一种功能有机肥及其生产方法与它的用途技术

本发明专利技术涉及一种含有砷钝化剂的功能有机肥及其生产方法与它的用途。该生产方法包括作物秸秆预处理、制备双金属氧化物、制备畜禽粪便‑赤泥混合物、制备硫酸亚铁铵水溶液、沤制、晾干等步骤。本发明专利技术制备的含有砷钝化剂的功能有机肥具有降低土壤中砷的有效性、培肥土壤等功能，在保障农产品安全高效生产、保护农业生态环境等方面作用重大，在砷中轻度污染地区具有十分广泛的应用前景。

Functional organic fertilizer and production method thereof and use thereof

The invention relates to a functional organic fertilizer containing an arsenic passivating agent and a production method thereof and the use thereof. The production method includes crop straw pretreatment, preparation of double metal oxide, preparation of animal manure red mud mixture, preparation of ammonium ferrous sulfate solution, drying steps, retting. The prepared organic fertilizer containing functional arsenic passivation agent with lower efficiency, soil fertility and other functions of arsenic in soil, a major role in ensuring the safety of agricultural products and efficient production, protection of agricultural ecological environment, it is widely used in the area of arsenic in light pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种功能有机肥及其生产方法与它的用途
本专利技术属于肥料生产
更具体地，本专利技术涉及一种含有砷钝化剂的功能有机肥，还涉及所述功能有机肥的生产方法，还涉及所述功能有机肥的用途。
技术介绍
砷是一种毒性大、对人体健康危害严重的类金属元素，砷在人体内的累积可能导致人体细胞死亡、肌肉萎缩，诱发皮肤、心血管和神经系统疾病，甚至诱发癌症，因此砷的环境行为及其影响等一直受到研究者的重视和关注。近年来，我国在工业化、城镇化快速推进的同时，由于多种原因带来的耕地重金属累积、部分重点区域超标乃至污染的现象加剧，严重影响了农产品质量安全，据2014年4月环境保护部、国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》，我国耕地中污染物点位超标率达19.4％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7％、2.8％、1.8％和1.1％，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。据一些相关调查研究结果，在一些采矿区、冶炼区等高风险地区，土壤中重金属含量超标点位达到40％以上，甚至更高，部分耕地砷含量超过50mg/kg，甚至更高，对农产品安全生产带来了十分严重的威胁。因此，应用钝化剂降低中轻度污染农田中砷的有效性，减少作物对砷的吸收量，已成为近年来保障砷高风险区农产品安全生产的重要措施之一。但是，由于研究起步较晚等多方面原因，目前对降低土壤砷效果好的钝化剂类型少、大多价格昂贵，或者主要以工农业废弃物为主要成分导致其效果较差、稳定性不强等，而且大多数钝化剂使用后对土壤理化性质的影响及环境效应缺乏必要的评价。因此，加快开发效果好、价格便宜、使用简单且能改善土壤理化性质、无环境副效应的砷钝化剂，是砷高风险地区农产品安全生产的必然选择。本专利技术针对中轻度砷污染农田，通过在有机肥中添加多种对砷具有钝化效果的物质并使这些物质相互间形成促进作用，使其能与土壤中的砷形成稳定的化合物，从而大幅度降低土壤中砷的有效性、减少作物的吸收量，同时还能改善土壤的酸性、提高其有机质含量等，最终实现降低作物对砷的吸收、改善土壤理化性质、提高土壤肥力等多种功能。
技术实现思路
[要解决的技术问题]本专利技术的目的是提供一种含有砷钝化剂的功能有机肥。本专利技术的另一个目的是提供含有砷钝化剂的功能性有机肥的生产方法。本专利技术的另一个目的是提供含有砷钝化剂的功能性有机肥的用途。[技术方案]本专利技术是通过下述技术方案实现的。本专利技术涉及一种含有砷钝化剂的功能有机肥的生产方法。该生产方法的步骤如下：A、作物秸秆预处理将自然晾干的植物秸秆切碎，再在炭化炉中在温度300～450℃下进行炭化，得到的植物秸秆生物质炭接着粉碎、筛分，收集直径小于2mm的植物秸秆生物质炭粉；B、制备双金属氧化物将粒度小于1mm的水滑石置于马弗炉中，在400～650℃下煅烧2.8～3.2小时，使其失去层间水及阴离子层，得到镁铝双金属氧化物；C、制备畜禽粪便-赤泥混合物往含水量为以重量计40％以下的畜禽粪便中，加入以畜禽粪便总重量计10～20％的半干赤泥，采用机械方式将畜禽粪便与半干赤泥充分混匀，得到一种畜禽粪便-赤泥混合物；D、混合将15～45重量份在步骤A得到的作物秸秆生物质炭、10～30重量份在步骤B得到的双金属氧化物、100重量份在步骤C得到的畜禽粪便-赤泥混合物与5～15重量份磷酸铁混合均匀，得到一种混合物；E、制备硫酸亚铁铵水溶液将硫酸亚铁铵六水合物(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计8～12％的硫酸亚铁铵水溶液；F、沤制把在步骤D制备的混合物置于水泥池内，按照所述混合物总重量的2.0～10.0％，把在步骤E制备的硫酸亚铁铵水溶液喷洒在所述的混合物上，混合均匀，再转移到水泥池中，覆盖塑料薄膜，沤制10～20天；G、晾干取出步骤F沤制的混合物，晾干至它的水含量为以重量计10％以下，得到所述的含有土壤砷钝化剂的功能有机肥料。根据本专利技术的一种优选实施方式，在步骤A中，所述的植物秸秆是一种或多种选自油菜秸秆、芝麻秸秆或大豆秸秆的植物秸秆。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在步骤A中，切碎的农作物秸秆长度是5～10cm。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在步骤A中，切碎农作物秸秆的炭化时间是1～3h。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述的畜禽粪便是牛粪、猪粪、羊粪、马粪、鸡粪或鸭粪。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在步骤C中，该赤泥的粒度小于2mm，它的含水量为以重量计30％以下。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在步骤D中，作物秸秆生物质炭、双金属氧化物、畜禽粪便-赤泥混合物与磷酸铁的重量比是20～38：12～24：100：6～12。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在步骤F中，所述的水泥池是长度3.0～6.0m、宽度1.5～3.0m、深度0.5～1.0m的长方形或方形水泥池，该水泥池墙体厚度是24～40cm。本专利技术还涉及由所述功能有机肥生产方法生产得到的含有土壤砷钝化剂的功能有机肥料。本专利技术还涉及所述的含有土壤砷钝化剂的功能有机肥料在作为育苗基质与钝化剂中的用途。下面将更详细地描述本专利技术。本专利技术涉及一种含有砷钝化剂的功能有机肥的生产方法。该生产方法的步骤如下：A、作物秸秆预处理将自然晾干的植物秸秆切碎，再在炭化炉中在温度300～450℃下进行炭化，得到的植物秸秆生物质炭接着粉碎、筛分，收集直径小于2mm的植物秸秆生物质炭粉；本专利技术使用的植物秸秆是一种或多种选自油菜秸秆、芝麻秸秆或大豆秸秆的植物秸秆。本专利技术选用这些植物秸秆制备生物质炭粉是由于用这些秸秆制备的生物质炭空隙较大，对本专利技术中具有钝化砷功能的物质具有较强的吸附能力，且这些秸秆生物炭本身具有的含硫、磷等官能团也具有钝化砷的能力。在本专利技术中，农作物秸秆切碎长度为5～10cm是恰当的，因为农作物秸秆切碎长度过长或过短都是不利的，会使其在炭化炉中因为受热不均匀等原因导致炭化不一致，从而影响其结构和效果。根据本专利技术，切碎农作物秸秆在温度300～450℃下炭化1.0～3.0h。如果切碎农作物秸秆的炭化温度低于300℃，则会导致农作物秸秆炭化不完全，所制备的物质不具备生物质炭的相应功能；如果切碎农作物秸秆的炭化温度高于450℃，则可能导致其中含硫、含磷等官能团以及部分碳链结构破坏，使其对砷的钝化能力、对钝化砷相关物质的吸附能力下降，从而降低本专利技术所制备的含有砷钝化剂的功能有机肥的效果降低；因此，切碎农作物秸秆的炭化温度为300～450℃是可行的，优选地是340～410℃；如果切碎农作物秸秆的炭化时间低于1h，则会导致炭化不完全，特别是炭化炉中央的农作物秸秆很难炭化；如果切碎农作物秸秆的炭化时间长于3h，则会导致炭化过度，降低其吸附能力和对砷的钝化能力；因此，切碎农作物秸秆的炭化时间为1～3h是合理的，优选地是1.6～2.4h。优选地，切碎农作物秸秆在温度340～410℃下炭化1.6～2.4h。本专利技术使用的炭化炉是目前市场上销售的产品，例如由河南巩义市孝义润合机械厂以商品名“润合机械”销售的立式炭化炉、自燃式炭化炉等。植物秸秆生物质炭进行粉碎与筛分所使用的设备都是目前市场上销售的产品，例如由陕西连升能源有限公司销售的生物炭粉碎机，可以直接将生物质炭粉碎并过筛。B、制备双金属氧化物将粒度小于1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有砷钝化剂的功能有机肥的生产方法，其特征在于该生产方法的步骤如下：A、作物秸秆预处理将自然晾干的植物秸秆切碎，再在炭化炉中在温度300～450℃下进行炭化，得到的植物秸秆生物质炭接着粉碎、筛分，收集直径小于2mm的植物秸秆生物质炭粉；B、制备双金属氧化物将粒度小于1mm的水滑石置于马弗炉中，在400～650℃下煅烧2.8～3.2小时，使其失去层间水及阴离子层，得到镁铝双金属氧化物；C、制备畜禽粪便‑赤泥混合物往含水量为以重量计40％以下的畜禽粪便中，加入以畜禽粪便总重量计10～20％的半干赤泥，采用机械方式将畜禽粪便与半干赤泥充分混匀，得到一种畜禽粪便‑赤泥混合物；D、混合将15～45重量份在步骤A得到的作物秸秆生物质炭、10～30重量份在步骤B得到的双金属氧化物、100重量份在步骤C得到的畜禽粪便‑赤泥混合物与5～15重量份磷酸铁混合均匀，得到一种混合物；E、制备硫酸亚铁铵水溶液将硫酸亚铁铵六水合物(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计8～12％的硫酸亚铁铵水溶液；F、沤制把在步骤D制备的混合物置于水泥池内，按照所述混合物总重量的2.0～10.0％，把在步骤E制备的硫酸亚铁铵水溶液喷洒在所述的混合物上，混合均匀，再转移到水泥池中，覆盖塑料薄膜，沤制10～20天；G、晾干取出步骤F沤制的混合物，晾干至它的水含量为以重量计10％以下，得到所述的含有土壤砷钝化剂的功能有机肥料。...

【技术特征摘要】
1.一种含有砷钝化剂的功能有机肥的生产方法，其特征在于该生产方法的步骤如下：A、作物秸秆预处理将自然晾干的植物秸秆切碎，再在炭化炉中在温度300～450℃下进行炭化，得到的植物秸秆生物质炭接着粉碎、筛分，收集直径小于2mm的植物秸秆生物质炭粉；B、制备双金属氧化物将粒度小于1mm的水滑石置于马弗炉中，在400～650℃下煅烧2.8～3.2小时，使其失去层间水及阴离子层，得到镁铝双金属氧化物；C、制备畜禽粪便-赤泥混合物往含水量为以重量计40％以下的畜禽粪便中，加入以畜禽粪便总重量计10～20％的半干赤泥，采用机械方式将畜禽粪便与半干赤泥充分混匀，得到一种畜禽粪便-赤泥混合物；D、混合将15～45重量份在步骤A得到的作物秸秆生物质炭、10～30重量份在步骤B得到的双金属氧化物、100重量份在步骤C得到的畜禽粪便-赤泥混合物与5～15重量份磷酸铁混合均匀，得到一种混合物；E、制备硫酸亚铁铵水溶液将硫酸亚铁铵六水合物(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶于蒸馏水中，制备得到浓度为以重量计8～12％的硫酸亚铁铵水溶液；F、沤制把在步骤D制备的混合物置于水泥池内，按照所述混合物总重量的2.0～10.0％，把在步骤E制备的硫酸亚铁铵水溶液喷洒在所述的混合物上，混合均匀，再转移到水泥池中，覆盖塑料薄膜，沤制10～20天；G、晾干取出步骤F沤制的混合物，晾干至它的水含量为以重量计10％以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾希柏，苏世鸣，王亚男，白玲玉，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11