一种以粉煤灰和醋糟为主要原料的基质及基质化方法

摘要

一种以粉煤灰和醋糟为主要原料的基质及基质化方法，该基质主要成分为粉煤灰和醋糟，二者的体积百分含量为：粉煤灰25-50％；醋糟50-75％；在所述基质成分中还添加有：含磷肥料1-5；含钾肥料0-3；含氮肥料1-5；酸性调节剂0-10；碱性调节剂0-10。本发明的所述的基质，综合了粉煤灰与醋糟的化学性质互补效果，降低了粉煤灰的pH值，又可改善粉煤灰的营养状况，同时可以使得原本过于疏松的醋糟变得更为紧实，有利于对水肥的保持。经添加适量化肥，丰富了基质中的氮、磷、钾含量。可以有效地消化电厂及醋厂生产过程中排放的大量粉煤灰和醋糟，减少环境污染。上述基质材料经种植1-2年草坪草后，可以基本上消除基质材料中含有的重金属和其它有害物，得到高质量的与东北草炭指标接近或相同的优良基质。

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物生长基质及其培养方法，具体为一种由粉煤灰与醋糟为主要原料配制的基质及基质化方法。

背景技术

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是火力发电厂排放的主要固体废弃物，其化学成分丰富而且稳定，其物理性质粒细、孔隙多、酷似壤沙土，具有很好的通气性、透水性、保水性，非常适合作吸纳并承载植物养分的载体等。

醋糟是以米、麦、高梁等发酵酿醋后所余的残渣。其酸性较强，并富含一定的有机质、氮磷钾等营养元素、同时还含有少量氨基酸、中量元素、微量元素等。

由于粉煤灰大多趋碱性，醋糟趋酸性，二者皆会改变土壤的理化性质，如果处理不当，会造成二次污染，对环境造成严重的影响。现有的电厂粉煤灰大多采用填埋的方式处理，这种处理方式占地面积大，尤其会造成严重的地下水污染。醋糟虽然相对数量较小，但在产醋集中地区，年醋糟排放量很大，同样造成了严重的环境污染。

目前，国内外对粉煤灰或醋糟的综合利用研究已经取得一定进展。

中国专利02138074公开的一种“以醋糟为原料的植物育苗和栽培用的基质及其制造方法”，采用醋糟为主要原料，添加微生物菌群、营养物质和酸度调节剂发酵而成。其中将粉煤灰作为酸度调节剂使用，但其用量非常少，没有作为基质中的主要成分使用。

中国专利91102300公开的一种“粉煤灰制全营养成分硅酸质复混肥料”，该方法以粉煤灰为基本成分，添加适量氮、磷、钾肥料和水溶性微量元素化合物均混而成。

中国专利200410016822公开的“一种用于植物生态栽培的营养基及其制备方法”，以粉煤灰、秸杆和园林副产品发酵腐熟物为载体，添加多种微量元素化合物(营养液)，经造粒干燥而成。

中国专利200810068884.9公开的“湿排粉煤灰堆场植被恢复的基质改良方法”，将秸秆堆沤物和蚯蚓粪按比例混合后铺撒于湿排粉煤灰的表面，然后种植草坪。这种方法主要解决粉煤灰堆场表面覆盖问题，如果种植成功，可以消除粉煤灰随水流失和随风扩散等污染问题，但没有将粉煤灰从本质上彻底改造，尤其没有解决粉煤灰对地下水的污染问题。此外，该方法主要解决湿排粉煤灰，而我国排放的粉煤灰更多为干排。

上述公开资料均以粉煤灰或醋糟等废弃物作为主要基质材料单独进行改良，没有充分考虑二者的互补特性进行综合改良，使两者的优势达到互补，得以变废为宝。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，开发出一种以粉煤灰和醋糟为主要原料的基质及基质化方法。

本发明的一种以粉煤灰和醋糟为主要原料的基质及基质化方法，该基质主要成分为粉煤灰，在该基质的主要成分中还有醋糟，并且粉煤灰与醋糟的体积百分含量为：粉煤灰25-50％；醋糟50-75％；

所述基质成分中还添加有：含磷肥料1-5；含钾肥料0-3；

含氮肥料1-5；酸性调节剂0-10；碱性调节剂0-10；

所述含磷肥料、含钾肥料、含氮肥料、酸性调节剂和碱性调节剂按重量计，即每1体积粉煤灰与醋糟混合物所添加的重量份数，单位为克/升，

基质化方法：

①将醋糟干燥至表面无水分并呈颗粒状，分别测定样本粉煤灰与醋糟的理化指标；

②将测定理化指标值与东北草炭理化指标值比较，并根据比较结果确定粉煤灰与醋糟的配比量；

③按确定配比量取粉煤灰与醋糟并混合，用酸性调节剂或碱性调节剂将混合物pH值调至4.5-6.5，并测定所述混合物的理化指标；

④将测定理化指标值再与东北草炭比较，并参照东北草炭氮、磷、钾指标值追加含氮和/或含磷和/或含钾元素的肥料；

⑤将上述配制好的基质材料移至自然环境，摊铺厚度5-10厘米，然后种植草坪草1-2年，并在种植草坪草第一年的7月中下旬期间进行翻土并闷棚10-15天，获得各项理化指标接近或高于东北草炭的基质。

一种以粉煤灰和醋糟为主要原料的基质及基质化方法，其中所述的酸性调节剂为石膏和/或盐酸，所述的碱性调节剂为生石灰。

本发明的所述的基质，综合了粉煤灰与醋糟的化学性质互补效果，降低了粉煤灰的pH值，又可改善粉煤灰的营养状况，同时可以使得原本过于疏松的醋糟变得更为紧实，有利于对水肥的保持。经添加适量化肥，丰富了基质中的氮、磷、钾含量。可以有效地消化电厂及醋厂生产过程中排放的大量粉煤灰和醋糟，减少环境污染。上述基质材料经种植1-2年草坪草后，可以基本上消除基质材料中含有的重金属和其它有害物，得到高质量的与东北草炭指标接近或相同的优良基质。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作详细描述。

我国是火力发电大国，2008年排放粉煤灰接近2亿吨，是电厂最主要的固体排放物，也是电厂排放的最主要污染物之一。电厂粉煤灰的主要成分为：SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂、MgO、K₂O、Na₂O、SO₃、MnO等；并且粉煤灰pH值大多偏碱性(4.5-12.8)，只有极少数的偏酸性；其物理性质为粒细、孔隙多、酷似壤沙土，具有一定的通气透水性和保水性，可作吸纳并承载植物养分的载体等。

醋糟是制醋过程中的下脚料，其酸性大、纤维含量高、热量低，既不能作饲料，也不能作肥料，而成为农产品加工的废弃物，在山西等醋业大省，由于醋产量较大，大量醋糟也成了污染环境的一大公害。

若将粉煤灰与醋糟按一定比例混合，二者可在一定程度上实现优势互补，作为培养植物生长基质的主要原料具有很大优势，而且可以将二种污染物变废为宝。

实施例

取山西某电厂粉煤灰及某醋厂新鲜醋糟，化验其中主要营养成分及pH值，结果见下表1(其中醋糟经干燥至表面无水分，并呈颗粒状)：然后按表2比例将粉煤灰与醋糟混合并搅拌均匀，测定各实施例的主要营养成分及pH值(见表3)。

表1

        碱解氮    速效磷    速效钾    pH值

        (mg/kg)   (mg/kg)   (mg/kg)

粉煤灰  19.74     24.70     84.0      7.6

醋糟    588.78    286.5     343.0     3.89

表2

其中粉煤灰容重2.0kg/L；醋糟容重0.25kg/L。

表3

           碱解氮    速效磷   速效钾    pH值

           (mg/kg)   (mg/kg)  (mg/kg)

实施例1    93.34     60.51    126.80    6.19

实施例2    104.11    62.74    118.65    6.09

实施例3    111.35    64.15    112.72    5.97

实施例4    119.97    65.93    106.14    5.86

实施例5    127.63    69.65    110.60    5.56

东北草炭   575.52    136.27   17.88     5.18

基质化：

根据表3数据，混合基质的碱解氮的含量均低于东北草炭，磷均略低于东北草炭(其中混合培养基4的最为接近)，而速效钾的含量均高过东北草炭。参照东北草炭的主要营养成分含量，计算并在混合培养基中追加相应的氮肥(尿素、KNO3、NH4H2PO4等)、磷肥(NH4H2PO4、KH2PO4等)、钾肥(KNO3、KH2PO4等)，并将混合培养基pH值调至5.5左右(见表4)。

表4

追加肥料    实施例1    实施例2    实施例3    实施例4    实施例5

体积(升)    1000       1000       1000       1000       1000

粉煤灰∶醋糟1∶1       2∶3       1∶2       2∶5       1∶3

尿素(kg)    1.5        0.3        0.9                   1.5

NH4H2PO4(kg)1.5        1.7        0.5

NH4HCO3(kg) 2.0        2.0        1.5        2.5

KH2PO4(kg)  1.5        0.3

10％HCL(升) 2

CaSO4(kg)   5          7

CaO(kg)                                      5          10

将混合基质的化学性质调配至与东北草炭基质相似，即对实施例1-5施加一定量的氮肥，实施例1-3施加一定量的磷肥。

实施例1-2用酸性调节剂、实施例4-5和碱性调节剂调节pH值＝5.2-5.5。

通过上述步骤使基质的化学成分即其中所含的主要营养成分接近东北草炭的指标。然后通过基质修复进一步改善基质的营养成分(主要是有机质含量)、物理指标和其它化学指标。

基质修复

将上述配制好的混合基质分别摊铺至室外，厚度约10厘米左右，面积100平方米。在摊铺好的混合基质上面分别种植蜈蚣草，黑麦草，高羊茅等草坪草种子。浇水后用地膜覆盖，并在地膜上刺若干通气孔。种植后第一年7月份翻土进行高温闷棚10-15天，使植物根系与基质融合，并测定基质各项理化指标(见表5)。第二年继续种植草坪草，使基质各项指标进一步得到改善。如果基质原料中重金属含量超标，则选择具有富集重金属特性的草种连续种植两年，并将种植的草坪草除掉。

表5