[發明專利]一種利用農作物秸稈和生物炭制作的土壤修復劑

有效

• 申請號: 202011299856.5
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112374941B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 紀磊;丁勇;金軻;張玉娟;吳堯;王珍;焦巍;宋慶成;崔志強;白玉連
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院草原研究所
• 主分類號: C09K17/00
• 分類號: C09K17/00
• 代理公司: 東莞市卓易專利代理事務所(普通合伙) 44777
• 代理人: 萬偉清

本發明提供一種采用農作物秸稈為原料制備的土壤修復劑，通過對農作物秸稈采用蒸汽爆破的預處理，使得農作物秸稈中有效成分的利用效率提高，將爆破后的秸稈粉末進行發酵和熱解活化處理分別制備秸稈的發酵產物和生物炭，再與秸稈粉、凹凸棒土，磷礦粉，草木灰，氧化劑，保水劑等輔助組分進行混合制備土壤修復劑，所述土壤修復劑修復效果好，無毒副作用，制備方便，能夠快速修復被有機物特別是農藥污染的土壤，既能高效修復污染土壤，又能實現生物質資源特別是農作物秸稈的資源化利用。

技術領域

本發明屬于土壤修復領域，具體涉及一種利用農作物秸稈和生物炭制作的土壤修復劑。

背景技術

土壤污染已成為世界性問題，有機物污染尤其是持久性有機污染物污染是土壤污染的一個主要類型。據初步統計，目前我國受到農藥等有機物污染的耕地至少有1300～1600萬公頃，且呈日趨加劇的態勢。土壤污染可影響農作物產量和質量的下降，并可通過食物鏈危害人類的健康，也可以導致大氣和水環境質量的進一步惡化。因此土壤污染的治理已經刻不容緩。

污染土壤修復一般是通過轉移、吸附、轉化和降解土壤中的污染物，使其濃度降低到可以接受的水平，或將有毒有害物質轉化為無毒無害的物質。目前，主要修復方法包括物理分離法、溶液淋漓法、固定轉化法、電動力法、萃取法、氧化法、還原法、土壤修復劑法及生物修復法等。但這些技術不同程度的存在成本高、修復污染單一、修復效果有待提高等一種或幾種不足。

作為農業大國，我國每年都會產生大量的生物質材料，比如秸稈資源，但目前秸稈資源多被閑置浪費或就地焚燒，造成嚴重的環境問題。如：每年秋收時，大量秸稈焚燒，造成空氣質量惡化，同時導致煙霧籠罩高速公路和機場，造成高速公路和機場關閉，對社會生活和生產產生諸多負面影響。因此農業秸稈的資源化利用和高效處置成為社會各界關注的熱點。

生物質炭的多孔結構和表面豐富的含氧官能團使得生物質炭具有較強的吸附有毒物質的能力。研究表明將生物質炭施與土壤，可以吸附土壤中多種農藥和多氯聯苯等有機污染物，降低這些污染物在土壤中的化學活性和毒性。但是生物質炭在土壤中的吸附達到了飽和后，生物質炭吸附污染物的能力將下降或不再有吸附污染物能力。

目前市面上的多數土壤調理劑養分功能單一，養分不足，在改善土壤結構、提高微生物生長環境、改善土壤透氣性方面的能力欠缺，且穩定性差，肥力效果不明顯。因此，亟需針對有機物污染特別是農藥污染土壤修復方法進行改良，利用現有的秸稈資源和生物質炭配合制備具有長期修復效果的土壤修復劑。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種利用農作物秸稈和生物炭制作的土壤修復劑，依托我國豐富的秸稈資源，利用生物質炭的強吸附作用對有機污染物進行吸附和降解，達到長期修復土壤的效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：一種利用農作物秸稈和生物炭制作的土壤修復劑，以重量份計，由以下步驟制備而成：

(1)將秸稈干燥粉碎后進行蒸汽爆破處理制備爆破秸稈粉；

(2)取步驟(1)的秸稈粉100份，加入1-3份的FeCl3，3-6份的鈦酸酯偶聯劑，2-4份的沸石混合均勻，放入熱解活化裝置，在無氧條件下進行高溫熱解反應，生成生物炭，熱解反應溫度為450-550℃，熱解反應時間為1-1.5h；

(3)取步驟(1)的秸稈粉100份，加入2-4份鈉基膨潤土，3-5份腐殖酸，10-30份微生物菌劑，20-40份水，混合均勻，發酵7-10天，制備秸稈發酵產物；

(4)稱取步驟(1)制備的秸稈粉100份，步驟(3)制備的秸稈發酵產物40-60份，步驟(2)制備的生物炭50-70份，凹凸棒土20-30份，磷礦粉10-30份，草木灰20-40份，氧化劑5-10份，保水劑2-4份混合均勻，即制備得到土壤修復劑。