[發明專利]速生植物種植與植物堆肥替代化肥的裝置和方法

無效

• 申請號: 201310363360.3
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103435380A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 雷學軍
• 申請（專利權）人: 雷學軍
• 主分類號: C05F11/00
• 分類號: C05F11/00;A01C21/00;C05F17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及速生植物種植與植物堆肥替代化肥的裝置和方法，屬于化工領域。

背景技術

我國是世界上使用化肥、農藥數量最大的國家之一，且化肥的利用率低，平均利用率只有30%～35%；流失率高，農田徑流帶入地表水體的氮占人類活動排入水體氮的51%。化肥不僅導致農田土壤污染，還嚴重污染水體、大氣、生物，對人體健康造成嚴重危害。施氮過多的蔬菜中硝酸鹽含量是正常情況的20-40倍。人或牲畜食用硝酸鹽含量高的植物后，硝酸鹽在體內與各種胺類反應，會產生亞硝酸胺，同時亞硝酸鹽容易與血紅素中的鐵離子結合，導致高鐵血紅素白血癥，使病人出現行為反應障礙、工作能力下降、頭暈目眩、意識喪失等癥狀，嚴重的還危及生命。長期大量地使用氮肥特別是大量施用銨肥，銨離子進入土壤后在其硝化作用的過程中釋放出氫離子，使土壤逐漸酸化。銨離子能夠置換出土壤膠體微粒上起聯結作用的鈣離子，造成土壤顆粒分散，從而破壞了土壤團粒結構。大量施用氮肥，給土壤引入了大量非主要營養成分或有毒物質，如硫銨中的硫酸根離子和氯銨中氯離子，或尿素中的有毒物質縮二脲，它們對土壤微生物的正常活動有抑制或毒害作用。土壤酸化不僅破壞土壤性質，而且會促進土壤中一些有毒、有害污染物的釋放、遷移或使之毒性增強，使微生物和蚯蚓等土壤生物減少，加速土壤營養元素的流失，板結嚴重，最終喪失了農業耕種價值。同時化肥生產需要消耗能源；排放溫室氣體；三廢污染十分嚴重。

有機肥不僅含有植物必需的大量元素、微量元素，還含有豐富的有機養分。有機肥料施入土壤后，有機質能有效地改善土壤理化狀況和生物特性，熟化土壤，增強土壤的保肥供肥能力和緩沖能力，為作物的生長創造良好的土壤條件。有機肥腐解后，為土壤微生物活動提供能量和養料，促進微生物活動，加速有機質分解，產生的活性物質等能促進作物的生長和提高農產品的品質。使用速生植物種植與植物堆肥替代化肥的裝置和方法，具有十分重要的戰略意義。

發明內容

本發明的目的是提供速生植物種植與植物堆肥替代化肥的裝置和方法，替代化石能源在化肥生產過程中的使用，實現大氣溫室氣體負增長，調節溫室效應；抑制霧霾形成；解決相關環境問題；改善土壤結構，增加土壤肥力。通過種植陸地或水體區域中的木本、草本、藻類、地衣或苔蘚等植物(簡稱速生植物)，經粉碎、干燥、壓縮成型獲得速生植物儲碳型材，進行封存；將速生植物或其儲碳型材，變成有機肥料替代化肥，改良土壤結構，補充土壤肥力。速生植物堆肥過程中產生的氣體、液體及人畜糞便、生活污泥發酵產生的氣體，進行回收處理；堆肥過程中產生的氮氣，經收集合成氨水；可直接添加到堆肥中補充氮素比例，調整速生植物顆粒C/N比例，也可作為氮肥直接使用。

在本申請中，所述的植物廣義地包括速生木本、草本、藻類、地衣或苔蘚(低等植物)。

本發明的實施方案概括如下：

1、速生植物種植與植物堆肥替代化肥的裝置和方法，該方法包括：

（1）在選定的陸地區域或水體區域中種植和/或培育的速生植物；

（2）當速生植物長到合適的高度時進行收獲；

（3）對收獲的速生植物進行干燥，優選自然干燥；

（4）將干燥后的速生植物加工成儲碳型材；

（5）將成型后的植物儲碳型材進行封存；

（6）將速生植物或其儲碳型材加工成有機肥料，并將加工過程中產生的含氮氣體轉化成含氮肥料（氨水）。

2、根據以上1項的方法，其中在步驟(1)選定的陸地區域或水體區域中種植和/或培育的速生植物，進行肥水管理，可在這些區域中定期或周期性地(多次)施用肥料(如有機肥料、堆肥過程中產生的含氮氣體合成的氨水)。

3、根據以上1項的方法，其中在步驟(2)中收獲速生草本植物時，所保留的“莖的下部分”?至少具有1個節理，優選2～8cm，以促進植物迅速發芽或長出新葉；收割或采收藻類、地衣或苔蘚時，所保留的植株數量優選30%以上，大型藻類保留根莖8cm以上。

4、根據以上1-3項的方法，其中步驟(1)-(6)或步驟(2)-(6)能夠重復進行。

5、根據以上1-4項中任何一項所述的方法，其中作為種植和/或培育區域是指平原、盆地、丘陵、山地、戈壁灘或沙漠等陸地區域，湖泊、河流、水庫、池塘、近海水域或海灣水域等水體區域。

在本申請中，水體區域分為淡水型的水體區域和海洋型的水體區域。