CN113563894A - 一种用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土壤改良技术领域，具体为一种用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，包括以下原料：碳化酒糟、贝壳粉、改性炭化骨粉、改性米糠、竹炭颗粒、分散剂、保水剂、生物发酵菌和复合微生物菌剂。本发明的原料配方科学、合理且按合理的比例调配，使不同原料的有效成分充分融合互补，具有较高的经济效益和社会效益和推广价值，安全环保，采用碳化酒糟、骨粉和米糠为主要原料，对农作物、人体及环境均无污染，且原料来源丰富，成本低廉，有利于工业化生产和规模化应用，改变目前利用有机肥料改良酸性土壤存在的成本高的弊端，不仅能有效改良酸性化土壤，改善土壤微生态环境，而且还能消灭土壤病害微生物。

Description

一种用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域，具体为一种用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法。
背景技术
酸性土壤主要类型有砖红壤、赤红壤、红壤、黄红壤，呈地带性分布。受成土母质、成土因素的影响，具有“酸、瘠、毒、板、漏”的特性。南方旱地酸性土壤栽培作物时，会破坏某些植物体内原生质膜的透性，导致减少农作物对钙、镁、钾等元素的吸收，农业产出率较低。但该类土壤作为农业用地分布广，面积大，生产潜力很大。通过农业各种技术、产品的应用对其加以改良、培肥，即可成为发展南方亚热带经济作物与林木、果树的重要生产基地。
传统改良酸性土壤所用的土壤调理剂主要是石灰类和碱性工业废渣，虽然该类物质可以降低土壤酸性，但过量或施用不均，会造成局部石灰化，损伤土壤微生物、影响土壤结构且不能同时满足作物对中微量元素肥料的需求。除此之外也有人用碱渣、菇渣、钙镁磷肥等作为酸性土壤的改良材料，取得了一定的改良和增产效果，但这些材料也存在使用不方便、质量不稳定、用量偏大、运输成本高等缺点，在农业生产中难以大面积推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，包括以下重量份数原料：碳化酒糟100-120份、贝壳粉30-40份、改性炭化骨粉30-40份、改性米糠20-30份、竹炭颗粒20-30份、分散剂10-15份、保水剂10-15份、生物发酵菌3-5份和复合微生物菌剂1-2份；
所述用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂的制备方法包括如下步骤：
S11：按上述重量比称取各原料；
S12：将碳化酒糟、贝壳粉、改性炭化骨粉和改性米糠混合均匀；
S13：再依次加入竹炭颗粒、分散剂、保水剂，得到混合料；
S14：将混合料松散，通气，调节混合物料的含水量至55-60％，加入生物发酵菌，在60-70℃温度下发酵，堆肥发酵20-30天，二至三天翻堆通气一次，当物料水分降至20％以下，无臭味，腐熟完成，得发酵腐熟好的物料；
S15：发酵腐熟好的物料再次翻堆，加入复合微生物菌剂混合均匀后，经粉碎机粉碎，装袋，得生态土壤调理剂。
作为优选，所述碳化酒糟是经过高温碳化处理的酒糟，具有多孔结构，孔隙率为70-85％，pH值为10-11。
作为优选，所述碳化酒糟的制备流程为：将酒糟烘干至含水量小于20wt％，将酒糟剪切粉碎至细度为200-300目，放到热解碳化装置中，加入催化剂碱石灰，设置热解碳化温度为500-600℃，碳化时间为6-10min，然后进行水淬处理，得到碳化酒糟。
作为优选，所述贝壳粉为蛤、蚌或牡蛎外壳粉碎后的粉末，且贝壳粉的粒径为50-100目。
作为优选，所述改性炭化骨粉的制备过程为：将骨头粉碎，保温炭化，得炭化骨粉，将炭化骨粉与双氧水混合，加热搅拌混合，过滤，得一次处理炭化骨粉，将一次处理炭化骨粉与多巴胺溶液按质量比1：30-50搅拌混合，过滤，即得改性炭化骨粉。
作为优选，所述骨头为动物骨头，具体牛骨，羊骨、猪骨或鸡骨中的任意一种。
作为优选，所述改性米糠的制备过程为：按重量份数计将20-30份米糠，2-3份沼液和30-40份水混合，发酵，得发酵米糠，将发酵米糠热压，粉碎，即得改性米糠。
作为优选，所述保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、羧甲基纤维素和羟丙基瓜尔胶中的一种。
作为优选，所述分散剂采用泥炭或白云石。
作为优选，所述复合微生物菌剂固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌所组成的复合菌剂；所述固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌的重量比为1:1:1:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，原料配方科学、合理且按合理的比例调配，使不同原料的有效成分充分融合互补，具有较高的经济效益和社会效益和推广价值，安全环保，采用碳化酒糟、骨粉和米糠为主要原料，对农作物、人体及环境均无污染，且原料来源丰富，成本低廉，有利于工业化生产和规模化应用，改变目前利用有机肥料改良酸性土壤存在的成本高的弊端。
2、本发明的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法中，以碳化酒糟为主要原料，经过碳化处理的酒糟具有多孔结构，且pH由原来的4.5变为10-11，可以用于中和酸性土壤，降低土壤的酸度，且添加的贝壳粉、骨粉和米糠可以提高碱置换容量，从而使土壤pH值升高，同时还可以增加土壤有机质含量，提高土壤保水保肥能力，改善土壤理化性质。
3、本发明的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法中，采用了复合微生物菌剂，不仅能有效改良酸性化土壤，改善土壤微生态环境，而且还能消灭土壤病害微生物。
4、本发明的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法中，通过添加改性米糠，改性米糠中含有大量的有机质，有机质的加入，显著提高土壤中有机质的含量，从而促进铝有机复合物的形成，降低土壤中交换性铝含量，从而降低体系中酸性组分的含量，使得土壤的酸性进一步得到改善。
5、本发明的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法中，通过添加改性炭化骨粉，骨粉经炭化，增强骨粉的吸附性，再经双氧水浸泡，增强炭化骨粉表面活性基团的活性，增强炭化骨粉的吸附性能，再经多巴胺溶液浸泡，由于多巴胺带负电荷，可吸引酸性土壤中吸附的铝离子及各种正价的羟基铝离子，固定土壤中交换性铝，减少土壤中交换性铝含量，从而降低体系中酸性组分的含量，使得土壤的酸性进一步得到改善。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
本发明提供以下技术方案：
实施例1
一种用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂，包括以下重量份数原料：碳化酒糟110份、贝壳粉35份、改性炭化骨粉35份、改性米糠25份、竹炭颗粒25份、分散剂13份、保水剂12份、生物发酵菌4份和复合微生物菌剂2份；
本实施例中用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂的制备方法包括如下步骤：
S11：按上述重量比称取各原料；
S12：将碳化酒糟、贝壳粉、改性炭化骨粉和改性米糠混合均匀；
S13：再依次加入竹炭颗粒、分散剂、保水剂，得到混合料；
S14：将混合料松散，通气，调节混合物料的含水量至60％，加入生物发酵菌，在65℃温度下发酵，堆肥发酵25天，三天翻堆通气一次，当物料水分降至20％以下，无臭味，腐熟完成，得发酵腐熟好的物料；
S15：发酵腐熟好的物料再次翻堆，加入复合微生物菌剂混合均匀后，经粉碎机粉碎，装袋，得生态土壤调理剂。
具体的，碳化酒糟是经过高温碳化处理的酒糟，具有多孔结构，孔隙率为70-85％，pH值为10-11，碳化酒糟的制备流程为：将酒糟烘干至含水量小于20wt％，将酒糟剪切粉碎至细度为200-300目，放到热解碳化装置中，加入催化剂碱石灰，设置热解碳化温度为550℃，碳化时间为8min，然后进行水淬处理，得到碳化酒糟。
值得说明的是，贝壳粉为蛤、蚌或牡蛎外壳粉碎后的粉末，且贝壳粉的粒径为50目。
进一步的，改性炭化骨粉的制备过程为：将骨头粉碎，保温炭化，得炭化骨粉，将炭化骨粉与双氧水混合，加热搅拌混合，过滤，得一次处理炭化骨粉，将一次处理炭化骨粉与多巴胺溶液按质量比1：40搅拌混合，过滤，即得改性炭化骨粉，骨头为动物骨头，具体牛骨，羊骨、猪骨或鸡骨中的任意一种。
本实施例中，改性米糠的制备过程为：按重量份数计将25份米糠，3份沼液和35份水混合，发酵，得发酵米糠，将发酵米糠热压，粉碎，即得改性米糠。
此外，保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、羧甲基纤维素和羟丙基瓜尔胶中的一种，分散剂采用泥炭或白云石，复合微生物菌剂固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌所组成的复合菌剂；固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌的重量比为1:1:1:1。
实施例2
一种用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂，包括以下重量份数原料：碳化酒糟120份、贝壳粉40份、改性炭化骨粉40份、改性米糠30份、竹炭颗粒30份、分散剂15份、保水剂15份、生物发酵菌5份和复合微生物菌剂2份；
本实施例中用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂的制备方法包括如下步骤：
S11：按上述重量比称取各原料；
S12：将碳化酒糟、贝壳粉、改性炭化骨粉和改性米糠混合均匀；
S13：再依次加入竹炭颗粒、分散剂、保水剂，得到混合料；
S14：将混合料松散，通气，调节混合物料的含水量至60％，加入生物发酵菌，在65℃温度下发酵，堆肥发酵25天，三天翻堆通气一次，当物料水分降至20％以下，无臭味，腐熟完成，得发酵腐熟好的物料；
S15：发酵腐熟好的物料再次翻堆，加入复合微生物菌剂混合均匀后，经粉碎机粉碎，装袋，得生态土壤调理剂。
具体的，碳化酒糟是经过高温碳化处理的酒糟，具有多孔结构，孔隙率为70-85％，pH值为10-11，碳化酒糟的制备流程为：将酒糟烘干至含水量小于20wt％，将酒糟剪切粉碎至细度为200-300目，放到热解碳化装置中，加入催化剂碱石灰，设置热解碳化温度为550℃，碳化时间为8min，然后进行水淬处理，得到碳化酒糟。
值得说明的是，贝壳粉为蛤、蚌或牡蛎外壳粉碎后的粉末，且贝壳粉的粒径为50目。
进一步的，改性炭化骨粉的制备过程为：将骨头粉碎，保温炭化，得炭化骨粉，将炭化骨粉与双氧水混合，加热搅拌混合，过滤，得一次处理炭化骨粉，将一次处理炭化骨粉与多巴胺溶液按质量比1：40搅拌混合，过滤，即得改性炭化骨粉，骨头为动物骨头，具体牛骨，羊骨、猪骨或鸡骨中的任意一种。
本实施例中，改性米糠的制备过程为：按重量份数计将25份米糠，3份沼液和35份水混合，发酵，得发酵米糠，将发酵米糠热压，粉碎，即得改性米糠。
此外，保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、羧甲基纤维素和羟丙基瓜尔胶中的一种，分散剂采用泥炭或白云石，复合微生物菌剂固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌所组成的复合菌剂；固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌的重量比为1:1:1:1。
实施例3
一种用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂，包括以下重量份数原料：碳化酒糟100份、贝壳粉30份、改性炭化骨粉30份、改性米糠20份、竹炭颗粒20份、分散剂11份、保水剂12份、生物发酵菌3份和复合微生物菌剂1份；
本实施例中用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂的制备方法包括如下步骤：
S11：按上述重量比称取各原料；
S12：将碳化酒糟、贝壳粉、改性炭化骨粉和改性米糠混合均匀；
S13：再依次加入竹炭颗粒、分散剂、保水剂，得到混合料；
S14：将混合料松散，通气，调节混合物料的含水量至60％，加入生物发酵菌，在65℃温度下发酵，堆肥发酵25天，三天翻堆通气一次，当物料水分降至20％以下，无臭味，腐熟完成，得发酵腐熟好的物料；
S15：发酵腐熟好的物料再次翻堆，加入复合微生物菌剂混合均匀后，经粉碎机粉碎，装袋，得生态土壤调理剂。
具体的，碳化酒糟是经过高温碳化处理的酒糟，具有多孔结构，孔隙率为70-85％，pH值为10-11，碳化酒糟的制备流程为：将酒糟烘干至含水量小于20wt％，将酒糟剪切粉碎至细度为200-300目，放到热解碳化装置中，加入催化剂碱石灰，设置热解碳化温度为550℃，碳化时间为8min，然后进行水淬处理，得到碳化酒糟。
值得说明的是，贝壳粉为蛤、蚌或牡蛎外壳粉碎后的粉末，且贝壳粉的粒径为50目。
进一步的，改性炭化骨粉的制备过程为：将骨头粉碎，保温炭化，得炭化骨粉，将炭化骨粉与双氧水混合，加热搅拌混合，过滤，得一次处理炭化骨粉，将一次处理炭化骨粉与多巴胺溶液按质量比1：40搅拌混合，过滤，即得改性炭化骨粉，骨头为动物骨头，具体牛骨，羊骨、猪骨或鸡骨中的任意一种。
本实施例中，改性米糠的制备过程为：按重量份数计将25份米糠，3份沼液和35份水混合，发酵，得发酵米糠，将发酵米糠热压，粉碎，即得改性米糠。
此外，保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、羧甲基纤维素和羟丙基瓜尔胶中的一种，分散剂采用泥炭或白云石，复合微生物菌剂固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌所组成的复合菌剂；固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌的重量比为1:1:1:1。
本发明的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，原料配方科学、合理且按合理的比例调配，使不同原料的有效成分充分融合互补，具有较高的经济效益和社会效益和推广价值，安全环保，采用碳化酒糟、骨粉和米糠为主要原料，对农作物、人体及环境均无污染，且原料来源丰富，成本低廉，有利于工业化生产和规模化应用，改变目前利用有机肥料改良酸性土壤存在的成本高的弊端。
本发明的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法中，以碳化酒糟为主要原料，经过碳化处理的酒糟具有多孔结构，且pH由原来的4.5变为10-11，可以用于中和酸性土壤，降低土壤的酸度，且添加的贝壳粉、骨粉和米糠可以提高碱置换容量，从而使土壤pH值升高，同时还可以增加土壤有机质含量，提高土壤保水保肥能力，改善土壤理化性质。
本发明的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法中，采用了复合微生物菌剂，不仅能有效改良酸性化土壤，改善土壤微生态环境，而且还能消灭土壤病害微生物。
本发明的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法中，通过添加改性米糠，改性米糠中含有大量的有机质，有机质的加入，显著提高土壤中有机质的含量，从而促进铝有机复合物的形成，降低土壤中交换性铝含量，从而降低体系中酸性组分的含量，使得土壤的酸性进一步得到改善。
本发明的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法中，通过添加改性炭化骨粉，骨粉经炭化，增强骨粉的吸附性，再经双氧水浸泡，增强炭化骨粉表面活性基团的活性，增强炭化骨粉的吸附性能，再经多巴胺溶液浸泡，由于多巴胺带负电荷，可吸引酸性土壤中吸附的铝离子及各种正价的羟基铝离子，固定土壤中交换性铝，减少土壤中交换性铝含量，从而降低体系中酸性组分的含量，使得土壤的酸性进一步得到改善。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，其特征在于：包括以下重量份数原料：碳化酒糟100-120份、贝壳粉30-40份、改性炭化骨粉30-40份、改性米糠20-30份、竹炭颗粒20-30份、分散剂10-15份、保水剂10-15份、生物发酵菌3-5份和复合微生物菌剂1-2份；
所述用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂的制备方法包括如下步骤：
S11：按上述重量比称取各原料；
S12：将碳化酒糟、贝壳粉、改性炭化骨粉和改性米糠混合均匀；
S13：再依次加入竹炭颗粒、分散剂、保水剂，得到混合料；
S14：将混合料松散，通气，调节混合物料的含水量至55-60％，加入生物发酵菌，在60-70℃温度下发酵，堆肥发酵20-30天，二至三天翻堆通气一次，当物料水分降至20％以下，无臭味，腐熟完成，得发酵腐熟好的物料；
S15：发酵腐熟好的物料再次翻堆，加入复合微生物菌剂混合均匀后，经粉碎机粉碎，装袋，得生态土壤调理剂。
2.根据权利要求1所述的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，其特征在于：所述碳化酒糟是经过高温碳化处理的酒糟，具有多孔结构，孔隙率为70-85％，pH值为10-11。
3.根据权利要求1所述的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，其特征在于：所述碳化酒糟的制备流程为：将酒糟烘干至含水量小于20wt％，将酒糟剪切粉碎至细度为200-300目，放到热解碳化装置中，加入催化剂碱石灰，设置热解碳化温度为500-600℃，碳化时间为6-10min，然后进行水淬处理，得到碳化酒糟。
4.根据权利要求1所述的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，其特征在于：所述贝壳粉为蛤、蚌或牡蛎外壳粉碎后的粉末，且贝壳粉的粒径为50-100目。
5.根据权利要求1所述的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，其特征在于：所述改性炭化骨粉的制备过程为：将骨头粉碎，保温炭化，得炭化骨粉，将炭化骨粉与双氧水混合，加热搅拌混合，过滤，得一次处理炭化骨粉，将一次处理炭化骨粉与多巴胺溶液按质量比1：30-50搅拌混合，过滤，即得改性炭化骨粉。
6.根据权利要求5所述的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，其特征在于：所述骨头为动物骨头，具体牛骨，羊骨、猪骨或鸡骨中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，其特征在于：所述改性米糠的制备过程为：按重量份数计将20-30份米糠，2-3份沼液和30-40份水混合，发酵，得发酵米糠，将发酵米糠热压，粉碎，即得改性米糠。
8.根据权利要求1所述的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，其特征在于：所述保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、羧甲基纤维素和羟丙基瓜尔胶中的一种。
9.根据权利要求1所述的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，其特征在于：所述分散剂采用泥炭或白云石。
10.根据权利要求1所述的用于酸性土壤改良的生态土壤调理剂及其制备方法，其特征在于：所述复合微生物菌剂固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌所组成的复合菌剂；所述固氮巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉菌的重量比为1:1:1:1。
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