提高草原土壤肥力的固体矿物组合物的制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种提高草原土壤肥力的固体矿物组合物的制备方法及其应用，属于土壤修复领域。该方法包括发酵设备准备、第一发酵、二次发酵以及搅拌等操作。本发明专利技术的方法制成的组合物，不但起到提供养分的效果，而且还具有修复生态的效果，通过余氯量水和磁化处理的水及其特定的加入方式、特定物质的选择实现组合物的制备。该组合物本身养分充足，所含草籽易于发芽出苗。另外，该组合物中所含的微生物大量的繁殖后会提高风蚀土壤的有机质含量，逐步建立起一个平衡的生态环境，进而使得风蚀和板结的土质实现修复，从根本上解决土壤风蚀和板结问题。

Preparation and Application of Solid Mineral Compositions for Improving Grassland Soil Fertility

【技术实现步骤摘要】
提高草原土壤肥力的固体矿物组合物的制备方法及应用
本专利技术涉及土壤修复领域，具体而言，涉及提高草原土壤肥力的固体矿物组合物的制备方法及应用。
技术介绍
近年来，随着人们长期无节制的掠夺式利用草原资源，致使草原资源日趋枯竭，草原风蚀退化现象日趋严重。典型草原退化的核心过程就是草原植被的破坏所致的草原土壤风蚀加剧。土壤是草原的基础，土壤的营养成分是影响草原环境的重要因素。风蚀过程直接削弱了维系草原生命力的重要因素，使草原栗钙土层厚度及营养成分发生了变化，进而导致草原植被退化，而草原植被退化又进一步地加剧了土壤风蚀，从而使草原生态系统也发生了变化，植被退化与风蚀形成恶性循环。草原生态系统的变化还会衍生出退化土壤板结的问题，该问题是内陆干旱和半干旱草原面临的非常严峻的问题。干旱和半干旱草原生态及草原植被比较脆弱，进而也给草原改良增加了难度。多年来，人们尝试将农业作业的翻、耙、耕等方法应用于草原土壤改良，然而效果甚微，同时也有通过给退化草原外加营养物质的方式改良土壤的报道，例如，以特定比例的有机肥和无机盐作为营养物质，经过特殊处理之后直接喷洒到草原退化土壤，虽然这种方法在短期内有所成效，但是改良效果并不持续，很难从本质上解决土壤风蚀和板结问题。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高草原土壤肥力的固体矿物组合物的制备方法，旨在通过激活草原退化土壤活性，从而促进土壤生态形成良性循环，实现退化草原的修复目的。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种提高草原土壤肥力的固体矿物组合物的制备方法，所述方法包括如下步骤：1)、设置发酵装置，所述发酵装置包括一个侧壁具有空腔的发酵罐体、与发酵罐体的开口相配合的盖体；所述发酵罐体的内壁设置多个通孔，所述发酵罐体的外壁设置多个进液口，所述发酵罐体的底壁内侧设置转盘；2)、将植物秸秆粉、腐叶土、草炭灰、粪肥和矿粉以重量比为10:8:5:12:1的比例混合后置于发酵罐体内，通过进液口输入余氯量在0.1～0.3mg/L的水后于25-30℃温度下发酵3-5周；3)、在将骨粉、嵇康灰和糖浆以重量比为10:35:1比例混合后加入发酵罐，并将经过步骤2)后的发酵物覆盖，通过进液口先后输入微生物菌液和经过磁化处理的水，于30-35℃发酵2-3天；4)、在发酵罐体内加入团粒剂和保水剂后，转动转盘，并通过搅拌桨搅动发酵罐体内含物，同时通过进液口输入余氯量在0.2～0.4mg/L的水，直至发酵罐体内含物的水含量达到8％；5)、将发酵物出罐后，加入滑石粉和沸石粉，搅拌均匀后再18-25℃堆积2-6天，翻拌后加入草籽，并拌匀。本专利技术提供的这种固体矿物组合物的制备方法中，采用特定的发酵装置对特定的物质在特定的条件下进行发酵，发酵罐体的侧壁具有空腔，在将植物秸秆粉、腐叶土、草炭灰、粪肥和矿粉进行发酵的过程中，矿粉主要实现无机盐的补充，植物秸秆粉和草炭灰发酵后会形成大量有机质，以供微生物生长繁殖。作为本申请的关键专利技术点之一，在将上述几种物质发酵的过程中，通过进液口(进液口输水后，通过内壁设置多个通孔进入发酵罐体内)实现余氯量在0.1～0.3mg/L的水(可通过电解的方式实现制备)的输入，该种输水方式由能够缩短发酵时间，而余氯量在0.1～0.3mg/L的水具有特定的杀毒效果，应用到发酵后，可以让植物秸秆粉的腐烂时间缩短40～50％。第一次发酵完成后，加入特定比例的骨粉、嵇康灰和糖浆，并将第一次发酵物覆盖，同时加入经过磁化处理的水和微生物菌液，实现微生物的大量累积。在该步骤中，关键点在于采用磁化处理的水，其可以提高作物生长速度和抗逆行，而且还可以增加保水剂的保水效果。二次发酵结束后，需要加入团粒剂和保水剂，然后再启动转盘和搅拌桨(额外增设)，并且持续输入余氯量在0.2～0.4mg/L的水，直至发酵罐体内含物的水含量达到8％，该含水量的发酵物，其应用后分散效果好，不凝结成团。滑石粉和沸石粉主要是起到修复效果，同时沸石粉还具有补气作用。综上，本专利技术的方法制成的组合物，其应用到，不但可以为风蚀草原土壤提供养分，而且还具有修复生态的效果，进而激活土壤活性。通过余氯量水和磁化处理的水及其特定的加入方式、特定物质的选择实现组合物的制备。该组合物本身养分充足，所含草籽易于发芽出苗，另外，该组合物中所含的微生物大量繁殖后会提高风蚀土壤的有机质含量，逐步建立起一个平衡的生态环境，进而使得风蚀和板结的土质实现修复，从根本上解决土壤风蚀和板结问题。可选的，所述植物秸秆包括按照以下重量百分数配伍的组份：土豆秸杆粉8-20％、玉米芯粉6-20％、高粱秸秆粉9-25％、沙棘秸秆粉10-30％、骆驼刺秸秆粉10-15％、狼毒草粉10-15％、胡麻秸秆粉8-15％、柠条秸秆粉5-15％、苜蓿秸秆10-40％。狼毒草、柠条和苜蓿等组分组合而制成的植物秸秆粉，其腐化后营养物质含量丰富，可累积大量的有机质，与传统的玉米秸秆粉相比，可使得微生物的繁殖速度提高10-12％。可选的，所述粪肥的制备方法包括：将等重量的牛粪、羊粪和鸡粪混合后，加入重量为牛粪、羊粪和鸡粪总重量2-3倍的草炭土混匀后堆积发酵，直至粪土混合物的含水量达到5-7％。该方法制成的粪肥肥效突出，而且密度小，疏松分散，草炭土本生具有多孔结构，以其为主要成分制成的粪肥，可明显提高微生物的繁育速度。可选的，所述磁化处理包括将水通过磁化装置进行磁化处理，所述磁化装置包括：外管、内管和磁化物；所述内管设置在所述外管内，且所述外管和所述内管同轴设置，所述磁化物设置在所述内管和所述外管之间的空隙内；所述外管上设置有保温套。在本申请中，优选的实施方式中，发酵罐体的侧壁空腔自上而下包括第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体之间设置隔板，第一腔体设置磁化水进入口，第二腔体设置含氯水进夜口。而内管和磁化水进入口相连，磁化物优选具有磁性的物质，例如铁磁性物质。普通水在经过内管的过程中，会被铁磁性物质磁化，进而产生一定的负电荷。可选的，所述团粒剂的制备方法包括：将木质素纤维、硅藻土、草炭土按照1：90：50的重量比例混合均匀，向混合物中加入质量为所述木质素纤维3倍的聚丙烯酰胺，随后加入温度为80-90℃的水搅拌至浆状，将浆状物放置于120-140℃的温度下反应1-2小时后粉碎。可选的，所述保水剂的制备方法包括：将经过干燥的风化煤粉碎至300目，加入质量为粉碎后风化煤20％-60％且浓度为60-70％的硫酸反应3-5小时，得到絮状反应物，再在所述絮状反应物中加入质量为所述絮状反应物20-40％的腐殖质后搅拌混匀，得到第一混聚物；以乙酸乙酯和/或二甲苯为溶剂，并在其中加入经过粉碎后的塑料和/或泡沫，溶解24-26小时后，加入质量为粉碎后的塑料和/或泡沫20-25％的淀粉，3-3.5万r/min的转速下剪切乳化2-3小时，得到第二混聚物；将所述第一混聚物和所述第二混聚物以质量比为1：(0.7-0.9)的比例混合后先于2-2.5万r/min的条件下分散搅拌2-5分钟，再于1-1.5万r/min的条件下分散搅拌6-8分钟，得到第三混聚物；将所述第三混聚物和无机盐混合液以质量比为1：(0.2-0.6)的比例混合后搅拌均匀，得到保水剂。可选的，所述草籽包括苜蓿草籽、冰草草籽和狗牙根草本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高草原土壤肥力的固体矿物组合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)、设置发酵装置，所述发酵装置包括一个侧壁具有空腔的发酵罐体、与发酵罐体的开口相配合的盖体；所述发酵罐体的内壁设置多个通孔，所述发酵罐体的外壁设置多个进液口，所述发酵罐体的底壁内侧设置转盘；2)、将植物秸秆粉、腐叶土、草炭灰、粪肥和矿粉以重量比为10:8:5:12:1的比例混合后置于发酵罐体内，通过进液口输入余氯量在0.1～0.3mg/L的水后于25‑30℃温度下发酵3‑5周；3)、在将骨粉、嵇康灰和糖浆以重量比为10:35:1比例混合后加入发酵罐，并将经过步骤2)后的发酵物覆盖，通过进液口先后输入微生物菌液和经过磁化处理的水，于30‑35℃发酵2‑3天；4)、在发酵罐体内加入团粒剂和保水剂后，转动转盘，并通过搅拌桨搅动发酵罐体内含物，同时通过进液口输入余氯量在0.2～0.4mg/L的水，直至发酵罐体内含物的水含量达到8％；5)、将发酵物出罐后，加入滑石粉和沸石粉，搅拌均匀后再18‑25℃堆积2‑6天，翻拌后加入草籽，并拌匀。

【技术特征摘要】
1.一种提高草原土壤肥力的固体矿物组合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)、设置发酵装置，所述发酵装置包括一个侧壁具有空腔的发酵罐体、与发酵罐体的开口相配合的盖体；所述发酵罐体的内壁设置多个通孔，所述发酵罐体的外壁设置多个进液口，所述发酵罐体的底壁内侧设置转盘；2)、将植物秸秆粉、腐叶土、草炭灰、粪肥和矿粉以重量比为10:8:5:12:1的比例混合后置于发酵罐体内，通过进液口输入余氯量在0.1～0.3mg/L的水后于25-30℃温度下发酵3-5周；3)、在将骨粉、嵇康灰和糖浆以重量比为10:35:1比例混合后加入发酵罐，并将经过步骤2)后的发酵物覆盖，通过进液口先后输入微生物菌液和经过磁化处理的水，于30-35℃发酵2-3天；4)、在发酵罐体内加入团粒剂和保水剂后，转动转盘，并通过搅拌桨搅动发酵罐体内含物，同时通过进液口输入余氯量在0.2～0.4mg/L的水，直至发酵罐体内含物的水含量达到8％；5)、将发酵物出罐后，加入滑石粉和沸石粉，搅拌均匀后再18-25℃堆积2-6天，翻拌后加入草籽，并拌匀。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物秸秆包括按照以下重量百分数配伍的组份：土豆秸杆粉8-20％、玉米芯粉6-20％、高粱秸秆粉9-25％、沙棘秸秆粉10-30％、骆驼刺秸秆粉10-15％、狼毒草粉10-15％、胡麻秸秆粉8-15％、柠条秸秆粉5-15％和苜蓿秸秆粉10-40％。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粪肥的制备方法包括：将等重量的牛粪、羊粪和鸡粪混合后，加入重量为牛粪、羊粪和鸡粪总重量2-3倍的草炭土混匀后堆积发酵，直至粪土混合物的含水量达到5-7％。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述磁化处理包括将水通过磁化装置进行磁化处理，所述磁化装置包括：外管、内管和磁化物；所述内管设置在所述外管内，且所述外管和所述内管同轴设置，所述磁化物设置在所述内管和所述外管之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯起，刘蔚，郭瑞，贾冰，陈丽娟，郭小燕，杨林山，
申请(专利权)人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62