一種用於處理腐殖質的輔料及方法與流程
2023-06-01 11:44:21 1
本發明涉及栽培基質製備技術領域，具體涉及一種用於處理腐殖質的輔料及方法。
技術背景
腐殖質指：已死的生物體在土壤中經微生物分解而形成的有機物質。黑褐色，含有植物生長發育所需要的一些元素，能改善土壤，增加肥力。主要方法是幫助增加可以讓空氣和水進入的空隙，也同樣產生植物必須的氮，硫，鉀和磷。動植物殘體在微生物作用下形成簡單化合物的同時又重新合成複雜的高分子化合物。
栽培基質種類很多，常用的無機基質有蛭石、珍珠巖、巖棉、沙、聚氨酯等；有機基質有泥炭、稻殼炭、樹皮等。因此基質栽培又分為巖棉栽培、沙培等。
腐殖質一般可以直接用來作為栽培基質種植各類植物，但對於水生植物來說，水生植物因其需要在水中生長的特性，採用現有常規基質，比如腐殖質種植，會碰到一個難以解決的問題，即在吸水性達到一定程度時，會使得透氣性能降低，從而造成水生植物根部缺氧而導致水生植物根部腐爛，從而導致爛根現象，最終導致植物死亡，因此，如果將腐殖質直接投入水體中用作栽培基質，可能起不到栽培種植的目的，反而會沉入水底形成底泥，對水體造成汙染。
因此，本領域亟需一種新的產品或方法，可用其處理腐殖質，以便製備出更適於植物栽培，尤其是水生植物栽培的栽培基質。
技術實現要素：
基於本領域客觀存在的上述腐殖質不能直接用作栽培基質的問題，以及對腐殖質處理的需求，本發明提供了一種輔料及方法，用於處理腐殖質，以獲得一種更適於植物生長的栽培基質。
本發明的技術方案如下：
本發明首先提供一種用於處理腐殖質的輔料，包括沸石粉、麥飯石粉、和羧甲基纖維素鈉。在上述輔料中，沸石粉的作用是增大比表面積，提高腐殖質的均一性和透水性；麥飯石粉的作用是調節ph和提供微量元素；羧甲基纖維素鈉的作用是作為粘合劑。
上述各原料中，沸石粉是天然的沸石巖磨細而成，顏色為白色。可去除水中氨氮95％，淨化水質，緩解轉水現象。
麥飯石粉是麥飯石的粉製品，是由麥飯石原礦經過篩選，粉碎，分級加工而成的粉末。
羧甲基纖維素鈉是一種葡萄糖聚合度為100～2000的纖維素衍生物，相對分子質量242.16。白色纖維狀或顆粒狀粉末。無臭，無味，無味，有吸溼性，不溶於有機溶劑。
在一些具體的實施例中，所述輔料包括下述重量份的原料：沸石粉5-10份、麥飯石粉5-10份、羧甲基纖維素鈉2-5份。
在更具體的一些實施例中，所述輔料可以選自下述配方之一：
沸石粉5份、麥飯石粉5份、羧甲基纖維素鈉2份；
沸石粉10份、麥飯石粉10份、羧甲基纖維素鈉5份；
沸石粉5份、麥飯石粉10份、羧甲基纖維素鈉2份；
沸石粉10份、麥飯石粉10份、羧甲基纖維素鈉2份；
沸石粉6份、麥飯石粉7份、羧甲基纖維素鈉3份；
沸石粉7份、麥飯石粉9份、羧甲基纖維素鈉4份；
沸石粉8份、麥飯石粉8份、羧甲基纖維素鈉2份；
沸石粉9份、麥飯石粉6份、羧甲基纖維素鈉5份；
沸石粉7份、麥飯石粉5份、羧甲基纖維素鈉3份；或
沸石粉8份、麥飯石粉6份、羧甲基纖維素鈉4份。
應當理解的是，本發明所提供的輔料配方並不僅限於上述實施例中所列各組，本領域技術人員可根據實際操作中處理腐殖質的具體需求，取上述各原料對應的上述數值範圍內的任一數值，並進行各具體數值重量份的原料之間的組合，能獲得基本相同的處理效果。具體地，所述沸石粉可以是5、5.1、5.2、……、5.8、5.9、6、6.1、5.2、……、6.8、6.9、7、7.1、7.2、……、7.8、7.9、8、8.1、8.2、……、8.8、8.9、9、9.1、9.2、……、9.8、9.9、10份；所述麥飯石粉可以是5、5.1、5.2、……、5.8、5.9、6、6.1、5.2、……、6.8、6.9、7、7.1、7.2、……、7.8、7.9、8、8.1、8.2、……、8.8、8.9、9、9.1、9.2、……、9.8、9.9、10份；所述羧甲基纖維素鈉可以是2、2.1、2.2、……、2.8、2.9、3、3.1、3.2、……、3.8、3.9、4、4.1、4.2、……、4.8、4.9、5份。本發明涉及的其它數值範圍也按上述規律取值，本文不再一一贅述。
第二方面，本發明還提供一種處理腐殖質的方法，包括：採用所述輔料與腐殖質混合。
在進一步的實施例中，所述輔料與腐殖質混合的重量配比為：10-20∶80-90；採用這一比值的好處是，可以在最小輔料的基礎上，將腐殖質定型，並最終製備成種植基質。
在進一步的實施例中，所述方法還包括：將所述腐殖質與輔料混合後所得的混合物擠壓成型。這一步的作用是定形，一方面便於後續加熱處理，另一方面便於應用。
在優選的實施例中，所述混合物在擠壓成型之前過50-100目篩；所述混合物通過壓片機進行擠壓成型後，再進行高溫處理。也可採用出壓片機以外的設備裝置對混合物進行擠壓成型，例如，擠壓成型機、液壓機等等。
在具體的實施例中，所述壓片機的工作條件為：0.2-0.3mpa；
所述高溫處理指，將成型的混合物置於馬弗爐中加熱；所述馬弗爐加熱溫度為900-1200℃，保溫時間為8-15min。用馬弗爐加熱這一步的作用是進一步脫水幹化和定形，同時，羧甲基纖維素鈉經過高溫燃燒後留下多孔結構，一方面能夠吸附腐殖質中的更多營養物質，另一方面能夠為腐殖質中的有益微生物提供更多的附著空間，為進一步形成的種植基質的品質提升做出貢獻；除了馬弗爐之外，本領域技術人員也可利用本領域其它常規加熱設備對混合物進行加熱，例如，高壓滅菌鍋、加熱爐等等。
第三方面，本發明提供所述輔料，和/或所述方法在處理腐殖質，和/或製備栽培基質/土壤/肥料方面的應用，包括：在標有處理腐殖質、和/或製備栽培基質/土壤/肥料用途的商品包裝盒內裝入所述輔料。任何規模的基於商業目的的使用本發明所述輔料和/或方法來製備栽培基質/土壤/肥料，都落入本發明請求保護的範圍。
第四方面，基於上述所有內容，本發明還提供一種栽培基質/土壤，其由所述輔料與腐殖質混合而得；或，採用所述方法製備得到。
在本發明所有的實施例中，所述腐殖質可以是通過常規途徑獲得的腐殖質，例如，購買、採集等，也可以是經過特殊處理的腐殖質，例如，可以採用水體底泥與植物秸稈/果殼/種殼混合發酵後得到的腐殖質。採用這樣的腐殖質與本發明的輔料混合製得種植基質後，再將種植基質重新投入水體中，可以獲得如下有益的效果：
(1)對底泥進行了無害化和減量化，底泥的體積減少了三分之二；
(2)對底泥進行了無害化和減量化，可作為水生植物的種植基質資源化回用到水體中。
(3)資源化回用後的基質，腐熟程度高，促進了水生植物的生長繁殖；
(4)解決當前底泥處置的難題，同時可大大降低工程成本。
採用本發明所述的輔料和/或方法處理腐殖質後所得的栽培基質/土壤/肥料，不僅腐熟程度高，可極大地促進植物的生長繁殖，用於堆肥農用、種植基質等，還可以將本來是汙染廢物的水體底泥轉化成有用的種植基質，實現變廢為寶，節省了底泥一般異位處理技術如海洋投棄、衛生填埋等的巨大費用。同時，利用本發明的輔料和/或方法處理得到的栽培基質，操作簡便、成本低廉、轉化效率高、營養成分豐富，栽培種植效果顯著提高。
具體實施方式
以下通過具體實施例進一步詳細描述本發明，但並不以此限制本發明的保護範圍。
生物材料的來源
短小芽孢桿菌購自北京北納創聯生物技術研究院，bncc221077；
其它菌株：枯草芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌，巨大芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌也可通過商購獲得。
實施例11-30使用的水生植物和非水生植物均可商購獲得。
耗材與設備
沸石粉，購自河南水處理濾料總廠；
麥飯石粉，購自河南水處理濾料總廠；
羧甲基纖維素鈉，購自柘城縣耕道貿易有限公司；
壓片機，購自上海鼎業機械製造有限公司。
馬弗爐，購自北京科偉永興儀器有限公司。
實施例1-10、本發明的輔料產品
實施例11-30、採用本發明的輔料和/或方法製備栽培基質
上述實施例中的方法都包括這一步驟：將輔料與腐殖質按上表所列重量比例混合。
栽培植物種類涉及：水生植物，例如：枯草、矮生枯草、金魚草、狐尾藻、睡蓮；非水生植物，例如：彩葉草、綠蘿、文竹、月季。
栽培效果測試過程中，每種植物均栽培100株，並分別統計各自的成活率90-98％和爛根率0-3％，這表明本發明的方法獲得的種植基質品質優良，適用於各類植物的種植，且種植效果好。