳米材料保证在三维空间中至少有一维处于尺寸0.1至100μm之间，在将粉碎好的纳米材料依次放入反应容器中进行均速搅拌，均匀混合后制成富含丰富营养元素的纳米原料；

2)将纳米原料放入反应容器内部，再往反应容器内部添加层状硅酸盐和蒙脱土，比例为层状硅酸盐45份、蒙脱土40份，同时对反应容器内部进行均匀搅拌，搅拌的同时加入3份功能菌剂，混合后制成纳米生物元素肥；

3)将制备好的纳米生物元素肥与黄背木耳菌渣50份、富硒膨润土50份和草炭土20份分别投入到搅拌容器中，在均匀搅拌后，在搅拌的同时加入总重量1％的水分，堆积1天；

4)在堆积1天后，将肥料运输至发酵罐内部，发酵罐内部保持五十至六十的恒定温度，且静止五到八天，待纳米生物元素肥与鸡粪、富硒膨润土和草炭土充分腐烂熟后，得到纳米生物有机肥。

实施例三：

一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，包括以下重量份数配比的原料：钾金属2份、磷晶体4份、硅晶体2份、氮晶体6份、层状硅酸盐50份、蒙脱土42份、功能菌剂4份、黄背木耳菌渣50份、富硒膨润土50份、草炭土20份。

一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，包括以下步骤：

1)将植物所需的钾金属、磷晶体、硅晶体和氮晶体等材料分别按照钾金属2份、磷晶体4份、硅晶体2份、氮晶体6份的比例放入纳米粉碎机内部，再通过纳米粉碎机制作成100万分之一毫米的纳米材料，且该纳米材料保证在三维空间中至少有一维处于尺寸0.1至100μm之间，在将粉碎好的纳米材料依次放入反应容器中进行均速搅拌，均匀混合后制成富含丰富营养元素的纳米原料；

2)将纳米原料放入反应容器内部，再往反应容器内部添加层状硅酸盐和蒙脱土，比例为层状硅酸盐50份、蒙脱土42份，同时对反应容器内部进行均匀搅拌，搅拌的同时加入4份功能菌剂，混合后制成纳米生物元素肥；

3)将制备好的纳米生物元素肥与黄背木耳菌渣50份、富硒膨润土50份和草炭土20份分别投入到搅拌容器中，在均匀搅拌后，在搅拌的同时加入总重量1％的水分，堆积1天；

4)在堆积1天后，将肥料运输至发酵罐内部，发酵罐内部保持五十至六十的恒定温度，且静止五到八天，待纳米生物元素肥与鸡粪、富硒膨润土和草炭土充分腐烂熟后，得到纳米生物有机肥。

本发明的有益效果是：该利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，通过在纳米生物有机肥内放置了氮晶体，氮是某些植物激素如生长素和细胞分裂素、维生素如B1、B2、B6、PP等的成分，它们对生命活动起重要的调节作用，此外氮是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系，由于氮具有上述功能，所以氮的多寡会直接影响细胞的分裂和生长，当氮肥供应充足时，植株枝叶繁茂，躯体高大，分枝能力强，籽粒中含蛋白质高，同时在纳米生物有机肥内放置了磷晶体，由于磷与氮有密切关系，所以缺氮时，磷肥的效果就不能充分发挥只有氮磷配合施用，才能充分发挥磷肥效果，故而提高了植物细胞的生长和分裂效率，通过在纳米生物有机肥内放置了钾金属，钾是构成细胞渗透势的重要成分，在根内钾从薄壁细胞转运至导管，从而降低了导管中的水势，使水分能从根系表面转运到木质部中去，钾对气孔开放有直接作用，离子态的钾，有使原生质胶体膨胀的作用，故施钾肥能有效提高作物的抗旱性，这种纳米生物有机肥具有强大的活性基团，可以高效抓取土壤中的镉、砷和铜等重金属离子，有效抑制其活性和毒性，通过天然下渗雨水，或人工灌溉淋溶作用，而将之移往较下方土层中。从而减少了植物对重金属吸附。阻止重金属离子对植物根系的接触，降低在作物中的富集量，提高农产品安全性，同时所制备的纳米生物有机肥利用纳米材料的小尺效益可使肥料离子带有磁效应，从而使肥料养分更容易被植物吸收，有效刺激植物生长，而加入的功能菌剂，通过微生物的活动能将熬合态的氮、磷、钾从土壤中释放出来，满足不同植物的生长期对营养的需求，纳米生物有机肥利用纳米材料的小尺效益可使肥料离子带有磁效应，从而使肥料养分更容易被植物吸收。通过层状硅酸盐和蒙脱土，这种结构片层间的阳离子(Na+、K+和Ca2+等)与片层间的吸附能力较弱，容易与外界阳离子发生交换，提高了对有毒重金属离子的吸附和抑制能力，解决了土壤中如镉、砷和铜等重金属离子，对植物和农产品的威胁的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：钾金属1-2份、磷晶体2-5份、硅晶体2-3份、氮晶体4-6份、层状硅酸盐45-56份、蒙脱土38-46份、功能菌剂3-4份、黄背木耳菌渣40-50份、富硒膨润土30-50份、草炭土10-20份。

2.根据权利要求1所述的一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，其特征在于，所述钾金属、磷晶体、硅晶体和氮晶体在纳米粉碎机制作成100万分之一毫米的纳米材料，该纳米材料保证在三维空间中至少有一维处于尺寸0.1至100μm之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，其特征在于，所述纳米材料与层状硅酸盐和蒙脱土通过物理生物方法融合制成有机肥原料，有机肥原料位于一片铝氧八面体内部，且铝氧八面体夹在两片硅氧四面体之间，片层厚度约为1.2nm左右，长宽约100nm。

4.根据权利要求1所述的一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：钾金属2份、磷晶体4份、硅晶体2份、氮晶体6份、层状硅酸盐50份、蒙脱土42份、功能菌剂4份、黄背木耳菌渣40份、富硒膨润土30份、草炭土10份。

5.根据权利要求1所述的一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：钾金属1份、磷晶体3份、硅晶体3份、氮晶体5份、层状硅酸盐45份、蒙脱土40份、功能菌剂3份、黄背木耳菌渣45份、富硒膨润土50份、草炭土20份。

6.根据权利要求1所述的一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：钾金属2份、磷晶体4份、硅晶体2份、氮晶体6份、层状硅酸盐50份、蒙脱土42份、功能菌剂4份、黄背木耳菌渣50份、富硒膨润土50份、草炭土20份。

7.一种利用纳米生物有机肥对土壤改良阻镉吸附的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将植物所需的钾金属、磷晶体、硅晶体和氮晶体等材料分别按照钾金属2份、磷晶体4份、硅晶体2份、氮晶体6份的比例放入纳米粉碎机内部，再通过纳米粉碎机制作成100万分之一毫米的纳米材料，且该纳米材料保证在三维空间中至少有一维处于尺寸0.1至100μm之间，在将粉碎好的纳米材料依次放入反应容器中进行均速搅拌，均匀混合后制成富含丰富营养元素的纳米原料；

2)将纳米原料放入反应容器内部，再往反应容器内部添加层状硅酸盐和蒙脱土，比例为层状硅酸盐50份、蒙脱土42份，同时对反应容器内部进行均匀搅拌，搅拌的同时加入4份功能菌剂，混合后制成纳米生物元素肥；

3)将制备好的纳米生物元素肥与黄背木耳菌渣43份、富硒膨润土30份和草炭土10份分别投入到搅拌容器中，在均匀搅拌后，在搅拌的同时加入总重量1％的水分，堆积1天；

4)在堆积1天后，将肥料运输至发酵罐内部，发酵罐内部保持五十至六十的恒定温度，且静止五到八天，待纳米生物元素肥与黄背木耳菌渣、富硒膨润土和草炭土充分腐烂熟后，得到纳米生物有机肥。