一種改性秸稈的腐殖酸肥料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于肥料的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種改性秸桿的腐殖酸肥料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對于秸桿的處理:化學處理的一般方法是采用酸、堿、氨及氧等試劑，通過發(fā)生化學反應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，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]一種改性秸桿的腐殖酸肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:農(nóng)作物秸桿70?90、碳酸氫銨10?14、家畜糞便35?50、腐殖酸溶液20?25、鋸末15?20、高嶺土5?9、磷酸一氫銨10?15、高錳酸鉀5?8、氯化銨6?10、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)速下攪拌復配0.5?Ih后形成均勻的乳劑即得。
[0006]一種改性秸桿的腐殖酸肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟:
[0007](I)將農(nóng)作物秸桿統(tǒng)一用破碎機先粉碎成長寬3?5cm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?36°C環(huán)境條件下浸泡氨化處理15?20天，然后過濾去除多余水分得殘渣；
[0008](2)將(I)所述殘渣放入微波處理機中，調(diào)整微波功率220?250w，微波輻射作用8?lOmin，完成后備用；
[0009](3)將(2)所述處理過后的秸桿渣與腐殖酸溶液充分混合復配10?15min，然后加入家畜糞便、鋸末和高嶺土，混合成為底料；
[0010](4)將(3)所述底料進行二次粉碎，先加入添加劑，然后加入磷酸一氫銨、高錳酸鉀、氯化銨及其它剩余成分，混勻后控制含水量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，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]添加劑的使用優(yōu)點: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:通過氨化處理并進行微波的輻射作用過后的農(nóng)作物秸桿具有粗糙、褶皺的表面機理，使得其具有很強的親水性，保水性和保肥性，還可以增加土壤有機膠質(zhì)，加入腐殖酸后在改性秸桿的優(yōu)秀預留能力方面，可以有效提高腐殖酸的利用率，減少流失。
【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]一種改性秸桿的腐殖酸肥料，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、家畜糞便50、腐殖酸溶液25、鋸末15、高嶺土 5、磷酸一氫銨10、高錳酸鉀6、氯化銨10、添加劑3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8、乙醇6、N, N-亞甲基雙丙烯酰胺3和適量的水30 ;制備方法是:于反應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)速下攪拌復配0.5?Ih后形成均勻的乳劑即得。
[0026]一種改性秸桿的腐殖酸肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟:
[0027](I)將農(nóng)作物秸桿統(tǒng)一用破碎機先粉碎成長寬3?5cm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?36°C環(huán)境條件下浸泡氨化處理15?20天，然后過濾去除多余水分得殘渣；
[0028](2)將(I)所述殘渣放入微波處理機中，調(diào)整微波功率220?250w，微波輻射作用8?lOmin，完成后備用；
[0029](3)將(2)所述處理過后的秸桿渣與腐殖酸溶液充分混合復配10?15min，然后加入家畜糞便、鋸末和高嶺土，混合成為底料；
[0030](4)將(3)所述底料進行二次粉碎，先加入添加劑，然后加入磷酸一氫銨、高錳酸鉀、氯化銨及其它剩余成分，混勻后控制含水量20%，造粒即可。
[0031]將本發(fā)明的改性秸桿的腐殖酸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，長勢明顯優(yōu)于對照組，產(chǎn)量明顯提升，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、保肥能力好，有機質(zhì)含量高出對照組，經(jīng)濟較往年提高22.8%。
【主權(quán)項】
1.一種改性秸桿的腐殖酸肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:農(nóng)作物秸桿70~90、碳酸氫銨10~14、家畜糞便35~50、腐殖酸溶液20~25、鋸末15~20、高嶺土 5~9、磷酸一氫銨10~15、高錳酸鉀5~8、氯化銨6~10、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所述一種改性秸桿的腐殖酸肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟: (1)將農(nóng)作物秸桿統(tǒng)一用破碎機先粉碎成長寬3~5cm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30~36°C環(huán)境條件下浸泡氨化處理15~20天，然后過濾去除多余水分得殘渣； (2)將(I)所述殘渣放入微波處理機中，調(diào)整微波功率220~250w，微波輻射作用8~10min，完成后備用； (3)將(2)所述處理過后的秸桿渣與腐殖酸溶液充分混合復配10~15min，然后加入家畜糞便、鋸末和高嶺土，混合成為底料； (4)將(3)所述底料進行二次粉碎，先加入添加劑，然后加入磷酸一氫銨、高錳酸鉀、氯化銨及其它剩余成分，混勻后控制含水量20%，造粒即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性秸稈的腐殖酸肥料及其制備方法，由以下重量份的原料制成：農(nóng)作物秸稈70~90、碳酸氫銨10~14、家畜糞便35~50、腐殖酸溶液20~25、鋸末15~20、高嶺土5~9、磷酸一氫銨10~15、高錳酸鉀5~8、氯化銨6~10、添加劑3~5和適量的水；通過氨化處理并進行微波的輻射作用過后的農(nóng)作物秸稈具有粗糙、褶皺的表面機理，使得其具有很強的親水性，保水性和保肥性，還可以增加土壤有機膠質(zhì)，加入腐殖酸后在改性秸稈的優(yōu)秀預留能力方面，可以有效提高腐殖酸的利用率，減少流失。
【IPC分類】C05G3/04
【公開號】CN104945189
【申請?zhí)枴緾N201510225811
【發(fā)明人】韋世宏, 孫堅政, 張大來, 鄧祖芳
【申請人】肥西縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月6日