由于泥炭富含多种有用组分和具备的优异特性,所以泥炭在农业、园艺、工业、能源以及环境保护等方面具有广泛用途。现将国内外泥炭资源利用情况,概述如下:
一、泥炭在农业上的利用
泥炭在农业上的利用主要包括制备专业基质、土壤调理剂、泥炭有机无机复混肥、泥炭生物肥、泥炭垫褥材料、食用菌盖料、蚯蚓养殖等等。
1.泥炭基质和固体:育苗基质
基质是根据作物根系对土壤物理、养分、PH值和电导率等特性的要求,将泥炭和多种物料按一定配方和工艺采用工业化手段配制而成的人造土壤。
在国外一些工业发达国家,泥炭基质早已工业化生产,使用经验十分成熟。许多国家的基质生产除满足国内市场需求外,还大量出口。凯吉拉、福洛加、维特等欧美泥炭基质产品早已被中国市场广泛接受,中国已经成为国外基质的主要市场之一。欧美的泥炭基质研究工作也十分深入,匈牙利布达佩斯园艺大学和肖普朗(sopron)公司合作研究的泥炭基质,品种可达数百种。
近年来,由于蔬菜、花卉等经济作物的集中化、工厂化育苗快速发展,种苗基质用量直线上升。栽培基质需求量也随蓝莓、草莓和花卉基质栽培面积增加而加速上升。国内种苗基质生产除部分直接从国外引进外,已经有越来越多的投资者建厂,采用进口泥炭、椰糠原料实现工业化和商品化生产,栽培基质虽然也有一定数量的企业进入规模化生产阶段,但国内使用的栽培基质仍然以进口基质为主。目前,吉林、江苏、上海、浙江、云南等省、市已经先后建立了大规模基质工厂,已经能够生产多种多类基质,基本满足我国水稻、蔬菜和花卉育苗需要和无土栽培需要。
固型育苗基质在前苏联、挪威、芬兰、荷兰等国家,已工业化生产。其中挪威多年来在生产固型基质方面一直遥遥领先。1966~1967年生产4亿多个固型基质,其中销售美国最多。而且在日本和丹麦还设有挪威固型基质分公司。固型基质有园型、方型和条型,共有12种规格。
中国的固型育苗基质、特别是连体育苗基质最早由东北师范大学泥炭研究所开发,由长春赛世泥炭有限责任公司推向市场。固型育苗基质只需要添加适量水分,使块体膨胀回弹至疏松多孔状态,直接向孔内播入种子,出苗长大后可带着基体一起移栽本田,不伤根,不缓苗,根系发育旺盛。固相基质广泛用于西瓜、甜瓜、苗木等作物育苗,均取得比较好的效果。尤其适用于缺少优良基质原料的边远盐碱、风沙、干旱地区,更有着特殊意义。
2.土壤改良和培肥
我国泥炭市场除了传统的育苗和无土栽培市场之外,还潜藏着一个巨大的果菜茶种植土壤改良培肥的土壤调理剂市场。因为中国果菜茶等经济作物种植面积巨大,土壤因长期重茬迎茬种植和化肥农药滥用,已经导致土壤严重板结、酸化、盐渍化、营养失调和病虫害积累,如何改良和培肥果菜茶种植土壤退化已经成为行业的痛点难点问题。泥炭具有增加土壤有机质,改善土壤结构,提高土壤保水、保肥能力的作用,国外许多国家都利用泥炭作为土壤改良剂。日本主要用于稻田土壤改良;加拿大用于田园土壤改良;美国用于温室和公园土壤改良;前苏联主要用于温室土壤改良;澳大利亚用于改良牧草土壤,在改良土壤上种植豆科植物,增加牛、羊饲料的营养。
我国利用泥炭改良土壤已有较长的历史,尤其对改良低产土壤。吉林市农业科学研究院等单位,利用泥炭改良白浆土和盐碱土,对增加土壤有机质,改善土壤理化性质以及增强作物的抗逆能力,提高作物产量、改善品质等都获得良好效果。
因为我国泥炭主要依靠引进国外资源,成本费用较高,所以在中国采用泥炭改良和培肥土壤必须把泥炭深加工为土壤调理剂,然后采用微区逐年改良方式,将泥炭土壤调理剂精准施用于果菜茶作物根区,提高土壤局部泥炭产品浓度,确保当年使用效果,有效降低泥炭土壤调理剂用量成本。在优质泥炭土壤调理剂产品、精准根区施肥农艺和高效施肥机械设备加持条件下,可以实现每亩土壤调理剂用量不超过500公斤,每亩泥炭土壤调理剂施肥成本不超过2000元,且完全免施底肥,即可有效实现减肥增效,增产增收提质沃土四重功效,这种改土培肥成本在经济作物种植生产中是完全可以接受的。
3.泥炭肥料
以泥炭为原料制备功能肥料因各国国情不同,其生产工艺和产品种类都有差别。归纳起来有:(1)可以先用泥炭作为牲畜垫褥材料,用泥炭吸收牲畜粪尿,再将垫褥材料发酵制备高品质有机肥。(2)因为泥炭在形成过程中已经完成了厌氧发酵过程,泥炭作为有机肥料不必再经过发酵可以直接经过精准调制,即可制成远超国内有机肥区标准的商品有机肥。(3)将泥炭与各种无机肥料按一定配方配合可以生产高效泥炭有机—无机复合肥料,既可以增加作物产量,提高农产品品质,也能改善土壤肥力,修复退化土壤。(4)泥炭富含活性腐植酸,可以制取高活性、耐硬水的高品质腐植酸液体肥料。(5)泥炭巨大比表面积和多孔结构以及优异的保水保肥能力,可以将泥炭作为生物菌肥的最佳载体,有利于提高土壤微生物的活菌数,提供微生物碳源能源,大大提高生物菌剂的功能和效益。
经国内外多年实践,泥炭肥料具有改良土壤、提高化肥利用率和刺激作物生长等作用,可提高作物产量和改善其品质。在粮食作物上增产10~15%、在蔬菜上增产20%左右,最高可达30%以上。对蕃茄、苹果、葡萄、西瓜、柑桔等果实的含糖量和VC含量都有明显的提高。泥炭肥料富含氮、磷、钾和络合钙镁以及多种微量元素等组成,具有营养丰富,易被植物吸收,促进植物生长。经试验得出:生菜增产9.19%~18.49%、白菜增产16.62%~27.20%、花椰菜增产9.62%~12.88%、黄瓜增产11.59%~25.70%。
4.食用菌覆盖料
利用高分解泥炭的保水能力和通气容量,国内外广泛采用黑泥炭作为平菇等食用菌种植的覆盖料。采用泥炭覆盖在接入菌种的食用菌栽培基质上,可以保证栽培基质的湿度和通气性,减少杂菌侵入,提高平菇出菇整齐度,便于机械采摘。我国评估等食用菌种植面积巨大,机械化水平较高,泥炭覆盖料需求巨大。在东北泥炭全面限采之后,国内食用菌覆盖料不得不寻找国外供应商,大幅度提高了食用菌种植成本。
5.泥炭饲料
通过国内外实践研究表明,泥炭可作牲畜饲料。饲料以低分解的贫营养和中营养型泥炭为最适宜。因其灰分含量低,碳水化合物的含量高以及氨基酸等多种营养成分。泥炭饲料产品多采用水解法,可得到液体糖浆,直接加入饲料中称为糖化饲料。饲料酵母是将泥炭水解物,接入酵母,并添加必须的矿物质养分,再经过滤、烘干后即为成品,蛋白质含量一般在40%以上。前苏联采用上述方法,生产饲料酵母。美国和丹麦生产泥炭蜜糖饲料。
东北师范大学泥炭沼泽研究所,利用富含有机质的草本泥炭和其他辅料(玉米粉和麦麸)为原料。采用选育的好食性链孢霉经固体发酵,再进一步加工制成全价配合饲料。固体发酵饲料,通过蛋鸡、肉鸡和生猪育肥等试验均取得比较好的效果。
6.饲料添加剂
采用泥炭原料可以制备成腐殖酸钠、硝基腐殖酸类和尿素腐殖酸等。腐殖酸中含有多种官能团,做为生理活性物质,对动物体内各种生理代谢及酶活性的影响,促进了动物的生长和发育。
7.农药添加剂
泥炭腐殖酸类物质可以与有毒金属氧化物形成难溶性盐类农药,杀虫效果好。施用时不发生药害,在作物上可较长时间保持药效,而且泥炭腐殖酸对各种有益微生物的生长和繁殖,都有刺激和营养作用。泥炭腐殖酸可作为农药的新助剂和稳定剂。经有关部门的测定,含有泥炭腐殖酸长效生根剂,在室温下存放6年活性基本不变。而不含腐殖酸的生根剂在室温保存至第五年,就已完全失去活性。泥炭腐殖酸可作为农药吸附剂。腐殖酸由于具有胶体性能和较大的表面积更丰富的微孔结构,因此有较强的吸附作用,它可以把保持在载体上,其性能优于白炭黑,从而减少农药的损失。
二、泥炭在工业上的利用
泥炭在建筑、化工以及“三废”处理等方面,都具有广泛用途。
1.泥炭制建材和泥塑制品
国外利用泥炭压制的各种板材,用于建筑业早已开始。产品有泥炭纤维板、隔音板、耐火材料板等。1999年在维也纳博览会上,展览了全部用泥炭原料建造的建筑物。前苏联于1930年建立了第一座泥炭绝热板厂。美国、爱尔兰、加拿大、捷克等国也都先后建立了泥炭建材厂。
东北师范大学泥炭沼泽研究所和辽宁省新滨县先后试制成功了泥炭纤维板、泥炭波形瓦以及保温砖和保温套管等。选择低分解高有机质的泥炭与废塑料按比例混合,经热压等工序制成的育苗盘和育苗板。经各种芽菜试验均获得良好的效果。
2.提取粗蜡、石蜡、树脂和碳水化合物
采用有机溶剂,从泥炭中萃取复杂的有机混合物称为粗蜡。再经氧化将粗蜡分离成石蜡和树脂都是重要的化工原料。前苏联从泥炭中提取的粗蜡、石蜡等具有50余种用途。主要在塑料、皮革、油漆、染料、医药和化妆品等。泥炭树脂用作防水剂、阻抑剂和建材等。
利用低分解高有机质泥炭为原料,提取糖类、乙醇和草酸等多种化工原料。中国科学院山西煤化研究所于50年代末开始。用硝酸氧化法从泥炭中提取草酸进行了大量工作。研究结果表明,泥炭、褐煤、稻壳、麦壳和木屑,其中泥炭提取草酸量为最高,可用作还原剂等。
3.工业“三废”处理剂
由于泥炭富含有机质和腐殖酸,属于天然的离子交换剂和吸附剂。利用它作为含重金属、放射性、稀有元素及含油废水处理剂。日本利用泥炭处理含镉、铬、铜、镍、汞的废水,其净化率可达98%左右。白俄罗斯利用泥炭制成吸附剂(亦称清洁剂)处理被放射性污染的地表和工厂机械设备等,都获得明显效果。芬兰用泥炭粉末处理含油废水。旅美华人余大庆,以泥炭为主料制成阴、阳离子交换剂,处理铅、铜等离子,其效果好且成本低。
从80年代开始,东北师范大学泥炭沼泽研究所、内蒙古工学院等单位,利用泥炭处理含铬(Cr+6)和含油废水。前者净化率达90%以上;后者每克吸附剂可吸油6—9克。此外,前苏联等国以泥炭为主料,通过炭化,活化等工序制成的活性炭,用于糖液、油脂、醇类、甘油以及药剂的脱色净化等,均获得良好效果。
4.纸浆原料
选择低分解高有机质泥炭替代木材或其它造纸植物作纸浆原料,用于造纸工业。据有关文献报道1835至1854年,分别在爱尔兰、法国以及美国,利用泥炭为主料制纸获得成功。主要用于包装其成本比木材制的同质量纸张,价格低廉。波兰还用泥炭制牛皮纸。
5.包装填料
在国外,以泥炭藓泥炭为原料。此种泥炭呈强酸性反应,杀菌力强,且疏松多孔,富有弹性,吸附能力强以及导热率低等特点。泥炭用作填料,能防止水果、蔬菜和食品等不致受热、受冻和机械破坏,且能吸收水果和蔬菜放出的CO2,可以防止各种病菌的发展,使水果和蔬菜延长保存期。捷克利用泥炭作为各种包装用的填料。美国还用于花卉包装的填料。
6.染色助剂——汪平酸
采用微生物方法,分解泥炭中的有机物,从而得到多种酸的混合物。用于腈纶及部分纯毛物料的染色,可代替冰醋酸,具有原料来源丰富,价格低廉,使用效果好的优点。
7.混凝土减水剂
泥炭腐殖酸钠、硝基腐殖酸钠和磺化腐殖酸钠等,作为混凝土的减水增强剂,可使混凝土的强度、抗渗、抗冻等性能得到改善。
8.陶瓷原土调整剂
泥炭腐殖酸钠和硝基腐殖酸钠,对陶瓷原土具有增强、增塑、稀释和吸附作用。
9.钻井泥浆处理剂
泥炭腐殖酸钠、腐殖酸钾、磺甲基腐殖酸铬合物等,主要用于钻井泥浆处理剂。它们具有水化作用,可调整各种泥浆的粘性,提高泥浆的分散性以及能抑制抗高压气体或水层对井壁的破坏等作用。
10. “三废”处理
泥炭腐殖酸钠、硝基腐酸等,用于制各种吸附剂或离子交换剂, 处理“三废”。
11.酿酒酵母发酵刺激剂
泥炭腐殖酸钠用于酿酒工业,已在我国广泛应用。其主要功能使酵母生长粗壮、活力强、菌量增加,提高出酒率。
12.其他方面的利用
泥炭在铸造工业上,用于模砂添加剂。泥炭粉未用于混凝土填料,制作轻质混凝土等。国外如美国和韩国等国家,用泥炭铺垫高尔夫球场的原料。
三、泥炭在能源上的利用
国外,利用泥炭作燃料已有悠久历史。在荷兰、前苏联、爱尔兰、芬兰、丹麦等国,泥炭作燃料主要用于发电和家庭燃料。
1.火力发电
前苏联从30年代开始,每年开采的泥炭70%用于火力发电,有70余座电站,其中最大电站发电量超过300兆瓦。由于无计划地大量开采泥炭,对环境生态平衡,带来不良影响。80年代之后,泥炭就不用于发电了。
爱尔兰每年开采的泥炭有部分用于火力发电。芬兰由于缺煤,每年开采泥炭大部分用于发电和加工泥炭棒和泥炭球等。全国泥炭发电厂多大120多座。
2.泥炭砖和泥炭棒
前苏联为了保证民用燃料,现有数座泥炭砖工厂,年产量约2.5亿吨。为了减少燃料消耗,除泥炭砖外,还生产泥炭棒,就地取材、就地加工,工艺简单,价格低廉,但其质量比砖差。爱尔兰、芬兰、丹麦等国,利用泥炭也生产泥炭型煤,是极为有效的民用燃料。
3.烘烤麦芽制“威士忌”酒
英国是最早利用泥炭作燃料烘烤麦芽酿造”威士忌”酒。苏格兰”威士忌”酒是采用泥炭和煤炭、焦炭混合作为烘烤麦芽的燃料。经试验结果,用泥炭作燃料烘烤麦芽,使酒的质量有一种特殊的香味。现在,英国、日本和美国产的”威士忌”酒,都是利用泥炭代替柞木粉烘烤麦芽。
东北师范大学泥炭沼泽研究所,先后用泥炭作为燃料烘烤麦芽制”威士忌”酒以及泥炭型煤等方面进行了研制工作,并在国民经济中发挥了一定作用。
四、泥炭医药上的利用
1.提取药物
从泥炭中提取各种维生素、抗生素、氨基酸和糖类等。在泥炭蜡中还含有甾族激素,其中包括β—谷甾醇和雌酮都是生理活性物质,可作为合成荷尔蒙制剂的原料。中国科学院山西煤化所,从广东省遂溪县木本泥炭提取的泥炭蜡中又分离出可用作制激素的原料B——谷甾醇。
2.泥炭浴疗
将泥炭粉未混在矿泉水中用于泥炭浴。对增强人体血液循环有良好作用。特别是对风湿性关节炎和下腹部疾病以及皮肤病都有疗效。欧洲各国十分重视此种疗法,并有悠久历史。如奥地利、捷克、德国、波兰、匈牙利、前苏联等国,都用泥炭矿泉作浴疗。在奥地利,泥炭浴疗极为盛行。泥炭浴地集中分布在西部各洲,其中奥巴爱斯塔莱锡洲的Bad Naydorting 是欧洲最大的泥炭浴场。而远近闻名。
泥炭浴疗的方法有多种,局部敷贴法,例如膝关节炎,就将泥炭糊剂装入布袋内,加温到80℃以上,趁热敷贴在病灶处。还有全身浸泡法,即全身浸于泥炭浴池中,温度为40℃左右,浸泡30分钟,然后冲洗,再去治疗室静卧20分钟。每日1~3次,一个疗程4~6周。据有关文献报道,现代对泥炭浴疗效的观点:其一是物理效应;其二是泥炭组分对人体代谢的影响。所以有比较好的疗效。
此外,利用泥炭藓泥炭,压制医用泥炭垫用于褥疮。还可用作枕垫和靠垫。泥炭藓泥炭,对腐败细菌具有杀菌和抑菌能力是良好的防腐剂。
3.提取药用腐殖酸
经国内外研究证明,腐殖酸具有消炎、正痛、抗病毒等作用。用于治疗内、外科多种疾病,内科主要治疗胃肠炎、溃疡病、上消化道出血、上呼吸道感染等;外科主要治疗烧伤、止血、慢性溃疡、关节炎以及外部感染等。经过临床试验,均获得明显效果。
综上所述,由于泥炭富含腐殖酸,具有独特的物理结构,泥炭在农业、工业、能源和医疗方面都有广泛用途,尤其对防治和改造沙化和盐碱化更有着特殊作用。为有效地利用泥炭资源,应不断研制高技术产品,提高产品技术附加值,重视泥炭产品的经济效益的同时,重视泥炭产品的社会和环境效益,为我国经济社会可持续发展做出贡献。
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污泥处理
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只看楼主 我来说两句 抢板凳资料详细总结了泥炭在农业、园艺、工业、能源以及环境保护等方面具有广泛用途,供大家学习和参考
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