一种兼顾土壤改良与碳汇的生物质炭与生物钙型土壤改良剂 |
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| 申请号 | CN202311694987.7 | 申请日 | 2023-12-08 | 公开(公告)号 | CN117801823A | 公开(公告)日 | 2024-04-02 |
| 申请人 | 山东祥桓环境科技有限公司; 济南祥丰能源技术有限公司; | 发明人 | 曹荣莉; 马春元; 朱振坤; 宋德升; 潘峰; 张鑫; 陈双双; 孙鹏; 李伟明; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于 土壤 改良技术领域，提供了一种兼顾 土壤改良 与 碳 汇的 生物 质 炭与生物 钙 型 土壤改良剂 ，按重量份数计，包括生物质炭粉30～35份、 木醋液 5～10份、活化牡蛎生物壳粉30～35份、 黄腐酸 5～10份、 豆粕 25～30份、生物菌剂0.05～0.1份、聚谷 氨 酸5～10份。通过在盐 碱 地10～20cm处添加土壤改良剂，可有效改良碱性土壤，尤其是pH值大于8的碱性土壤，可改善土壤环境，修复盐碱土壤。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种兼顾土壤改良与碳汇的生物质炭与生物钙型土壤改良剂，其特征在于，由如下重量份的原料组成：生物质炭粉30～35份、木醋液5～10份、活化牡蛎生物壳粉30～35份、黄腐酸5～10份、豆粕25～30份、生物菌剂0.05～0.1份、聚谷氨酸5～10份。 |
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| 说明书全文 | 一种兼顾土壤改良与碳汇的生物质炭与生物钙型土壤改良剂技术领域背景技术[0002] 公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。 [0003] 盐碱土都是在一定的自然条件下形成的，其形成实质主要是各种溶性盐类在地面做水平或垂直方向的重新分配，从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐集聚起来。盐碱土多发生在气候干旱且地下水位高，地势低洼，没有排水出路的地方。地下水都含有一定的盐分，如其水面接近地面，而该地区又比较干旱，由于毛细作用上升到地表的水蒸发后，便留下了盐分，日积月累，土壤含盐量逐渐增加，形成盐碱土；如是洼地，且没有排水出路，则洼地水分蒸发后，即流下盐分，也形成盐碱地。 [0004] 盐碱土最大的特点就是通透性差，盐分高，土壤渗透压高，植物易脱水，难以存活，土壤中磷、锌、锰、硼和钼等养分的有效性下降。盐碱土最直观特征是土壤板结，土壤结构性差，灌溉后土粒很容易自动分散，并形成结皮，阻止水分渗入和降低土壤贮水能力，“板”是现象，“贫瘠”是本质。尤其是某些地区，土壤pH值几乎都大于8.5，属于强碱性土壤，许多水位较低的土壤含盐量均在0.4％以上，严重影响植物正常生长。 [0006] 木醋液是生物质热化学转化利用构成中产生的一个主要产品。木醋液主要成分是水，同时含有大量的有机物质，如酸类物质、酚类物质、酮类物质、醛类物质等。大量有机物质的存在，使木醋液具有抗氧化作用、抑菌作用、植物生长调节作用等，被广泛的用作抗氧化剂、杀虫剂、植物生长调节剂、土壤改良剂等。 [0007] 木醋液具有优良的抗氧化性，同时毒性试验证明其具有良好的安全性，可作为抗氧化剂用于食品保鲜和抗氧化，前景广阔。酚类物质是木醋液具有抗氧化性的主要活性成分。因此，制备富含酚类物质的木醋液、提高木醋液抗氧化活性，是木醋液高效、高值化利用的重要途径。 发明内容[0009] 为了解决上述问题，本发明提供一种调酸降碱土壤改良修复剂的制备及其应用。 [0010] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： [0011] 本发明的第一个方面，提供了一种兼顾土壤改良与土壤碳汇的生物质炭土壤改良剂，由如下重量份的原料组成，生物质炭粉30～35份、木醋液5～10份、活化牡蛎生物壳粉30～35份、黄腐酸5～10份、豆粕25～30份、生物菌剂0.05～0.1份、聚谷氨酸5～10份。 [0014] 一次发酵后加入生物菌剂，控制发酵温度40℃、曝气风量3～4m3/min一次发酵20～30天； [0015] 二次发酵后的物料添加黄腐酸、聚谷氨酸微量营养元素，添加木醋液至物料含水率为10～15％，然后挤压造粒，制成颗粒状； [0016] 将颗粒物料通过烘干或晾晒，即制得土壤改良剂。 [0017] 具体的，所述生物质炭粉与木醋液皆为秸秆、树枝等生物质通过热解制得，保证了绿色安全性，实现了土壤碳汇的效果。 [0018] 在一些实施例中，所述活化牡蛎壳粉是牡蛎壳通过高温烘焙工艺精制而成，优选地，活化牡蛎粉的制备方法包括：经过超微粉碎处理的牡蛎壳粉，粒径为10‑25μm，采用回转式高温煅烧设备进行处理，在650～800℃条件下，煅烧周期为15min～30min，快速高效的将牡蛎壳中的CaCO3主要成分高温煅烧为CaO，释放出CO2，形成复杂的多孔结构，同时保留牡蛎中的镁、锶、铁等微量元素。 [0020] 具体的，所述活化牡蛎壳粉，通过生物活化作用将牡蛎壳中的碳酸钙转化为速效钙、氧化钙、氢氧化钙等易被植物吸收的成分。 [0021] 具体的，所述木醋液含有的有机成分种类达百余种，其中有胺类、甲胺类、二甲胺类、毗吮类等分子中含氮的碱类物质以及K、Ca、Mg、Zn、Ge、Mn、Fe等微量元素，对植物生长具有促进作用。 [0022] 具体的，所述黄腐酸来源于甘蔗提取物，黄腐酸分子量小，易被吸收。 [0024] 具体的，所述生物菌剂为巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌两种功能菌。 [0025] 本发明的有益效果 [0026] (1)本发明中生物质炭留在土壤，继续改良土壤生态，同时实现了土壤碳汇。 [0027] (2)本发明中木醋液的酸性及富含有机质的特性，可以有效缓解盐碱化速度，尤其是pH值大于8的强碱性土壤，可改善土壤环境，修复盐碱不良土壤。 [0028] (3)本发明将生物质炭粉、活化牡蛎生物壳粉与豆柏进行二次发酵，通过生物活化作用将牡蛎壳中的碳酸钙转化为速效钙、氧化钙、氢氧化钙等易被植物吸收的成分，提高了肥效；同时，各有效成分可协同配合，有效抑制土壤水分蒸发，改善土壤中的酸碱平衡，将土壤中的有害离子络合稳定化后实现无害化处理，从而有效改善土壤环境。 [0029] (4)本发明中的土壤改良修复剂具有一定的肥效，可有效增强作物的生长，利于植物根系的生长。 [0032] 图1为施用本发明兼顾土壤改良与土壤碳汇的生物质炭土壤改良剂的小油菜比空白组长势对比图，其中，CK组为对照组，LF组为处理组。 [0033] 图2为本发明牡蛎粉回转式高温煅烧设备。 具体实施方式[0034] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。 [0035] 下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。 [0036] 以下实施例中，活化牡蛎粉的制备方法，购买自市场上经过超微粉碎处理的牡蛎壳粉，粒径为10‑25μm，采用回转式高温煅烧设备进行处理，在650℃条件下，煅烧周期为15min，快速高效的将牡蛎壳中的CaCO3主要成分高温煅烧为CaO，释放出CO2，形成复杂的多孔结构，同时保留牡蛎中的镁、锶、铁等微量元素。 [0037] 生物菌剂由巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌组成，二者的比例为1：1。 [0038] 实施例1：一种兼顾土壤改良与碳汇的生物质炭与生物钙型土壤改良剂的制备[0039] 1.原料组成： [0040] 按重量份数计，包括：生物质炭粉32份、木醋液8份、活化牡蛎生物壳粉32份、黄腐酸8份、豆粕28份、生物菌剂0.08份、聚谷氨酸8份。 [0041] 2.制备方法： [0042] 将生物质炭粉、活化牡蛎生物壳粉、豆粕混合均匀进行一次发酵，控制温度40℃、3 曝气风量3m/min一次发酵2天； [0043] 一次发酵后加入生物菌剂，控制发酵温度40℃、曝气风量3m3/min一次发酵20天； [0044] 二次发酵后的物料添加黄腐酸、聚谷氨酸微量营养元素，添加木醋液至物料含水率为10％，然后挤压造粒，制成颗粒状； [0045] 将颗粒物料通过烘干或晾晒，即制得土壤改良剂。 [0046] 实施例2 [0047] 一种兼顾土壤改良与碳汇的生物质炭与生物钙型土壤改良剂的制备 [0048] 1.原料组成： [0049] 按重量份数计，包括：生物质炭粉30份、木醋液5份、活化牡蛎生物壳粉30份、黄腐酸5份、豆粕25份、生物菌剂0.05份、聚谷氨酸5份。 [0050] 2.制备方法：同实施例1。 [0051] 实施例3 [0052] 一种兼顾土壤改良与碳汇的生物质炭与生物钙型土壤改良剂的制备 [0053] 1.原料组成： [0054] 按重量份数计，包括：生物质炭粉35份、木醋液10份、活化牡蛎生物壳粉35份、黄腐酸10份、豆粕30份、生物菌剂0.1份、聚谷氨酸10份。 [0055] 2.制备方法：同实施例1。 [0056] 试验例： [0057] 为验证兼顾土壤改良与土壤碳汇的生物质炭土壤改良剂在增加土壤有机质改良土壤方面的应用，在偏贫瘠土壤中进行种植试验。 [0058] 试验容器选择长×宽×高＝45cm×30cm×26cm的菜盆，试验土壤选择济南市南部山区并渡口村河滩砂质土壤，该地土壤肥力较低，土壤有机质含量为10.2～11.4g/kg，可能是由于逐年种植果树，施加肥料偏多等原因，土壤偏酸性，pH值为5.8～6.2。 [0059] 试验设置一个实验组，一个对照组，空白对照(CK)，兼顾土壤改良与土壤碳汇的生物质炭土壤改良剂(LF)。田间管理三个月后采用上述相同方法再次采集土壤样品。 [0060] (1)作物表观生长 [0061] 从图1中可以看出，施用兼顾土壤改良与土壤碳汇的生物质炭土壤改良剂的小油菜明显比空白组长势要好，LF组植株粗壮、叶片厚实油绿，根系发达，施用兼顾土壤改良与土壤碳汇的生物质炭土壤改良剂能大幅度提高作物产量。 [0062] (2)不同处理组土壤pH值 [0063] 表1 [0064] [0065] 表1中数据可以看出，通过施用兼顾土壤改良与土壤碳汇的生物质炭土壤改良剂，可以改良土壤的酸碱性，逐渐偏向于中性土壤，增加土壤的有机质，增强土壤的肥力。随着改良剂的逐年施加，会逐渐起到改良土壤、调节土壤酸碱平衡的作用。 [0066] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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