一種提高土壤有機膠質(zhì)的改性秸稈肥料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于肥料的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種提高土壤有機膠質(zhì)的改性秸桿肥料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對于秸桿的處理:化學(xué)處理的一般方法是采用酸、堿、氨及氧等試劑，通過發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來破壞桿中三素的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，降低消化難度，從而提升發(fā)酵效率。酸化處理是一個水解程，可分為濃酸處理和烯酸處理兩類，但由于濃酸具有強腐蝕性，考慮到污染問題，處理后必須進行回收，因此烯酸處理更為常用；堿化處理常用的試NaOH、Ca(OH)2,似!10)3等，其作用就是破壞木質(zhì)素的醚鍵，將半纖維素與木質(zhì)素之間的酯鍵皂化，從削弱內(nèi)部氫鍵作用，使原料水解膨脹，降低聚合度和結(jié)晶度，并伴隨著部分碳水化合的溶解，采用NaOH溶液實行浸泡處理，能夠引發(fā)秸中木質(zhì)素形態(tài)結(jié)構(gòu)的顯著變化，木質(zhì)素的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)遭到破壞使纖維素得以釋放，這是導(dǎo)致稻厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣提高的根本內(nèi)在因素。氨化處理采用的氨類試劑為堿性，亦可起到堿化用，但一般氨溶于水后與秸桿中的有機物發(fā)生氨解反應(yīng)，形成銨鹽，能為微生物生長供必須的氮源。此外，氨化處理還可中和秸桿中的有機酸，使微生物的活性增強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了提高富含木質(zhì)素秸桿的利用率，通過微波的輻射作用及加入氨類堿液進行氨化作用，一方面提高秸桿表面的粗糙程度，擴大其與菌劑、化學(xué)元素、基質(zhì)及其他成分的接觸面積，另一方面提高其親水性，改善秸桿表面對于水的極性，提高秸桿表面粘滯性，用做肥料后可提高土壤的膠質(zhì)性能，調(diào)高土壤保水、保肥能力，提高土壤有機質(zhì)等多項好處。
[0004]一種提高土壤有機膠質(zhì)的改性秸桿肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:農(nóng)作物稻桿80?100、碳酸氫錢8?12、沼氣廢澄30?50、沸石粉10?15、硫酸鎂5?10、磷酸二氫銨10?15、腐植酸鉀8?15、微生物菌劑2?3、添加劑3?5和適量的水；
[0005]添加劑由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸鈉I?2、麥飯石粉6?8、醋酸乙烯7?10、乙醇6?9、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺2?3和適量的水30 ;制備方法是:于反應(yīng)釜中將乙醇與水混合稀釋，然后加入醋酸乙烯及N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，150?200r/min攪拌5?lOmin，最后依次加入十二燒基硫酸鈉和麥飯石粉，在250?400r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌復(fù)配0.5?Ih后形成均勻的乳劑即得。
[0006]一種提高土壤有機膠質(zhì)的改性秸桿肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟:
[0007](I)將農(nóng)作物秸桿統(tǒng)一用破碎機先破碎成長寬3?4cm的片段，加入2?3倍其重量份的水，然后加入碳酸氫銨，攪拌溶解后，于30?35°C環(huán)境條件下浸泡氨化處理15?20天，然后過濾多余水分得殘渣；
[0008](2)將⑴所述殘渣放入微波處理機中，調(diào)整功率230?250w，微波輻射作用5?8min ；
[0009](3)將(2)所述處理過后的秸桿渣與沼氣廢渣和沸石粉混合，噴灑用水10倍稀釋的微生物菌劑，然后調(diào)整含水量60%，混勻后堆積發(fā)酵6?8天；
[0010](4)將(3)所述發(fā)酵料進行二次粉碎，先加入添加劑混勻，然后加入硫酸鎂、磷酸二氫銨、腐植酸鉀及其它剩余成分，混勻后適量加水控制含水量20 %，造粒即可。
[0011]通過正交試驗證明:選用尿素、碳酸氫銨、氯化銨等溶于水后產(chǎn)生銨根離子的堿性溶液，濃度為5%左右(占秸桿干物質(zhì)質(zhì)量)，于30?35°C溫度條件下浸泡事先粉碎的秸桿15?20天，然后濾干水分，放入微波處理器中，調(diào)整功率200?250w作用5?lOmin，完成后的秸桿通過原力學(xué)顯微鏡下的照片顯示:
[0012]如圖la)、lb)分別為處理前后秸桿表面形態(tài)圖；
[0013]照片可以看出:未經(jīng)處理的秸桿表面平滑，纖維排列緊有序，結(jié)構(gòu)堅硬；經(jīng)過處理后，秸桿表面遭到一定程度的破壞變得較為粗糙，形許多凹凸不平的溝槽，出現(xiàn)大量斷裂分層現(xiàn)象。
[0014]如圖lc)、ld)分別為處理前后秸桿截面形態(tài)圖；
[0015]從小麥秸桿的橫切面圖來看，由于裁的剪切力作用，未處理秸桿的表皮組織受到擠壓向內(nèi)壓縮致使秸桿變形；氨化處理后小麥秸桿的薄壁細胞蓬松，維管束發(fā)生變形，秸桿形態(tài)恢復(fù)，對氨化作用機理進行分析表明，經(jīng)過處理過后，麥秸桿中木質(zhì)素與纖維素、半纖維素間的酯鍵被打斷，鑲嵌結(jié)構(gòu)被破壞，使得維素從包裹結(jié)構(gòu)中被釋放出來，加速了秸桿水解。
[0016]未處理的小麥秸桿接觸角(氣液界面切線與固液界線所形成的夾角，親水界定為90° )為98°，屬不親水表面；而處理后的小麥秸桿接觸角變?yōu)?2.6°，面即呈現(xiàn)親水性。親水性能發(fā)生改變的原因在于:由于麥秸表層中含有硅細胞與栓質(zhì)細胞，所形的表面礦質(zhì)化和栓質(zhì)化結(jié)構(gòu)使表皮易形成角質(zhì)層，從而影響基體的親水性能，使其易濕潤，從而轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性表面。
[0017]本發(fā)明配合采用特殊添加劑，由具有乳化交聯(lián)特性的醋酸乙烯及交聯(lián)物質(zhì)N, N-亞甲基雙丙烯酰胺與表面活性物質(zhì)十二烷基硫酸鈉復(fù)配而成，加入麥飯石粉作為結(jié)構(gòu)劑，乙醇作為助溶劑制成，配合本發(fā)明的親水性秸桿的表面，對肥料有一定的吸附能力，首先添加劑與親水性秸桿混合，然后秸桿表面的粘滯特性對化學(xué)肥料又具有很好的粘結(jié)、吸附能力，大大減少肥料的流失情況。
[0018]本發(fā)明的有益效果:利用碳酸氫銨溶于水后的堿性溶液浸泡氨化處理秸桿，然后放入微波環(huán)境下接受輻射處理，以此增強秸桿表面光滑的特性，轉(zhuǎn)而變得松軟和凸起，有利于微生物的附著，氨化后的秸桿產(chǎn)生的氨基酸也有利于微生物的生長，以沼氣廢渣為底料，進行短暫發(fā)酵，不完全發(fā)酵保留秸桿大概的形態(tài)，微量的秸桿纖維有利于提高土壤韌性，增加其有機膠質(zhì)含量。
【附圖說明】
[0019]圖1a)為處理前秸桿表面形態(tài)圖；
[0020]圖1b)為處理后稻桿表面形態(tài)圖；
[0021]圖1c)為處理前秸桿截面形態(tài)圖；
[0022]圖1d)為處理后秸桿截面形態(tài)圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例1:
[0024]一種提高土壤有機膠質(zhì)的改性秸桿肥料，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:農(nóng)作物秸桿90、碳酸氫銨10、沼氣廢渣35、沸石粉12、硫酸鎂6、磷酸二氫銨12、腐植酸鉀10、微生物菌劑3、添加劑4和適量的水；
[0025]添加劑由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸鈉1、麥飯石粉7、醋酸乙烯7、乙醇8、N, N-亞甲基雙丙烯酰胺2和適量的水30 ;制備方法是:于反應(yīng)釜中將乙醇與水混合稀釋，然后加入醋酸乙稀及N, N-亞甲基雙丙稀酰胺，150?200r/min攪拌5?lOmin，最后依次加入十二燒基硫酸鈉和麥飯石粉，在250?400r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌復(fù)配0.5?Ih后形成均勻的乳劑即得。
[0026]一種提高土壤有機膠質(zhì)的改性秸桿肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟:
[0027](I)將農(nóng)作物秸桿統(tǒng)一用破碎機先破碎成長寬3?4cm的片段，加入2?3倍其重量份的水，然后加入碳酸氫銨，攪拌溶解后，于30?35°C環(huán)境條件下浸泡氨化處理15?20天，然后過濾多余水分得殘渣；
[0028](2)將⑴所述殘渣放入微波處理機中，調(diào)整功率230?250w，微波輻射作用5?8min ；
[0029](3)將(2)所述處理過后的秸桿渣與沼氣廢渣和沸石粉混合，噴灑用水10倍稀釋的微生物菌劑，然后調(diào)整含水量60%，混勻后堆積發(fā)酵6?8天；
[0030](4)將(3)所述發(fā)酵料進行二次粉碎，先加入添加劑混勻，然后加入硫酸鎂、磷酸二氫銨、腐植酸鉀及其它剩余成分，混勻后適量加水控制含水量20 %，造粒即可。
[0031]將本發(fā)明的提高土壤有機膠質(zhì)的改性秸桿肥料用于種植普通農(nóng)作物實驗，選擇5畝種植基地，施用本發(fā)明的肥料，作為實驗組，對照組的5畝基地按常規(guī)種植要求施常規(guī)肥料，其它條件相同，實驗證明，在使用相同量肥料的情況下，實驗組種植的農(nóng)作物，其秸桿和枝葉更加粗壯，果實更加鮮嫩，產(chǎn)量有所提高，同時檢測土壤性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)實驗組土壤土質(zhì)疏松透氣，保水、粘滯效果顯著，有機膠質(zhì)含量高，經(jīng)濟較往年提高24.3%。
【主權(quán)項】
1.一種提高土壤有機膠質(zhì)的改性秸桿肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:農(nóng)作物秸桿80~100、碳酸氫銨8~12、沼氣廢渣30~50、沸石粉10~15、硫酸鎂5~10、磷酸二氫銨10~15、腐植酸鉀8~15、微生物菌劑2~3、添加劑3~5和適量的水； 添加劑由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸鈉1~2、麥飯石粉6~8、醋酸乙烯7~10、乙醇6~9、N, N-亞甲基雙丙烯酰胺2~3和適量的水30 ;制備方法是:于反應(yīng)釜中將乙醇與水混合稀釋，然后加入醋酸乙稀及N, N-亞甲基雙丙稀酰胺，150~200r/min攪拌5~10min，最后依次加入十二烷基硫酸鈉和麥飯石粉，在250~400r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌復(fù)配0.5~lh后形成均勻的乳劑即得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高土壤有機膠質(zhì)的改性秸桿肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟: (1)將農(nóng)作物稻桿統(tǒng)一用破碎機先破碎成長寬3~4cm的片段，加入2-3倍其重量份的水，然后加入碳酸氫銨，攪拌溶解后，于30~35°C環(huán)境條件下浸泡氨化處理15~20天，然后過濾多余水分得殘渣； (2)將(I)所述殘渣放入微波處理機中，調(diào)整功率230~250w，微波輻射作用5~8min； (3)將(2)所述處理過后的秸桿渣與沼氣廢渣和沸石粉混合，噴灑用水10倍稀釋的微生物菌劑，然后調(diào)整含水量60%，混勻后堆積發(fā)酵6~8天； (4)將(3)所述發(fā)酵料進行二次粉碎，先加入添加劑混勻，然后加入硫酸鎂、磷酸二氫銨、腐植酸鉀及其它剩余成分，混勻后適量加水控制含水量20 %，造粒即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高土壤有機膠質(zhì)的改性秸稈肥料及其制備方法，由以下重量份的原料制成：農(nóng)作物秸稈80~100、碳酸氫銨8~12、沼氣廢渣30~50、沸石粉10~15、硫酸鎂5~10、磷酸二氫銨10~15、腐植酸鉀8~15、微生物菌劑2~3、添加劑3~5和適量的水；具體是利用碳酸氫銨溶于水后的堿性溶液浸泡氨化處理秸稈，然后放入微波環(huán)境下接受輻射處理，以此增強秸稈表面光滑的特性，轉(zhuǎn)而變得松軟和凸起，有利于微生物的附著，氨化后的秸稈產(chǎn)生的氨基酸也有利于微生物的生長，以沼氣廢渣為底料，進行短暫發(fā)酵，不完全發(fā)酵保留秸稈大概的形態(tài)，微量的秸稈纖維有利于提高土壤韌性，增加其有機膠質(zhì)含量。
【IPC分類】C05F17/00, C05G3/00
【公開號】CN104961537
【申請?zhí)枴緾N201510225265
【發(fā)明人】楊世安, 孫堅政, 張大來, 韋世宏, 趙為民
【申請人】肥西縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年5月6日