申请日2017.05.11
公开(公告)日2017.09.01
IPC分类号A01G9/10; C05G1/00
摘要
本发明公开了污泥草木灰水稻育苗基质，以城市生活污泥和作物秸秆草木灰为原料，对二者分别进行预处理后再按照质量比3:7进行混配得基质，基质中：有机质含量达到5%以上，养分含量≥1%，pH值7‑7.5，病原菌及重金属含量符合国家标准GB15618‑2008。本发明制成的育苗基质有机质含量丰富，物理性状优良，其育出的水稻秧苗株高16cm‑18cm、叶龄3.0‑4.5时茎基宽达到0.2‑0.3cm/单株，根系发达，叶色浓绿。
权利要求书
1.污泥草木灰水稻育苗基质，其特征是：以城市生活污泥和作物秸秆草木灰为原料，对二者分别进行预处理后再按照质量比3:7进行混配，经过粉碎制成颗粒状或片状水稻育苗基质;基质中：有机质含量达到5%以上，养分含量≥1%，pH值7-7.5，病原菌及重金属含量符合国家标准GB15618-2008。
2.根据权利要求1所述的污泥草木灰水稻育苗基质，其特征是：所述的城市生活污泥是指城市生活污水处理厂产生的污泥，其在出厂前进行预处理。
3.根据权利要求2所述的污泥草木灰水稻育苗基质，其特征是：所述的城市生活污泥预处理是指：首先对城市生活污泥进行重金属无害化处理，使其重金属含量符合国家标准GB15618-2008;再进行120℃-150℃干燥处理及300℃-400℃杀菌处理;以及粉碎过筛处理;得质量含水量60-70%、直径0.2cm颗粒物。
4.根据权利要求1所述的污泥草木灰水稻育苗基质，其特征是：所述的作物秸秆草木灰是指水稻、麦、玉米、棉花作物秸秆经过充分燃烧后形成的草木灰。
5.根据权利要求4所述的污泥草木灰水稻育苗基质，其特征是：所述的作物秸秆草木灰是指秸秆发电厂所生产的草木灰。
6.根据权利要求4所述的污泥草木灰水稻育苗基质，其特征是：所述的作物秸秆草木灰预处理是指：对作物秸秆草木灰进行分级淋洗过滤脱盐，使盐含量降至1.5-2.0ms;再加入适量酸性物质调节PH处理，使PH至7.0-7.5;最后进行一次脱水处理，得可溶盐含量3.0-4.0ms、PH=7.0-7.5、质量含水量40%-50%、直径0.2-0.3 cm的颗粒物。
7.根据权利要求6所述的污泥草木灰水稻育苗基质，其特征是：酸性物质为硫酸亚铁。
8.根据权利要求1所述的污泥草木灰水稻育苗基质，其特征是：所述的颗粒状或片状水稻育苗基质中按质量体积比0.2g/L添加营养物质硫酸铵。
说明书
污泥草木灰水稻育苗基质
技术领域
本发明属于农业栽培技术领域，具体涉及一种污泥草木灰水稻育苗基质。
技术背景
污泥是污水处理过程中所产生的沉淀物以及污水表面的漂浮物所得到的残渣。一方面，污泥主要是由各种氨基酸组成的菌体，含有大量的氮、磷、钾及其它微量元素，其中主成份包括：总氮(1.6%～3.44%)、总磷(0.55%～1.98%)、钾(0.11%～0.79%)、氨基酸(35%～40%)、各种维生素和矿物质等。据测算，我国每年的污水处理厂排出的剩余湿污泥已达1500多万吨。国内城市污水处理厂污泥经二级中温消化处理后的泥饼一般有三种处理方法：露天堆放、垃圾填埋场填埋和直接作农肥，其中土地的填埋、外运以及露天堆放的方式大多数都属于污泥的随意处置，不仅影响环境，而且占用了大量的土地，只有不超过l5%～25%的比例属于安全的污泥处置。从我国城市污水厂对污泥处置的现状来看，通过土地填埋的方式处置污泥所占比例最大。
污泥农用是一个具有较大发展潜力的处置方式，主要指污泥经过处理后在农田林地施用，在我国最为常见的是污泥制作堆肥和复合有机肥料。有资料表明，英国、法国、瑞士、瑞典和荷兰等国的城市污泥农用率达50%左右，卢森堡达80%以上，我国污泥农用的比例不足10 %。污泥肥料化利用是指经过稳定化和无害化处理后的污泥，作为肥料施用于农田、菜地、果园、林地、草地以及市政绿化等。科学合理的污泥肥料化利用，既可减少污泥带来的负面效应，又可产生巨大的经济效益。而经过处理后的污泥施用于农田后，具有改良土壤结构、增加土壤肥力、促进农作物生长及能够回收利用有机质等优点。
草木灰是由稻麦等植物秸秆、柴草、落叶等经过燃烧后的残留物，它含有钾、钙、磷、硅、硫、镁、硼、锌等多种营养元素，其中以钾、钙、磷含量较多，一般含钾(K20) 5~12%、钙(CaO) 5~20%、磷(P2O5) 0.5~3.5%。草木灰中含有钾、磷等多种农作物生长需要的微量元素，是一种速效性农家肥，可以作底肥追肥。随着秸秆发电厂项目的大力推进，产生了大量的草木灰。江苏省是全国秸秆发电厂最多的省份，据调查，仅在2006-2008年就已经建成并投入运营11家秸秆发电厂，每年大量且集中产生约100万吨草木灰。目前秸秆电厂的处理方法是部分草木灰用于生产生物水泥，部分用于复合肥厂原料，其中大多数是填埋，仅有少部分草木灰作为肥料厂的原料得以利用。由于使用技术上的限制，草木灰没有得到合理的利用，被随意填埋，不仅造成资源浪费，而且污染环境。
水稻机械化插秧是水稻栽插方式发展的必然方向。相比传统水稻种植方式，它具有省工节本、省时省力、高产高效等诸多优势，目前，我国水稻机插秧技术已进入大面积快速推广阶段，从育秧技术到机械化设备都进行了改进和完善，已经向着全程机械化发展。随着机插秧规模化育秧的快速发展，育秧用土问题已经成为其中急需解决的一大难题。研究育秧用土的替代材料，是目前机插秧育秧技术研究的热点之一。目前在实际生产中使用较多的基质材料有草炭、珍珠岩、蛭石、菇渣、腐熟的作物秸秆等。其中以草炭和岩棉应用最为广泛，是一种比较理想的育苗基质，但是由于受到集中的过度的开发利用，使当地的生态环境受到了巨大威胁，在生产过程中产生的废气废水等废弃物也给环境带来了二次污染问题;国外已经开发了锯木屑、椰子纤维等有机基质，原料廉价易得，可以大幅度降低育苗成本，而且对生态环境友好;我国对基质也展开了广泛研究，各个地方根据自身和本地的具体情况研究开发符合自身特点的育苗基质，如江南地区对稻壳炭化后制作育苗基质;华北则利用自身丰富的炉渣资源，配以使用蛭石、草炭等材料制作育苗基质;东北森林资源丰富，积极展开对草炭等材料的研究;西北主要加强对砂培技术的研究等。
对于城市生活污泥及作物秸秆草木灰，目前国内有关研究也表明，一定用量范围内污泥作为有机肥料可以促进水稻秧苗的生长发育，有利于培育壮苗，有利于提高土壤肥力、平衡土壤养肥结构、改善土壤理化性质，有利于作物根系生长发育;污泥和垃圾堆肥还可以部分地替代泥炭用作容器育苗基质，可以明显地促进苗木的生长。将草木灰脱盐、去碱、配肥后制成育苗基质，也具有较好的育苗效果。
但是污泥含有病原菌和寄生虫(卵)、有毒有机污染物、重金属等有害成分，且有恶臭、易腐烂，必须进行适当处理才能避免二次污染。用纯草木灰制作的育苗基质，因其流动性差，不易实现机械化铺盘，目前只能在手工铺盘的育秧田使用，且盖种仍需用泥土，这些都成为制约污泥和草木灰基质化利用的因素。
关于将城市生活污泥和农作物秸秆草木灰结合利用的研究，目前只有两篇相关报道，分别是钟平等人(江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所)发表的“城市污泥结合电厂草木灰制作机插秧育苗基质”(《江苏农业科学》2013，41(11)：398-400)，其概述了城市生活污泥和农作物秸秆草木灰的利用现状并分析了两者结合使用制作机插秧育苗基质的可行性，并未对其制备方法做出说明或公开，也未见其关于此基质对水稻育苗效果的研究报告;纪力等人(江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所)发表了“草木灰与城市污泥不同配比的育苗基质对辣椒育苗的影响”(《上海农业科技》2015(1)：90-91)，其介绍了草木灰与城市污泥不同配比的基质在蔬菜上的应用效果，并未将其引入水稻育苗应用领域。所以目前的公开资料中并未见关于城市生活污泥和作物秸秆草木灰为原料制作水稻育苗基质的研究与制备方法。
发明内容
本发明的目的是：提供一种污泥草木灰水稻育苗基质，将城市污泥进行杀菌处理并和改良过的草木灰结合进行水分调和与重金属钝化，作为育苗基质取代水稻育苗传统用土，有效的解决污泥水分高、草木灰盐分多、碱性重的缺点，发挥污泥营养好、草木灰透气性强等优点。
本发明的技术解决方案是：该污泥草木灰水稻育苗基质，以城市生活污泥和作物秸秆草木灰为原料，对二者分别进行预处理后再按照质量比3:7进行混配，经过粉碎制成颗粒状或片状水稻育苗基质;基质中：有机质含量达到5%以上，养分含量≥1%，pH值7-7.5，病原菌及重金属含量符合国家标准GB15618-2008。
其中，所述的城市生活污泥是指城市生活污水处理厂产生的污泥，其在出厂前进行预处理。
其中，所述的城市生活污泥预处理是指：首先对城市生活污泥进行重金属无害化处理，使其重金属含量符合国家标准GB15618-2008;再进行120℃-150℃的干燥处理及300℃-400℃的杀菌处理;以及粉碎过筛处理;制得质量含水量60-70%、直径0.2cm颗粒物。
其中，所述的作物秸秆草木灰是指水稻、麦、玉米、棉花作物秸秆经过充分燃烧后形成的草木灰。
其中，所述的作物秸秆草木灰尤其是指秸秆发电厂所生产的草木灰。
其中，所述的作物秸秆草木灰预处理是指：对作物秸秆草木灰进行分级淋洗过滤脱盐，使盐含量降至1.5-2.0ms;再加入适量酸性物质调节PH处理，使PH至7.0-7.5;最后进行一次脱水处理，得可溶盐含量3.0-4.0ms、PH=7.0-7.5、质量含水量40%-50%、直径0.2-0.3cm的颗粒物。
其中，酸性物质为硫酸亚铁。
其中，所述的颗粒状或片状水稻育苗基质中按质量体积比0.2g/L添加营养物质硫酸铵。
本发明的有益效果是：
1、本发明的基质中主要是由各种氨基酸组成的菌体，含有大量的氮、磷、钾及其它微量元素，其中主成份包括：总氮(1.6%～3.44%)、总磷(0.55%～1.98%)钾(0.11%～0.79%)、氨基酸(35%～40%)、各种维生素和矿物质等，有机质含量丰富，能够满足水稻秧苗的生长需求，并具有优良的常肥效特性。
2、本发明的基质呈颗粒状，直径约0.2cm，孔隙度80-85%，持水能力达到200%以上，颗粒结构优良，保水保肥能力优良，有利于水稻秧苗苗床期间的根系生长。
3、本发明的基质所育秧株高16-18cm，苗茎秆粗壮，茎基宽达到0.2-0.3cm/单株，叶龄大，叶色浓绿，叶片宽大坚挺，株型矮壮紧凑，秧苗素质高。
4、城市生活污泥及农作物秸秆草木灰均是亟需解决的废弃物，目前无有效的规模化利用途径，本发明将二者结合制成水稻育苗基质，实现废弃物的资源再利用。