一种高保水性土壤生物改良剂.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610092667.8

申请日:

20160219

公开号:

CN105969381A

公开日:

20160928

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

C09K17/40,B09C1/08

主分类号:

C09K17/40,B09C1/08

申请人:

含山县丰华供销合作社有限公司

发明人:

刘帆,何光强,牛涛

地址:

238100 安徽省马鞍山市含山县国本皖江大市场商铺A013-1718号

优先权:

CN201610092667A

专利代理机构:

安徽合肥华信知识产权代理有限公司

代理人:

方峥

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内容摘要

本发明公开了一种高保水性土壤生物改良剂,由下列重量份的原料制成:稻壳15‑17、鱼粉4‑5、硫酸钠2‑3、氧化淀粉2.4‑2.5、淀粉接枝丙烯酸保水剂3.4‑3.6、海带渣23‑26、磷酸铵5‑7、侧孢芽孢杆菌菌剂2.3‑2.5、枯草芽孢杆菌菌剂2.8‑3.0、污染猪粪尿73‑75、造纸黑液12‑14、10%硝酸溶液4.5‑4.8、明矾浆16‑18、水适量;本发明的土壤改良剂通过增加土壤有机质含量,并在生物菌的活动下改善土壤团粒结构,辅以保水材料的添加,能降低土壤可溶性盐的成分,大幅提高土壤的吸水持水性能,同时采用原料均为生物可降解物质,对土壤和地下水体均无不良影响,具有很高的生态收益和改土效果。

权利要求书

1.一种高保水性土壤生物改良剂,其特征在于,由下列重量份的原料制成:稻壳15-17、鱼粉4-5、硫酸钠2-3、氧化淀粉2.4-2.5、淀粉接枝丙烯酸保水剂3.4-3.6、海带渣23-26、磷酸铵5-7、侧孢芽孢杆菌菌剂2.3-2.5、枯草芽孢杆菌菌剂2.8-3.0、污染猪粪尿73-75、造纸黑液12-14、10%硝酸溶液4.5-4.8、明矾浆16-18、水适量。 2.根据权利要求书1所述的高保水性土壤生物改良剂,其特征在于,制备方法的具体步骤如下:(1)将稻壳、鱼粉、海带渣混合并加入总重1.5-2倍的水,混匀后沤制发酵3-4周,将发酵料破碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用;(2)将造纸黑液烘干后投入煅烧炉中,在430-450℃下煅烧80-90分钟,取出后与污染猪粪尿混合并加入总重3-4倍质量水,搅匀后加入10%硝酸溶液,并对混合料进行超声处理,超声频率为40kHz,超声60-70分钟后将混合料按60-80转/分搅拌3小时,之后静置80-100分钟,去除上层溶液后将下层物料烘干粉碎待用;(3)将步骤1所得发酵渣与步骤2所得物料、氧化淀粉、侧孢芽孢杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂混合造粒,得球形颗粒备用;(4)将明矾浆粉碎磨细后过100-120目筛,并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1:4混合均匀,再加热至75-80℃,保温110-115分钟后过滤取出明矾浆,用水清洗至中性,烘干备用;(5)将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、淀粉接枝丙烯酸保水剂、磷酸铵、硫酸钠以及其他剩余成分混合,再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中,在滚动颗粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆,最后将得到的包覆颗粒在40-45℃下低温烘干即可。

说明书

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域,尤其涉及一种高保水性土壤生物改良剂。

背景技术

土壤改良是针对土壤的不良质地和结构,采取相应措施以改善土壤性状,提高土壤肥力,土壤改良修复剂是土壤改良的一种重要应用。然而目前市场上所见的土壤修复改良剂都有诸多缺陷:一是使用原料带有人工合成高分子化合物,其在土壤中不易分解而长期残留,具有安全隐患;二是功能单一,针对不同种类土壤,例如酸性和碱性土壤,重金属污染程度、营养元素匮乏等无有效针对,导致改良修复效率低下,甚至起到反作用;三是改土周期长,且成本较高,无法大规模应用。针对以上问题,低成本、高针对性和环境友好型的土壤修复改良剂成为土壤改良方面重点发展方向。

猪粪尿作为一种来源广、成本低廉的可再生生物资源,因其含有丰富的有机质和氮磷钾等养分,作为土壤改良修复的原料使用具有巨大潜力,而由于经济化养殖需要,猪喂养过程中饲料含有大量添加剂,导致重金属超标,间接污染了排泄物。而通过酸洗和超声作用,能使猪粪尿中难溶态的金属化合物形成可溶解的金属离子,并利用声空化作用使猪粪颗粒粉碎、细胞壁破解,令吸附和包裹的重金属释放出来,二者结合使用达到净化目的,使污染猪粪尿这种低廉原料应用在土壤改良修复剂的制备中成为可能。

明矾浆是矾土经“水浸法”生产明矾时的副产物,经过干燥后所得白色粉末状固体,其主要成分是氧化硅、氧化铝和水组成的硅酸盐矿物,并含有丰富的Ca、Mg、Fe、K、S、P等常量元素和多种微量元素,因其具有颗粒细、比表面积大、吸附力强等特点,在土壤改良方面具有很好的应用前景。

将以上所述结合应用于土壤修复改良剂的开发,简单易于实现,为土壤改良修复剂的发展开辟了新途径。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种高保水性土壤生物改良剂。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种高保水性土壤生物改良剂,由下列重量份的原料制成:稻壳15-17、鱼粉4-5、硫酸钠2-3、氧化淀粉2.4-2.5、淀粉接枝丙烯酸保水剂3.4-3.6、海带渣23-26、磷酸铵5-7、侧孢芽孢杆菌菌剂2.3-2.5、枯草芽孢杆菌菌剂2.8-3.0、污染猪粪尿73-75、造纸黑液12-14、10%硝酸溶液4.5-4.8、明矾浆16-18、水适量。

所述的高保水性土壤生物改良剂制备方法的具体步骤如下:

(1)将稻壳、鱼粉、海带渣混合并加入总重1.5-2倍的水,混匀后沤制发酵3-4周,将发酵料破碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用;

(2)将造纸黑液烘干后投入煅烧炉中,在430-450℃下煅烧80-90分钟,取出后与污染猪粪尿混合并加入总重3-4倍质量水,搅匀后加入10%硝酸溶液,并对混合料进行超声处理,超声频率为40kHz,超声60-70分钟后将混合料按60-80转/分搅拌3小时,之后静置80-100分钟,去除上层溶液后将下层物料烘干粉碎待用;

(3)将步骤1所得发酵渣与步骤2所得物料、氧化淀粉、侧孢芽孢杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂混合造粒,得球形颗粒备用;

(4)将明矾浆粉碎磨细后过100-120目筛,并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1:4混合均匀,再加热至75-80℃,保温110-115分钟后过滤取出明矾浆,用水清洗至中性,烘干备用;

(5)将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、淀粉接枝丙烯酸保水剂、磷酸铵、硫酸钠以及其他剩余成分混合,再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中,在滚动颗粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆,最后将得到的包覆颗粒在40-45℃下低温烘干即可。

本发明的使用方法为将污染土壤翻耕后将修复剂埋于土壤表层10-15cm处,每亩土壤使用80-100kg修复剂即可。

本发明的优点是:

猪粪尿和造纸黑液的混合除污使用大幅提高土壤有机水平,而热碱改性明矾浆后可侵蚀明矾浆表面,使其变得粗糙多孔,表面结构疏松,比表面积提高,增强其对重金属离子的晶格固定作用,不仅作为改良修复颗粒骨架具有很好的稳定性,而且能吸附钝化重金属、化药等残留,碱性改性明矾浆与酸化的猪粪尿混合,也保证了土壤PH值的稳定。本发明的土壤改良剂通过增加土壤有机质含量,并在生物菌的活动下改善土壤团粒结构,辅以保水材料的添加,能降低土壤可溶性盐的成分,大幅提高土壤的吸水持水性能,同时采用原料均为生物可降解物质,对土壤和地下水体均无不良影响,具有很高的生态收益和改土效果。

具体实施方式

一种高保水性土壤生物改良剂,由下列重量份(kg)的原料制成:稻壳15、鱼粉4、硫酸钠2、氧化淀粉2.4、淀粉接枝丙烯酸保水剂3.4、海带渣23、磷酸铵5、侧孢芽孢杆菌菌剂2.3、枯草芽孢杆菌菌剂2.8、污染猪粪尿73、造纸黑液12、10%硝酸溶液4.5、明矾浆16、水适量。

所述的高保水性土壤生物改良剂制备方法的具体步骤如下:

(1)将稻壳、鱼粉、海带渣混合并加入总重1.5倍的水,混匀后沤制发酵3周,将发酵料破碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用;

(2)将造纸黑液烘干后投入煅烧炉中,在430℃下煅烧80分钟,取出后与污染猪粪尿混合并加入总重3倍质量水,搅匀后加入10%硝酸溶液,并对混合料进行超声处理,超声频率为40kHz,超声60分钟后将混合料按60转/分搅拌3小时,之后静置80分钟,去除上层溶液后将下层物料烘干粉碎待用;

(3)将步骤1所得发酵渣与步骤2所得物料、氧化淀粉、侧孢芽孢杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂混合造粒,得球形颗粒备用;

(4)将明矾浆粉碎磨细后过100目筛,并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1:4混合均匀,再加热至75℃,保温110分钟后过滤取出明矾浆,用水清洗至中性,烘干备用;

(5)将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、淀粉接枝丙烯酸保水剂、磷酸铵、硫酸钠以及其他剩余成分混合,再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中,在滚动颗粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆,最后将得到的包覆颗粒在40℃下低温烘干即可。

为了进一步说明本发明的应用价值,发明人选取一块实验土并使用本发明改良修复剂进行效果的验证,发现使用了本发明土壤改良修复剂60天后,土壤中多种重金属含量明显降低,有效养分元素含量提高,180天后土壤中有机质水平和土壤阳离子交换量都得到提高,保水性和持水性增加至改良前2-3倍,土质得到有效改善。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610092667.8 (22)申请日 2016.02.19 (71)申请人 含山县丰华供销合作社有限公司 地址 238100 安徽省马鞍山市含山县国本 皖江大市场商铺A013-1718号 (72)发明人 刘帆何光强牛涛 (74)专利代理机构 安徽合肥华信知识产权代理 有限公司 34112 代理人 方峥 (51)Int.Cl. C09K 17/40(2006.01) B09C 1/08(2006.01) (54)发明名称 一种高保水性土壤生物改良剂 (57)摘要 本发明公开。

2、了一种高保水性土壤生物改良 剂, 由下列重量份的原料制成: 稻壳15-17、 鱼粉 4-5、 硫酸钠2-3、 氧化淀粉2.4-2.5、 淀粉接枝丙 烯酸保水剂3.4-3.6、 海带渣23-26、 磷酸铵5-7、 侧孢芽孢杆菌菌剂2.3-2.5、 枯草芽孢杆菌菌剂 2.8-3.0、 污染猪粪尿73-75、 造纸黑液12-14、 10% 硝酸溶液4.5-4.8、 明矾浆16-18、 水适量; 本发明 的土壤改良剂通过增加土壤有机质含量, 并在生 物菌的活动下改善土壤团粒结构, 辅以保水材料 的添加, 能降低土壤可溶性盐的成分, 大幅提高 土壤的吸水持水性能, 同时采用原料均为生物可 降解物质, 对。

3、土壤和地下水体均无不良影响, 具 有很高的生态收益和改土效果。 权利要求书1页 说明书3页 CN 105969381 A 2016.09.28 CN 105969381 A 1.一种高保水性土壤生物改良剂, 其特征在于, 由下列重量份的原料制成: 稻壳15-17、 鱼粉4-5、 硫酸钠2-3、 氧化淀粉2.4-2.5、 淀粉接枝丙烯酸保水剂3.4-3.6、 海带渣23-26、 磷 酸铵5-7、 侧孢芽孢杆菌菌剂2.3-2.5、 枯草芽孢杆菌菌剂2.8-3.0、 污染猪粪尿73-75、 造纸 黑液12-14、 10%硝酸溶液4.5-4.8、 明矾浆16-18、 水适量。 2.根据权利要求书1所述。

4、的高保水性土壤生物改良剂, 其特征在于, 制备方法的具体步 骤如下: (1) 将稻壳、 鱼粉、 海带渣混合并加入总重1.5-2倍的水, 混匀后沤制发酵3-4周, 将发 酵料破碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用; (2) 将造纸黑液烘干后投入煅烧炉中, 在430-450下煅烧80-90分钟, 取出后与污染 猪粪尿混合并加入总重3-4倍质量水, 搅匀后加入10%硝酸溶液, 并对混合料进行超声处理, 超声频率为40kHz, 超声60-70分钟后将混合料按60-80转/分搅拌3小时, 之后静置80-100分 钟, 去除上层溶液后将下层物料烘干粉碎待用; (3) 将步骤1所得发酵渣与步骤2所得物料、 氧。

5、化淀粉、 侧孢芽孢杆菌菌剂、 枯草芽孢杆 菌菌剂混合造粒, 得球形颗粒备用; (4) 将明矾浆粉碎磨细后过100-120目筛, 并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1: 4 混合均匀, 再加热至75-80, 保温110-115分钟后过滤取出明矾浆, 用水清洗至中性, 烘干 备用; (5) 将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、 淀粉接枝丙烯酸保水剂、 磷酸铵、 硫 酸钠以及其他剩余成分混合, 再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中, 在滚动颗 粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆, 最后将得到的包覆颗粒在40-45下 低温烘干即可。 权利要求书 1/1 页 2 CN 10。

6、5969381 A 2 一种高保水性土壤生物改良剂 技术领域 0001 本发明涉及土壤修复技术领域, 尤其涉及一种高保水性土壤生物改良剂。 背景技术 0002 土壤改良是针对土壤的不良质地和结构, 采取相应措施以改善土壤性状, 提高土 壤肥力, 土壤改良修复剂是土壤改良的一种重要应用。 然而目前市场上所见的土壤修复改 良剂都有诸多缺陷: 一是使用原料带有人工合成高分子化合物, 其在土壤中不易分解而长 期残留, 具有安全隐患; 二是功能单一, 针对不同种类土壤, 例如酸性和碱性土壤, 重金属污 染程度、 营养元素匮乏等无有效针对, 导致改良修复效率低下, 甚至起到反作用; 三是改土 周期长, 且。

7、成本较高, 无法大规模应用。 针对以上问题, 低成本、 高针对性和环境友好型的土 壤修复改良剂成为土壤改良方面重点发展方向。 0003 猪粪尿作为一种来源广、 成本低廉的可再生生物资源, 因其含有丰富的有机质和 氮磷钾等养分, 作为土壤改良修复的原料使用具有巨大潜力, 而由于经济化养殖需要, 猪喂 养过程中饲料含有大量添加剂, 导致重金属超标, 间接污染了排泄物。 而通过酸洗和超声作 用, 能使猪粪尿中难溶态的金属化合物形成可溶解的金属离子, 并利用声空化作用使猪粪 颗粒粉碎、 细胞壁破解, 令吸附和包裹的重金属释放出来, 二者结合使用达到净化目的, 使 污染猪粪尿这种低廉原料应用在土壤改良修。

8、复剂的制备中成为可能。 0004 明矾浆是矾土经 “水浸法” 生产明矾时的副产物, 经过干燥后所得白色粉末状固 体, 其主要成分是氧化硅、 氧化铝和水组成的硅酸盐矿物, 并含有丰富的Ca、 Mg、 Fe、 K、 S、 P等 常量元素和多种微量元素, 因其具有颗粒细、 比表面积大、 吸附力强等特点, 在土壤改良方 面具有很好的应用前景。 0005 将以上所述结合应用于土壤修复改良剂的开发, 简单易于实现, 为土壤改良修复 剂的发展开辟了新途径。 发明内容 0006 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷, 提供一种高保水性土壤生物改良剂。 0007 本发明是通过以下技术方案实现的: 一种高保水性土。

9、壤生物改良剂, 由下列重量份的原料制成: 稻壳15-17、 鱼粉4-5、 硫酸 钠2-3、 氧化淀粉2.4-2.5、 淀粉接枝丙烯酸保水剂3.4-3.6、 海带渣23-26、 磷酸铵5-7、 侧孢 芽孢杆菌菌剂2.3-2.5、 枯草芽孢杆菌菌剂2.8-3.0、 污染猪粪尿73-75、 造纸黑液12-14、 10% 硝酸溶液4.5-4.8、 明矾浆16-18、 水适量。 0008 所述的高保水性土壤生物改良剂制备方法的具体步骤如下: (1) 将稻壳、 鱼粉、 海带渣混合并加入总重1.5-2倍的水, 混匀后沤制发酵3-4周, 将发酵 料破碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用; (2) 将造纸黑液烘干。

10、后投入煅烧炉中, 在430-450下煅烧80-90分钟, 取出后与污染猪 粪尿混合并加入总重3-4倍质量水, 搅匀后加入10%硝酸溶液, 并对混合料进行超声处理, 超 说明书 1/3 页 3 CN 105969381 A 3 声频率为40kHz, 超声60-70分钟后将混合料按60-80转/分搅拌3小时, 之后静置80-100分 钟, 去除上层溶液后将下层物料烘干粉碎待用; (3) 将步骤1所得发酵渣与步骤2所得物料、 氧化淀粉、 侧孢芽孢杆菌菌剂、 枯草芽孢杆 菌菌剂混合造粒, 得球形颗粒备用; (4) 将明矾浆粉碎磨细后过100-120目筛, 并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1: 。

11、4 混合均匀, 再加热至75-80, 保温110-115分钟后过滤取出明矾浆, 用水清洗至中性, 烘干 备用; (5) 将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、 淀粉接枝丙烯酸保水剂、 磷酸铵、 硫 酸钠以及其他剩余成分混合, 再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中, 在滚动颗 粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆, 最后将得到的包覆颗粒在40-45下 低温烘干即可。 0009 本发明的使用方法为将污染土壤翻耕后将修复剂埋于土壤表层10-15cm处, 每亩 土壤使用80-100kg修复剂即可。 0010 本发明的优点是: 猪粪尿和造纸黑液的混合除污使用大幅提高土壤有机水平, 而。

12、热碱改性明矾浆后可侵 蚀明矾浆表面, 使其变得粗糙多孔, 表面结构疏松, 比表面积提高, 增强其对重金属离子的 晶格固定作用, 不仅作为改良修复颗粒骨架具有很好的稳定性, 而且能吸附钝化重金属、 化 药等残留, 碱性改性明矾浆与酸化的猪粪尿混合, 也保证了土壤PH值的稳定。 本发明的土壤 改良剂通过增加土壤有机质含量, 并在生物菌的活动下改善土壤团粒结构, 辅以保水材料 的添加, 能降低土壤可溶性盐的成分, 大幅提高土壤的吸水持水性能, 同时采用原料均为生 物可降解物质, 对土壤和地下水体均无不良影响, 具有很高的生态收益和改土效果。 具体实施方式 0011 一种高保水性土壤生物改良剂, 由下。

13、列重量份 (kg) 的原料制成: 稻壳15、 鱼粉4、 硫 酸钠2、 氧化淀粉2.4、 淀粉接枝丙烯酸保水剂3.4、 海带渣23、 磷酸铵5、 侧孢芽孢杆菌菌剂 2.3、 枯草芽孢杆菌菌剂2.8、 污染猪粪尿73、 造纸黑液12、 10%硝酸溶液4.5、 明矾浆16、 水适 量。 0012 所述的高保水性土壤生物改良剂制备方法的具体步骤如下: (1) 将稻壳、 鱼粉、 海带渣混合并加入总重1.5倍的水, 混匀后沤制发酵3周, 将发酵料破 碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用; (2) 将造纸黑液烘干后投入煅烧炉中, 在430下煅烧80分钟, 取出后与污染猪粪尿混 合并加入总重3倍质量水, 搅匀后。

14、加入10%硝酸溶液, 并对混合料进行超声处理, 超声频率为 40kHz, 超声60分钟后将混合料按60转/分搅拌3小时, 之后静置80分钟, 去除上层溶液后将 下层物料烘干粉碎待用; (3) 将步骤1所得发酵渣与步骤2所得物料、 氧化淀粉、 侧孢芽孢杆菌菌剂、 枯草芽孢杆 菌菌剂混合造粒, 得球形颗粒备用; (4) 将明矾浆粉碎磨细后过100目筛, 并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1: 4混合 均匀, 再加热至75, 保温110分钟后过滤取出明矾浆, 用水清洗至中性, 烘干备用; (5) 将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、 淀粉接枝丙烯酸保水剂、 磷酸铵、 硫 说明书 2/3 。

15、页 4 CN 105969381 A 4 酸钠以及其他剩余成分混合, 再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中, 在滚动颗 粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆, 最后将得到的包覆颗粒在40下低温 烘干即可。 0013 为了进一步说明本发明的应用价值, 发明人选取一块实验土并使用本发明改良修 复剂进行效果的验证, 发现使用了本发明土壤改良修复剂60天后, 土壤中多种重金属含量 明显降低, 有效养分元素含量提高, 180天后土壤中有机质水平和土壤阳离子交换量都得到 提高, 保水性和持水性增加至改良前2-3倍, 土质得到有效改善。 说明书 3/3 页 5 CN 105969381 A 5 。

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