CN114621041A - 一种利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法，涉及植物促生剂制备技术领域，包括以下步骤：S1：将厨余废弃物与农林废弃物以质量比1:4复配，烘干，得复配生物质废弃物；S2：复配生物质废弃物在无氧环境下，热裂解，300‑400℃保温0.5‑1.5h，自然冷却，得固体炭质；S3：将固体炭质粉碎，与水或碱液以固液质量比1:20‑40混合，100℃加热2‑4h，离心取滤液，得植物促生剂。本发明植物促生剂不仅可以显著提高农作物的产量，还显著提高作物的品质如维生素和可溶性糖等，此外还能降低蔬菜中硝酸盐和重金属等有害物质的累积提高农作物的食用安全性。
Description
技术领域
本发明涉及植物促生剂制备技术领域，更具体的说是涉及一种利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法。
背景技术
厨余废弃物包括剩菜、剩饭、菜叶、果皮、蛋壳、茶渣、骨、贝壳等多种有机组分，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。目前随着经济的发展，厨余废弃物的占比在垃圾中的占比越来越重，而目前对厨余废弃物的处理主要包括填埋处理、堆肥处理、焚烧处理，存在着占地面积大，环境污染等明显和潜在风险。
农林废弃物如秸秆废弃物，在农田生态系统中，作物秸秆还田是增加土壤有机质和提高土壤生产力的重要途径和措施，有利于农业的可持续发展。目前秸秆的还田比例较低，不足五成，还有大比例的秸秆得不到有效利用，而采用焚烧的方式还会带来环境污染。而农林废弃物如园林绿化修剪废弃物主要以填埋和焚烧的方式进行处理，极大的浪费了植物光合作用固定的有机碳和大量养分资源，不符合当前碳达峰和碳减排政策。此外，农林废弃物的好氧发酵处理由于周期长，处理能力有限，不足以消耗和循环每年上亿吨的废弃物。
2020年发布的《城镇生活垃圾分类和处理设施补短板强弱项实施方案》，要求到2023年具备条件的地级以上城市基本建成分类投放、分类收集、分类运输、分类处理的生活垃圾分类处理系统，并基本实现原生生活垃圾“零填埋”，其中规定稳步提升厨余垃圾处理水平和处理设施建设。
因此，提供一种无污染处理厨余废弃物和农林废弃物的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法，包括以下步骤：
S1：将厨余废弃物与农林废弃物以质量比1:4复配，烘干，得复配生物质废弃物；
S2：复配生物质废弃物在无氧环境下，热裂解，300-400℃保温0.5-1.5h，自然冷却，得固体炭质；
S3：将固体炭质粉碎，与水或碱液以固液质量比1:20-40混合，100℃加热2-4h，离心取滤液，得植物促生剂。
所述厨余废弃物为尾菜、餐厨、食品加工废弃物；所述农林废弃物为农作物秸秆、木屑。
作为本发明优选的技术方案，步骤S1所述烘干的终点水分＜25％。
作为本发明优选的技术方案，步骤S2所述热裂解以2-5℃/min的速度升至400℃。更优选的，所述热裂解以5℃/min速度升温。
作为本发明优选的技术方案，步骤S3粉碎后固体炭质的粒度为1mm。
作为本发明优选的技术方案，步骤S3所述碱液为0.2-0.5mol/L的氢氧化钾溶液。
作为本发明优选的技术方案，步骤S3所述加热时需进行搅拌。
作为本发明优选的技术方案，步骤S3所述离心速率为5000r/min，时间为2分钟。
本发明的另一目的是，提供上述方法制备的植物促生剂，所述植物促生剂pH值为8-11，总有机碳含量为≥0.6g/L，总氮含量为≥18mg/L，总磷含量为≥10mg/L，总钾含量为≥0.5g/L，总镉、铅、铜或锌含量均小于1.0mg/L。
本发明的又一目的是，上述方法制备的植物促生剂在蔬菜种植中的应用。
作为本发明优选的技术方案，将所述植物促生剂兑水制成50-200倍稀释液，滴灌或随灌溉水施用于作物根系周围，平均每株50ml，从苗期开始共施用8-10次，每次施用间隔4-7天。
作为本发明优选的技术方案，植物促生剂采用硝酸调节pH为7，中性促生剂保证作物正常生长防止过碱而灼伤作物叶片。
与现有技术相比，本发明原料源于天然植物秸秆和厨余废弃物，生产过程中没有任何有毒有害添加剂，对人畜无毒副作用，使用方法简单，是一种绿色、环境友好的化学肥料替代物，具体表现如下：
1、本发明中植物促生剂以厨余废弃物和农林废弃物为原料，高价值利用了无法处置的废弃生物质，同时服务于农林和厨余废弃物的管理，改善耕地环境质量，具有显著的生态效益和经济效益。
2、本发明植物促生剂不仅可以显著提高农作物的产量，还显著提高作物的品质如维生素和可溶性糖等，此外还能降低蔬菜中硝酸盐和重金属等有害物质的累积提高农作物的食用安全性。
3、本发明中生物质原料获取简单、成本低廉，生产工艺简单，有利于推广和应用。
具体实施方式
下面将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。
本发明实施例公开了一种利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法，所用原料均为市售可得，对其来源不做具体限定，所涉及的方法，如无特殊提及，均为常规方法，在此不再一一赘述。
实施例1
一种利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法，包括以下步骤：
S1，采集金华市某垃圾收集点厨余垃圾和园林绿化废弃物，按质量比1:4复配后，烘干至水分含量20％，得复配生物质废弃物。
S2，将复配生物质废弃物置于热裂解设备中无氧条件下以5℃/min的速度升温至400℃，保温1h，自然冷却，得固体炭质。
S3，将固体炭质粉碎至1mm粒径后，与水按质量比1:30比例混合均匀，在100℃下搅拌加热3h(每隔半小时搅拌一次，每次搅拌1分钟)，得混合液。
混合液在5000r/min转速下离心2min，所得滤液为本实施例植物促生剂。
实施例2
一种利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法，包括以下步骤：
S1，采集金华市某垃圾收集点厨余垃圾和园林绿化废弃物，按质量比1:4复配后，烘干至水分含量24％，得复配生物质废弃物。
S2，将复配生物质废弃物置于热裂解设备中无氧条件下以5℃/min的速度升温至400℃，保温1.5h，自然冷却，得固体炭质。
S3，将固体炭质粉碎至1mm粒径后，与氢氧化钾溶液(0.2mol/L)按质量比1:20比例混合均匀，在100℃下搅拌加热2h(每隔半小时搅拌一次，每次搅拌1分钟)，得混合液。
混合液在转速下离心min，所得滤液为本实施例植物促生剂。
实施例3
一种利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法，包括以下步骤：
S1，采集金华市某垃圾收集点厨余垃圾和园林绿化废弃物，按质量比1:4复配后，烘干至水分含量22％，得复配生物质废弃物。
S2，将复配生物质废弃物置于热裂解设备中无氧条件下以2℃/min的速度升温至300℃，保温0.5h，自然冷却，得固体炭质。
S3，将固体炭质粉碎至1mm粒径后，与氢氧化钾溶液(0.5mol/L)按质量比1:40比例混合均匀，在100℃下搅拌加热4h(每隔半小时搅拌一次，每次搅拌1分钟)，得混合液。
混合液在5000r/min转速下离心2min，所得滤液为本实施例植物促生剂。
对比例1
仅采集金华市某垃圾收集点的园林绿化废弃物，按实施例1的方法进行制备，得本对比例植物促生剂。
对比例2
将热裂解温度升至600℃，其他同实施例1，得本对比例植物促生剂。
对比例3
将热裂解温度升至200℃，其他同实施例1，得本对比例植物促生剂。
效果例1
对实施例1-3和对比例1-3制备的植物促生剂进行指标测定，测定方法参考水溶肥和水质测定标准：NY1107-2010，NY1428—2010，HJ776-2015，测定结果见表1。
表1不同植物促生剂基本性质
“-”表示低于检测限。
由表1可知，实施例1-3所得植物促生剂相比对比例1-3所得植物促生剂均含有较高氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰等养分元素，同时镉、铅、铜、锌重金属元素含量较低，可安全施用。同时实施例所得植物促生剂较对比例所得植物促生剂含有更好的有机碳含量。
效果例2
将实施例所得植物促生剂兑水稀释50倍后，用稀硝酸调节pH至7.0，将稀释液从小青菜苗期开始施用，每次施用50mL，共施用10次，每次间隔4-7天。同时以对比例所得植物促生剂为阳性对照，以清水为阴性对照。
具体方法为：选取小青菜-苏州青为试验对象，播种前每盆装土3kg，底肥中施N：0.2g/kg，P2O5：0.2g/kg，K2O：0.2g/kg，播种45天后收获后，每个处理设置4个重复，小青菜收获后立即测定产量及品质。结果见表2。
表2不同植物促生剂对不结球白菜产品、品质和重金属镉和铅含量的影响
由表2可知，与清水对照相比，不同处理都显著提高了不结球白菜的产量。而实施例1、2、3制备的植物促生剂效果优于对比例1、2、3制备的植物促生剂，说明单纯施用农林废弃物生物质炭效果或热解温度过高和过低均降低了促生剂的作用效果。此外，实施例1和2不结球白菜产量和品质的提升效果最显著，进一步说明厨余废弃物与农林废弃物协同热解后采用热水和低浓度的碱溶体提取的促生物质的效果最优。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将厨余废弃物与农林废弃物以质量比1:4复配，烘干，得复配生物质废弃物；
S2：复配生物质废弃物在无氧环境下，热裂解，300-400℃保温0.5-1.5h，自然冷却，得固体炭质；
S3：将固体炭质粉碎，与水或碱液以固液质量比1:20-40混合，100℃加热2-4h，离心取滤液，得植物促生剂。
2.根据权利要求1所述的利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法，其特征在于，步骤S1所述烘干的终点水分＜25％。
3.根据权利要求1所述的利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法，其特征在于，步骤S2所述热裂解以2-5℃/min的速度升至400℃。
4.根据权利要求1所述的利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法，其特征在于，步骤S3所述碱液为0.2-0.5mol/L的氢氧化钾溶液。
5.根据权利要求1所述的利用厨余与农林废弃物协同制备植物促生剂的方法，其特征在于，步骤S3所述离心速率为5000r/min，时间为2分钟。
6.权利要求1-5任一所述方法制备的植物促生剂，其特征在于，所述植物促生剂pH值为8-11，总有机碳含量为≥0.6g/L，总氮含量为≥18mg/L，总磷含量为≥10mg/L，总钾含量为≥0.5g/L，总镉、铅、铜或锌含量均小于1.0mg/L。
7.权利要求1-5任一所述方法制备的植物促生剂在蔬菜种植中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，将所述植物促生剂兑水制成50-200倍稀释液，滴灌或随灌溉水施用于作物根系周围，平均每株50ml，从苗期开始共施用8-10次，每次施用间隔4-7天。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述植物促生剂采用硝酸调节pH为7。
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