一種有機無機雙重吸附型土壤調理劑及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種有機無機雙重吸附型土壤調理劑及其制備方法，由以下重量份的原料制成：廢棄干木材、6~10%稀硫酸溶液、3~5mmol/g亞硫酸鈉溶液、農作物秸稈、核桃殼、花生殼、豬墊料、可溶性淀粉、蠶沙、竹炭粉末、地衣芽孢桿菌菌劑、解磷解鉀菌菌劑、山芋渣、蛇紋石石粉和適量的水；有機吸附物質為木質顆粒，改性過后，可以結合式吸附陽離子，自身易分解，提供土壤有機質，同時可以使土壤微粒聚團形成顆粒，不易板結，無機吸附是炭化后的秸稈及堅果殼，無機炭微粒表面多孔，吸附屬于物理型吸附，在雙重效果的作用下，可以很好優質土壤，防止水肥流失造成的環境污染，加入的微生物先經過適應性的擴大培養，大大提高進入自然惡劣環境下的生存力。
【專利說明】
一種有機無機雙重吸附型土壤調理劑及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于種植的工藝技術領域，具體涉及到一種有機無機雙重吸附型土壤調理劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]木質素是通過多種類型的鍵鏈接而成的高分子化合物，不同性質的鍵、不同的功能基連接在結構單元上造成木質素結構單元的化學性質的不同，因此，木質素大分子中各部位的化學反應性能是不均一的。
[0003]木質素具有的特有性質是結構中的苯環上的C5沒有取代基，即苯環上有可能反應交聯的游離空位(酚羥基的鄰、對位)，可以進一步的交聯固化，從而時木質素具有膠合特性，其結構中含有一定量的酚羥基和羧基等使得木質素具有較強的螯合性和膠體性能，不僅如此，大量的酚羥基、羧基和羰基，相對較低的溶解性，以及不同含氧基的存在使得木質素具有吸附性，非常適合做吸附劑使用。
[0004]木質素磺酸鹽是在亞硫酸法或改性亞硫酸鹽制漿過程中產生的，木質素本身作為絮凝劑效果不夠理想，目前木質素絮凝劑主要包括陽離子型、陰離子型和兩性型絮凝劑等三類，而木質酸上改性的磺酸基可以吸附陽離子和重金屬離子。
[0005]土壤板結的原因之一就是長期的化肥施用，農家肥不足導致土壤的有機質下降，腐殖質不能得到及時的補充，引起土壤的板結和龜裂，化肥的施入使得土壤的堿性增強，微生物被殺滅，導致微生物的活性降低，土壤中的鈣、鎂等離子容易與負根離子形成難溶性的無機鹽，破壞了土壤團粒機構，鉀肥中的鉀離子置換性能強，置換了土壤中的多價陽離子，而本身不具有鍵橋作用，破壞了土壤的團粒結構，減少使用化學肥料也是減少土壤板結，改善環境的一大方法。
【發明內容】
[0006]根據【背景技術】中的相關知識，本發明在于將工業上廢棄木材加以利用，經過處理之后，用于土壤的保護，具有防止土壤板結、吸附陽離子及重金屬離子的作用、同時自身形成的膠團特性有利于作物的生根發育:
一種有機無機雙重吸附型土壤調理劑，其特征在于，由以下重量份的原料制成:廢棄干木材30?40、6?10%稀硫酸溶液25?30、3?5mmol/g亞硫酸鈉溶液100?120、農作物秸桿30?45、核桃殼12?18、花生殼15?20、豬墊料60?80、可溶性淀粉5?10、蠶沙10?15、竹炭粉末6?9、地衣芽孢桿菌菌劑0.2?0.4、解磷解鉀菌菌劑0.4?0.6、山芋渣10?15、蛇紋石石粉20?26和適量的水；
一種有機無機雙重吸附型土壤調理劑的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟:
(1)將廢棄干木材經過粉碎，風選出米粒大小的顆粒，將6?10%稀硫酸溶液潤濕木質顆粒的表面，自然吸干后二次潤濕，連續潤濕3~5次，常溫下自然晾干；
(2)將(I)所得木質顆粒用去離子水浸泡過濾2?3遍并真空干燥，加入到3?5mmol/g亞硫酸鈉溶液中，于微波600?800W條件下處理1.5?2.0h，過程保溫，最后水洗并再次干燥得改性木質顆粒；
(3 )混合農作物秸桿、核桃殼和花生殼，粉碎成顆粒，采用高溫350?500 °C厭氧裂解45?60min，完成后漂洗2~3遍，過濾得炭渣；
(4)混合豬墊料、山芋渣和可溶性淀粉，高溫濕熱滅菌后，適量加水后球磨至勻漿，加8?10倍其重量份的水稀釋，然后接種地衣芽孢桿菌菌劑和解磷解鉀菌菌劑，通氣條件下擴大培養60?70h;
(5)混合(2)的改性木質顆粒、(3)所得炭渣、(4)所述總料及其它剩余成分，混合后調整含水量30?40wt%即可。
[0007]木材大多由纖維素和木質素兩部分組成，發明思路是利用酸析法獲得堿木質素成分，先是將工業上的廢棄木材進行粉碎及切割，得到顆粒狀的木材，然后進行干燥，然后浸漬在一定濃度的稀硫酸溶液(硫酸溶液可以水解木材中的纖維素，使之成為多糖類物質，糖類隨水流溶解，從木材上脫落，而木質素部分較為穩定的存在，形成鮮明的骨架結構，纖維素溶解的部分留下孔隙，增大比表面積并暴露木質素部分，適量的控制加酸的量可以適當保留一定量的纖維素，有利于顆粒空間結構的穩定性)，采用干燥水解法，待稀硫酸潤濕干木質顆粒約70?80%時候，撈出進行干燥，既能保證酸溶液均勾的滲透，同時控制量的變化，一方面纖維素消耗過多，導致木質顆粒結構松散，當木質顆粒干燥的時候也在濃縮酸溶液，當濃度達到一定程度后，纖維素邊開始潤漲，細胞壁破裂，纖維素溶解，水解率高達90%以上。
[0008]得到的木材顆粒此時成為一種多孔的顆粒，同時孔徑里大多暴露了木質素成分，這時再加入至一定濃度的亞硫酸鈉溶液中，在一定的溫度條件下反應，可以將孔隙內部的木質素部分進行磺化，成為木質酸磺酸鹽成分，發明采用600?800W的微波作為條件，微波一方面可以提升溫度滿足反應條件，同時微波震動可以促進溶液滲透進入孔隙，減小液體表面張力的影響。
[0009]本發明的有益效果:有機吸附物質為木質顆粒，改性過后，可以結合式吸附陽離子，自身易分解，提供土壤有機質，同時可以使土壤微粒聚團形成顆粒，不易板結，無機吸附是炭化后的秸桿及堅果殼，無機炭微粒表面多孔，吸附屬于物理型吸附，在雙重效果的作用下，可以很好優質土壤，防止水肥流失造成的環境污染，加入的微生物先經過適應性的擴大培養，大大提高進入自然惡劣環境下的生存力。
【具體實施方式】
[0010]實施例1:
一種有機無機雙重吸附型土壤調理劑，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:廢棄干木材35、6?10%稀硫酸溶液28、3?5mmol/g亞硫酸鈉溶液115、農作物秸桿40、核桃殼15、花生殼15、豬墊料65、可溶性淀粉8、蠶沙12、竹炭粉末7、地衣芽孢桿菌菌劑0.3、解磷解鉀菌菌劑0.5、山芋渣12、蛇紋石石粉24和適量的水；
一種有機無機雙重吸附型土壤調理劑的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟:
(I)將廢棄干木材經過粉碎，風選出米粒大小的顆粒，將6?10%稀硫酸溶液潤濕木質顆粒的表面，自然吸干后二次潤濕，連續潤濕3~5次，常溫下自然晾干； (2)將(I)所得木質顆粒用去離子水浸泡過濾2?3遍并真空干燥，加入到3~5mmol/g亞硫酸鈉溶液中，于微波600?800W條件下處理1.5?2.0h，過程保溫，最后水洗并再次干燥得改性木質顆粒；
(3 )混合農作物秸桿、核桃殼和花生殼，粉碎成顆粒，采用高溫350?500 °C厭氧裂解45?60min，完成后漂洗2~3遍，過濾得炭渣；
(4)混合豬墊料、山芋渣和可溶性淀粉，高溫濕熱滅菌后，適量加水后球磨至勻漿，加8?10倍其重量份的水稀釋，然后接種地衣芽孢桿菌菌劑和解磷解鉀菌菌劑，通氣條件下擴大培養60?70h;
(5)混合(2)的改性木質顆粒、(3)所得炭渣、(4)所述總料及其它剩余成分，混合后調整含水量30?40wt%即可。
[0011]選擇一片大豆種植的實驗區，5畝大豆田在種植前使用本發明的土壤調理劑200?300Kg，與翻起的底土混合，對照組的大豆田使用常規土壤調理劑，后期管理和病蟲害的防治均相同，結果證明，本發明土壤調理劑對于肥料的吸附性更好，土壤礦質含量高，微生物活動較強，大大提高了無機肥料利用率，減少環境污染。
【主權項】
1.一種有機無機雙重吸附型土壤調理劑，其特征在于，由以下重量份的原料制成:廢棄干木材30?40、6?10%稀硫酸溶液25?30、3?5mmol/g亞硫酸鈉溶液100?120、農作物秸桿30?45、核桃殼12?18、花生殼15?20、豬墊料60?80、可溶性淀粉5?10、蠶沙10?15、竹炭粉末6?9、地衣芽孢桿菌菌劑0.2-0.4、解磷解鉀菌菌劑0.4?0.6、山芋渣10?15、蛇紋石石粉20?26和適量的水。2.根據權利要求1所述一種有機無機雙重吸附型土壤調理劑的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟: (1)將廢棄干木材經過粉碎，風選出米粒大小的顆粒，將6?10%稀硫酸溶液潤濕木質顆粒的表面，自然吸干后二次潤濕，連續潤濕3~5次，常溫下自然晾干； (2)將(I)所得木質顆粒用去離子水浸泡過濾2?3遍并真空干燥，加入到3?5mmol/g亞硫酸鈉溶液中，于微波600?800W條件下處理1.5?2.0h，過程保溫，最后水洗并再次干燥得改性木質顆粒； (3)混合農作物秸桿、核桃殼和花生殼，粉碎成顆粒，采用高溫350?500°C厭氧裂解45?60min，完成后漂洗2~3遍，過濾得炭渣； (4)混合豬墊料、山芋渣和可溶性淀粉，高溫濕熱滅菌后，適量加水后球磨至勻漿，加8?10倍其重量份的水稀釋，然后接種地衣芽孢桿菌菌劑和解磷解鉀菌菌劑，通氣條件下擴大培養60?70h; (5)混合(2)的改性木質顆粒、(3)所得炭渣、(4)所述總料及其它剩余成分，混合后調整含水量30?40wt%即可。
【文檔編號】C09K17/40GK106085442SQ201610356184
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】宣以清
【申請人】合肥信文農業科技有限公司