本發(fā)明屬于土壤調(diào)理劑
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑。
背景技術(shù)：
：隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，土地復種指數(shù)大大提高，耕地承載力加大，偏施和長期施用化肥導致的土壤板結(jié)、肥力下降直接降低了土地生產(chǎn)率。近年來，特別重金屬污染已經(jīng)成為對人類危害最大、難以治理的環(huán)境問題之一，遭受重金屬污染的耕地近2000萬hm2，土壤重金屬污染形勢已相當嚴峻，重金屬污染土壤的治理已經(jīng)刻不容緩。目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)應(yīng)用的土壤調(diào)理劑種類較多，如沃特壯牌土壤調(diào)理劑，含硅≥22％，鈣≥23％，鎂≥9％，鉀≥6％；微量元素：銅、鐵、鋅、硼、錳、鉬、氯≥2％，總養(yǎng)分≥60％，雖然硅鈣鎂鉀是作物生長必須的營養(yǎng)元素，但是該調(diào)理劑在重金屬去除，防治病蟲害，調(diào)節(jié)PH值等方面不夠理想。賽眾牌土壤調(diào)理劑不僅能根治根腐病，還能治療農(nóng)作物的腐爛病，并能防止土壤酸化，土壤板結(jié)等，但重金屬去除能力差，養(yǎng)分不夠充足。海天生物牌鹽堿土壤調(diào)理劑能調(diào)節(jié)土壤酸堿度，改良鹽堿土壤，具有解磷、解鉀作用，還具有刺激協(xié)調(diào)作物生長，提高作物抗性的作用，肥料中的益生菌可抵抗殺除土壤中的致病菌、線蟲，減輕土壤病害，增強作物的抗逆能力、防漚根、死棵、爛秧，但重金屬去除能力差，殺蟲能力及防病能力有限。基于以上原因，本申請人經(jīng)過多年的實踐經(jīng)驗，根據(jù)我國土壤污染的現(xiàn)狀，利用農(nóng)林廢棄物變廢為寶，研制出一種既具有改良土壤結(jié)構(gòu)，防止土傳病害，還能去除土壤重金屬的環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑由稻草和松針制成，將干凈干燥的稻草和松針粉碎至70-90目篩，加入到銳鈦礦型納米二氧化鈦水分散液中，浸漬20h后，在90℃下干燥3h去除自由水分后，得到生物質(zhì)材料；將生物質(zhì)材料加入到熱解反應(yīng)器中，在無氧條件下，升溫至420-480℃，進行熱解炭化反應(yīng)，保溫40min后，以6℃/min的升溫速度，升溫至850-900℃保溫1h，當溫度降低至60℃時出料粗破碎得本發(fā)明生物質(zhì)炭，將本發(fā)明生物質(zhì)炭浸入生物質(zhì)液中20h后干燥，加工至直徑0.2-0.8mm得本發(fā)明環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑。作為一種優(yōu)選，生物質(zhì)原料粉碎至80目，粉碎的顆粒太大，二氧化鈦負載量下降，顆粒太小時，粉碎工序的成本增高。作為一種優(yōu)選，將生物質(zhì)材料加入到熱解反應(yīng)器中，無氧條件為1L/min的氮氣保護的條件下，升溫至450℃，進行熱解炭化反應(yīng)，并保溫40min。以稻草和松針為前驅(qū)物制備的生物質(zhì)炭比表面積和孔體積雖然隨著裂解溫度的升高而升高，但當升溫至420-480℃時，我們發(fā)現(xiàn)其熱解炭化時的比表面積和孔結(jié)構(gòu)變化不大，主要由于松針中含有大量的松針油不斷溢出將微孔封堵，使其比表面積、總孔體積和微孔孔容變化不大，因此需要保溫40min，為松針油全部溢出提供了足夠的時間，在松針油的作用下使兩種物料有足夠的時間緊密結(jié)合，同時大量的松針油具有很好的粘性和延展性，為下一步高溫熱解時微孔的膨脹變大和微孔數(shù)量的增加提供了有利條件。作為一種優(yōu)選，以6℃/min的升溫速度，升溫至870℃保溫1h，當溫度降低至60℃時出料粗破碎得生物質(zhì)炭。大量實踐證明，以6℃/min的升溫速度升溫制得的生物質(zhì)炭比表面積、總孔體積較好，如果升溫速度過快，得到的生物質(zhì)炭裂紋現(xiàn)象嚴重，內(nèi)部微孔不能最大限度的膨脹擴大，產(chǎn)生的微孔數(shù)量較少，膨大后的孔隙結(jié)構(gòu)不夠均勻；升溫速度過慢影響生產(chǎn)率，增加生產(chǎn)費用。升溫至860℃保溫1h可得到理想的生物質(zhì)炭，如果溫度過高保溫時間太長，生物質(zhì)炭的產(chǎn)率降低，灰分含量上升，隨著裂解溫度的升高，酸性基團的數(shù)量減少，而堿性基團的數(shù)量增加，酸性基團減少量大于堿性基團增量，生物質(zhì)炭的官能團總量逐漸減少；如果溫度過低保溫時間太短，得到的生物質(zhì)炭比表面積、總孔體積和微孔孔容較小，達不到理想的使用效果。所述生物質(zhì)液是由紫花魚燈草500g、酒藥花600g、麻柳葉550g、博落回650g加入180L水，先以武火煮沸后，改用文火加熱1h過濾制得。作為一種優(yōu)選，稻草和松針按重量比1∶1.3混合，如果松針含量過高，將產(chǎn)生過多的焦油阻塞內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，使的總孔體積較小，如果松針含量過低，產(chǎn)生的松針油較少，兩物質(zhì)間結(jié)合不夠牢固，微孔不能最大限度的膨脹擴大，總孔體積較小。本土壤調(diào)理劑呈堿性，施用后可以提高土壤的pH值并降低重金屬對植物的毒性，其表面含有豐富的含氧官能團，具有較高的陽離子交換量，施入土壤后可以提高土壤的陽離子交換量；具有高度的孔隙結(jié)構(gòu)，可以增加土壤的孔隙度和持水性，改善土壤環(huán)境，有利植物根系生長；具有較高的化學和生物學穩(wěn)定性，可以增強土壤的固碳作用，減少土壤碳排放量；有延緩肥料養(yǎng)分釋放、降低肥料及土壤養(yǎng)分的損失及提高微生物活性、保水保肥的應(yīng)用效果；同時也為土壤微生物和植物提供了良好的生長環(huán)境，增加土壤微生物的數(shù)量，顯著改善微生物群落的組成，對養(yǎng)分循環(huán)、植物病原菌和植物生長起到了重要的調(diào)節(jié)作用。試驗資料1、為了更好地說明本發(fā)明的有益效果，特做以下實驗，將本發(fā)明的環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑設(shè)為A組；將稻草和松針按重量比1∶1混合，利用大型炭化設(shè)備在750℃缺氧條件下持續(xù)熱解3h制備而成的生物質(zhì)炭設(shè)為B組；利用實驗室小型熱解裝置將稻草于600℃缺氧條件下熱解50min制成的稻草炭設(shè)為C組；利用實驗室小型熱解裝置將松針于600℃缺氧條件下熱解50min制成的松針炭設(shè)為D組。采用物理吸附儀在77K下測定活性炭的氮氣吸附-脫附等溫線，通過BET方程、Langmuir方程、BJH和DFT法計算各種不同制備方法下活性炭的比表面積、總孔容、平均孔徑。各種生物質(zhì)炭的實驗數(shù)據(jù)如下表。組別比表面積總孔容平均孔徑碘吸附值亞甲基藍吸附值A(chǔ)組1622.151m2/g0.9854cm3/g5.029nm2477.982mg/g389mg/gB組1031.551m2/g0.6009cm3/g3.679nm1711.786mg/g303mg/gC組998.453m2/g0.5999cm3/g3.342nm1609.112mg/g289mg/gD組1033.663m2/g0.5855cm3/g3.549nm1988.977mg/g324mg/g2、稱150kg風干的供試污染土壤分成10份，分別置于塑料盆中，以不添加生物質(zhì)炭的處理為空白對照(CK)，將本發(fā)明的環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑與各組生物質(zhì)炭分別施入塑料盆內(nèi)混勻，共5個處理，每個處理重復2次，2個月后實驗結(jié)果如下表。組別PH值每份添加量交換性鋁含量速效氮含量速效鉀含量速效磷含量有機質(zhì)含量(％)A組6.8300g65mg/kg69.1mg/kg45.8mg/kg64.9mg/kg1.69B組6.2300g112mg/kg54.2mg/kg39.9mg/kg51.5mg/kg1.60C組6.1300g143mg/kg51.8mg/kg40.1mg/kg55.2mg/kg1.64D組5.9300g154mg/kg57.6mg/kg38.8mg/kg49.6mg/kg1.61CK5.70387mg/kg31.1mg/kg30.4mg/kg36.6mg/kg1.523、采用原子熒光光譜法(AFS)，對土壤中幾種重金屬的檢測結(jié)果見下表。組別Pb(mg/kg)Cd(mg/kg)Cr(mg/kg)As(mg/kg)A組250.1489B組1430.39919C組1220.410327D組1340.411125CK2600.620040研究表明，添加本發(fā)明的環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑可提高土壤pH，增強對Cd和Ni的吸附。因此引起了土壤中重金屬有效態(tài)含量的降低，說明土壤pH的升高是降低土壤中重金屬有效態(tài)含量的一個重要因素。在土壤中添加本發(fā)明環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑后，土壤有效磷含量增加，磷酸鹽可與重金屬發(fā)生反應(yīng)生成穩(wěn)定的沉淀物或絡(luò)合物，從而降低重金屬有效態(tài)含量。4、挑選均勻一致的辣椒種子，用0.1％的次氯酸鈉消毒后，播于育苗缽中，2周后移植，每盆2株。辣椒成熟時收獲，收獲時測定辣椒掛果數(shù)、單果重、產(chǎn)量以及辣椒V-C含量；并觀察記錄生長情況。組別單果重(g)掛果數(shù)V-C(mg/100g)發(fā)病率(％)蟲害率(％)產(chǎn)量增幅(％)A組15.3282840087B組13.121206252535C組12.519200252533D組12.319198252524CK11.61518025500通過以上實驗可知，在相同條件下，使用本發(fā)明的環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑取得了理想的實驗效果，有效的控制了植株的發(fā)病率和蟲害率，減少了農(nóng)藥的使用量，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。5、采用原子熒光光譜法(AFS)，對采收的辣椒中幾種重金屬的檢測結(jié)果見下表。組別Pb(mg/kg)Cd(mg/kg)Hg(mg/kg)As(mg/kg)A組0.10.030.0060.2B組0.30.060.0150.5C組0.20.070.0150.5D組0.20.060.0200.4CK0.30.090.0250.6通過上表可知，使用本發(fā)明環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑生產(chǎn)的辣椒質(zhì)量最好，符合NY/T655-2002食品茄果類蔬菜質(zhì)量要求，本發(fā)明的環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑制得推廣應(yīng)用。具體實施方式本環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑由稻草和松針按重量比1∶1.3制成，其制備方法為；將干凈干燥的稻草和松針粉碎至80目篩，加入到銳鈦礦型納米二氧化鈦水分散液中，浸漬20h后，在90℃下干燥3h去除自由水分后，得到生物質(zhì)材料；將生物質(zhì)材料加入到熱解反應(yīng)器中，在無氧條件下，升溫至450℃，進行熱解炭化反應(yīng)，保溫40min后，以6℃/min的升溫速度，升溫至870℃保溫1h，當溫度降低至60℃時出料粗破碎得本發(fā)明生物質(zhì)炭，將本發(fā)明生物質(zhì)炭浸入由紫花魚燈草500g、酒藥花600g、麻柳葉550g、博落回650g加入180L水，先以武火煮沸后，改用文火加熱1h過濾制得的生物質(zhì)液中20h后干燥，加工至直徑0.2-0.8mm得本發(fā)明環(huán)保型多功能土壤調(diào)理劑。當前第1頁1 2 3