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一种多功能矿物-有机绿色土壤调理剂的生产方法及土壤调理剂

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-11-06 16:13:38

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 胡春明 | 2023-11-06 16:13:39

本发明公开了一种多功能矿物‑有机绿色土壤调理剂的生产方法及土壤调理剂,涉及土壤改良领域。包括依序进行以下步骤:(1)准备原料:硅酸盐矿物、有机质、催化剂和水;(2)将硅酸盐矿物、有机质以及催化剂与水均匀混合,获得原料混合物,其中,硅酸盐矿物、有机质以及催化剂的重量比为(0 .25‑1):(0 .5‑1):(1‑3),三者总重量与水重量之比为(1:1)‑(1:10);然后使原料混合物在密封反应器中,在100℃‑300℃温度下进行5‑30h水热反应,获得反应产物;(3)使反应产物冷却至室温并取出,烘干、研磨、造粒、包装后得到多功能矿物‑有机绿色土壤调理剂。方法简单,矿物元素溶出率和腐殖酸产率高。

1、本发明方法模拟土壤矿物中营养元素的风化形成过程和土壤中腐殖酸形成过程,将矿物质原料和生物质(有机质)原料利用水热合成和水热腐殖化技术进行一次性催化合成,制成多功能矿物‑有机(绿色)土壤调理剂。使用两种材料同时进行水热反应,进行土壤调理剂的合成,在工业生产上具有很大的便捷性。2、进一步地,本发明方法通过控制催化剂的种类,以及矿物原料、有机质、催化剂、水的配比,水热反应时间,水热反应温度等因素,达到了矿物元素溶出率和腐殖酸产率分别显著提高的1+1>2的效果,在工业生产上具有很大的经济效益。3、本发明方法的催化剂优选包含工业废渣,利用工业废渣作为激发剂,促进生产土壤调理剂的化学反应,实现了废物资源化利用。4、本发明方法生产的土壤调理剂对调节土壤具有丰富的功能。活化的矿石提供营养元素;矿物微孔结构降低土壤容重,提高土壤孔隙度;腐殖酸提高土壤的缓冲能力,提高化肥利用效率,减少化肥施用量;施入土壤后,硅酸盐矿物本身具有固碳作用,此外,将生物质(有机质)废物制备成腐殖酸类物质加以利用也可以达到固碳的目的。

现有的生产土壤调理剂的方法,或简单混合各组分物质原料而获得目标土壤调理剂,方法对原料要求较高(例如原料的有效成分含量等);或先通过水热法单独制备腐殖酸(或矿物元素),然后通过至少一步物理混合步骤添加矿物元素(或腐殖酸)等其他组分而获得目标土壤调理剂,方法步骤非常复杂。

本发明提供一种新的多功能矿物‑有机(绿色)土壤调理剂的生产方法,该方法利用硅酸盐矿物和有机质粗原料,通过仅一步化学反应而制成同时含有矿物元素、腐殖酸成分等且呈碱性的多功能矿物‑有机(绿色)土壤调理剂,生产方法的原料来源广泛且方法步骤少,方法简单,应用前景广阔。

实验室现有土壤分子生态学、土壤环境生物学、土壤污染与生物响应、土壤生态过程与生态重建和土壤污染风险管控与修复五个研究组。固定研究人员26人,其中研究员6人(国家杰出青年基金获得者1人,优秀青年基金获得者1人),副研究员8人,助理研究员12人。博士后8人,博士研究生33人,硕士研究生24人,客座学生9人。

本发明生产方法的原料来源广泛且方法步骤少,方法简单。有利于提高土壤生产力,推动农业生产和农村经济的发展,,保持甚至提升农田土壤的固碳能力,有助于我国提出的“碳达峰”和“碳中和”减排目标的实现,为全球气候变暖趋势的治理贡献力量。

本发明具有补充土壤营养元素,改善土壤酸化,改善土壤理化性质,补充土壤有机质,提高土壤保水保肥能力,控制土壤重金属毒性污染(研究表明,土壤酸性增加会使重金属元素的生物毒性增强),提高土壤固碳能力等功能。在实际施用上具有很大的经济效益。

本科技成果支持技术转让,服务等多种方式,有针对性进行指导转化