具有退化农耕地生态修复功能的土壤调剂材料及生产方法.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 102127452 B (45)授权公告日 2013.06.19 CN 102127452 B *CN102127452B* (21)申请号 201110004866.6 (22)申请日 2011.01.12 C09K 17/40(2006.01) C09K 101/00(2006.01) (73)专利权人 北京恒源嘉达科技有限公司 地址 101500 北京市密云县巨各庄镇前焦家 坞村北 (72)发明人 肖勤 乔羽 马毅 范宇 (74)专利代理机构 北京知本村知识产权代理事 务所 11039 代理人 周自清 CN 1557789 A,2004.12.29,权利要求16。

2、. CN 1724355 A,2006.01.25, 说明书第 2 3 页 . (54) 发明名称 具有退化农耕地生态修复功能的土壤调剂材 料及生产方法 (57) 摘要 本发明公开了一种生产具有退化农耕地生态 修复功能的土壤调剂材料的方法， 该方法包括 ： (1)将秸秆料粉碎后与畜禽粪混合好， 称为A1料 ； (2) 将泥炭、 煤泥、 柴碳、 褐煤， 经过预处理成粒料 后， 按一定比混合后， 称为A2料 ； (3)将A1料和A2 料按比例混合均匀 ； (4) 将磷化工废弃料磷石膏 在80以上的水中溶解后， 按3-12wt的比例快 速加入A1料和A2料的混合物中 ； (5)对钙基膨润 土进行钠化。

3、处理后加入到上述混合物中 ； (6) 在 混合料中添加微生物生长繁育必须的能量元素， 调节合适的碳氮比， 碳磷比， 调节好 pH 值和湿度， 进行发酵即可。本发明方法生产的土壤调剂材料 能够全面修复土壤， 降低化肥使用量， 减低农药和 地膜使用量， 提高农作物的产出物品质、 量。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 杜亚梅 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书5页 (10)授权公告号 CN 102127452 B CN 102127452 B *CN102127452B* 1/1 页 2 1. 一种生产。

4、具有退化农耕地生态修复功能的土壤调剂材料的方法， 其特征在于包括以 下步骤 ： （1） 将秸秆料粉碎成 40-60 目的料后与畜禽粪按 1 1.8-4 重量比混合好， 称为 A1 料 ； （2） 将泥炭、 煤泥、 柴碳、 褐煤， 经过粉成 40-80 目的粒料后， 按 1 1.2-2.3 1.2-1.8 1.0-1.2 重量比混合后， 称为 A2 料 ； （3） 将上述 A1 料和 A2 料按比例为 1 0.1-0.3 混合均匀 ； （4） 将磷化工废弃料磷石膏在 80以上的水中溶解， 溶解后的磷石膏称为 A3 料， 将 A3 料按 3-12%wt 的比例快速加入 A1 料和 A2 料的混合物。

5、中， 完成其重结晶过程 ； （5） 对钙基膨润土进行钠化处理， 使其钠离子含量由 1.0-1.47%wt 增加到 8-12%wt， 大 量的钠离子进入到钙基膨润土中置换出原有的钙或其它离子， 制得的改型的钙基膨润土称 为 A4 料， 将 A4 料加入到上述三种料的混合物中， 并混合均匀 ； （6） 在上述第 （5） 的混合料中添加复合菌剂， 添加尿素、 碳铵、 磷铵微生物生长繁育必 须的能量元素， 调节碳氮比为 20-30 ： 1， 碳磷比为 90-100 ： 1， pH 值控制在 7-8 之间， 湿度 50-65%， 先在好氧情况下发酵 3-4 天， 然后在厌氧条件下发酵 2-3 天， 再在。

6、好氧情况下发酵 2-3 天， 然后在厌氧条件下发酵 3-14 天即可， 其中， 所述复合菌剂为固氮菌、 解磷细菌、 解钾 细菌、 光合细菌、 放线菌、 腐杆菌、 木棉菌、 厌氧菌的菌系体混合物。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 在第 （2） 步中， A2 料中还添加有粉煤灰， 添加量为 1-3%wt。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于 ： 在第 （6） 步中， 发酵开始时， 添5-10%的煤 矸石或高岭土， 为微生物提供吸附场所。 4. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 第 （5） 步中， 钠化处理的工艺条件为 ： 钠 化剂是浓度为 4% 的 Na。

7、2CO3， 矿浆浓度 3.6-9.8%， 转速 1.33m/s， 所述转速为搅拌桨桨叶端点 速度， 钠化时间 30min， 水浴温度 45-70。 5. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 第 （6） 步中， 所述复合菌剂中的有益活菌 数大于 20 亿个 / 克复合菌剂， 添加量为 0.1-0.3wt%。 6. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 按重量比， 其中， 腐杆菌 ： 木棉菌 ： 解磷 菌 ： 解钾菌 ： 厌氧菌 =0.13-0.18 ： 0.06-0.09 ： 0.12-0.16 ： 0.06-0.09 ： 0.114-0.116。 7. 根据权利要求 1 。

8、所述的方法， 其特征在于 ： 第 （6） 步中， 调节碳氮比为 20 ： 1， 碳磷比 为 100 ： 1， 并调节发酵过程中湿度保持 60-65%。 8. 一种根据权利要求 1 所述的方法得到的具有退化农耕地生态修复功能的土壤调剂 材料。 9. 一种权利要求 8 所述土壤调剂材料的施肥方法， 其特征在于 ： 所述土壤调剂材料作 为基肥撒施， 条施和 / 或穴施， 亩施肥 80-160 公斤。 权 利 要 求 书 CN 102127452 B 2 1/5 页 3 具有退化农耕地生态修复功能的土壤调剂材料及生产方法 技术领域 0001 本发明涉及一种土壤调剂材料及其生产方法， 具体而言， 涉及一。

9、种具有退化农耕 地生态修复、 固水固肥、 缓释功能， 有效降低化肥流失率、 降低粮食单产化肥使用量、 快速提 高地力的土壤调剂材料及其生产方法。 背景技术 0002 近代， 中国的农耕技术、 农业投入品 ( 如 ： 化肥、 农药生长激素、 地膜等 ) 的大量应 用， 严重的破坏了农耕地良性的平衡体系， 造成农耕地土壤严重、 普遍的退化。研究数据表 明， 由于农耕地土壤退化带来的四个不容的忽视的现象 ： 0003 1、 化肥污染 ： 近年我国的化肥使用量为 375kg/hm2， 是美国的 4 倍， 超出了发达国 家设置的 225kg/hm2的安全上限。据联合国粮农组织计算， 世界每公顷耕地年平均。

10、化肥施 用量为 104kg， 我国氮肥的使用量约占全世界的 30， 是上限的 2 倍， 平均氮肥的利用率仅 为 30 35， 磷肥为 10 20， 钾肥 35 50。西欧发达国家自 1980 年以来化肥用 量不断下降 28， 与此同期粮食总产和单产分别增加了 57和 80， 而中国 1950 1985 的 35 年内， 化肥用量增加了 8.29 倍， 而此间谷物仅增加 1.68 倍。这些提示我们 ： 我们利用 土地的方式、 技术有问题， 造成的土壤退化引起的化肥大量流失， 在耗费的大量高耗能的化 肥的同时， 还带来了严重的面源污染， 对生态环境造成严重的破坏。并且， 由于没有能够替 代化肥的土。

11、壤材料， 为了满足人口压力， 中国还必须不断的加大化肥的使用量， 在没有新技 术、 新的土壤生态修复材料出来之前， 农耕地的土壤退化现象还会继续。 0004 2、 农药污染 ： 由于农耕地土壤退化， 不能给农作物的生长提供平衡、 全面的营养成 分， 农作物的生长处于亚健康状况， 容易被病虫害侵犯， 而使用的农药带来严重的农药污染 问题。研究数据表明 ： 全国农药喷施约有 60 70进入环境中， 仅有约 30被农作物吸 收。若喷洒液体农药， 仅有 20左右附着在植物体上， 1 4接触到目标害虫， 西方大部 分国家已经大量禁止使用高毒性农药。 0005 3、 畜禽粪便污染 ： 由于农耕地土壤退化，。

12、 尤其是农耕地微生物环境的破坏无法分 解畜禽粪便， 造成畜禽粪便污染。研究数据表明 ： 畜禽粪便主要污染物化学耗氧量 (COD)， 生物耗氧量 (BOD) 的流失量逐年增加， 2010 年， COD 的流失量将达到 728.25 万， tBOD 的流 失量将达到 498.83 万 t。 0006 4、 农膜污染 ： 由于农耕地土壤退化， 农耕地保温、 保湿功能下降， 而大量使用的地 膜， 带来的有严重后患的 “白色污染” ， 影响农田机械耕作、 作物根系的伸展， 影响土壤结构， 有害物质逐年累积， 有完全毒化农耕地的后患。 0007 同时， 传统农业的收获方式， 以籽式型收获方式为主 . 该方。

13、法存在本质上的缺陷 ： 人们将农田中生长出来的物质， 仅仅拿走籽， 而遗弃秸秆料， 对土壤而言是一个能量和物质 的单向输出。退化的农耕地缺少大量的有机质， 而大量的秸秆料遗弃或者燃烧还造成严重 的环境污染。 0008 另外， 煤炭开采过程中形成的泥炭、 煤泥、 柴碳、 褐煤、 煤矸石等废弃物， 磷化工大 说 明 书 CN 102127452 B 3 2/5 页 4 量的废弃物磷石膏都是农耕地土壤退化过程中流逝的大量有机物成分的基础材料。 发明内容 0009 本发明所要解决的技术问题是提供一种具有退化农耕地生态修复功能的土壤调 剂材料及其生产方法， 本发明土壤调剂材料能够生态全面的修复土壤， 在。

14、相同生产量的同 等单位投入量的条件下有效的降低化肥使用量， 提高化肥利用率 ； 减低农药使用量和地膜 使用量， 降低化肥大量流失带来的严重 “面源污染” 对生态环境的伤害， 提高农作物的产出 物品质、 量。 0010 本发明提供的技术方案是 ： 一种生产具有退化农耕地生态修复功能的土壤调剂材 料的方法， 包括以下步骤 ： 0011 (1) 将秸秆料粉碎成 40-60 目的料后与畜禽粪按 1 1.8-4 重量比混合好， 称为 A1 料 ； 0012 (2) 将 泥 炭、 煤 泥、 柴 碳、 褐 煤， 经 过 预 处 理 粉 成 40-80 目 的 粒 料 后， 按 1 1.2-2.3 1.2-1。

15、.8 1.0-1.2 重量比混合后， 称为 A2 料 ； 0013 (3) 将上述 A1 料和 A2 料按比例为 1 0.1-0.3 混合均匀 ； 0014 (4) 将磷化工废弃料磷石膏在 80以上的水中溶解， 溶解后的磷石膏称为 A3 料， 将 A3 料按 3-12 wt 的比例快速加入 A1 料和 A2 料的混合物中， 完成其重结晶过程 ； 0015 (5)对钙基膨润土进行钠化处理， 使其钠离子含量由1.0-1.47wt增加到8-12 wt， 大量的钠离子进入到钙基膨润土中置换出原有的钙或其它离子， 制得的改型的钙基膨 润土称为 A4 料， 将 A4 料加入到上述三种料的混合物中， 并混合。

16、均匀 ； 0016 (6) 在上述第 (5) 的混合料中添加复合菌剂， 添加尿素、 碳铵、 磷铵微生物生长繁 育必须的能量元素， 调节碳氮比为20-301， 碳磷比为90-1001， pH值控制在7-8之间， 湿度50-65， 先在好氧情况下发酵3-4天， 然后在厌氧条件下发酵2-3天， 再在好氧情况下 发酵 2-3 天， 然后在厌氧条件下发酵 3-14 天即可。 。 0017 上述的方法， 在第 (2) 步中， A2 料中还添加有粉煤灰， 添加量为 1-3 wt。 0018 所述的方法， 在发酵开始时， 可添 5-10的煤矸石或高岭土， 为微生物提供吸附场 所。 0019 上述第 (5) 步。

17、中， 钠化处理的工艺条件为 ： 钠化剂是 ： 浓度为 4的 Na2CO3， 矿浆浓 度 ： 3.6-9.8， 转速 ( 桨叶端点速度 ) ： 1.33m/s， 钠化时间 ： 30min， 水浴温度 ： 45-70。 0020 上述第 (6) 步中， 所述复合菌剂为固氮菌、 解磷细菌、 解钾细菌、 光合细菌、 放线 菌、 腐杆菌、 木棉菌、 厌氧菌的菌系体混合物， 有益活菌数大于20亿个/克复合菌剂， 添加量 为 0.1-0.3 wt。 0021 上述的方法， 按重量比， 其中， 腐杆菌木棉菌解磷菌解钾菌厌氧菌 0.13 -0.18 0.06-0.09 0.12-0.16 0.06-0.09 0。

18、.114-0.116。 0022 上述第 (6) 步中， 优选地， 调节碳氮比为 20 1， 碳磷比为 100 1， 并调节发酵过 程中湿度保持 60-65。 0023 本发明还提供由上述的方法得到的具有退化农耕地生态修复功能的土壤调剂材 料。 0024 本发明还提供所述土壤调剂材料的施肥方法， 所述土壤调剂材料作为基肥可撒 说 明 书 CN 102127452 B 4 3/5 页 5 施， 条施和 / 或穴施， 亩施肥 80-160 公斤。 0025 本发明具有以下有益效果 ： 本发明所述的土壤调剂材料能够生态全面的修复土 壤， 快速提高地力 ； 在相同生产量的同等单位投入量的条件下有效的降。

19、低化肥使用量 40 以上， 提高化肥利用率 50以上 ； 为农作物的健康生长过程建立良好的、 全面的营养元素 的供给平衡体系， 有效地减低农药使用量和地膜使用量， 减低农药使用量 50以上， 地膜使 用量下降 60， 大大的降低农耕过程和农业投入品对生态环境的破坏 ； 有效的促进农副产 品秸秆料的高效还田， 向耕地快速补充有机质， 快速改善、 优化农耕地固水、 固肥、 缓释、 保 温、 保壤、 优化耕作层生态环境的作用。 具体实施方式 0026 下面通过具体实施方式的详细描述来进一步阐明本发明， 但并不是对本发明的限 制， 仅仅作示例说明。 0027 实施例 1 ： 生产具有退化农耕地生态修复。

20、功能的土壤调剂材料 0028 (1)将秸秆料粉碎成40-60目的料后与畜禽粪按13重量比混合好， 称为A1料。 0029 (2) 将 泥 炭、 煤 泥、 柴 碳、 褐 煤， 经 过 预 处 理 粉 成 40-80 目 的 粒 料 后， 按 1 1.8 1.5 1.1 重量比混合后， 称为 A2 料。在这一步中， A2 料中也可添加粉煤灰， 添 加量为 2 wt。 0030 (3) 将上述 A1 料和 A2 料按比例为 1 0.1-0.3( 在本实施例中为 1 0.2) 混合 均匀 . 0031 (4)将磷化工废弃料磷石膏在80以上的水中溶解后， 溶解后的磷石膏称为A3料 ( 浓度控制范围 30。

21、-80 wt)， 然后将 A3 料按 8 wt 的比例快速加入 A1 料和 A2 料的混合 物中， 完成其重结晶过程。 0032 (4) 对钙基膨润土进行钠化处理， 钠化处理的工艺条件为 ： 钠化剂是 ： 浓度为 4 的 Na2CO3， 矿浆浓度 ： 3.6-9.8 ( 在本实施例中为 5 )， 搅拌桨转速 ( 桨叶端点速度 ) ： 1.33m/s， 钠化时间 ： 30min， 水浴温度 ： 45-70。 使钙基膨润土的钠离子含量由1.47增加 到 12， 大量的钠离子进入到钙基膨润土中置换出原有的钙或其它离子， 制得的改型的钙 基膨润土称为 A4 料， 将 A4 料加入到上述三种料的混合物中。

22、， 并混合均匀。 0033 (5) 在上述第 (4) 的混合料中添加复合菌剂由固氮菌、 解磷细菌、 解钾细菌、 光合 细菌、 放线菌以及酵母菌、 芽孢杆菌等有益微生物组成， 有益活菌数大于20亿个/克的微生 物菌剂 ) 复合菌剂为固氮菌、 解磷细菌、 解钾细菌、 光合细菌、 放线菌、 腐杆菌、 木棉菌、 厌氧 菌的菌系体混合物 ( 例如 ： 神农采禾生物科技有限公司生产微生物肥料菌 )， 有益活菌数大 于 20 亿个 / 克复合菌剂， 添加量为 0.2wt。按重量比， 其中， 腐杆菌木棉菌解磷菌 解钾菌厌氧菌0.13-0.180.06-0.090.12-0.160.06-0.090.114-0。

23、.116， 添 加尿素、 碳铵、 磷铵、 钙镁磷肥 (P2O5-12-H2O 1 )、 七水硫酸锌、 氯化钾等微生物生长繁育 必须的能量元素， 调节碳氮比 (C/N) 为 20 1， 碳磷 (C/P) 比为 100 1， 碳钾 (C/K) 比为 12-20 1( 在本实施例中为 15 1)， pH 值控制在 7-8 之间， 湿度控制在 60-65， 进行厌 氧、 好氧兼氧循环发酵 20 天即可， 即 ： 在好氧情况下发酵 3 天， 温度控制在 65左右， 然后 在厌氧条件下发酵 3 天， 温度控制在 60-65， 再在好氧情况下发酵 3 天， 温度控制在 30 左右， 然后在厌氧条件下发酵 1。

24、1 天， 温度控制在 30-65。 说 明 书 CN 102127452 B 5 4/5 页 6 0034 秸秆快腐过程中， 有机物分解为好氧性发酵， 因此可借机械翻堆及送风供给氧气， 除可促进堆肥腐熟外， 并可除去部分发酵热， 发酵过程中以温度指标作为通气补氧的判据， 当温度达到 62 4-8 小时， 开启通风装置或者启动翻料准备降温供氧， 其通气量每公吨基 质每分钟 200 公升为宜。 0035 实施例 2 ： 具有退化农耕地生态修复功能的土壤调剂材料的使用方法 0036 本发明具有退化农耕地生态修复功能的土壤调剂材料可以做基肥也可以做追肥 使用。根据土地肥力一般亩施肥 80-160 公斤。

25、。作基肥可撒施， 条 ( 沟 ) 施和穴施。 0037 1、 撒施 ： 撒施是将肥料均匀撒布于土壤中。撒施可以深施， 也可表施 ( 浅施 )。深 施的技术是撒后用犁翻入土壤下层 ( 深度不超过 20 厘米为佳 )， 表施只用耙耙过即可。撒 施适用于密植的作物如小麦、 大麦、 草类。撒施的优点是简便， 土壤各部位都有养分被作物 吸收 ； 缺点是肥料利用率不高。生态土壤材料一般不主张撒施。 0038 2、 条施 ( 沟施 ) ： 条施又称为沟施， 适宜于点播、 条播及需定植的作物。开沟深 15-20厘米， 均匀施入肥料并与等量土壤混合， 覆土1-2厘米厚播种， 再覆土。 这种施肥方法 的优点是 ：。

26、 肥料近根， 容易被吸收利用， 因而肥料利用率较高， 也有利于抗旱。 肥料可施在种 子的底下， 也可施在种子的一侧或两侧。 注意不要让未经和土壤混合的肥料直接接触种子， 移栽的时候也不要让移栽苗直接与肥料接触。 0039 3、 穴施 ： 穴施是在作物种子周围或定植作物幼苗根部， 挖穴施入肥料并覆土。 挖穴 施肥的方法适用于点播或移栽作物， 如玉米、 油菜、 棉花、 蓖麻、 西红柿等。一般比条施更能 使肥料集中施用， 也比较节肥。一般穴施深度根据作物可 10-20 厘米， 施肥后覆土， 为了避 免穴内浓度较高的肥料伤害作物根系， 施肥入穴后应与等量土壤混合， 覆 1-2 厘米土后播 种， 再覆土。

27、。蓖麻可直接播种在与土壤混合后的肥料上。 0040 施肥后覆土前最好结合灌水， 可加速养分吸收利用。 0041 本发明的土壤调剂材料作追肥使用也可采取条施和穴施。 开沟挖穴应在离作物茎 部 10 厘米以上。 0042 4、 使用本发明的土壤调剂材料， 可以参考一般复合化肥作基肥的使用方法， 最好 与农家肥 ( 一般农家肥用量每亩 2-3 吨 ) 配合使用， 并根据不同作物生长的需要采取追肥 措施， ( 比如追施尿素等 )， 以确保更高的产量。 0043 5、 本发明的土壤调剂材料有节水抗旱的功能， 但遇大的旱情， 也应适当浇水。 0044 6、 各类农作物使用本发明的土壤调剂材料， 施肥量见下。

28、表 1 ： 0045 表 1 各类农作物建改田间推荐施肥量 (kg/667m2) 0046 作物 推荐施肥量 施肥方法 马铃薯 140-160 与常规肥料混合沟施 向日葵 100-120 与常规肥料混合沟施 燕麦 120-140 与常规肥料混合沟施 谷子 100-120 与常规肥料混合沟施 说 明 书 CN 102127452 B 6 5/5 页 7 豆类 100-140 与常规肥料混合沟施 甜菜 140-160 与常规肥料混合沟施 大葱 100-120 与常规肥料混合沟施 烟叶 80-120 与常规肥料混合沟施 蔬菜类 140-160 与常规肥料混合沟施 说 明 书 CN 102127452 B 7 。