CN110877999A - 一种含沸石的土壤改良型有机肥料及其制备方法 - Google Patents

一种含沸石的土壤改良型有机肥料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，包括如下步骤：将红辉沸石粉碎，加入氧化镁、硫酸铝，搅拌状态下加入氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，在微波照射下震荡反应，过滤，洗涤，干燥，焙烧得到预处理沸石；将有机废弃物、土壤改良剂、烟杆粉、预处理沸石混合均匀，调节含水量，加入菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到40‑45℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为40‑50wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。本发明可明显提高作物产量，改善作物生长根系环境，提高土壤的酶活性，促进微生物生长，提高土壤有机质含量。

Description

一种含沸石的土壤改良型有机肥料及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机肥料技术领域，尤其涉及一种含沸石的土壤改良型有机肥料及其制备方法。
背景技术
目前，全球正面临着人口增多和环境恶化的严峻问题，农业生产中无机肥料的大量使用也会使得环境恶化更加严重。这种无机肥料的不足之处主要有：破坏土壤，导致土壤有机质含量下降，各类养分比例失调，土壤开始酸化、板结，土壤的理化性状及土壤微生物区系受到严重破坏，导致其保水、保肥、透气性差，难以满足农作物的实际生长需要；农作物对化肥农药的依赖性较强，必须逐年增加期使用量，否则，农作物生长缓慢，病虫害严重，造成减产；农业生态环境恶化，化肥施入农田后，实际利用率平均只有30%，大部分随农田排水流入江河湖泊或残留于土壤和植株及农作物体内，不仅带来环境污染而且危及人类和生命的安全和健康，这些都成为农业可持续性发展的障碍。
为了发展绿色有机产品，合理使用肥料，提高土壤肥力，修复土壤，改变理化性能和团粒结构，增强土壤菌群平衡，有机肥的研究和应用日益受到世界各国的重视。目前有机肥料存在肥料短，修复土壤能力有限，而且功效单一的特点，亟待解决。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种含沸石的土壤改良型有机肥料及其制备方法，可明显提高作物产量，改善作物生长根系环境，提高土壤的酶活性，促进微生物生长，提高土壤有机质含量。
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，包括如下步骤：
S1、将红辉沸石粉碎，加入氧化镁、硫酸铝，搅拌状态下加入氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，在微波照射下震荡反应，过滤，洗涤，干燥，焙烧得到预处理沸石；
S2、将有机废弃物、土壤改良剂、烟杆粉、预处理沸石混合均匀，调节含水量，加入菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到40-45℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为40-50wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
优选地，S1中，红辉沸石粉碎至20-60目。
优选地，S1中，氢氧化钠溶液的浓度为0.5-1.5mol/L。
优选地，S1中，震荡反应时间为2-4h，微波照射功率为320-400W，震荡速度为400-500rpm/min。
优选地，S1中，干燥温度为110-120℃；焙烧温度为200-230℃，焙烧时间为2-4h。
优选地，S1中，红辉沸石、氧化镁、硫酸铝的质量比为10-20：1-4：1-3。
优选地，S2中，有机废弃物、土壤改良剂、烟杆粉、预处理沸石、菌种发酵剂的质量比为80-100：10-15：1-10：5-15：0.5-1.5。
优选地，S2中，调节含水量为70-80wt%。
优选地，S2中，有机废弃物按质量百分比包括：木薯酒精渣10-20%，糖蜜酒精废液30-50%，秸秆10-20%，余量为滤泥。
优选地，S2中，土壤改良剂按质量百分比包括：煤矸石50-60%，风化煤10-20%，余量为泥炭土。
优选地，S2中，菌种发酵剂含有酵母菌1-2亿/g，地衣芽孢杆菌1-2亿/g，枯草芽孢杆菌1-2亿/g，细黄链霉菌1-2亿/g，固氮菌1-2亿/g，磷细菌1-2亿/g。
一种含沸石的土壤改良型有机肥料，由上述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法制得。
本发明所得有机肥料不仅含有机质、氮、磷、钾等元素，而且含有各类微量元素和有益菌种发酵剂，可向农作物提供多种营养元素，同时可向农作物提供大量的而且是其生长所必需的维生素、氨基酸、生长激素和抗生素等多种生理活性物质，不但作为良好的肥源，而且也是良好的土壤改良剂，集增产、高效、长效为一体，可有效提高农作物，改良土壤，抑制土传病害，成本低廉，工艺简单，并且无残留，无污染，具有较好的推广应用前景。
众所周知，红辉沸石是含水的铝硅酸盐矿物，内部有许多开放性的空洞和通道，具有很大的表面积，藉由孔隙或孔道的大小，它们能使大分子留置于结晶构造中，或使分子顺利通过，空气中沸石最多可吸收约自身重量30%的物质，而在碳氢化合物当中，其吸收能力可进一步达到其重量的90%。
本发明S1中，将红辉沸石与氧化镁、硫酸铝复配形成胶体状态，经过微波震荡后，氧化镁与硫酸铝加载在红辉沸石的孔道内或表面，经干燥后低温焙烧，不仅促使结合更加牢固，而且内部杂质被去除干净，所得沸石孔道和空穴占其体积的55%以上，同时吸附能力极强，可以有效吸附铬离子、镉离子等重金属离子，并且吸附率均高达98%以上。
本发明S2中，采用预处理沸石与土壤改良剂、烟杆粉复配，长期使用后使已经酸碱化或盐碱化等品质下降的土壤得到改良，促使肥效迅速而持久，不会造成肥害；而由木薯酒精渣、糖蜜酒精废液、秸秆和滤泥组成的有机废弃物以有机养分为主，经过菌种发酵剂发酵，既能提供作物以全面合理的养分，又可以全面提高土壤品质，增加土壤肥力，能给作物提供全面均衡的养分，大大提高作物抗病能力，且在生产和使用过程中都不会对环境造成污染，全面提高了经济和社会效益，使农业生产进入良性循环中，确保获得持续发展。
在制糖生产过程中，由于混合汁所含的蛋白质、果胶质、有机酸等非糖分有机物质对煮糖结晶不利，因此，须对混合汁进行澄清处理。即向混合汁加入氢氧化钙、二氧化硫、磷酸等物质，使蛋白质、果胶质、有机酸等非糖分有机物沉淀下来，沉淀物通过压滤机或真空吸滤机或离心分离设备而得到的滤渣，称为滤泥，它是甘蔗制糖的大宗副产品之一。一般亚硫酸法因加灰量少，滤泥量占甘蔗榨量0.7-1.4%；碳酸法因加灰量大，滤泥量占甘蔗榨量多达4.5-5.0%。
滤泥含有甘蔗纤维、蔗糖、带有蔗蜡的凝结胶体、蛋白质、磷酸钙，还夹带随甘蔗带来的砂土，其中多数成分来自甘蔗，钙质物多数是在蔗汁澄清处理时加入的。就物理性质而言，滤泥是松软，略似海绵的物质，具有多孔性，颜色为淡黄、暗褐以至黑色。在干燥时可以立即吸收大量的水分。初出厂的滤泥含水分约50-70%，经过在大气中长期自然干燥后，水分含量可减少到15%。滤泥的单位体积的重量很小，每吨含65%水分的滤泥，其体积约占1.6m3。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，包括如下步骤：
S1、将10kg红辉沸石粉碎至60目，加入1kg氧化镁、3kg硫酸铝，搅拌状态下加入浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，微波照射下震荡反应4h，微波照射功率为320W，震荡速度为500rpm/min，过滤，洗涤，110℃干燥，230℃焙烧2h，得到预处理沸石；
S2、将100kg有机废弃物、10kg土壤改良剂、10kg烟杆粉、5kg预处理沸石混合均匀，调节含水量为80wt%，加入0.5kg菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到45℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为40wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
实施例2
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，包括如下步骤：
S1、将20kg红辉沸石粉碎至20目，加入4kg氧化镁、1kg硫酸铝，搅拌状态下加入浓度为1.5mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，微波照射下震荡反应2h，微波照射功率为400W，震荡速度为400rpm/min，过滤，洗涤，120℃干燥，200℃焙烧4h，得到预处理沸石；
S2、将80kg有机废弃物、15kg土壤改良剂、1kg烟杆粉、15kg预处理沸石混合均匀，调节含水量为70wt%，加入1.5kg菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到40℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为50wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
实施例3
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，包括如下步骤：
S1、将12kg红辉沸石粉碎至50目，加入2kg氧化镁、2.5kg硫酸铝，搅拌状态下加入浓度为0.8mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，微波照射下震荡反应3.5h，微波照射功率为340W，震荡速度为480rpm/min，过滤，洗涤，112℃干燥，220℃焙烧2.5h，得到预处理沸石；
S2、将19kg木薯酒精渣、28.5kg糖蜜酒精废液、19kg秸秆、28.5kg滤泥、6kg煤矸石、2.4kg风化煤、3.6kg泥炭土、7kg烟杆粉、8kg预处理沸石混合均匀，调节含水量为77wt%，加入0.8kg菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到44℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为43wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
上述菌种发酵剂含有：酵母菌1-2亿/g，地衣芽孢杆菌1-2亿/g，枯草芽孢杆菌1-2亿/g，细黄链霉菌1-2亿/g，固氮菌1-2亿/g，磷细菌1-2亿/g。
实施例4
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，包括如下步骤：
S1、将18kg红辉沸石粉碎至30目，加入3kg氧化镁、1.5kg硫酸铝，搅拌状态下加入浓度为1.2mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，微波照射下震荡反应2.5h，微波照射功率为380W，震荡速度为420rpm/min，过滤，洗涤，118℃干燥，210℃焙烧3.5h，得到预处理沸石；
S2、将8.5kg木薯酒精渣、42.5kg糖蜜酒精废液、8.5kg秸秆、25.5kg滤泥、8.4kg煤矸石、1.4kg风化煤、4.2kg泥炭土、3kg烟杆粉、12kg预处理沸石混合均匀，调节含水量为73wt%，加入1.2kg菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到42℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为47wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
上述菌种发酵剂含有：酵母菌1-2亿/g，地衣芽孢杆菌1-2亿/g，枯草芽孢杆菌1-2亿/g，细黄链霉菌1-2亿/g，固氮菌1-2亿/g，磷细菌1-2亿/g。
实施例5
一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，包括如下步骤：
S1、将15kg红辉沸石粉碎至40目，加入2.5kg氧化镁、2kg硫酸铝，搅拌状态下加入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，微波照射下震荡反应3h，微波照射功率为360W，震荡速度为450rpm/min，过滤，洗涤，115℃干燥，215℃焙烧3h，得到预处理沸石；
S2、将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg预处理沸石混合均匀，调节含水量为75wt%，加入1kg菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为45wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
上述菌种发酵剂含有：酵母菌1-2亿/g，地衣芽孢杆菌1-2亿/g，枯草芽孢杆菌1-2亿/g，细黄链霉菌1-2亿/g，固氮菌1-2亿/g，磷细菌1-2亿/g。
对比例1
一种机肥料制备方法，包括如下步骤：
S1、将15kg红辉沸石粉碎至40目，加入2.5kg氧化镁，搅拌状态下加入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，微波照射下震荡反应3h，微波照射功率为360W，震荡速度为450rpm/min，过滤，洗涤，115℃干燥，215℃焙烧3h，得到预处理沸石；
S2、将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg预处理沸石混合均匀，调节含水量为75wt%，加入1kg菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为45wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到有机肥料。
上述菌种发酵剂含有：酵母菌1-2亿/g，地衣芽孢杆菌1-2亿/g，枯草芽孢杆菌1-2亿/g，细黄链霉菌1-2亿/g，固氮菌1-2亿/g，磷细菌1-2亿/g。
对比例2
一种机肥料制备方法，包括如下步骤：
S1、将15kg红辉沸石粉碎至40目，加入2kg硫酸铝，搅拌状态下加入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，微波照射下震荡反应3h，微波照射功率为360W，震荡速度为450rpm/min，过滤，洗涤，115℃干燥，215℃焙烧3h，得到预处理沸石；
S2、将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg预处理沸石混合均匀，调节含水量为75wt%，加入1kg菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为45wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到有机肥料。
上述菌种发酵剂含有：酵母菌1-2亿/g，地衣芽孢杆菌1-2亿/g，枯草芽孢杆菌1-2亿/g，细黄链霉菌1-2亿/g，固氮菌1-2亿/g，磷细菌1-2亿/g。
对比例3
一种机肥料制备方法，包括如下步骤：
S1、将15kg红辉沸石粉碎至40目，加入2.5kg氧化镁、2kg硫酸铝，搅拌状态下加入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，震荡反应3h，震荡速度为450rpm/min，过滤，洗涤，115℃干燥，215℃焙烧3h，得到预处理沸石；
S2、将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg预处理沸石混合均匀，调节含水量为75wt%，加入1kg菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为45wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到有机肥料。
上述菌种发酵剂含有：酵母菌1-2亿/g，地衣芽孢杆菌1-2亿/g，枯草芽孢杆菌1-2亿/g，细黄链霉菌1-2亿/g，固氮菌1-2亿/g，磷细菌1-2亿/g。
对比例4
一种机肥料制备方法，包括如下步骤：将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg红辉沸石混合均匀，调节含水量为75wt%，加入1kg菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为45wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到有机肥料。
上述菌种发酵剂含有：酵母菌1-2亿/g，地衣芽孢杆菌1-2亿/g，枯草芽孢杆菌1-2亿/g，细黄链霉菌1-2亿/g，固氮菌1-2亿/g，磷细菌1-2亿/g。
对比例5
一种机肥料制备方法，包括如下步骤：
S1、将15kg红辉沸石粉碎至40目，加入2.5kg氧化镁、2kg硫酸铝，搅拌状态下加入浓度为1mol/L氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，微波照射下震荡反应3h，微波照射功率为360W，震荡速度为450rpm/min，过滤，洗涤，115℃干燥，215℃焙烧3h，得到预处理沸石；
S2、将13.5kg木薯酒精渣、36kg糖蜜酒精废液、13.5kg秸秆、27kg滤泥、7.15kg煤矸石、1.95kg风化煤、3.9kg泥炭土、5kg烟杆粉、10kg预处理沸石混合均匀，调节含水量为75wt%，接着进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到43℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为45wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到有机肥料。
将实施例5所得含沸石的土壤改良型有机肥料与对比例1-5所得有机肥料进行玉米种植试验，每亩均施30kg上述肥料和30kg氮磷钾缓释肥（N、P2O5和K2O比例为2：1：1），其结果如下：
Figure 436321DEST_PATH_IMAGE001
由上表可知：采用本发明所得有机肥料与普通缓释肥混施，可明显提高作物产量，经济效益显著；本发明所得有机肥料可有效改善玉米生长根系环境，提高土壤的酶活性，促进微生物生长，提高土壤有机质含量。
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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将红辉沸石粉碎，加入氧化镁、硫酸铝，搅拌状态下加入氢氧化钠溶液至混合物成胶体状态，在微波照射下震荡反应，过滤，洗涤，干燥，焙烧得到预处理沸石；
S2、将有机废弃物、土壤改良剂、烟杆粉、预处理沸石混合均匀，调节含水量，加入菌种发酵剂进行堆放发酵，堆放发酵过程中当堆内温度达到40-45℃即进行翻堆，重复翻堆至体系含水量为40-50wt%，然后静置至发酵熟化完成，干燥，粉碎得到含沸石的土壤改良型有机肥料。
2.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，其特征在于，S1中，红辉沸石粉碎至20-60目；优选地，氢氧化钠溶液的浓度为0.5-1.5mol/L。
3.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，其特征在于，S1中，震荡反应时间为2-4h，微波照射功率为320-400W，震荡速度为400-500rpm/min。
4.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，其特征在于，S1中，干燥温度为110-120℃；焙烧温度为200-230℃，焙烧时间为2-4h。
5.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，其特征在于，S1中，红辉沸石、氧化镁、硫酸铝的质量比为10-20：1-4：1-3。
6.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，其特征在于，S2中，有机废弃物、土壤改良剂、烟杆粉、预处理沸石、菌种发酵剂的质量比为80-100：10-15：1-10：5-15：0.5-1.5。
7.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，其特征在于，S2中，调节含水量为70-80wt%。
8.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，其特征在于，S2中，有机废弃物按质量百分比包括：木薯酒精渣10-20%，糖蜜酒精废液30-50%，秸秆10-20%，余量为滤泥。
9.根据权利要求1所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法，其特征在于，S2中，土壤改良剂按质量百分比包括：煤矸石50-60%，风化煤10-20%，余量为泥炭土；优选地，菌种发酵剂中含有酵母菌1-2亿/g，地衣芽孢杆菌1-2亿/g，枯草芽孢杆菌1-2亿/g，细黄链霉菌1-2亿/g，固氮菌1-2亿/g，磷细菌1-2亿/g。
10.一种含沸石的土壤改良型有机肥料，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述含沸石的土壤改良型有机肥料制备方法制得。
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