利用含钾矿物制备土壤调理剂的研究

论文摘要

我国的难溶性钾矿资源储量巨大,其中,内蒙古白云鄂博富钾板岩以废弃物堆存,钾的含量在8%-16.9%。全矿区富钾板岩的保守储量达到16.74亿吨,每年以300-400万吨速度增加,有极大的利用价值。虽然白云鄂博富钾板岩矿产资源丰富,但由于富钾板岩的常年堆积,再加之传统工艺存在能耗高、环境污染大等缺点,而使得富钾板岩矿产资源利用率低。近年来,兴起的微生物冶金技术恰恰利用微生物适应性强、繁殖快、原料利用率高、能耗低、污染小等优点为白云鄂博富钾板岩资源化利用提供了新的技术方向。本论文采用固体发酵技术对白云鄂博富钾板岩和废弃物生物质能源的资源化利用进行了研究,主要得出以下结论:白云鄂博富钾板岩矿石为半自形至它形粒状、柱状结构,条带状构造,主要含钾长石、磁黄铁矿、钠闪石和霓石;钾、钙、镁、硅作为原矿中可利用的元素,质量分数分别为12.45%,2.25%,2.10%和51.49%;化学钾物相以及矿物组成分析得知富钾板岩中的钾元素主要赋存于钾长石中;富钾板岩磨矿细度需在0.075 mm以下才方可较好的解离。通过分析各堆体的理化以及生物指标,得知各堆体均已腐熟,未超过国家重金属限量标准;通过对堆体的营养成分分析,六个发酵堆中的有机质含量分别为36.00%、19.97%、16.64%、21.89%、20.86%、16.68%;速效钾（K2O）含量分别为4.87%、5.48%、6.31%、4.77%、5.13%、5.28%;六个堆体都呈现弱碱性;六个堆的有效活菌数均达到标准要求。各堆体的微生物多样性和丰度随时间增加而增大,所有样品共检出8种细菌门。固体发酵处理涉及多种细菌群落,后期阶段细菌群落不断变化。发酵后矿物表面的结构发生变化,矿物从不规则棱角分明变得棱角模糊,晶体结构受到破坏。通过对土壤调理剂效果验证,1+J、2+J和3+J的玉米植株产量比对照组分别增产约79.69%、32.81%和89.72%;1+JT和2+JT的有机质分别上升了0.57%和0.14%;1+JT、2+JT、3+JT与对照相比的pH分别下降了0.39、0.5和0.49;1+J、2+J、3+J施入土壤后,土壤中的速效钾含量提高了0.82倍、1.68倍和1.49倍。在土壤中施入三个堆肥和单施菌液均能有效促进玉米的生长,而且可以有效提高土壤养分。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
•   1.1 白云鄂博富钾板岩
•     1.1.1 白云鄂博富钾板岩简介
•     1.1.2 白云鄂博富钾板岩性质
•     1.1.3 白云鄂博富钾板岩研究现状
•   1.2 工艺矿物学的研究进展
•   1.3 土壤调理剂
•     1.3.1 土壤调理剂简介
•     1.3.2 土壤调理剂分类
•     1.3.3 矿物型土壤调理剂研究现状
•   1.4 难溶性钾矿的提钾技术研究
•     1.4.1 粉碎施用法
•     1.4.2 湿化学法
•     1.4.3 熔融法
•     1.4.4 微生物解钾技术
•   1.5 研究目的与意义
•     1.5.1 研究目的
•     1.5.2 研究意义
•   1.6 研究的内容及技术路线
•     1.6.1 研究内容
•     1.6.2 技术路线
• 2 材料与方法
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 矿样制备
•     2.1.2 发酵原料
•     2.1.3 菌种
•     2.1.4 供试种子
•     2.1.5 供试土壤
•   2.2 实验试剂与溶液
•   2.3 实验仪器及设备
•   2.4 实验方法
•     2.4.1 工艺矿物学实验方法
•     2.4.2 固体发酵实验方法
•     2.4.3 发酵样品检测及方法
•     2.4.4 盆栽试验方法
•     2.4.5 玉米样品处理及分析方法
•     2.4.6 土壤基本理化性质分析方法
• 3 富钾板岩工艺矿物学研究
•   3.1 矿石的组成
•     3.1.1 矿石的光谱分析及化学成分分析
•     3.1.2 矿石的矿物组成及其相对含量
•   3.2 矿石的结构特征
•   3.3 矿物解离度的分析
•   3.4 小结
• 4 富钾板岩固体发酵结果与分析
•   4.1 堆体物理指标检测及分析
•     4.1.1 堆体温度及环境温度变化
•     4.1.2 堆体颜色、气味及松散程度
•   4.2 堆体生物指标检测及分析
•     4.2.1 堆体的种子发芽指标
•     4.2.2 堆体有效活菌数含量
•   4.3 堆体化学指标的检测及分析
•     4.3.1 堆体有机质以及pH的变化
•     4.3.2 堆体营养成分分析
•     4.3.3 固体发酵产物重金属成分分析
•   4.4 发酵期间微生物相互作用规律的研究
•     4.4.1 微生物多样性指数分析
•     4.4.2 微生物群落组成分析
•     4.4.3 微生物与环境因子间相关性
•   4.5 固体发酵后矿物形态分析
•   4.6 小结
• 5 土壤调理剂效果验证
•   5.1 玉米生理指标的测定结果
•     5.1.1 玉米株高、根长测定结果
•     5.1.2 玉米鲜重、根鲜重测定结果
•   5.2 土壤基本理化性质变化
•   5.3 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 楚鑫

导师: 郑春丽,王维大

关键词: 富钾板岩,工艺矿物学,固体发酵,土壤调理剂

来源: 内蒙古科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,农艺学

单位: 内蒙古科技大学

分类号: S156.2

DOI: 10.27724/d.cnki.gnmgk.2019.000319

总页数: 62

文件大小: 12136K

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