一种降低堆肥产品中磷素活性的方法
【专利摘要】本发明属于农业面源污染控制领域，特别涉及一种降低城市污泥或畜禽粪便等有机废弃物堆肥产品中磷素活性的方法，步骤为：1)将农作物废弃物在400℃炭化热解为生物炭，粉碎过50目筛；2)将有机废弃物好氧作物秸秆与城市污泥或畜禽粪便按比例混合，调节碳氮比20～30:1，含水量为65％-70％，制成堆体；3)将生物炭加入堆体，充分混匀后，采用强制通风方式进行好氧堆肥45天，粉碎后即为成品。本发明方法不仅可使堆肥产品的磷活性降低，减少堆肥施用造成磷素流失，还可使农业废弃物和城市污泥、畜禽粪便得到有效资源化处理，从而降低农业面源污染负荷，保护水环境。
【专利说明】一种降低堆肥产品中磷素活性的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农业污染控制领域，特别涉及一种降低城市污泥或畜禽粪便等有机废弃物堆肥产品中磷素活性的方法。
【背景技术】
[0002]我国有66%以上湖泊、水库处于富营养化状态，防治水体富营养化是我国湖泊、水库急需解决的重大水环境问题。磷是导致水体富营养化最重要的因素之一，在水体富营养化形成过程中也起着决定性作用。研究表明，农田氮磷流失被认为是地表水体富营养化的重要原因之一。在美国河流和湖泊营养物质负荷总量中，农业面源污染源负荷占60% -80% ;在欧洲，由农业面源排放的磷为地表水污染总负荷的24% -71% ;我国湖泊中氮磷有50%以上来自农业面源，太湖流域磷的贡献为17%-54%。降低农田地表径流的磷素流失成为水环境保护的重要措施。
[0003]农田地表径流中磷素的流失与土壤中磷的含量及有效量有关。降低磷肥用量是源头控制农业面源污染，减少土壤磷素流失最有效方法。但是对于有机肥料，其用量的计算大多是根据作物需氮量确定的，致使土壤磷素富集与过程，土壤磷流失的风险增加。
[0004]目前降低有机肥施用导致的磷素流失的简单易行的方法是向土壤或肥料中添加改良剂。如麻万诸等(2012)向土壤施用氯化钙和粉煤灰使地表径流中总磷浓度分别下降43.77%和45.02%，使溶解态磷浓度分别下降55.38%和38.98% (麻万诸，章明奎.改良剂降低富磷蔬菜地土壤磷和氮流失的作用.水土保持学报，2012，26 (5):22-27.);章明奎(2013)等在粪肥中添加明矾使径流中磷浓度平均降低63.6% (章明奎，郑顺安，王丽平，粪肥添加明矾对降低农田磷和重金属流失的作用，水土保持学报，2007,21 (1):165-167.)；郑嘉熹等(2011)在猪粪堆肥过程中添加改性金属盐赤泥降低了堆肥产品土地利用过程中引起的磷素流失(郑嘉熹，魏源送，吴晓凤，曾小岚，韩圣慧，方云.猪粪堆肥过程保氮固磷及温室气体(N2O)减排研究.环境科学，2011，32 (7):2047-2056.)。梁震等提出一种由赤泥与复配物(含钙或含铁的酸性物质)构成的组合物来控制土壤磷素流失(专利申请号:20120067347.9)。但是，上述方法因成本高、过量施用会对引起土壤环境造成不良影响，不能大规模使用。寻求环境友好、低成本的降低有机肥料磷素流失方法十分重要。
[0005]生物质炭是生物质在完全或部分缺氧的情况下热解得到的固态产物，来源广，呈碱性，具有较高的阳离子交换量、巨大的比表面积和丰富的官能团，对磷具有很高的吸附容量和吸附能力。在有机废弃物堆肥过程中，将生物质炭作为调理剂添加到堆体中，通过稀释、吸附、沉淀等作用不仅能降低堆肥产品中的全磷和有效磷含量，还能降低堆肥产品施用后土壤有效磷的含量，降低有机肥施用导致土壤磷素流失风险。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种降低有机废弃物如城市污泥和畜禽粪便堆肥产品中磷素活性的方法。
[0007]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种降低堆肥产品中磷素活性的方法，包括如下步骤:
[0008](I)将种植业废弃物在40(TC条件下厌氧热解炭化4h，获得生物质炭，粉碎过50目筛；
[0009](2)将有机废弃物作物秸杆与城市污泥或畜禽粪便按3.3~5:1比例混合，调节碳氮比20~30:1，含水量为6%~70%，制成堆体；
[0010](3)将粉碎的生物炭添加到堆体中，混匀；
[0011](4)采用强制通风方式进行好氧堆肥45天，强制通气量约为20m3/(t.m3)，粉碎，得到堆肥产品。
[0012]进一步的:步骤⑴中，所述种植业废弃物包括玉米、小麦、油菜、水稻秸杆、花生壳中的一种或两种以上的混合。
[0013]进一步的:步骤(3)中，生物炭的加入比例为堆体重量的6%。
[0014]本发明的有益技术效果是:本发明以生物质炭为调理剂来降低有机废弃物堆肥产品中磷素活性的方法，能有效降低有机肥施用导致土壤磷素富集造成的地表径流磷素流失，减少水体富营养化的发生，保护水环境；生物质炭由玉米、小麦、油菜或水稻秸杆、花生壳等种业废弃物制备而得，具有来源广、成本低、能避免现有改良剂对土壤环境产生的不良影响、可大规模使用等优点；该方法也为农业废弃物资源化利用提供了一条好的途径，环境效益显著。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]实施例1
[0017]将玉米秸杆与猪粪按3.3:1比例混合，调节碳氮比20:1，初始含水量为65 %，制成堆体；将6%生物炭加入到堆体，充分混匀后，采用强制通风方式进行好氧堆肥45天，强制通气量约为20m3/(t.m3)，获得的堆肥产品中全磷含量和有效磷含量分别降低21.67%和32.28%。
[0018]将玉米秸杆与城市污泥按5:1比例混合，调节碳氮比30:1，初始含水量为65%，制成堆体；将6%的花生壳生物炭添到堆体，充分混匀后，采用强制通风方式进行好氧堆肥45天，强制通气量约为20m3/(t.m3)，获得的堆肥产品中全磷含量和有效磷含量分别降低13.33%和 13.23%。
[0019]将玉米秸杆与城市污泥按4:1比例混合，调节碳氮比25:1，初始含水量为70%，制成堆体；将6%的小麦秸杆生物炭到堆体，充分混匀后，采用强制通风方式进行好氧堆肥45天，强制通气量约为20m3/(t.m3)，获得的堆肥产品中全磷含量和有效磷含量分别降低10.36%和 18.52%。
[0020]表1添加生物质炭后堆肥产品中的全磷及有效磷含量
[0021]
【权利要求】
1.一种降低堆肥产品中磷素活性的方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将种植业废弃物在40(TC条件下厌氧热解炭化4h，获得生物质炭，粉碎过50目筛； (2)将有机废弃物作物秸杆与城市污泥或畜禽粪便按3.3~5:1比例混合，调节碳氮比为20~30:1，含水量为65%~70%，制成堆体； (3)将粉碎的生物炭添加到堆体中，混匀； (4)采用强制通风方式进行好氧堆肥45天，强制通气量约为20m3/(t.m3)，粉碎，得到堆肥产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(1)中，所述种植业废弃物包括玉米、小麦、油菜、水稻稻杆、花生壳中的一种或两种以上的混合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(3)中，生物炭的加入比例为堆体重量的6 %。
【文档编号】C05F17/00GK104163665SQ201410402992
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】赵秀兰, 孙文彬, 倪九派, 谢德体 申请人:西南大学