木质剩余物复合肥的制备及应用评价

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目前国家快速发展,能源问题和环境保护问题矛盾放大,国家为此制定了可持续发展战略。木质纤维发酵生产商用乙醇以绿色清洁,可再生等优点受到广泛关注,但以木质素为主要成分的发酵产物-木质剩余物未得到资源化、高值化利用,造成了资源浪费和环境污染等问题。本研究以杨木发酵乙醇木质剩余物为基础原料,制备了一种绿色环保的木质剩余物复合肥。利用幸福树(菜豆树)盆栽,通过对照试验对自制木质剩余物复合肥料做应用评价。利用木质剩余物制备复合肥料既实现了对可再生生物质资源的全量清洁利用,又能够在农林业应用过程中调整化肥施用结构;同时为新型复合肥料的制备,促进农林业绿色可持续发展提供新方法。研究内容如下:1.以杨木发酵乙醇木质剩余物,尿素,磷酸二氢钾,氯化钾,海泡石粉,硅藻土,改性淀粉为原料,通过单因素和正交实验分析各因素对复合肥成粒率、含氮率的影响,优化木质剩余物复合肥的制备条件。结果表明:获得木质剩余物复合肥最优制备比例为木质剩余物用量:硅藻土添加量:海泡石添加量:尿素添加量:磷酸二氢钾添加量:氯化钾添加量=8:4:3:30:40:30,粘结剂浓度为75%。各因素对木质剩余物复合肥成粒率的影响大小为:木质剩余物添加>粘结剂浓度>硅藻土添加量>海泡石添加量;实验成功得到粒径均值为3.5 mm,N-P2O5-K2O为15-12-13,一种新型绿色木质纤维高价值利用的木质剩余物复合肥。2.通过对木质剩余物复合肥进行土柱淋溶肥料渗透实验,电导率实验以及种子发芽率实验来表征自制的木质剩余物复合肥肥料释放特性以及对植物生长环境的毒害作用。结果表明:相比市场上的复合肥,木质剩余物复合肥释放周期增长,可稳定释放长达20 d;木质剩余物复合肥溶解时间远超于市场自购复合肥,电导率平衡时间最长可达180 s,同时木质剩余物复合肥对种子没有毒害影响,不影响种子的发芽率。3.选取自制的木质剩余物复合肥料进行菜豆树盆栽试验,以土壤中总氮含量和土壤酶活性、土壤微生物多样性、叶片中叶绿素含量、叶片中过氧化氢酶活性、叶片中总氮含量以及植株生长量为考察指标,对木质剩余物复合肥进行进一步应用评价。结果表明:施用木质剩余物复合肥可显著提高土壤总氮含量,使土壤中总氮含量长时间保持较高水平,提供更持久的氮肥,提高了植物叶片叶绿素含量,增强叶片中过氧化氢酶活性;并且施用木质剩余物肥料能提高土壤酶活性,增强土壤微生物多样性,更好的促进植物生长发育。本研究用乙醇发酵木质剩余物制备了绿色型木质剩余物复合肥,并分析了其对盆栽植物及土壤酶和土壤微生物的影响,研究表明,制备的木质剩余物复合肥料释放养分周期长,绿色无污染,对植物生长促进作用明显,为木质纤维发酵乙醇木质剩余物的可持续和高价值利用提供了新途径和技术导向。
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