CN116589321A - 一种泡腾肥料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种泡腾肥料及其制备方法和应用。本发明通过厌氧发酵、好氧堆肥、生物处理和生物质炭化技术相结合，采用畜禽粪便、秸秆等农业废弃物为原料，利用适当处理加工后的腐熟产物制作有机肥料与生物炭，结合泡腾崩解剂通过压片法制备泡腾肥料，无需提前溶解，可直接施加到土壤，吸收土壤水分发生崩解泡腾，释放CO2并使泡腾肥料中的生物炭和腐熟料迅速分散至土壤，对作物根部土壤的气体环境、电导率、孔隙结构等特性进行改善并促进作物对氮磷钾等养分的吸收，实现土壤性状的优化同时提升作物产量与品质。
Description
技术领域
本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种泡腾肥料及其制备方法和应用。
背景技术
我国为农业大国，随着农业经济的发展，农作物产量得到了提高，必然会产生大量的农业废弃物，特别是农民生活条件的改善，对农业废弃物的利用率越来越低，这些废弃物不仅会污染环境，更是宝贵资源。
目前农业生产过程中使用的肥料剂型多种多样，包括液体剂、颗粒剂与粉剂形式，然而采用喷浆造粒的复合肥，由于颗粒圆整度较好，水含量低，硬度高，很难被润湿，因此崩解速度慢，从而影响肥料养分的释放。颗粒水溶肥与粉状水溶肥相比，比表面积小，溶解速度慢，使用时需要提前溶解或者在溶解时进行长时间搅拌，给施用造成了一定的不便。
泡腾技术是指在药物制剂中加入碳酸盐和有机酸，制剂遇水产生CO2气体，从而调节释药行为的一种技术。目前，泡腾技术在医药行业被广泛应用，近几年泡腾技术也在肥料上得到了应用，然而现有技术在利用泡腾技术制备肥料时，由于制备方法不完善，通常是制备化肥，然而由于化学肥料成分单一，频繁使用会使土壤过负荷。田地中施用有机肥可以增加有机质含量，提高土壤质量并促进作物增产，目前没有关于制备泡腾有机肥的记载。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种泡腾肥料及其制备方法和应用，使用时无需提前溶解，直接施加，通过泡腾的方式在农田中释放营养成分，使肥料被充分利用，提高农产品产量与品质、抑制作物病害发生。
为了解决上述问题，本发明提供了一种泡腾肥料的制备方法，包括如下步骤：
将秸秆和畜禽粪便混合后进行厌氧发酵，得到发酵物料；对所述发酵物料进行28~35d堆肥，在堆肥的第3~5d加入蚯蚓和发酵剂，得到腐熟料；
对部分所述腐熟料进行减压干燥，得到有机肥；
对剩余所述腐熟料进行常规干燥、热解，得到生物炭；
将所述有机肥、所述生物炭和崩解剂、润滑剂混合，压片，得到所述泡腾肥料。
优选的，所述厌氧发酵的温度为30~45℃，时间为25~30d；
所述堆肥的环境温度为15~28℃。
优选的，所述秸秆和畜禽粪便的质量比为（1~3）：（1~5）；
所述畜禽粪便包括牛粪、鸡粪和猪粪中的一种或多种。
优选的，所述蚯蚓和发酵物料的用量比为（8~12）条：1kg；
所述发酵剂和发酵物料的用量比为（30~50）g：1kg。
优选的，部分所述腐熟料和剩余所述腐熟料的质量比为6：4；
所述常规干燥的温度为90~105℃，时间为12~18h；
所述减压干燥的压强为0.06~0.1MPa，温度为50~70℃，物料厚度为6~10mm，时间为4~6h。
优选的，所述热解包括升温阶段和保温阶段；
所述升温阶段的升温速率为15℃/min；所述保温阶段的温度为500~700℃，时间为1~3h。
优选的，按照质量份计，所述有机肥和生物炭混合物55~65份，崩解剂25~30份，润滑剂5~15份；
所述有机肥和生物炭混合物中，有机肥和生物炭的质量比为（4~5）：（2~3）；
所述崩解剂包括酸源和碱源；所述酸源和碱源的摩尔比为1：（0.8~1.3）；
所述酸源包括柠檬酸、酒石酸和富马酸中的一种或多种；
所述碱源包括NaHCO3、K2CO3、KHCO3和CaCO3中的一种或多种；
所述润滑剂包括PEG4000、PEG6000或PEG8000。
优选的，所述压片的压力为1~5MPa，时间为5~20s，相对湿度≤30%。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法得到的泡腾肥料，所述泡腾肥料的粒径为1.5~7mm，单片质量为1.5g~8g。
本发明还提供了上述技术方案所述的泡腾肥料在植物种植中的应用，直接施加所述泡腾肥料，无需溶解。
有益效果：
本发明通过厌氧发酵、好氧堆肥、生物处理、生物质炭化技术相结合，采用畜禽粪便、秸秆等农业废弃物为原料，利用适当处理加工后的腐熟产物制作有机肥料与生物炭，结合泡腾崩解剂通过压片法制备泡腾肥料，为农业有机废弃物的清洁管理与养分还田提供了一种技术方案，充分开发了农业废弃物的利用价值，实现农业废弃物多元化利用、推进农业循环经济的实现，并且得到的泡腾肥料在使用过程中，无需提前加水溶解，通过翻耕施加到田地并与土壤混合，在使用的过程中吸收土壤水分发生崩解泡腾，释放CO2，使腐熟料和生物炭迅速分散至土壤，对作物根部土壤的气体环境、电导率、孔隙结构等特性进行改善，促进作物对氮磷钾等养分的吸收，实现土壤性状的优化同时提升作物产量与品质、抑制作物病害发生；并且还可以结合灌溉的方式，对肥料的释放速度以及效果进行调节；另外，本发明提供的泡腾肥料，相较于传统化肥，本发明使用有机废弃物为原料，能够避免储存与使用过程中肥力流失与环境污染的问题，便于使用，方便运输及储存，性能稳定，填补了市场空白。
具体实施方式
本发明提供了一种泡腾肥料的制备方法，包括如下步骤：
将秸秆和畜禽粪便混合后进行厌氧发酵，得到发酵物料；对所述发酵物料进行28~35d堆肥，在堆肥的第3~5d加入蚯蚓和发酵剂，得到腐熟料；
对部分所述腐熟料进行减压干燥，得到有机肥；
对剩余所述腐熟料进行常规干燥、热解，得到生物炭；
将所述有机肥、所述生物炭和崩解剂、润滑剂混合，压片，得到所述泡腾肥料。
本发明将秸秆和畜禽粪便混合后进行厌氧发酵，得到发酵物料；对所述发酵物料进行28~35d堆肥，在堆肥的第3~5d加入蚯蚓和发酵剂，得到腐熟料。
在本发明中，所述秸秆和畜禽粪便的质量比优选为（1~3）：（1~5）；所述秸秆优选包括玉米秸秆；所述畜禽粪便优选包括牛粪、鸡粪和猪粪中的一种或多种，进一步优选为牛粪、鸡粪和猪粪中的任意一种，更优选为牛粪。当本发明所述畜禽粪便为牛粪时，所述秸秆和牛粪的质量比优选为1：（1~5），进一步优选为1：（2~4），更优选为1：4；当本发明所述畜禽粪便为鸡粪时，所述秸秆和鸡粪的质量比优选为1：（3~5），进一步优选为1：4；当本发明所述畜禽粪便为猪粪时，所述秸秆和猪粪的质量比优选为（1~3）：1，进一步优选为2：1。本发明在实施例中优选使用发酵装置进行厌氧发酵；所述秸秆和畜禽的质量和与所述发酵装置的工作容积比优选为（8~15）g：100mL，进一步优选为（8~10）g：100mL。
在本发明中，所述堆肥的时间优选为35d；所述堆肥的环境温度优选为15~28℃，进一步优选为20~25℃。本发明所述堆肥的高度优选为20~30cm，进一步优选为25cm。本发明优选在所述堆肥的过程中每15d进行一次翻堆。
在本发明中，在所述堆肥的第3~5d加入蚯蚓和发酵剂，优选在所述堆肥的第3d加入。本发明所述蚯蚓和发酵物料的用量比优选为（8~12）条：1kg，进一步优选为（8~10）条：1kg。本发明优选在所述堆肥的第28d将所述蚯蚓引出发酵堆。
在本发明中，所述发酵剂和发酵物料的用量比优选为30~50g：1kg，进一步优选为50g：1kg。本发明所述发酵剂优选包括EM菌剂；所述EM菌剂购买自山东君德生物科技有限公司。
蚓粪属于绿色有机肥，含有丰富的有机营养物与矿物质，具有改良土壤肥力、促进作物生长、提高产量、抑制作物病害的作用，本发明利用蚯蚓与微生物剂对发酵物料进行处理，能够使发酵物料中的有机营养物进一步腐熟，去除发酵物料中重金属等污染物，同时将发酵物料中有机成分进一步转化为蚓粪等更易被作物吸收利用的有效成分，改善腐熟料施用效果。
得到所述腐熟料后，本发明对部分所述腐熟料进行减压干燥，得到所述有机肥。
在本发明中，所述减压干燥的压强优选为0.06~0.1MPa，进一步优选为0.08MPa；所述减压干燥的温度优选为50~70℃，进一步优选为60℃；所述减压干燥的时间优选4~6h，更优选为6h；所述减压干燥时物料的厚度优选为6~10mm，进一步优选为8mm。
在本发明中，所述减压干燥后，优选对所述减压干燥的腐熟料粉碎后过40目筛，取筛下物。本发明对所述粉碎的方式没有严格要求，采用本领域常规的方式进行处理即可。
本发明对剩余所述腐熟料进行常规干燥、热解，得到所述生物炭。
在本发明中，所述常规干燥的温度优选为90~105℃，进一步优选为95~105℃；所述常规干燥的时间优选为12~18h，进一步优选为15~18h。
在本发明中，所述热解优选包括升温阶段和保温阶段；所述升温阶段的升温速率优选为10~15℃/min，更优选为15℃/min；所述保温阶段的温度优选为500~700℃，进一步优选为550~650℃，更优选为600℃；所述保温阶段的时间优选为1~3h，进一步优选为2h。本发明在所述热解的过程中优选以N2作为保护气。
在本发明中，所述常规干燥后，热解前，优选对所述常规干燥的腐熟料粉碎后过40目筛，取筛下物。本发明对所述粉碎的方式没有严格要求，采用本领域常规的方式进行处理即可。
本发明利用上述制备方法得到的腐熟料制备得到的生物炭，具有孔隙结构复杂、比表面积大、表面官能团丰富等特点，可以用于污染物吸附、储能材料制备、土壤修复等方面，将所述生物炭播施于农田，可以改善土壤颗粒结构、提高土壤保水性以及碳、氮、磷等有效元素含量，具有较高的应用价值。
在本发明中，部分所述腐熟料和剩余所述腐熟料的质量比优选为6：4。
得到所述有机肥、所述生物炭后，本发明将所述有机肥、所述生物炭和崩解剂、润滑剂混合，得到混合物。
在本发明中，按照质量份计，所述有机肥和生物炭的总质量份数优选为45~65份，进一步优选为60~65份，更优选为60份。本发明所述有机肥和生物炭的质量比优选为（4~5）：（2~3），进一步优选为2：1。
在本发明中，以所述有机肥和生物炭的总质量份数为基准，所述崩解剂的质量份数优选为25~30份，进一步优选为30份。本发明所述崩解剂优选包括酸源和碱源；所述酸源和碱源的摩尔比优选为1：（0.8~1.3），进一步优选为1：1.1；所述酸源的摩尔数优选以酸根离子的摩尔数计；碱源的摩尔数优选以碱根离子的摩尔数计。本发明所述酸源优选包括柠檬酸、酒石酸和富马酸中的一种或多种，进一步优选为富马酸；所述碱源优选包括NaHCO3、K2CO3、KHCO3和CaCO3中的一种或多种，进一步优选为K2CO3和KHCO3的混合物。本发明所述酸源和碱源均优选为化学药剂。
在本发明中，以所述有机肥和生物炭的总质量份数为基准，所述润滑剂的质量份数优选为5~15份，进一步优选为10份。本发明所述润滑剂优选包括PEG4000、PEG6000或PEG8000，进一步优选为PEG6000；
所述混合前，本发明优选将所述生物炭在1~3mol/L的HCl溶液中浸泡12h。本发明利用1~3mol/L的HCl溶液浸泡所述生物炭，能够对所述生物炭进行改性，去除表面灰分并实现扩孔。
得到所述混合物后，本发明对所述混合物进行压片，得到所述泡腾肥料。
在本发明中，所述压片的压力优选为1~5MPa，进一步优选为3MPa；所述压片的时间优选为5~20s，进一步优选为10~15s；所述压片的环境相对湿度优选≤30%。
本发明以农业废弃物秸秆和畜禽粪便为主要原料，配合使用蚯蚓和微生物剂，将厌氧发酵、好氧堆肥、生物处理和生物质炭化技术相结合，对原料进行多级处理，并且结合泡腾技术，将得到的腐熟料和生物炭，与崩解剂和润滑剂混合，通过压片法制备泡腾肥料，能够实现有机废弃物的逐级多元化利用，为农业有机废弃物的清洁管理与养分还田提供了一种技术方案，充分开发了农业废弃物的利用价值；得到的泡腾肥料粒径为1.5~7mm，单片质量为1.5g~8g，体积小方便运输及储存，性能稳定，在使用过程中，无需溶解，可施加到农田中，便于使用。本发明在制备所述泡腾肥料的过程中，除产生所述泡腾肥料外，还能产生沼气、沼液、热解气等产物，可结合需要对产生的沼气、沼液、热解气进行回收利用，充分开发农业废弃物的利用价值。
鉴于本发明所述制备方法得到的泡腾肥料的优势，上述制备方法得到的泡腾肥料同样属于本发明的保护范围。
本发明还提供了上述技术方案所述的泡腾肥料在植物种植中的应用。在本发明中，所述植物优选包括黄瓜。本发明所述泡腾肥料可以直接使用，也可以根据施用土地营养分布、孔隙特征、颗粒结构等特性，将所述泡腾肥料和其他成分按照一定的比例调配后使用，更好地发挥改善农田土壤的作用。
在本发明中，所述应用方式优选包括：直接施加所述泡腾肥料，无需溶解。本发明优选施加所述泡腾肥料后，通过翻耕埋入15~30cm土壤深度。本发明所述泡腾肥料能够吸收土壤水分发生崩解泡腾，释放CO2并使生物炭与有机腐熟料粉末迅速分散至土壤，对作物根部土壤的气体环境、电导率、孔隙结构等特性进行改善并促进作物对氮磷钾等养分的吸收，实现土壤性状的优化同时提升作物产量与品质。本发明在具体应用过程中，可以通过灌溉方式对肥料的释放速度以及效果进行调节。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种泡腾肥料及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种泡腾肥料的制备方法，由如下步骤组成：
1.玉米秸秆与牛粪按照质量比1：4进行混合，得到混合料，置于密封装置中进行厌氧发酵，混合料的质量为发酵装置容积的8%，发酵温度为37℃，发酵时间为30d，得到发酵物料；
2.将步骤1得到的发酵物料进行35d平地露天堆放，堆高25cm；堆肥第3d按照每千克发酵物料投放8~10条赤子爱胜蚓，与并按照每千克发酵物料与30~50克EM菌剂的质量比进行混合，堆肥环境温度20~25℃，堆肥期间每15d进行一次翻堆，发酵第28d使用引虫灯将蚯蚓带出发酵堆，得到腐熟料；
3.将步骤2得到的腐熟料取60wt.%置于105℃环境中烘干12h后粉碎，过40目筛，取筛下物，得到粉末状腐熟料；将粉末状腐熟料置于N2氛围中，以15℃/min进行升温，升温至600℃，保持2h，得到生物炭；
将步骤2剩余的40wt.%的腐熟料堆放至厚度为8mm，在0.08MPa、60℃的条件下减压干燥6h后进一步粉碎，过40目筛，取筛下物，得到有机肥，备用；
4.将步骤3得到的有机肥、生物炭和酸源、碱源、润滑剂按照质量配比进行混合，其中生物炭占比20%，有机肥占比40%，酸源和碱源总占比30%，润滑剂占比10%；
酸源使用富马酸（化学试剂，浓度为100%）；碱源使用K2CO3，酸源与碱源按照摩尔比1:1.1进行配料；润滑剂选用PEG6000；
将上述成分充分混合后，使用高压成型压片机进行制片，施加压力3MPa，加压时间10s，得到泡腾肥料，成型粒径1.5mm，单粒质量在2g左右。
实施例2
同实施例1，唯一区别在于，步骤3得到生物炭后，使用1mol/L HCl溶液浸渍生物炭，浸渍时间12h，浸渍期间使用磁力搅拌器80r/min充分搅拌；搅拌完成后，使用去离子水持续冲洗，直至pH稳定至中性；将生物炭置于105℃烘箱干燥12 h，得到改性生物炭后以改性生物炭为原料进行后续的操作，最终得到的泡腾肥料，成型粒径1.5mm，单粒质量在2g左右。
实施例3
同实施例1，唯一区别在于，步骤1将玉米秸秆与鸡粪按照质量比1：4进行混合，最终得到的泡腾肥料，成型粒径1.5mm，单粒质量在2g左右。
测试例1
对实施例1得到的生物炭粉末（记为样品1）和实施例2得到的改性生物炭（记为样品2）的比表面积、pH、碳氮磷钾含量进行测定，结果如表1所示。
表1 生物炭基本指标
根据表1可以看出，改性后生物炭比表面积显著增大，碳元素含量增加，氮磷钾等元素含量一定程度降低。
测试例2
一、实施例1泡腾肥料施用对土壤结构及营养组分的影响
1.试验方案：
在玻璃温室中，利用花盆种植单株黄瓜，选择预先培育好的长势一致的黄瓜秧苗，随机分为对照组和实验1~3组，对照组和实验1~3组花盆中装晾晒好的过1cm筛并去除杂物的土壤，其中：
实验1组设置3个平行试验组，每个平行试验设置20个重复，按照100颗/kg土壤的施加量，将实施例1得到的泡腾肥料施加土壤中并充分混合后种植黄瓜秧苗；
实验2组设置3个平行试验组，每个平行试验设置20个重复，按照200颗/kg土壤的施加量，将实施例1得到的泡腾肥料施加土壤中并充分混合后种植黄瓜秧苗；
实验3组设置3个平行试验组，每个平行试验设置20个重复，按照400颗/kg土壤的施加量，将实施例1得到的泡腾肥料施加土壤中并充分混合后种植黄瓜秧苗；
对照组设置3个平行试验组，每个平行试验设置20个重复，不施加实施例1得到的泡腾肥料；
对照组和实验1~3组的生育期为120d，每7~10d浇水一次，确保表层土壤湿润，不进行其他处理；
2.对照组和实验1~3组分别在盛果期和黄瓜拉秧前取样，随机选取5株，挖出根系后使用自来水洗净并烘干，测量黄瓜根系干重，对照组和实验1~3组黄瓜盛果期，选取黄瓜第4~5片真叶展开开始的叶片，参照沈伟其在《测定水稻叶片叶绿素含量的混合液提取法》中测定叶绿素的方法，分别使用不同配比的乙醇、丙酮、水的混合溶液对叶片切片的提取液进行分光光度计扫描，进行光密度值测定然后使用Arnon公式对叶片中的叶绿素含量进行测定，结果如表2；
对照组和实验1~3组在果实成熟后，统计每棵植株单株果数并称取鲜重；分别在试验组和对照组随机选取3个相同节位且大小相近的果实，除果柄后切碎混匀，测定可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C等果实品质指标，可溶性糖含量用蒽酮比色法测定，可溶性蛋白质含量用考马斯亮蓝G-250法测定，维生素C含量用2,6-二氯靛酚比色法测定。结果如表3所示。
对照组和实验1~3组在盛果期取完地上植株后，每个处理组将各盆土壤样品均匀混合，使用环刀法测定土壤容重与土壤持水量；风干后过筛，测定pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾含量以及电导率；并使用脲酶试剂盒、纤维素酶试剂盒、过氧化氢酶试剂盒、碱性磷酸酶试剂盒法测定酶活性，上述试剂盒皆采购自上海酶联生物科技有限公司。结果如表4~5。
表2 不同处理对黄瓜根系和叶绿素含量的影响
注：表中不同小写字母表示差异显著平<0.05，下同。
表3 不同处理对黄瓜产量和品质的影响
表4 不同处理对土壤理化性质的影响
表5 不同处理对土壤酶活性的影响
根据表2~5可以看出，将实施例1得到的泡腾肥料按照100~400颗/kg土壤的施加量（即0.2kg~0.8kg/kg土壤的施加量）播施于土壤，能够提高黄瓜的干重和叶绿素含量，黄瓜作物根部土壤的气体环境、电导率、孔隙结构等特性均得到改善，并且能促进黄瓜作物对氮磷钾等养分的吸收，实现土壤性状的优化同时提升作物产量与品质。
二、实施例2泡腾肥料施用对土壤结构及营养组分的影响
1.试验方案：
同步骤一，唯一区别在于，
实验1组按照100颗/kg土壤的施加量，将实施例2得到的泡腾肥料施加至土壤中并充分混合；
实验2组按照200颗/kg土壤的施加量，将实施例2得到的泡腾肥料施加至土壤中并充分混合；
实验3组按照400颗/kg土壤的施加量，将实施例2得到的泡腾肥料施加至土壤中并充分混合；
对照组不施加实施例2得到的泡腾肥料；
2.按照步骤一中步骤2的方式进行指标检测，结果如表6~9。
表6 不同处理对黄瓜根系和叶绿素含量的影响
表7 不同处理对黄瓜产量和品质的影响
表8 不同处理对土壤理化性质的影响
表9 不同处理对土壤酶活性的影响
根据表6~9可以看出，将实施例2得到的泡腾肥料按照100~400颗/kg土壤的施加量（即200g~800g/kg土壤的施加量）播施于土壤，能够提高黄瓜的干重和叶绿素含量，黄瓜作物根部土壤的气体环境、电导率、孔隙结构等特性均得到改善，并且能促进黄瓜作物对氮磷钾等养分的吸收，实现土壤性状的优化同时提升作物产量与品质。
三、实施例3泡腾肥料施用对土壤结构及营养组分的影响
1.试验方案：
同步骤一，唯一区别在于，
实验1组按照100颗/kg土壤的施加量，将实施例3得到的泡腾肥料施加至土壤中并充分混合；
实验2组按照200颗/kg土壤的施加量，将实施例3得到的泡腾肥料施加至土壤中并充分混合；
实验3组按照400颗/kg土壤的施加量，将实施例3得到的泡腾肥料施加至土壤中并充分混合；
对照组不施加实施例3得到的泡腾肥料；
2.按照步骤一中步骤2的方式进行指标检测，结果如表10~13。
表10 不同处理对黄瓜根系和叶绿素含量的影响
表11 不同处理对黄瓜产量和品质的影响
表12 不同处理对土壤理化性质的影响
表13 不同处理对土壤酶活性的影响
根据表10~13可以看出，将实施例3得到的泡腾肥料按照100~400颗/kg土壤的施加量（即200g~800g/kg土壤的施加量）播施于土壤，能够提高黄瓜的干重和叶绿素含量，黄瓜作物根部土壤的气体环境、电导率、孔隙结构等特性均得到改善，并且能促进黄瓜作物对氮磷钾等养分的吸收，实现土壤性状的优化同时提升作物产量与品质。
测试例3
于2022年8月至2023年1月在中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所顺义试验基地温室内开展泡腾有机肥播施黄瓜试验，共设置4个处理：
处理1（实验1组）：按照100颗/kg土壤的施加量，将实施例1得到的泡腾肥料播施于土壤；
处理2（实验2组）：按照200颗/kg土壤的施加量，将实施例1得到的泡腾肥料播施于土壤后进行翻耕；
处理3（实验3组）：按照400颗/kg土壤的施加量，将实施例1得到的泡腾肥料播施于土壤后进行翻耕；
处理4（对照组）：不施加任何肥料；
各处理组均进行翻耕，翻耕深度25~30cm；每个处理重复3次，每个处理每次重复小区面积3m2，采用随机区组排列，每小区定植30株长势相近的黄瓜苗，各处理组保持相同的灌溉方式。
土地翻耕15天后进行黄瓜苗定植，分别在盛果期和黄瓜拉秧前取样，随机选取5株，挖出根系后使用自来水洗净并烘干，测量黄瓜根系干重，对照组和实验1~3组黄瓜盛果期，选取黄瓜第4~5片真叶展开开始的叶片，参照沈伟其在《测定水稻叶片叶绿素含量的混合液提取法》中测定叶绿素的方法，分别使用不同配比的乙醇、丙酮、水的混合溶液对叶片切片的提取液进行分光光度计扫描，进行光密度值测定然后使用Arnon公式对叶片中的叶绿素含量进行测定，结果如表14；
处理1~4组在果实成熟后，统计每棵植株单株果数并称取鲜重；分别在处理1~4组随机选取3个相同节位且大小相近的果实，除果柄后切碎混匀，测定可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C等果实品质指标，可溶性糖含量用蒽酮比色法测定，可溶性蛋白质含量用考马斯亮蓝G-250法测定，维生素C含量用2,6-二氯靛酚比色法测定，结果如表15所示。
处理1~4组在盛果期取完后，使用环刀法测定土壤容重与土壤持水量；风干后过筛，测定pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾含量以及电导率；并使用脲酶试剂盒、纤维素酶试剂盒、过氧化氢酶试剂盒、碱性磷酸酶试剂盒法测定酶活性，上述试剂盒皆采购自上海酶联生物科技有限公司。结果如表16~17。
表14 不同处理对黄瓜根系和叶绿素含量的影响
表15 不同处理对黄瓜产量和品质的影响
表16 不同处理对土壤理化性质的影响
表17 不同处理对土壤酶活性的影响
根据表14~17可以看出，将实施例1得到的泡腾肥料播施于土壤，能够提高黄瓜的干重和叶绿素含量，黄瓜作物根部土壤的气体环境、电导率、孔隙结构等特性均得到改善，并且能促进黄瓜作物对氮磷钾等养分的吸收，实现土壤性状的优化同时提升作物产量与品质。
根据上述内容可以看出，本发明提供的泡腾肥料能够改善土壤结构，提高农作物的产量和品质。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种泡腾肥料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将秸秆和畜禽粪便混合后进行厌氧发酵，得到发酵物料；对所述发酵物料进行28~35d堆肥，在堆肥的第3~5d加入蚯蚓和发酵剂，得到腐熟料；
对部分所述腐熟料进行减压干燥，得到有机肥；
对剩余所述腐熟料进行常规干燥、热解，得到生物炭；
将所述有机肥、所述生物炭和崩解剂、润滑剂混合，压片，得到所述泡腾肥料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述厌氧发酵的温度为30~45℃，时间为25~30d；
所述堆肥的环境温度为15~28℃。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述秸秆和畜禽粪便的质量比为（1~3）：（1~5）；
所述畜禽粪便包括牛粪、鸡粪和猪粪中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蚯蚓和发酵物料的用量比为（8~12）条：1kg；
所述发酵剂和发酵物料的用量比为（30~50）g：1kg。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，部分所述腐熟料和剩余所述腐熟料的质量比为6：4；
所述常规干燥的温度为90~105℃，时间为12~18h；
所述减压干燥的压强为0.06~0.1MPa，温度为50~70℃，物料厚度为6~10mm，时间为4~6h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热解包括升温阶段和保温阶段；
所述升温阶段的升温速率为10~15℃/min；所述保温阶段的温度为500~700℃，时间为1~3h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照质量份计，所述有机肥和生物炭混合物共55~65份，崩解剂25~30份，润滑剂5~15份；
所述有机肥和生物炭混合物中，有机肥和生物炭的质量比为（4~5）：（2~3）；
所述崩解剂包括酸源和碱源；所述酸源和碱源的摩尔比为1：（0.8~1.3）；
所述酸源包括柠檬酸、酒石酸和富马酸中的一种或多种；
所述碱源包括NaHCO3、K2CO3、KHCO3和CaCO3中的一种或多种；
所述润滑剂包括PEG4000、PEG6000或PEG8000。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述压片的压力为1~5MPa，时间为5~20s，相对湿度≤30%。
9.权利要求1~8任一项所述制备方法得到的泡腾肥料，其特征在于，所述泡腾肥料的粒径为1.5~7mm，单片质量为1.5~8g。
10.权利要求9所述的泡腾肥料在植物种植中的应用，其特征在于，直接施加所述泡腾肥料，无需提前加水溶解。
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