一种增肥解毒型酸性土壤改良剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种增肥解毒型酸性土壤改良剂的制备方法，属于酸性土壤治理技术领域。本发明专利技术首先以生物质废弃物猪粪和菌糠作为原料，先经发霉，接着炭化得到高孔隙率的生物质炭，再将生物质炭经浓硫酸和高锰酸钾氧化，氧化后再和复含氨基酸和黄酮类的葡萄皮以及生姜皮共混发酵，通过微生物降解将氨基酸和黄酮类物质降解，产生大量游离性的羧基和羰基，并在微生物的自交联作用下将这些含氧官能团羧基和羰基引入到生物炭表面，得到发酵产物，最后将发酵产物和海藻酸钠溶液混合浸渍浓缩，冷冻干燥后粉碎，即得增肥解毒型酸性土壤改良剂，本发明专利技术制得的增肥解毒型酸性土壤改良剂既能提高土壤pH，又能缓解铝毒，还能提高土壤肥力，应用前景广阔。 1

Method for preparing fertilizer and detoxifying acid soil amendment

The invention relates to a method for preparing a fertilizer and detoxifying acidic soil conditioner, which belongs to the technical field of acid soil treatment. The invention first takes the biomass waste pig manure and the mushroom bran as the raw material. First, it is mouldy and then carbonized to get high porosity biomass carbon. Then the biomass carbon is oxidized by concentrated sulfuric acid and Potassium Permanganate. After oxidation, the fermentation of the grape skin and ginger skin is mixed with amino acid and flavonoids, and the amino group is degraded by microorganism. Acids and flavones are degraded to produce a large number of free carboxyl and carbonyl groups, and the carboxyl and carbonyl groups of oxygen containing functional groups and carbonyl groups are introduced to the surface of biological carbon under the self crosslinking action of microbes. The fermentation products are obtained. Finally, the fermentation products are mixed with sodium alginate solution and concentrated, and then they are crushed by freezing drying. The acid soil amelioration agent produced by the invention can not only improve the soil pH, but also relieve the aluminum toxicity and improve the soil fertility, and the application prospect is broad. One

【技术实现步骤摘要】
一种增肥解毒型酸性土壤改良剂的制备方法
本专利技术涉及一种增肥解毒型酸性土壤改良剂的制备方法，属于酸性土壤治理

技术介绍
土壤中存在着各种化学和生物化学反应，导致土体表现出不同的酸碱特征。我国的酸性土壤主要分布在热带和亚热带地区，由于这些地区高温多雨、湿热同季，土壤的风化和淋溶作用强烈，铁铝氧化物明显富积，土壤盐基饱和度较低，pH一般在4.5～6.0的范围。酸化伴随土壤的风化和成土过程而发生。在多雨的自然条件下，降水量大大超过蒸发量，土壤中的淋溶作用非常强烈，使得土壤溶液中的盐基离子易随渗滤水向下移动，土壤中的可溶盐基离子和交换性盐基离子减少。土壤溶液中的氢离子占据阳离子交换位，土壤的盐基饱和度下降，氢饱和度增加。由于土壤交换性氢不稳定，会主动转变为交换性铝，导致土壤酸度明显提高。土壤酸化过程中氢离子主要来源于水、碳酸和有机酸的离解，酸性沉降及生理酸性肥料的施用是加速土壤酸化的人为质子源。土壤层状铝硅酸盐矿物、含铝氧化物和氢氧化物中含有大量的铝，土壤酸化加速土壤中含铝矿物的风化并将大量铝离子释放出来。土壤可溶性铝浓度提高，铝对植物的毒害增加，导致农作物减产、森林退化。铝毒和土壤肥力低下，是酸性土壤限制作物生长的两个重要因素。施用石灰是改良酸性土壤传统而有效的方法，但大量添加石灰会增加农业生产成本并消耗宝贵的矿产资源，并且添加石灰虽然能够暂时提高酸性土壤的pH，但是有效作用时间短，并且石灰对酸性土壤中铝毒和土壤肥力低下的危害却不能解决。因此开发一种新型酸性土壤改良剂，即能提高土壤pH，又能缓解铝毒，还能提高土壤肥力，对酸性土壤治理
具有积极的意义。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前施用石灰是改良酸性土壤传统而有效的方法，但大量添加石灰会增加农业生产成本并消耗宝贵的矿产资源，并且添加石灰虽然能够暂时提高酸性土壤的pH，但是对酸性土壤中铝毒和土壤肥力低下的危害却不能解决的缺陷，提供了一种增肥解毒型酸性土壤改良剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种增肥解毒型酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取猪粪、菌糠和水混合后得到混合浆料，将混合浆料平铺在不锈钢托盘中，再将托盘放入温室中，静置自然发霉9～10天，得到发霉产物；（2）将上述发霉产物放入炭化炉中，再向炭化炉中通入氩气直至置换出所有空气，加热升温，保温炭化2～3h，得到生物炭，将生物炭粉碎40～50min后过50目筛，收集过筛物即为生物炭颗粒；（3）将上述生物炭颗粒和质量分数为90%的硫酸溶液混合后在0～1℃下搅拌反应10～15min，得到反应物，将反应物和硝酸钠以及高锰酸钾混合后在30～35℃下搅拌反应30～40min后，加热升温至80～90℃，继续搅拌反应10～15min；（4）待上述搅拌反应结束后，过滤分离得到滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，直至冲洗液呈中性，将冲洗后的滤渣放入烘箱，干燥，即得氧化生物炭颗粒；（5）将上述氧化生物炭颗粒和葡萄皮以及生姜皮混合后作为发酵底物，将发酵底物装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后取出发酵产物；（6）将上述发酵产物和质量分数为40%海藻酸钠溶液混合后放入旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩3～5h，得到浓缩物，再将浓缩物真空冷冻干燥后放入粉碎机中粉碎，并过100目筛，收集过筛粉末即得增肥解毒型酸性土壤改良剂。步骤（1）中所述的猪粪、菌糠和水的质量比为2:1:3，温室的温度为35～45℃，空气相对湿度为70～80℃。步骤（2）中所述的加热升温的温度为400～500℃。步骤（3）中所述的生物炭颗粒和质量分数为90%的硫酸溶液按质量比为1:5，反应物和硝酸钠以及高锰酸钾的质量比为200:3:20。步骤（4）中所述的干燥的温度为105～110℃，干燥的时间为1～2h。步骤（5）中所述的氧化生物炭颗粒和葡萄皮以及生姜皮的质量比为3:1:1，密封发酵的温度为35～45℃，密封发酵的时间为15～20天。步骤（6）中所述的发酵产物和质量分数为40%海藻酸钠溶液的质量比为1:5，旋蒸浓缩的温度为40～50℃。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术首先以生物质废弃物猪粪和菌糠作为原料，先经发霉，利用微生物微腐使得原料表面和内部产生大量微孔，接着炭化得到高孔隙率的生物质炭，再将生物质炭经浓硫酸和高锰酸钾氧化，氧化后再和复含氨基酸和黄酮类的葡萄皮以及生姜皮共混发酵，通过微生物降解将氨基酸和黄酮类物质降解，产生大量游离性的羧基和羰基，并在微生物的自交联作用下将这些含氧官能团羧基和羰基引入到生物炭表面，得到发酵产物，最后将发酵产物和海藻酸钠溶液混合浸渍浓缩，冷冻干燥后粉碎，即得增肥解毒型酸性土壤改良剂，本专利技术制得的土壤改良剂中由于主要成分为改性后的生物质炭，首先生物质炭表面积巨大，而且氧化和发酵改性作用显著增加了生物质炭表面的含氧官能团数量，从而增强了对土壤阳离子的吸附能力，增加了土壤阳离子的吸附能力，增加了土壤阳离子交换量，从而增强了土壤缓冲能力，提高了酸化土壤的盐基离子保持能力，促进酸化土壤pH值的提升，达到改良酸性土壤的目的；（2）本专利技术制得的土壤改良剂中，改性生物质炭本身灰化碱含量高，可以中和酸性土壤，并且本专利技术将海藻酸钠溶液和改性生物质炭混合浸渍浓缩，使得海藻酸钠吸附固着在生物质炭丰富的孔隙结构中，当使用本专利技术的土壤改良剂中，生物质炭孔隙中的海藻酸钠和土壤中的交换性铝离子接触，由于海藻酸钠含有大量的—COO－，可表现出聚阴离子行为，具有一定的黏附性，而且具有明显的pH敏感性，在酸性土壤中，海藻酸钠G单元上的Na+与交换性铝离子会发生离子交换反应，G单元堆积形成交联网络结构，从而形成水凝胶，由此产生固化层锁住酸性土壤中的交换性铝离子，使得交换性铝离子含量降低，从而达到解除酸性土壤中铝毒的作用，本专利技术制得的土壤改良剂，本身作为有机质，富含氮磷钾元素，而且发酵过程中产生的有机质也能作为肥料，因此施用后显著提高了酸性土壤的肥力，具有广阔的应用前景。具体实施方式按质量比为2:1:3称取猪粪、菌糠和水混合后得到混合浆料，将混合浆料平铺在不锈钢托盘中，再将托盘放入温度为35～45℃，空气相对湿度为70～80℃的温室中，静置自然发霉9～10天，得到发霉产物；将发霉产物放入炭化炉中，再向炭化炉中通入氩气直至置换出所有空气，加热升温至400～500℃，保温炭化2～3h，得到生物炭，将生物炭放入粉碎机中粉碎40～50min后过50目筛，收集过筛物即为生物炭颗粒；将生物炭颗粒和质量分数为90%的硫酸溶液按质量比为1:5混合后在0～1℃下搅拌反应10～15min，得到反应物，将反应物和硝酸钠以及高锰酸钾按质量比为200:3:20混合后在30～35℃下搅拌反应30～40min后，加热升温至80～90℃，继续搅拌反应10～15min；待搅拌反应结束后，过滤分离得到滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，直至冲洗液呈中性，将冲洗后的滤渣放入烘箱，在105～110℃下干燥1～2h，即得氧化生物炭颗粒；将氧化生物炭颗粒和葡萄皮以及生姜皮按质量比为3:1:1混合后作为发酵底物，将发酵底物装入发酵罐中，密封罐口，在35～45℃下密封发酵15～20天，发酵结束后取出发酵产物；将发酵产物和质量分数为40%海藻酸钠溶液按质量比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增肥解毒型酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

【技术特征摘要】
1.一种增肥解毒型酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取猪粪、菌糠和水混合后得到混合浆料，将混合浆料平铺在不锈钢托盘中，再将托盘放入温室中，静置自然发霉9～10天，得到发霉产物；（2）将上述发霉产物放入炭化炉中，再向炭化炉中通入氩气直至置换出所有空气，加热升温，保温炭化2～3h，得到生物炭，将生物炭粉碎40～50min后过50目筛，收集过筛物即为生物炭颗粒；（3）将上述生物炭颗粒和质量分数为90%的硫酸溶液混合后在0～1℃下搅拌反应10～15min，得到反应物，将反应物和硝酸钠以及高锰酸钾混合后在30～35℃下搅拌反应30～40min后，加热升温至80～90℃，继续搅拌反应10～15min；（4）待上述搅拌反应结束后，过滤分离得到滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，直至冲洗液呈中性，将冲洗后的滤渣放入烘箱，干燥，即得氧化生物炭颗粒；（5）将上述氧化生物炭颗粒和葡萄皮以及生姜皮混合后作为发酵底物，将发酵底物装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后取出发酵产物；（6）将上述发酵产物和质量分数为40%海藻酸钠溶液混合后放入旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩3～5h，得到浓缩物，再将浓缩物真空冷冻干燥后放入粉碎机中粉碎，并过100目筛，收集过筛粉末即得增肥解毒...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭舒洋，张晶，
申请(专利权)人：郭舒洋，
类型：发明
国别省市：江苏,32