CN110423153A - 一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料及其制备方法，该改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料在提高土壤肥力的同时降低土壤的盐分及碱度，改善土壤的理化性状，增加土壤团粒结构，增加土壤的通透性，提高土壤保水、保肥和透气性能，使土壤中可以被植物直接吸收的速效养分大量增加，消除土壤板结，提高植物抗虫、抗逆能力。显著提高耕地综合生产能力；可广泛应用于农业肥料技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及农业肥料技术领域，具体涉及一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料及其制备方法。
背景技术
盐碱地是各类盐土、碱土及盐化、碱化土壤的总称，根据土壤中盐碱含量的多少，一般可分为轻度、中度和重度盐碱地3类，重度盐碱地的钠离子含量较高，土壤表面甚至会析出盐类，造成土壤板结，使农作物低产或不能生长，甚至死亡，土壤盐碱化严重影响了区域生态环境和粮食生产。近年来，随着人们可持续发展意识的提高及政府的提倡推动，越来越多的科研企业逐渐开始研究盐碱地土壤的改良方法，通过施用抗盐碱肥料改善土壤盐碱化，但效果并不明显，无法满足用户的需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料，改善土壤盐碱情况，使植物更好的生长。
为此，本发明提供了一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳中的一种或几种按任意比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在280℃-350℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-150℃温度段的馏分，得到有机酸；
(2)复合酸的制备：将步骤(1)制备的有机酸和脯氨酸发酵液按比例混合均匀，步骤(1)制备的有机酸质量占比70％-80％，脯氨酸发酵液质量占比20％-30％；
(3)混匀：用混合粉碎机将有机肥载体粉碎，将步骤(2)制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，步骤(2)制备的复合酸质量占比5％-20％，有机肥载体质量占比80％-95％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
优选的，一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳中的一种或几种按任意比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在295℃-305℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-105℃温度段的馏分，得到有机酸；
(2)复合酸的制备：将步骤(1)制备的有机酸和脯氨酸发酵液按比例混合均匀，步骤(1)制备的有机酸质量占比70％-75％，脯氨酸发酵液质量占比25％-30％；
(3)混匀：用混合粉碎机将有机肥载体粉碎，将步骤(2)制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，步骤(2)制备的复合酸质量占比10％-20％，有机肥载体质量占比80％-90％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
优选的，一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳中的一种或几种按任意比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在295℃-305℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-105℃温度段的馏分，得到有机酸；
(2)复合酸的制备：将步骤(1)制备的有机酸和脯氨酸发酵液按比例混合均匀，步骤(1)制备的有机酸质量占比75％，脯氨酸发酵液质量占比25％；
(3)混匀：用混合粉碎机将有机肥载体粉碎，将步骤(2)制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，步骤(2)制备的复合酸质量占比15％，有机肥载体质量占比85％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
优选的，步骤(1)制得的有机酸主要包括乙酸、乙烯和木焦油。
优选的，脯氨酸发酵液所含脯氨酸的质量百分含量为5％-15％。
优选的，有机肥载体为烘干过的发酵畜禽粪便、沼渣、生物质炭中的一种或几种以任意比例混合的混合物，水分含量在30％以下。
一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料是由上述方法制备而成。
本发明所用脯氨酸发酵液选用本公司砀山县绿源生态肥料有限公司自己生产的产品，且已申请专利(专利申请号为：ZL201810112581.6)。脯氨酸发酵液与本发明制得的有机酸按比例混合制成复合酸，喷淋到发酵过的有机肥载体上，混合均匀得到改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。在保证复合酸与有机肥载体充分混合吸收的前提下，所加复合酸越多土壤改良效果越好，实践检验复合酸质量占比15％、有机肥载体质量占比85％不会造成复合酸的浪费，且改良土壤效果很好。
本发明提供一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料及其制备方法，具有如下有益效果：
(1)本发明包括的有机酸主要包括乙酸、乙烯和木焦油，乙酸属于有机酸，增加盐碱地土壤中有机质含量的同时可以中和盐碱地里的碱度，降低盐碱地土壤的PH值。且可利用有机酸的增溶作用，提高土壤中硫酸钙、碳酸钙的溶解度，激活土壤中被固化的钙离子，被激活的钙离子通过离子交换作用大量置换与土壤胶体吸附的钠离子，被置换出的钠离子与负价的官能团结合成溶于水的络合物，失去生物有效性，不再危害作物生长，然后随灌溉水流入土壤深处或者直接被植物吸收利用。由于阳离子被封闭，硫酸根离子和氯离子随灌溉水大量进入耕作层以下，不再危害作物生长；
木焦油是一种含烃类、酸类、酚类较高的有机化合物，是烃、酚及其同系物、糖醛、乙酸及其他各种产品的复杂混合物，呈酸性，也可以中和土壤中的碱性，改善土壤理化性质，增加盐碱化土壤中有机质、钾、氮等元素的含量；且其还有杀虫的作用，提高植物的抗虫害能力；
(2)本发明包括脯氨酸，脯氨酸是植物蛋白的组成成分之一，是天然抗虫、驱虫物质，可以调节植物细胞质内的渗透压，还可以稳定生物大分子结构，解除氨毒以降低细胞酸性，降低盐碱地盐分过高对植物细胞吸水的影响，也能作为能量库调节细胞的氧化还原功能，是植物重要的抗逆物质，使植物更好地生长，脯氨酸发酵液中还含有其他氨基酸对植物生长起促进作用。
(3)本发明包括的有机肥载体为烘干过的发酵畜禽粪便、沼渣、生物质炭中的一种或几种混合物，发酵过后会产生真菌，加速有机肥养分的分解及其与盐碱地土壤的结合速度，增加土壤肥力，利于农作物吸收、生长，且其使土壤颗粒胶结起来变成稳定的团粒结构，增加土壤的渗透性，消除土壤板结，增强土壤保水保肥的能力，改良土壤环境。
综上所述，有机酸、脯氨酸、有机肥载体具有强效优势组合效应，能极大的提升产品的综合性能，提高土壤肥力的同时降低土壤的盐分及碱度，改善土壤的理化性状，增加土壤团粒结构，增加土壤的通透性，提高土壤保水、保肥和透气性能，使土壤中可以被植物直接吸收的速效养分大量增加，消除土壤板结，提高植物抗虫、抗逆能力，使植物更好生长，耕地的综合生产能力得到提升。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。
实施例1
一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳按质量比1:1:1的比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在280℃ -310℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-150℃温度段的馏分，得到所述有机酸；
(2)复合酸的制备：将步骤(1)制备的有机酸和质量百分含量在 10％的脯氨酸发酵液按比例混合均匀，步骤(1)制备的有机酸质量占比 70％，脯氨酸发酵液质量占比30％；
(3)混匀：用混合粉碎机将按质量比1:1:1的比例混合的烘干过的发酵的畜禽粪便、沼渣、生物质炭制成的有机肥载体粉碎，将步骤(2) 制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，步骤(2)制备的复合酸质量占比5％，有机肥载体质量占比95％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到所述改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
实施例2
一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳按质量比2:1:1的比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在295℃ -350℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-120℃温度段的馏分，得到所述有机酸；
(2)复合酸的制备：将步骤(1)制备的有机酸和质量百分含量在 15％的脯氨酸发酵液按比例混合均匀，步骤(1)制备的有机酸质量占比 80％，脯氨酸发酵液质量占比20％；
(3)混匀：用混合粉碎机将按质量比2:1:1的比例混合的烘干过的发酵的畜禽粪便、沼渣、生物质炭制成的有机肥载体粉碎，将步骤(2) 制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，步骤(2)制备的复合酸质量占比20％，有机肥载体质量占比80％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到所述改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
实施例3
一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳按质量比1:1:2的比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在290℃ -330℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-130℃温度段的馏分，得到所述有机酸；
(2)复合酸的制备：将步骤(1)制备的有机酸和质量百分含量在 10％的脯氨酸发酵液按比例混合均匀，步骤(1)制备的有机酸质量占比 75％，脯氨酸发酵液质量占比25％；
(3)混匀：用混合粉碎机将按质量比1:1:2的比例混合的烘干过的发酵的畜禽粪便、沼渣、生物质炭制成的有机肥载体粉碎，将步骤(2) 制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，步骤(2)制备的复合酸质量占比10％，有机肥载体质量占比90％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到所述改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
实施例4
一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳按质量比1:2:1的比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在290℃ -310℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-115℃温度段的馏分，得到所述有机酸；
(2)复合酸的制备：将步骤(1)制备的有机酸和质量百分含量在 12％的脯氨酸发酵液按比例混合均匀，步骤(1)制备的有机酸质量占比 77％，脯氨酸发酵液质量占比23％；
(3)混匀：用混合粉碎机将按质量比1:2:1的比例混合的烘干过的发酵的畜禽粪便、沼渣、生物质炭制成的有机肥载体粉碎，将步骤(2) 制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，步骤(2)制备的复合酸质量占比7％，有机肥载体质量占比93％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到所述改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
实施例5
一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳按质量比2:1:1的比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在295℃ -310℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-110℃温度段的馏分，得到所述有机酸；
(2)复合酸的制备：将步骤(1)制备的有机酸和质量百分含量在 8％的脯氨酸发酵液按比例混合均匀，步骤(1)制备的有机酸质量占比 72％，脯氨酸发酵液质量占比28％；
(3)混匀：用混合粉碎机将按质量比1:1:1的比例混合的烘干过的发酵的畜禽粪便、沼渣、生物质炭制成的有机肥载体粉碎，将步骤(2) 制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，步骤(2)制备的复合酸质量占比18％，有机肥载体质量占比82％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到所述改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
实施例6
一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳按质量比1:1:1的比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在295℃ -305℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-105℃温度段的馏分，得到所述有机酸；
(2)复合酸的制备：将步骤(1)制备的有机酸和质量百分含量在 15％的脯氨酸发酵液按比例混合均匀，步骤(1)制备的有机酸质量占比 75％，脯氨酸发酵液质量占比25％；
(3)混匀：用混合粉碎机将按质量比1:1:1的比例混合的烘干过的发酵的畜禽粪便、沼渣、生物质炭制成的有机肥载体粉碎，将步骤(2) 制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，步骤(2)制备的复合酸质量占比15％，有机肥载体质量占比85％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到所述改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
对比例：
本发明提供一种购买于市面上的普通肥料作为对比例。
实验效果对比：
将同一块盐碱地试验田八等份，分别为实施例1组、实施例2组、实施例3组、实施例4组、实施例5组、实施例6组、对照1组、对照2 组，其中实施例1组、实施例2组、实施例3组、实施例4组、实施例5 组、实施例6组的盐碱地试验田分别施用本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6制备的改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料，施用量为100公斤/每亩；对照1组的盐碱地试验田施用购买的对比例的普通肥料，施用量为100公斤/亩；对照2组的盐碱地试验田作为空白实验不施用任何肥料。
分别在实施例1组、实施例2组、实施例3组、实施例4组、实施例5组、实施例6组、对照1组、对照2组的盐碱地试验田里种植玉米，种植措施一致，玉米收获后，对玉米亩产量及种植后的土壤各性能指标测试结果如表1所示：
表1检测结果
实验数据结果表明，施用了本发明的盐碱地试验田没有板结现象，且相比施用普通肥料或者不施用任何肥料的盐碱地试验田的土壤含盐量、碱度及PH值都相应降低，植物亩产量提高，土地的综合性能得到极大的提升，实施例6制备的改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料改良土壤效果最好。
本发明制备的有机酸采用秸秆、锯末、稻壳作为原料，充分利用了农业、工业废料，且不对环境造成污染，使环境可持续发展；有机肥载体为烘干过的发酵畜禽粪便、沼渣、生物质炭，也充分利用了农业的废弃物料，使农业进入一个良性的循环。
本发明制备的有机酸应用范围广泛，既可用于改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料，也可用于调酸剂、酸性农药增效剂、鸟虫驱避剂、饲料添加剂、医疗保健、除臭、水质净化等领域。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳中的一种或几种按任意比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在280℃-350℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-150℃温度段的馏分，得到所述有机酸；
(2)复合酸的制备：将所述步骤(1)制备的有机酸和脯氨酸发酵液按比例混合均匀，所述步骤(1)制备的有机酸质量占比70％-80％，所述脯氨酸发酵液质量占比20％-30％；
(3)混匀：用混合粉碎机将有机肥载体粉碎，将所述步骤(2)制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，所述步骤(2)制备的复合酸质量占比5％-20％，所述有机肥载体质量占比80％-95％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到所述改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
2.根据权利要求1所述的一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳中的一种或几种按任意比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在295℃-305℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-105℃温度段的馏分，得到所述有机酸；
(2)复合酸的制备：将所述步骤(1)制备的有机酸和脯氨酸发酵液按比例混合均匀，所述步骤(1)制备的有机酸质量占比70％-75％，所述脯氨酸发酵液质量占比25％-30％；
(3)混匀：用混合粉碎机将有机肥载体粉碎，将所述步骤(2)制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，所述步骤(2)制备的复合酸质量占比10％-20％，所述有机肥载体质量占比80％-90％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到所述改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
3.根据权利要求2所述的一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)有机酸的制备：将秸秆、锯末、稻壳中的一种或几种按任意比例混合，加入连续式循环流化床装置内进行密封、热解，热解温度控制在295℃-305℃，热解时间为两小时，收集热解后产生的液体进行静置、过滤、蒸馏，保留蒸馏区间为95℃-105℃温度段的馏分，得到所述有机酸；
(2)复合酸的制备：将所述步骤(1)制备的有机酸和脯氨酸发酵液按比例混合均匀，所述步骤(1)制备的有机酸质量占比75％，所述脯氨酸发酵液质量占比25％；
(3)混匀：用混合粉碎机将有机肥载体粉碎，将所述步骤(2)制备的复合酸喷淋到粉碎后的有机肥载体上混合均匀，所述步骤(2)制备的复合酸质量占比15％，所述有机肥载体质量占比85％，喷淋完成后，将喷淋后的有机肥载体调整水分含量在30％以下，最终得到所述改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料。
4.根据权利要求1所述的一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)制得的有机酸主要包括乙酸、乙烯和木焦油。
5.根据权利要求1所述的一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其特征在于，所述脯氨酸发酵液所含脯氨酸的质量百分含量为5％-15％。
6.根据权利要求1所述的一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料的制备方法，其特征在于，所述有机肥载体为烘干过的发酵畜禽粪便、沼渣、生物质炭中的一种或几种以任意比例混合的混合物，水分含量在30％以下。
7.一种改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料，其特征在于，所述改良盐碱和消除土壤板结的有机肥料是由权利要求1-6任一项所述方法制备而成。
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