CN113045365A - 一种土壤改良剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土壤改良剂及其制备方法，土壤改良剂由秸秆发酵物与钙镁磷肥经造粒、风干/烘干、筛分而得，制备方法为将秸秆切细、加入秸秆发酵剂发酵，在常温常压下发酵3‑10天，将发酵物进行固液分离，发酵物的固体部分经烘干后与钙镁磷肥混合研磨10‑30min，发酵物的液体部分作为造粒助剂，将研磨后的粉体转入造粒机中造粒，加入占研磨后的粉体重量1‑5％的造粒液进行造粒、风干/烘干、筛分，得到具有生物活性的土壤改良剂。本发明的秸秆经过发酵产生的物质能活化土壤，提高作物对钙镁磷肥的吸收；秸秆发酵所得液体具有良好的粘结性，能提升钙镁磷肥的造粒效果；秸秆废物利用具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种土壤改良剂及其制备方法
技术领域
本发明属于农业科学领域，涉及一种土壤改良剂及其制备方法。
背景技术
钙镁磷肥是一种富含中量元素钙、镁的磷肥，为碱性肥料，具有改良酸性土壤的作用，我国土壤大多为酸性土壤，因此钙镁磷肥作为土壤改良剂具有广阔的应用情景。
我国肥料的发展经过了有粉状肥料向颗粒肥料进化的过程，钙镁磷肥作为一种磷肥和土壤改良剂，粉状形态限制了其应用范围，尤其是在配方施肥、机械化施肥的大趋势下，制得圆颗粒状的钙镁磷肥将进一步拓展钙镁磷肥的应用范围和市场前景。
农作物秸秆是在农业过程中以小麦、谷子、玉米和水稻为主的作物产生的茎和叶等副产品。我国是农业大国，地域广阔、人口众多，农作物秸秆种类繁多、数量巨大、分布广泛、利用低下及污染严重。玉米秸秆是农作玉米生产中或成熟后产生的茎和叶等副产品，是通过光合作用产生的天然纤维原料。主要由水分及干物质组成，其中干物质包括无机物(粗灰分)和有机物。有机物主要为粗蛋白和无氮化合物，无氮化合物中以碳水化合物含量最高(占干重比80％)，包括纤维素(30％～40％)、半纤维素(20％)和木聚糖醛酸(15％～20％)，其次是以木质素(15％～18％)为主的无氮浸出物。玉米秸秆中纤维素、半纤维素和木质素所占比重较大，是秸秆的主要支持组织，也是微生物降解的主要研究对象。
现阶段国内外针对农作物秸秆处理主要集中于物理、化学和生物处理(其中生物处理主要以微生物为主)三大方向。其中，物理处理主要通过外在机械力(机械粉碎、高温热解和高强度辐射等)破坏纤维素、半纤维素及木质素的粘合力，使得物料破碎化、增强表面积及降低结晶度。作为生物处理的预处理阶段，进一步增大微生物与纤维素的接触面积、接触几率，进而提高了酶解速率。近年来科研人也进行了详细的研究，以求提高秸秆处理的效率，实现资源化利用；生物处理主要以微生物为主，利用微生物的产酶降解特性和生物降解过程，在最优条件下对作物秸秆进行发酵降解，进而实现资源化利用。国内外众多学者开展了一系列研究工作，分别在单菌株降解、复合菌降解和产酶优化等方面取得一系列成果，相关研究已用于秸秆的资源化利用。
CN103011986A公开了一种复方钙镁磷肥，是在现有钙镁磷肥的基础上添加似斑状二长花岗岩或麦饭石，腐植酸钠或腐植酸，尿素，聚丙烯酸钠，聚天门冬氨酸，硝酸稀土余量制成。CN101891530B公开了一种活化钙镁磷肥及其制备方法，该活化钙镁磷肥由钙镁磷肥和有机活化剂加工制成。其有机活化剂为木质素、酸木素、木素钠、酒精废液、味精废液、味精废渣、醋渣、糠醛渣、啤酒滤泥、糖厂滤泥、风化煤中的一种或几种的混合物，并且按照特定的比例加入到钙镁磷肥中，经过研磨、放置和干燥而制得。CN107629798A公开了一种酸性土壤调理剂及应用，该调理剂包括稻壳灰、生石灰、钙镁磷肥、海泡石和双氰胺，稻壳灰、生石灰、钙镁磷肥为碱性物质，可提高土壤的pH值。同时稻壳灰、钙镁磷肥共同作用可补充土壤因酸化流失的养分。海泡石和双氰胺共同作用提高氮肥的利用率。稻壳灰和海泡石共同作用可改善和修复酸性重金属污染土壤。
以上专利通过对不同廉价物料进行再次加工利用，制得了土壤调理剂，但均为粉状土壤调理剂，在机械化施肥逐渐普及和肥料基本实现颗粒化的今天，制得颗粒状尤其是圆颗粒状土壤改良剂显得尤为重要。
本发明通过对秸秆进行发酵处理，得到具有生物活性的固体成分和具有粘结效果的液体成分，将固体成分与钙镁磷肥混合，加入液体成分粘结造粒，得到具有生物活性的圆颗粒状土壤改良剂，有利于钙镁磷肥产品的机械化施肥和大规模施用。
发明内容
本发明的目的提供一种土壤改良剂及其制备方法,本发明通过将秸秆切细、发酵，在微生物的活动下产生各种酶类，秸秆的纤维素、半纤维素和木质素结构被降解，形成各种糖类物质，将发酵物进行固液分离，发酵物的固体部分经烘干后与钙镁磷肥混合研磨，发酵物的液体部分作为造粒助剂，将研磨后的粉体造粒、烘干、筛分，即可得到具有生物活性的土壤改良剂。
本发明的技术方案为：
一种土壤改良剂，其特征在于：土壤改良剂由秸秆发酵物与钙镁磷肥经造粒、风干/烘干、筛分而得，其中土壤改良剂中钙镁磷肥的重量百分含量为10-90％。
所述秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、甘蔗秸秆、油菜秸秆中的一种或二种以上混合秸秆。
所述钙镁磷肥有效磷含量≥1％；
一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：将秸秆切细、加入秸秆发酵剂发酵，在常温常压下发酵3-10天，在微生物的活动下产生各种酶类，秸秆的纤维素、半纤维素和木质素结构被降解，形成各种糖类物质，将发酵物进行固液分离，发酵物的固体部分经烘干后与钙镁磷肥混合研磨10-30min，发酵物的液体部分作为造粒助剂，将研磨后的粉体转入造粒机中造粒，加入占研磨后的粉体重量1-5％的造粒液进行造粒、风干/烘干、筛分，得到具有生物活性的土壤改良剂。
所述的秸秆发酵剂为市售的秸秆发酵剂，秸秆发酵剂的用量为秸秆重量的1％-5％。
本发明具有以下突出的优点：
1.秸秆经过发酵产生的物质能活化土壤，提高作物对钙镁磷肥的吸收；2.秸秆发酵所得液体具有良好的粘结性，能提升钙镁磷肥的造粒效果；3.秸秆废物利用具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步描述，本发明的原料直接购买。
实施例一
将玉米秸秆切细至1-10mm，加入占玉米秸秆重量的1％秸秆发酵剂混合均匀，堆放发酵10天，然后将发酵物进行固液分离，发酵物的液体部分作为造粒液备用，发酵物的固体部分烘干至含水量≤5％。将10份烘干发酵物固体部分加入90份钙镁磷肥中，两者一同研磨20min，至细度≥50目，随后将研磨后的粉体转入圆盘造粒机中造粒，加入占研磨后的粉体重量1％的造粒液，进行造粒成球，然后经过风干、筛分，即可得到圆颗粒土壤改良剂。
在pH值为5-6的土壤中，按照300kg/hm2的用量施用该土壤调理剂后，pH值提升至6.5-7.0，土壤肥力得到提升，作物产量提升了6％。
实施例二
将小麦秸秆切细至1-10mm，加入占小麦秸秆重量的5％秸秆发酵剂混合均匀，堆放发酵3天，然后将发酵物进行固液分离，发酵物的液体部分作为造粒液备用，发酵物的固体部分自然风干至含水量≤5％；将10份烘干的发酵物固体部分加入90份钙镁磷肥中，两者一同研磨30min，至细度≥50目，随后将研磨后的粉体转入滚筒造粒机中造粒，加入占研磨后的粉体重量5％的造粒液，进行造粒成球，然后经过烘干、筛分，即可得到圆颗粒土壤改良剂。
在pH值为5-6的土壤中，按照350kg/hm2的用量施用该土壤调理剂后，pH值提升至7-7.25，土壤肥力得到提升，作物产量提升了6.5％。
实施例三
将甘蔗秸秆切细至1-10mm，加入占甘蔗秸秆重量的3％秸秆发酵剂混合均匀，堆放发酵5天，然后将发酵物进行固液分离，发酵物的液体部分作为造粒液备用，发酵物的固体部分烘干至含水量≤5％。将10份烘干发酵物固体部分加入90份钙镁磷肥中，两者一同研磨10min，至细度≥50目，随后将研磨后的粉体转入圆盘造粒机中造粒，加入占研磨后的粉体重量3％的造粒液，进行造粒成球，然后经过烘干、筛分，即可得到圆颗粒土壤改良剂。
在pH值为5-6的土壤中，按照400kg/hm2的用量施用该土壤调理剂后，pH值提升至7-7.4，土壤肥力得到提升，作物产量提升了7％。
实施例四
将水稻秸秆切细至1-10mm，加入占水稻秸秆重量的2％秸秆发酵剂混合均匀，堆放发酵8天，然后将发酵物进行固液分离，发酵物的液体部分作为造粒液备用，发酵物的固体部分自然风干至含水量≤5％；将90份烘干的发酵物固体部分加入10份钙镁磷肥中，两者一同研磨30min，至细度≥50目，随后将研磨后的粉体转入滚筒造粒机中造粒，加入占研磨后的粉体重量1％的造粒液，进行造粒成球，然后经过烘干、筛分，即可得到圆颗粒土壤改良剂。
在pH值为5-6的土壤中，按照450kg/hm2的用量施用该土壤调理剂后，pH值提升至7-7.8，土壤肥力得到提升，玉米产量提升7.5％。
实施例五
将油菜秸秆切细至1-10mm，加入占油菜秸秆重量的4％秸秆发酵剂混合均匀，堆放发酵6天，然后将发酵物进行固液分离，发酵物的液体部分作为造粒液备用，发酵物的固体部分烘干至含水量≤5％。将50份烘干发酵物固体部分加入50份钙镁磷肥中，两者一同研磨20min，至细度≥50目，随后将研磨后的粉体转入圆盘造粒机中造粒，加入占研磨后的粉体重量2％的造粒液，进行造粒成球，然后经过烘干、筛分，即可得到圆颗粒土壤改良剂。
在pH值为5-6的土壤中，按照500kg/hm2的用量施用该土壤调理剂后，pH值提升至7-8.0，土壤肥力得到提升，玉米产量提升8％。

Claims (5)

1.一种土壤改良剂，其特征在于：土壤改良剂由秸秆发酵物与钙镁磷肥经造粒、风干/烘干、筛分而得，其中土壤改良剂中钙镁磷肥的重量百分含量为10-90％。
2.根据权利要求1所述的一种土壤改良剂，其特征在于：所述秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、甘蔗秸秆、油菜秸秆中的一种或二种以上混合秸秆。
3.根据权利要求1所述的一种土壤改良剂，其特征在于：所述钙镁磷肥有效磷含量≥1％。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：将秸秆切细、加入秸秆发酵剂发酵，在常温常压下发酵3-10天，将发酵物进行固液分离，发酵物的固体部分经烘干后与钙镁磷肥混合研磨10-30min，发酵物的液体部分作为造粒助剂，将研磨后的粉体转入造粒机中造粒，加入占研磨后的粉体重量1-5％的造粒液进行造粒、风干/烘干、筛分，得到具有生物活性的土壤改良剂。
5.根据权利要求4所述的一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述的秸秆发酵剂为市售的秸秆发酵剂，秸秆发酵剂的用量为秸秆重量的1％-5％。
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