CN1388207A - 一种人造土壤技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于农业、种植业的人工土壤制造技术。该技术乃是利用岩石、工矿及建筑业产生的固体废弃物、各种有机物为原料,经过分选、粉碎、研磨并按一定比例混合后发酵制成造土堆肥,然后将造土堆肥与无机原料粉(即造土母质)按一定比例混合制成具有一定蓄水、蓄热、透气、肥力、达到植物生长所需基本条件的人造土壤。该技术易于实施,且可工业化大规模生产,利用它可以将发展农业经济与治理工矿废弃物、江河湖海污染、处理城市生活垃圾和环境保护结合、协调起来,形成良性循环,尤其对贫瘠山区、沙化地区、海岛等土壤缺乏地区的开发更具重要意义,宜于推广应用。

Description

一种人造土壤技术

本发明涉及一种用于农业、种植业的人工土壤制造技术。

土壤是农作物乃至一切植物赖以生长的基本条件。在自然界，从坚硬的岩石变成可以生长植物的土壤是一个漫长而复杂的过程，要经历数十万年、数百万年甚至上千万年，由此可见，土地资源几乎是不可再生的，是非常宝贵的。尤其是对于一些自然条件恶劣的贫瘠山区、沙化地区、海岛等“不毛之地”，由于匮乏土壤，人类和动植物难以生存、繁衍，使得这些地区的自然资源长期得不到充分的开发利用。对此，一些科研单位和科学家曾经研究、创立了几种无土栽培技术，特别是由我国首创的有机生态型无土栽培技术，该技术用有机肥代替营养液，基质除蛭石、珍珠岩、岩棉、火山岩、炉渣、陶粒等无机物外，还有稻壳、锯末、蔗渣等有机物，这些基质每3年需要换一次。该技术虽能在有限的较小范围和规模上解决自然条件差、土壤缺乏地区的农作物栽培问题，但不能在较大范围、规模上从根本上即从土壤的制造、再生上解决问题。据查，目前尚未发现有关人造土壤方面发明创造或工艺技术的报道和资料。

本发明的目的在于提供一种可以通过工业化生产方式制造上壤从而解决上地资源匮乏地区农业种植业生产、改善人类生活条件的人造土壤技术。

本发明提供的人造土壤技术是这样实现的。该技术乃是利用岩石、工矿及建筑业产生的固体废弃物、各种有机物为原料，经过分选、粉碎、研磨并按一定比例混合后发酵制成造土堆肥，然后将造土堆肥与无机原料粉(即造土母质)按一定比例混合制成具有一定蓄水、透气、肥力和蓄热特征、达到植物生长所需基本条件的人造土壤。该技术的实施步骤如下：

1、原料分选。将收集到的原料进行分类和细分类，人造土壤的基本原料有三大类，第一类是自然界各种不同类型的岩石，包括沉积岩、变质岩和火成岩，其中以黑色泥岩、黑色页岩、粘土、板岩、千枚岩、花岗岩、玄武岩、安山岩及火山灰最佳，但不包括某些化学沉积岩；第二类是工矿建筑业产生的固体废弃物，包括废石、尾矿、废渣、煤矸石、粉煤灰、砖瓦、陶瓷、砂石、水泥构件、废塑料等，但不包括某些有害物质；第三类是各种有机物，包括秸杆、瓜果皮核、蔬菜、杂草、动物残体、藻类、人畜粪便、生活垃圾、肉类、纤维、废布、废木、皮革、河湖淤泥、下水道及废水处理厂污泥、泥炭、褐煤等，但不包括有害化学药剂、含汞、苯及重金属含量超标的有机物；

2、将分类后的无机原料按一定的设计要求在粉碎研磨机械中进行粉碎、研磨，用100孔/cm²的金属筛筛选，制成无机原料粉(即造土母质)，并分门别类加以储存；

3、将有机原料与无机原料粉按大约1∶2的比例混合后送入中高温厌氧发酵装置在40--50℃温度下经过30-100天充分发酵，制成造土堆肥；

4、将造土堆肥与无机原料粉(即造土母质)按适当比例混合均匀制成人造土壤，制得的人造土壤总量中有机原料占3-10％；

5、对人造土壤做全面测定和评价，按照绿色食品基地使用的土壤标准进行作物种植实验，合格后方可出厂销售、使用。

本发明提供的人造土壤技术可以制造出品质及性质不逊于天然土壤的人造土壤，此种人造土壤可用于人造耕地、改良土地、草场、绿化荒山、治理砂化、城市绿化等各个领域。该技术易于实施，且可工业化大规模生产，利用它可以将发展农业经济与治理工矿企业废弃物、江河湖海污染、处理城市生活垃圾和环境保护结合、协调起来，形成良性循环，尤其对贫瘠山区、沙化地区、海岛等土壤缺乏地区的开发更具有重要意义，宜于推广应用。

附图对本发明提供的人造土壤技术生产工艺流程框图。

以下结合附图对本发明的实施作进一步说明。

如图所示，本发明提供的人造土壤技术实施时即在整个人造土壤生产过程中可设立分选车间、粉碎车间、粉碎研磨车间、中高温厌氧发酵车间、消毒除臭车间、人造土壤混配车间、种植与检测实验室、各种原料库房区及造土母质库房、造土堆肥库房、人造土壤库房。由分选车间分选出来的不可用原料外运处理，分选出来的可用原料中，固态有机物被送至粉碎车间用粉碎机粉碎后送至中高温厌氧发酵车间，半固态有机物可以直接送至发酵车间；无机原料则被分门别类地存储在库房区的岩石类、建筑类、粉煤灰、矿渣、砖瓦陶瓷等等库房内，然后送至粉碎研磨车间经粉碎研磨机械处理后，一部分送至发酵车间进行发酵处理，另一部分送至造土母质库房；在中高温厌氧发酵车间处理后的产物经消毒除臭车间处理后被送至造土堆肥库房；由造土堆肥库房输出的造土堆肥和由造土母质库房输出的造土母质分别送至人造土壤混配车间在混配机械中按一定比例混配均匀后送至种植与检测实验室检测，合格的产品存储在人造土壤库房供外销、使用。

实施例1：制造一元(即含一种造土母质的)人造土壤。将原料分类后得到如表1所列的20个样品；将1-19号样品粉碎研磨，用100孔/cm²金属筛筛选出19种造土母质；用按表2所列重量的1、12、20号样品混合，在40--50℃温度下经100天厌氧发酵制成造土堆肥；按表1所列重量的1-19号造土母质、造土堆肥分别混合，即可得到19种一元人造土壤。

实施例2：制造多元(即含多种造土母质的)人造土壤。按与例1相同步骤进行，分别制得三元人造土壤和十一元人造土壤，二者配方分别如表3、表4所列。

对上述实施例制得的人造土壤进行的小麦、水稻、小白菜、菠菜、小根蒜、花草、槐、柳、榆等作物种植试验均获得成功。表1.一元人造土壤配方表

编号	名称	自身重量(kg)	造土堆肥重量(kg)
				1	黑色泥岩(辽)	2.00	1.25
2	黑色泥岩(本)	2.00	1.25
				3	深灰色煤矸石	2.00	1.25
4	褐色页岩	2.00	1.25
				5	褐灰色油页岩	2.00	1.25
6	灰色粉砂质泥岩	2.00	1.25
				7	黑灰色煤矸石	2.00	1.25
8	灰黄色膨润土	2.00	2.00
				9	灰色硅质板岩	2.00	1.25
10	灰色千枚岩	2.00	1.25
				11	花岗片麻岩	2.00	1.25
12	花岗岩	2.00	1.25
				13	闪长岩	2.00	1.25
14	黑色玄武岩	2.00	1.25
				15	暗紫色安山岩	2.00	1.25
16	砖瓦陶瓷碎块	2.00	1.25
				17	粉煤灰	2.00	1.25
18	水泥	2.00	1.25
				19	矿渣	2.00	1.25
20	干牛粪

表2.造土堆肥配方表

配料名称	重量(kg)
		1号样品黑色泥岩	16.16
12号样品花岗岩	4.46
		20号样品干牛粪	9.80
温水	14.85

表3.三元人造土壤配方表

2号样品重量(kg)	8号样品重量(kg)	12号样品重量(kg)	造土堆肥重量(kg)
				5.30	0.40	2.00	4.70

表4.十一元人造土壤配方表

组  分  重  量(kg)
												样  品  编  号											造土堆肥
1	2	4	5	6	8	10	11	12	15	17
											1.00	2.00	1.00	0.40	0.50	1.20	1.00	1.30	1.20	1.00	1.20	8.00

Claims (1)

1、一种人造土壤技术，其特征在于，该技术乃是利用岩石、工矿建筑业产生的同体废弃物、各种有机物为原料，经过分选、粉碎、研磨，并按一定比例混合后发酵制成造土堆肥，然后将造土堆肥与造土母质即无机原料粉按一定比例混合制成具有一定蓄水、蓄热、透气、肥力、达到植物生长所需基本条件的人造土壤；该技术的实施步骤如下：

1)原料分选将收集到的原料进行分类和细分类；

2)将分类后的无机原料按一定的设计要求在粉碎研磨机械中进行粉碎、研磨，用100孔/cm²的金属筛筛选，制成无机原料粉即造土母质，并分门别类加以储存；

3)将有机原料与无机原料粉按大约1∶2的比例混合后送入中高温厌氧发酵装置在40-50℃温度下经过30-100天充分发酵，制成造土堆肥；

4)将造土堆肥与无机原料粉即造土母质按适当比例混合均匀，制成有机原料占其总量3-10％的人造土壤；

5)对人造土壤做全面测定和评价，按照绿色食品基地使用的土壤标准进行作物种植实验，合格后方可出厂销售、使用。