本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)炭基酸性土壤調(diào)節(jié)劑的制備方法，屬于土壤調(diào)節(jié)劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
土壤是人類最基本的生產(chǎn)資料，是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。在我國，土地資源不但非常有限，而且，因成土因素或人為因素導(dǎo)致具有障礙因子的土壤還存在相當(dāng)比例，其中包括侵蝕、質(zhì)地不良、結(jié)構(gòu)或耕性差、鹽堿、酸化、有毒物質(zhì)污染、土壤中存在妨礙植物根系生長的不良土層、土壤水分過多或不足、肥力低下或營養(yǎng)元素失衡等。通常情況下，這些障礙性土壤很難利用，而近些年來利用土壤調(diào)理劑進(jìn)行改良呈現(xiàn)出較好的效果。
生物質(zhì)炭是生物質(zhì)高溫裂解的固體產(chǎn)物，具有很多特異的性質(zhì)，如多孔、高度穩(wěn)定性、高度芳香化、表面有大量的多種官能團(tuán)，同時(shí)帶有正負(fù)2種電荷，能夠吸附分子和陰陽離子、極性和非極性物質(zhì)。原材料、裂解溫度、裂解時(shí)間等是影響生物質(zhì)炭物理、化學(xué)特性的主要因素，一般說來，在一定范圍內(nèi)，隨著裂解溫度的升高、反應(yīng)時(shí)間的延長，生物質(zhì)炭的比表面積增大、芳香化結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，灰分含量及pH升高，速效養(yǎng)分和鈣、鎂含量也隨之升高。
土的酸化是指在自然和人為條件下土壤pH值下降的現(xiàn)象，是土壤退化中一個(gè)重要方面。土壤酸化不僅使得土壤中Ca、Mg、P等營養(yǎng)元素流失，而且使得土壤中各種金屬和重金屬化合物的溶解度提高，增加了重金屬元素對(duì)環(huán)境的危害，致使土地質(zhì)量持續(xù)惡化，已成為制約我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要問題。因此，研發(fā)一種生物質(zhì)炭基土壤調(diào)理劑以顯得尤為重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)傳統(tǒng)的酸性土壤調(diào)理劑不僅使得土壤中Ca、Mg、P等營養(yǎng)元素流失，而且使得土壤中各種金屬和重金屬化合物的溶解度提高，增加了重金屬元素對(duì)環(huán)境的危害，致使土地質(zhì)量持續(xù)惡化的缺陷，本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)炭基酸性土壤調(diào)節(jié)劑的制備方法，本發(fā)明首先利用畜禽糞便、木屑，土壤根瘤菌等進(jìn)行發(fā)酵制得土壤營養(yǎng)基，再將白云石和粉煤灰等進(jìn)行球磨，制得復(fù)合石粉，再與土壤營養(yǎng)基混合，并移植豌豆植株培養(yǎng)生長，通過豌豆植株生長過程中活化培育土中的營養(yǎng)成分，再將豌豆植株熱解制成生物質(zhì)炭，經(jīng)活化后與培育土粉末混合，并轉(zhuǎn)入造粒機(jī)中制成顆粒，包裝封袋后制得生物質(zhì)炭基酸性土壤調(diào)節(jié)劑，本發(fā)明制備的生物質(zhì)炭基酸性土壤調(diào)節(jié)劑能夠打破土壤板結(jié)、疏松土壤、提高土壤透氣性，具有改良土壤，保水抗旱，增強(qiáng)農(nóng)作物抗病能力，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，恢復(fù)農(nóng)作物原生態(tài)的功能，大幅度提高植樹成活率和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
（1）按重量份數(shù)計(jì)，稱取30～50份畜禽糞便，10～12份木屑，8～10份米糠，1～2份腐植酸鎂，1～2份腐植酸鈣，3～5份大豆根瘤，8～10份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%葡萄糖溶液，裝入混料機(jī)中混合均勻，并在36～38℃下堆制發(fā)酵20～30天，得土壤營養(yǎng)基；
（2）稱取1～3kg白云石，500～600g粉煤灰，100～150g蛭石，30～60g硅藻土，裝入球磨機(jī)中球磨2～4h，過200目篩，得復(fù)合石粉，將復(fù)合石粉與100～120g上述土壤營養(yǎng)基混合，再移植30～40株豌豆植株，控制溫度為10～15℃，每3～5天加入5～6g上述土壤營養(yǎng)基，100～120mL去離子水，培育4～6個(gè)月，收集培育土和豌豆植株，備用；
（3）將上述豌豆植株自然風(fēng)干后，裝入粉碎機(jī)中粉碎，過60目篩，將過篩后的粉末轉(zhuǎn)入馬弗爐中，在氬氣氛圍下，以300～500℃熱解1～2h，冷卻至室溫，得生物質(zhì)炭，稱取50～100g生物質(zhì)炭，2～3g磷酸氫二鉀，1～2g磷酸氫二胺，混合均勻后裝入馬弗爐中，在氮?dú)夥諊?，加熱?00～400℃活化1～2h，冷卻至室溫后，得活化生物質(zhì)炭；
（4）稱取100～120g步驟（2）制備的培育土，裝入干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，再將其加入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩后的培育土粉末與15～20g上述活化生物質(zhì)炭混合均勻后，轉(zhuǎn)入造粒機(jī)中制成粒徑為1～3mm顆粒，隨后包裝封袋，得生物質(zhì)炭基酸性土壤調(diào)節(jié)劑。
本發(fā)明的應(yīng)用方法：在油菜種子播種前，將本發(fā)明制得的土壤調(diào)節(jié)劑均勻的撒入土壤表層，于8～10cm深度進(jìn)行翻耕，施加量為4000～5000g/畝，待撒入完成后，即可播種油菜種子，與使用傳統(tǒng)的土壤調(diào)節(jié)劑相比，其持水量提高了15.8～17.9%，土壤容重較原先下降了0.44～0.64g/cm3，使油菜中營養(yǎng)成分含量提高了10.9～12.9%，使種植的油菜產(chǎn)量提高15.9～17.51%。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明制得的酸性土壤調(diào)節(jié)劑可以有效提高土壤有效成分的水平，作物籽粒營養(yǎng)成分的含量及產(chǎn)量明顯提升，肥效持久，增產(chǎn)增收；
（2）本發(fā)明制備的酸性土壤調(diào)節(jié)劑制備方法工藝簡(jiǎn)單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
按重量份數(shù)計(jì)，稱取30～50份畜禽糞便，10～12份木屑，8～10份米糠，1～2份腐植酸鎂，1～2份腐植酸鈣，3～5份大豆根瘤，8～10份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%葡萄糖溶液，裝入混料機(jī)中混合均勻，并在36～38℃下堆制發(fā)酵20～30天，得土壤營養(yǎng)基；稱取1～3kg白云石，500～600g粉煤灰，100～150g蛭石，30～60g硅藻土，裝入球磨機(jī)中球磨2～4h，過200目篩，得復(fù)合石粉，將復(fù)合石粉與100～120g上述土壤營養(yǎng)基混合，再移植30～40株豌豆植株，控制溫度為10～15℃，每3～5天加入5～6g上述土壤營養(yǎng)基，100～120mL去離子水，培育4～6個(gè)月，收集培育土和豌豆植株，將上述豌豆植株自然風(fēng)干后，裝入粉碎機(jī)中粉碎，過60目篩，將過篩后的粉末轉(zhuǎn)入馬弗爐中，在氬氣氛圍下，以300～500℃熱解1～2h，冷卻至室溫，得生物質(zhì)炭，稱取50～100g生物質(zhì)炭，2～3g磷酸氫二鉀，1～2g磷酸氫二胺，混合均勻后裝入馬弗爐中，在氮?dú)夥諊?，加熱?00～400℃活化1～2h，冷卻至室溫后，得活化生物質(zhì)炭；稱取100～120g培育土，裝入干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，再將其加入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩后的培育土粉末與15～20g上述活化生物質(zhì)炭混合均勻后，轉(zhuǎn)入造粒機(jī)中制成粒徑為1～3mm顆粒，隨后包裝封袋，得生物質(zhì)炭基酸性土壤調(diào)節(jié)劑。
實(shí)例1
按重量份數(shù)計(jì)，稱取30份畜禽糞便，10份木屑，8份米糠，1份腐植酸鎂，1份腐植酸鈣，3份大豆根瘤，8份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%葡萄糖溶液，裝入混料機(jī)中混合均勻，并在36℃下堆制發(fā)酵20天，得土壤營養(yǎng)基；稱取1kg白云石，500g粉煤灰，100g蛭石，30g硅藻土，裝入球磨機(jī)中球磨2h，過200目篩，得復(fù)合石粉，將復(fù)合石粉與100g上述土壤營養(yǎng)基混合，再移植30株豌豆植株，控制溫度為10℃，每3天加入5g上述土壤營養(yǎng)基，100mL去離子水，培育4個(gè)月，收集培育土和豌豆植株，將上述豌豆植株自然風(fēng)干后，裝入粉碎機(jī)中粉碎，過60目篩，將過篩后的粉末轉(zhuǎn)入馬弗爐中，在氬氣氛圍下，以300℃熱解1h，冷卻至室溫，得生物質(zhì)炭，稱取50g生物質(zhì)炭，2g磷酸氫二鉀，1g磷酸氫二胺，混合均勻后裝入馬弗爐中，在氮?dú)夥諊?，加熱?00℃活化1h，冷卻至室溫后，得活化生物質(zhì)炭；稱取100g培育土，裝入干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，再將其加入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩后的培育土粉末與15g上述活化生物質(zhì)炭混合均勻后，轉(zhuǎn)入造粒機(jī)中制成粒徑為1mm顆粒，隨后包裝封袋，得生物質(zhì)炭基酸性土壤調(diào)節(jié)劑。
在油菜種子播種前，將本發(fā)明制得的土壤調(diào)節(jié)劑均勻的撒入土壤表層，于8cm深度進(jìn)行翻耕，施加量為400g/畝，待撒入完成后，即可播種油菜種子，與使用傳統(tǒng)的土壤調(diào)節(jié)劑相比，其持水量提高了15.8%，土壤容重較原先下降了0.44g/cm3，使油菜中營養(yǎng)成分含量提高了10.9%，使種植的油菜產(chǎn)量提高15.9%。
實(shí)例2
按重量份數(shù)計(jì)，稱取50份畜禽糞便，12份木屑,10份米糠，2份腐植酸鎂，2份腐植酸鈣，5份大豆根瘤，10份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%葡萄糖溶液，裝入混料機(jī)中混合均勻，并在,38℃下堆制發(fā)酵30天，得土壤營養(yǎng)基；稱取3kg白云石，600g粉煤灰，150g蛭石，60g硅藻土，裝入球磨機(jī)中球磨4h，過200目篩，得復(fù)合石粉，將復(fù)合石粉與120g上述土壤營養(yǎng)基混合，再移植40株豌豆植株，控制溫度為15℃，每5天加入6g上述土壤營養(yǎng)基，120mL去離子水，培育6個(gè)月，收集培育土和豌豆植株，將上述豌豆植株自然風(fēng)干后，裝入粉碎機(jī)中粉碎，過60目篩，將過篩后的粉末轉(zhuǎn)入馬弗爐中，在氬氣氛圍下，以500℃熱解2h，冷卻至室溫，得生物質(zhì)炭，稱取100g生物質(zhì)炭，3g磷酸氫二鉀，2g磷酸氫二胺，混合均勻后裝入馬弗爐中，在氮?dú)夥諊?，加熱?00℃活化2h，冷卻至室溫后，得活化生物質(zhì)炭；稱取120g培育土，裝入干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，再將其加入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩后的培育土粉末與20g上述活化生物質(zhì)炭混合均勻后，轉(zhuǎn)入造粒機(jī)中制成粒徑為3mm顆粒，隨后包裝封袋，得生物質(zhì)炭基酸性土壤調(diào)節(jié)劑。
在油菜種子播種前，將本發(fā)明制得的土壤調(diào)節(jié)劑均勻的撒入土壤表層，于10cm深度進(jìn)行翻耕，施加量為500g/畝，待撒入完成后，即可播種油菜種子，與使用傳統(tǒng)的土壤調(diào)節(jié)劑相比，其持水量提高了17.9，土壤容重較原先下降了0.64g/cm3，使油菜中營養(yǎng)成分含量提高了12.9%，使種植的油菜產(chǎn)量提高17.51%。
實(shí)例3
按重量份數(shù)計(jì)，稱取40份畜禽糞便，11份木屑，9份米糠，2份腐植酸鎂，2份腐植酸鈣，4份大豆根瘤，9份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%葡萄糖溶液，裝入混料機(jī)中混合均勻，并在37℃下堆制發(fā)酵25天，得土壤營養(yǎng)基；稱取2kg白云石，550g粉煤灰，125g蛭石，45g硅藻土，裝入球磨機(jī)中球磨3h，過200目篩，得復(fù)合石粉，將復(fù)合石粉與110g上述土壤營養(yǎng)基混合，再移植35株豌豆植株，控制溫度為13℃，每4天加入6g上述土壤營養(yǎng)基，110mL去離子水，培育5個(gè)月，收集培育土和豌豆植株，將上述豌豆植株自然風(fēng)干后，裝入粉碎機(jī)中粉碎，過60目篩，將過篩后的粉末轉(zhuǎn)入馬弗爐中，在氬氣氛圍下，以400℃熱解2h，冷卻至室溫，得生物質(zhì)炭，稱取75g生物質(zhì)炭，3g磷酸氫二鉀，2g磷酸氫二胺，混合均勻后裝入馬弗爐中，在氮?dú)夥諊?，加熱?50℃活化2h，冷卻至室溫后，得活化生物質(zhì)炭；稱取110g培育土，裝入干燥箱中，在108℃下干燥至恒重，再將其加入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩后的培育土粉末與18g上述活化生物質(zhì)炭混合均勻后，轉(zhuǎn)入造粒機(jī)中制成粒徑為2mm顆粒，隨后包裝封袋，得生物質(zhì)炭基酸性土壤調(diào)節(jié)劑。
在油菜種子播種前，將本發(fā)明制得的土壤調(diào)節(jié)劑均勻的撒入土壤表層，于9cm深度進(jìn)行翻耕，施加量為450g/畝，待撒入完成后，即可播種油菜種子，與使用傳統(tǒng)的土壤調(diào)節(jié)劑相比，其持水量提高了16.9，土壤容重較原先下降了0.54g/cm3，使油菜中營養(yǎng)成分含量提高了11.9%，使種植的油菜產(chǎn)量提高16.51%。