一种具有改善土壤结构功能的生物有机肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机肥
技术领域
，特别涉及一种具有改善土壤结构功能的生物有机肥及其制备方法。背景技术
土壤板结是指土壤表层因缺乏有机质，结构不良，在灌水或降雨等外因作用下结构破坏、土料分散，而干燥后受内聚力作用使土面变硬的现象。
通常造成土壤板结主要的因素如下：
1、有机物料投入少，即不施有机肥或秸秆还田，使土壤中有机物质补充不足，土壤有机质含量偏低、理化性状变差，影响微生物的活性，从而影响土壤团粒结构的形成，造成土壤的酸碱性过大或过小，导致土壤板结。
2、长期单一地偏施化肥，即农家肥严重不足，重氮轻磷钾肥，土壤有机质下降，腐殖质不能得到及时地补充，引起土壤板结和龟裂。
为了解决土壤板结的问题，传统的除了增施农家肥以外，现有技术中也有一些有机肥其具备改善土壤板结的功能。但该类有机肥，普遍存在改良效果差的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是提供一种具有改善土壤结构功能的生物有机肥，对于土壤板结情况改良效果好。
本发明要解决的技术问题之二是提供一种制备上述具有改善土壤结构功能的生物有机肥的方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为:
一种具有改善土壤结构功能的生物有机肥制备方法，包括如下步骤：
(1)污泥发酵：将过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末以及厌氧发酵菌剂添加至污泥中，混合均匀后进行厌氧发酵，制得污泥发酵物；
(2)向步骤(1)制得的污泥发酵物中添加粉碎的农作物秸秆、动物粪便以及发酵菌剂后，混合均匀，进行堆捂发酵，制得二次发酵物，备用；
(3)使用前，将过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末与步骤(2)中制得的二次发酵物进行混合，即得具有改善土壤结构功能的生物有机肥。
优选的，所述过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末以及污泥的重量比为0.1～0.4：0.01～0.03：1。
优选的，所述过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末与二次发酵物的重量比为0.1～0.2：0.01～0.03：1。
优选的，所述步骤(1)中发酵的温度为50-65℃。
优选的，所述步骤(2)中在进行堆捂发酵时，堆捂发酵时间在60-120天，且发酵期间进行翻堆3次以上。
优选的，所述污泥中含有的有机物在10％以下，且污泥中含有的重金属在环境标准值以下。
本发明还提供了一种由上述方法制备得到的具有改善土壤结构功能的生物有机肥。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中利用污泥、农作物秸秆以及动物粪便为原料，成本低廉，实现了废弃物的回收利用，减少了对环境的污染，因而更加环保。
(2)本发明中先将污泥与过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末以及厌氧发酵菌剂混合后，进行发酵，通过该发酵过程可以起到对污泥的脱水减量；特别地，本发明采用过氧化钙粉末与多孔羟基磷灰石粉末的联合使用，多孔羟基磷灰石粉末的添加可以起到对过氧化钙的促进作用，使得污泥的脱水减量效果更佳明显，且制得的污泥发酵物更佳蓬松透气；与此同时，本发明在制备得到的污泥发酵物的基础上，与农作物秸秆和动物粪便进行混合再次进行发酵制备二次发酵物，进而提高有机质的含量，满足有机肥养分的需求；
特别地，本发明中的有机肥，在使用前，方才将二次发酵物，过氧化钙粉末以及多孔羟基磷灰石粉末进行混合后再使用，通过该作业方式，可以充分保证延长有机肥对板结的土壤的改善效果。
(3)本发明中的有机肥，当年使用，当年即可见效，土壤容重得到明显的降低，渗透性提高，且使用以后还会降低板结土壤的pH。
本发明的作用机理在于：
过氧化钙在于污泥结合的过程中，会释放出过氧化氢和分子氧，一方面对污泥进行氧化降解，另一方面分子氧的释放溢到多孔羟基磷灰石粉末中，多孔羟基磷灰石粉末作为促进剂不仅会维持过氧化钙的长期释放过氧化氢和分子氧，从而提高效力；而且多孔羟基磷灰石粉末吸附分子氧以后，可以显著降低土壤容重，从而降低土壤硬度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种具有改善土壤结构功能的生物有机肥制备方法，包括如下步骤：
(1)污泥发酵：将过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末以及厌氧发酵菌剂添加至污泥中，混合均匀后在厌氧发酵罐内进行厌氧发酵，发酵过程中控制温度在55-65℃，发酵48h，制得污泥发酵物；其中，过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末以及污泥的重量比为0.2：0.01：1。
需要说明的的是，本实施例中的多孔羟基磷灰石粉末为现有技术，具体的本实例中采用CN108079382B中的《一种多孔羟基磷灰石的制备方法》制备得到。
此外，为了避免引入对板结土壤造成危害的物质，本实施例中的污泥中含有的有机物在10％以下，且污泥中含有的重金属在环境标准值以下。
(2)向步骤(1)制得的污泥发酵物中添加粉碎的玉米秸秆、牛粪以及发酵菌剂后，混合均匀，进行堆捂发酵60天，期间每隔20天翻堆一次，制得二次发酵物，备用；
(3)当需要向板结的土壤施用时，将过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末与步骤(2)中制得的二次发酵物进行混合，即得具有改善土壤结构功能的生物有机肥。其中，所述过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末与二次发酵物的重量比为0.18：0.03：1。
实施例2
一种具有改善土壤结构功能的生物有机肥制备方法，包括如下步骤：
(2)污泥发酵：将过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末以及厌氧发酵菌剂添加至污泥中，混合均匀后在厌氧发酵罐内进行厌氧发酵，发酵过程中控制温度在50-60℃，发酵60h，制得污泥发酵物；其中，过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末以及污泥的重量比为0.1：0.02：1。
(2)向步骤(1)制得的污泥发酵物中添加粉碎的玉米秸秆、猪粪以及发酵菌剂后，混合均匀，进行堆捂发酵90天，期间不定期进行翻堆3次以上，制得二次发酵物，备用；
(3)当需要向板结的土壤施用时，将过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末与步骤(2)中制得的二次发酵物进行混合，即得具有改善土壤结构功能的生物有机肥。其中，所述过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末与二次发酵物的重量比为0.2：0.02：1。
实施例3
一种具有改善土壤结构功能的生物有机肥制备方法，包括如下步骤：
(3)污泥发酵：将过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末以及厌氧发酵菌剂添加至污泥中，混合均匀后在厌氧发酵罐内进行厌氧发酵，发酵过程中控制温度在52-60℃，发酵72h，制得污泥发酵物；其中，过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末以及污泥的重量比为0.4：0.02：1。
(2)向步骤(1)制得的污泥发酵物中添加粉碎的玉米和烟草秸秆、牛粪以及发酵菌剂后，混合均匀，进行堆捂发酵120天，期间每隔20天翻堆一次，制得二次发酵物，备用；
(3)当需要向板结的土壤施用时，将过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末与步骤(2)中制得的二次发酵物进行混合，即得具有改善土壤结构功能的生物有机肥。其中，所述过氧化钙粉末、多孔羟基磷灰石粉末与二次发酵物的重量比为0.1：0.02：1。
对比实施例1
除了步骤(1)和步骤(3)中没有添加多孔羟基磷灰石粉末以外，其余步骤均与实施例1相同。
对比实施例2
除了将多孔羟基磷灰石粉末替换成普通的羟基磷灰石粉末以外，其余均与实施例2相同。
为了验证本发明中有机肥的使用效果，采用实施例1-3、对比实施例1-2制备的有机肥以及普通的有机肥在土壤板结地进行试验对比。
其中，每亩土壤板结地施用量均为1200kg，翻地20-30cm后均匀撒肥，然后旋耕入土。分别在施用前和施用后测定土壤的含水率、土壤容重以及pH。
试验结果见下表一土壤指标所示。
表一施用前和施用后的土壤指标
试验结果说明：
土壤的含水率、土壤容重以及pH均是用于表征土壤环境情况的指标，pH在6.5-7.5之间的土壤为中性土壤，适合于大部分的农作物生长；土壤容重用于判断土壤的松紧程度，其能够直接反应土壤的板结情况，土壤结构好、疏松的土壤土壤容重值较低，反之紧实板结的土壤土壤容重值较高；此外，土壤含水率可以用于表征土壤肥力，土壤含水率较高的其肥沃程度也较高。
从表一中可以看出，采用本发明实施例1-3中方法制备得到的有机肥，按照常规的施用方法与对比实施例1-2以及普通的有机肥进行对比，其显著降低了板结土壤的土壤容重和pH，提高了土壤的含水率，明显的改善了板结土壤的板结情况；同时，将本发明实施例1-3与对比实施例1-2进行对比，可以看出，不管是添加普通的羟基磷灰石粉末还是没有添加多孔羟基磷灰石粉末，其对土壤的改善情况均不如添加了添加多孔羟基磷灰石粉末的实施例1-3；此外，将对比实施例1-2与普通的有机肥进行对比，可以看出，普通的有机肥不能起到改善土壤板结的作用，甚至还会升高土壤的pH，对比实施例1-2可以起到一定的改善效果，但效果仍然较差。
以上结合实施例对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
