一种石灰性土壤氮磷增效剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及土壤肥料技术和工业废弃物处理技术，具体为一种石灰性土壤氮磷增效剂及其制备方法，解决石灰性土壤氮磷有效性低和施入土壤中肥料氮磷利用率低的问题。石灰性土壤氮磷增效剂按干物质重量比计，味精废液４０～５０份、天然沸石粉３～５份、褐煤４０～５０份、锯末５～７份。其制备为：按干物质重量比，把天然沸石粉加入到浓缩后的味精废液中，混匀，静置，再加入褐煤和锯末，风干，过筛，混匀，分装后得成品。本发明专利技术环境友好，工艺简单，成本低廉，氮磷增效剂可单独施入土壤类型为石灰性土壤的农田，也可与化肥混合后施用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土壤肥料技术和工业废弃物处理技术，具体为。
技术介绍
肥料过量和不科学施用，造成资源浪费、环境污染和农田生产力下降。在我国人地矛盾极为突出、农田高强度利用的条件下问题更为严重。我国氮肥利用率仅为30 35%，磷肥的当季利用率10 20%，低于发达国家20个百分点，施肥效益较低，施肥不合理造成的直接经济损失每年高达500亿元。在一些地区，过量施用氮磷肥并随地表径流流失，是引起水体富营养化的主要因素之一。如施肥面源污染对太湖地区水体氮和磷素富营养化的贡献率分别高达24%和20% (张维理等，中国农业面源污染形势估计及控制对策，中国农业科学，2004,37(7) :1008 1017)。我国在2007年启动了重点基础研究发展计划项目“肥料减施增效与农田可持续利用基础研究”(项目编号2007CB109300)。因此，土壤和肥料氮磷的高效利用技术，目前是土壤肥料领域研究的一个热点，是实现农业资源高效利用的迫切需求，是保障国家粮食安全的战略需要。肥料氮利用率低的主要原因是我国土壤有机质含量相对较低，长效氮肥品种不多。我国针对氮肥增效的技术研发方面的较多的技术积累，但对磷的增效研究相对滞后，氮磷协同增效的成型技术严重不足。土壤中的磷95%左右是固定态磷。磷肥施入土壤后，很快被土壤固定(鲁如坤，土壤植物营养学原理，中国农业出版社，1999)。由于大量广泛使用磷肥，我国土壤中磷素水平呈逐渐增加的趋势，施磷肥的成本增加，但施肥效益降低。土壤磷素活化促释技术是提高肥料磷利用率，提高土壤有效态磷含量的一项关键的技术措施。中国专利技术专利申请公告号CN1061964C和公开号CN101003737A公开了利用解磷微生物活化土壤磷的技术；中国专利技术专利申请公开号CN1831085A和公开号CN101041605A公开了利用腐殖酸类物质活化土壤磷素的技术，但利用有机酸与无机酸协同作用活化土壤磷的成型技术少见报道。采用有机酸和无机酸相结合的技术路线，研制开发环境友好的土壤磷素活化剂，是一项资源高效利用和促进农业可持续发展的重要技术措施。石灰性土壤中，施入的磷肥通过一系列的沉淀反应，最后生成羟基磷灰石或氟磷灰石，成为固定态磷从而大大降低磷肥的生物有效性。通过调节土壤中的酸碱度减少磷的固定、调节土壤中有机阴离子浓度与磷酸根竞争专性吸附位点、增加腐植酸含量将土壤中固定态磷释放为可溶态磷，有机酸分解产生碳酸增加钙、镁和磷酸盐的溶解度等途径，可以提高肥料磷的利用率，减少土壤中磷的固定，促进土壤中固定态磷向有效态磷的转化。因此，研制开发石灰性土壤专用性磷素增效剂，是一项急需的技术措施。以工业废弃物为主要原料制作土壤氮磷增效剂具有双重效果一是进行了工业固体废弃物的无害化处理和资源化利用；二是改良土壤，提高土壤氮磷营养，降低施肥成本，节约资源。利用生物发酵技术合成谷氨酸生产味精，在发酵液中必须加入相应的氮素、氯化钾、磷酸二氢钾、硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰、硫酸铁、硼砂，这些营养物质全部遗留在废液中，同时还含量有残糖、菌体等有机物。离子交换环节中产生的高浓度废液的化学需氧量(CODcr)为30000 45000mg/L、生化需氧量(BOD5)为20000 25000mg/L、固体悬浮物总量(SS)10000 15000mg/L，NH3-N 含量为 10000_15000mg/L、S0广量为 40000 50000mg/L，pH值2 3，是一种处理难度高的工业废物(买文宁等.味精发酵母液综合处理工艺技术.河南科学，2002，20 (4) :388 391)。目前，利用味精生产过程中离子交换高浓度废液生产肥料是资源化利用的一个途径，但多数技术通过废液蒸发浓缩制成干粉，再配加氮磷钾及微量元素，制成复合肥(中国专利技术专利申请分开号CN1136029A、CN1169474A、CN1442396A、CN1288877A、CN1170789C、CN101045657A、CN101037353A ;季保德.用味精废液沉淀物生产有机复合肥的新工艺.磷肥与复肥，2002，17 (3) :55-57 ;王永泉，高立栋.谷氮酸发酵尾液生产有机无机复混肥料发酵科技通讯，2007 ，36 (2) :25-26)。其中，废液制备干粉环节的能耗高，添加磷酸二铵或磷酸一铵的成本相对也较高，除极少数技术进行产业化生产外，大多技术推广应用难度较大。若原液浓缩2 4倍，使废物含固量30 50%，再添加其他原料中和水分，则成本大大降低。固液浓缩后氮和SO/—含量较高，本身是很好的氮素，其中含量大量的氨基酸对磷素具有一定的活化作用，配以其他固体原料，生产氮磷增效剂，达到废物无害化处理和资源化利用的双重目的，是一项较为理想的技术措施。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供；利用味精生产离子交换过程中产生的高浓度废液的浓缩液，加入天然沸石粉、褐煤和锯末，制作氮磷增效剂；环境友好，工艺简单，成本低廉，主要解决石灰性土壤氮磷有效性低和肥料氮磷利用率低的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下本专利技术中，石灰性土壤氮磷增效剂成分按干物质重量计味精废液40 50份、天然沸石粉3 5份、褐煤40 50份、锯末5 7份。本专利技术中，土壤氮磷增效剂的制备方法是按干物质重量比，把天然沸石粉加入到浓缩后的味精废液中，混匀，静置，再加入褐煤和锯末，风干，过筛，混匀，分装后得成品。具体制作方法详述如下I)选用味精生产过程中在离子交换环节产生的高浓度废液，采用絮凝气浮-三效减压浓缩蒸发法，使原液经过蒸发浓缩2 3倍，至固体物质重量含量为30 50% (买文宁等·河南科学，2002，20 (4) :388 391)。2)按配比向浓缩液中加入天然沸石粉，混匀，静置22 26小时；按配比加入褐煤和锯末,通过机械混合均勻。3)混合物风干至含水量10 15% (重量)，混匀，过5目或10目筛，分装，得成品O本专利技术的石灰性土壤氮磷增效剂的主要作用机理如下通过对味精废液和土壤中铵的吸附达到保氮增效的效果；通过有机酸与磷酸根离子竞争吸附位点活化土壤磷，并减少肥料磷的固定；硫酸根与土壤中的碳酸钙反应，产生碳酸，增加钙、镁等的溶解度，从而提高可溶性磷酸盐含量，提高土壤有效磷含量。味精生产工艺离子交换环节产生的高浓度废液含有各种氨基酸、残糖、氮、磷、钾和多种植物生长所需的微量元素，废液本身能提供一定的氮和磷营养元素；其中的氨基酸和生产发酵过程中产生的小分子有机酸对磷素具有很好的活化作用，是一种较好的磷素增效剂原料。天然沸石粉为强吸附剂，可有效吸附废液中的氨氮。天然沸石晶体的大量孔穴和通道，使沸石具有很大比表面积，加之特殊的分子结构而形成的较大静电引力，使沸石有着相当大的应力场。当沸石内部的孔穴和通道一旦有“空缺”时，沸石就会表现出极强的吸附能力，可有效吸附阴阳离子。同时，天然沸石本身也具有良好的保持土壤氮素和促进磷素释放、减少磷素固定的作用。 褐煤中腐植酸与味精废液中的硫酸根作用，酸化后成为活化的腐植酸。活化腐植酸具有保持氮素和减少磷素固定的作用。锯末用于中和水分，其中的木质素和纤维素类物质施入土壤后分解，产生有机酸，具有保持氮素和活化磷素的作用。本专利技术具有如下优点I.本专利技术工艺简单，容易实施，原料充足，所用原料价格低廉。2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石灰性土壤氮磷增效剂，其特征在于：所述增效剂按干物质重量比计，味精废液４０～５０份、天然沸石粉３～５份、褐煤４０～５０份、锯末５～７份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜勇，张玉革，梁文举，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]