CN109181706A - 一种盐碱土壤改良剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种盐碱土壤改良剂的制备方法，所述的土壤改良剂由以下原料制备而得：木薯酒糟、细基江蓠、牛粪生物炭、牛粪堆肥、活性污泥、腐殖酸、膨润土、稻草、生物酶剂。利用牛粪堆肥和活性污泥中的菌发酵木薯酒糟和细基江蓠作，添加牛粪生物炭、腐殖酸、稻草等物质，使土壤pH值降低，降低土壤中金属离子含量，还起到保水作用，同时使土壤微生物菌群能快速繁殖生长，助于改善土壤环境。本发明利用有机废弃物作为原料，提高了原料的利用率，制备土壤改良剂绿色安全，具有很好的经济效益。

Description

一种盐碱土壤改良剂的制备方法

技术领域

本发明属于土壤改良剂技术领域，特别涉及一种盐碱土壤改良剂的制备方法。

背景技术

盐碱地是盐类集积的一个种类，是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，根据***教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。目前由于环境的污染，无机肥料和农药的滥用，以及过度灌溉导致土地盐碱化日趋严重，目前的改良剂改良的方法成本高耗时长。

发明专利CN201710644194.2，盐碱土地土壤改良剂，所述盐碱土地土壤改良剂由以下重量份材料制成：腐殖酸100-200份、海藻泥50-100份、生物炭50-100份、生物菌剂1-5份、生物酶剂1-5份、松针粉50-100份、啤酒酒糟50-100份、硫矿渣20-50份、膨润土20-50份、鸡粪100-200份、稻草30-50份、羽毛粉20-30份、蚯蚓粉20-30份等；本发明添加的硫矿渣中含有硫离子和硫酸先通过热水析出，通过生物菌剂的作用附在生物菌剂上，与盐碱地中的离子结合，本发明还添加的酸性氨基酸螯合液和竹醋液能有效降低盐碱地PH值，添加的生物炭、椰糠和米糠具有保湿保水的作用防止水土流失。

发明专利CN201610923010.1，一种长效土壤改良剂的制备方法，该发明利用长石、磷灰石等制成的粉末与污泥、氢氧化钠曝气处理，随后与苔藓好氧发酵，收集发酵液并过滤，将所得滤液喷雾干燥后与滤渣混合的混合料，再将酒糟晾干粉碎后与玉米粉、酵母菌等发酵，收集发酵液，再将蛭石等粉碎后与羧甲基纤维素、单宁酸混合并与发酵液、混合料搅拌冻干，最后将所得干燥物粉碎，即可得到长效土壤改良剂，该发明土壤改良剂含有多种矿物质原料，能激活土壤中的各种营养成分，改善土壤结构，有效增强土壤肥水渗透力，且本发明土壤改良剂作用时间长、性能稳定，可长期持续使用，具有良好的应用前景。

发明专利CN201711482930.5，碱性土壤改良剂及其制备方法，碱性土壤改良剂的组成及其重量份为：高粱秸秆活性炭30-40份、发酵玉米秸秆粉35-42份、有机生态肥120-130份、尿素15-18份、磷酸氢二铵10-12份、脱硫石膏8-10份、燃煤烟气脱硫废弃物8-10份、醋渣20-25份、酒糟15-20份、糠醛渣30-45份、保水剂8-10份、硫酸铝15-20份、硫酸锌10-12份、硫酸亚铁12-14份、硫磺30-50份。有益效果为：碱性土壤改良剂能从根源上降低土壤溶液的pH至，改善土壤的碱性特质，其制备方法简单易行，成本低廉，时间短暂，适合对碱性土壤的规模化改良。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种盐碱土壤改良剂的制备方法，减少化学原料的使用，提高土壤改良效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种盐碱土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份数比，取稻草30~50份与等量水混合，接着加入牛粪堆肥5~10份和活性污泥5~10份混合均匀，然后加入生物酶剂1~5份密封3~5天后，得到基料a；

（2）取细基江蓠，剪成2~4cm小段后，用清水洗净，侵泡24~30h，得到预处理的江蓠；

（3）取木薯酒糟，臭氧处理5~10min后，加入营养液和钼酸盐溶液，然后接种10%白腐菌，在39℃下好氧发酵5~10天，得到预处理酒糟；

（4）取牛粪生物炭，与牛粪堆肥和活性污泥混合，厌氧发酵2~3天，得到预发酵泥；

（5）将预处理江蓠和预处理酒糟于密闭发酵罐中混合得到混合液，接种预发酵泥，在52~56℃下进行厌氧发酵4~8天，得到基料b；

（6）将所得的基料a和基料b混合，加入腐殖酸25~40份，膨润土30~40份，搅拌混合均匀后，放置发酵8~12天，即得到所述的盐碱土壤改良剂。

所述的活性污泥取自以猪粪为发酵原料的沼气池，水分含量为85~88%，固形物含量为12~15mg/L，pH为7.5~8.8；

所述的预处理江蓠和预处理酒糟质量比为1:1；

所述的牛粪生物炭添加量为牛粪堆肥和活性污泥总质量的5%~10%；

所述的牛粪堆肥加入量为预处理酒糟质量的20%~30%，与活性污泥的质量比为1:(2~3)；

所述的预发酵泥和混合液质量比1:(1~2)。

牛粪生物炭具有多孔结构和适合牛粪堆肥中各类菌生长的环境与物质，使菌体能快速适应生长环境并富集，提高发酵效率产生代谢产物；同时牛粪生物炭能吸附酒糟中的氨氮和发酵中产生的二氧化碳和硫化氢气体，为发酵提供良好环境，生物炭能吸附金属离子，有利于土壤改良；利用牛粪生物炭培养牛粪堆肥中的菌，减少了菌体适应环境的时期，缩短了发酵的启动时间，大大提高了原料的利用率；牛粪生物炭、牛粪堆肥和活性污泥不仅能提高土壤营养物质，同时能改善土壤微生物的生长环境，促进土壤微生物生长。

利用酒糟和细基江蓠共发酵制备的土壤改良剂，细基江蓠是一种大型海藻，能主动吸收酒糟的中氨氮，氨氮是影响发酵效率的重要物质，通过江蓠在发酵初期的吸收能有效去除氨氮的影响，酒糟含有的酸性物质多，能为江蓠预处理提供酸性条件，通过臭氧处理后，酒糟中的乙酸含量增加，使得江蓠木质素、纤维素降解更加彻底，不仅能改变土壤碱度，同时提供各类营养物质，促进作物生长，有利于发酵过程中各类菌更加彻底利用江蓠和酒糟发酵。随着发酵的进行，白腐菌逐渐将江蓠和酒糟中的木质素、纤维素等分解，有利于牛粪堆肥中的梭状芽抱杆菌属利用这些木质素和纤维素分解后的小分子物质进行发酵产营养物质，另一方面活性污泥中的各类分解菌也会将这些物质分解成乙酸、二氧化碳等物质，相互促进发酵，提高发酵效率。

作为本发明的进一步改进，所述的营养液由以下物质组成：NH₄HCO₃ 2.0g/L、KH₂PO₄ 1.0g/L、MgSO₄•7H₂O 100mg/L、NaCl 10mg/L、Na₂Mo4•2H₂O 10mg/L、CaCl•2H₂O 10mg/L、MnSO₄•7H₂O 15mg/L、FeCl₂ 2.78mg/L，加入量为木薯酒糟体积的2%~5%。

作为本发明的进一步改进，所述钼酸液溶液浓度为2.0~3.0mg/L，加入量为木薯酒糟体积的0.01~0.05%。

作为本发明的进一步改进，所述的木薯酒糟固形物含量为20~25g/L。

作为本发明的进一步改进，所述的牛粪堆肥固形物含量为20~25g/L。

作为本发明的进一步改进，所述的牛粪生物炭制备方法如下：

（1）将新鲜的牛粪收集，清理石块等杂物，自然风干后于105℃烘箱中烘干3~4h；

（2）将烘干后的牛粪装入坩埚器皿中，放入马弗炉中，控制升温速率为200℃/h~500℃/h，达到热解温度为450~550℃时，在无氧条件下热解2~3h；

（3）待马弗炉冷却至80℃以下，将坩埚器皿中的牛粪放入干燥器内冷却至室温，然后粉碎过20~40目筛，即得到牛粪生物炭。

本发明的有益效果：

本发明利用江蓠和牛粪生物炭吸收酒糟中的氨氮物质，利用酒糟提高江蓠木质素和纤维素的降解，为菌体发酵提供了更加有利的条件，提高了发酵速率，提高了原料的利用率，具有很好的经济效益。本发明利用牛粪堆肥、猪粪发酵沼气池的活性污泥共同发酵酒糟和江蓠，利用酒糟的酸性物质分解江蓠以提高木质素、纤维素的分解产生营养物质供土壤微生物生长和促进作物生长，细基江蓠能有效的吸附酒糟中的氨氮物质，然后提供给牛粪生物生物炭上富集的菌体作为发酵营养物质，提高了发酵效率，使的本发明制备的土壤改良剂工艺简单，发酵周期短。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1

（1）按重量份数比，取稻草30份与等量水混合，接着加入牛粪堆肥10份和活性污泥5份混合均匀，然后加入生物酶剂1份密封3天后，得到基料a；

（2）取细基江蓠，剪成2cm小段后，用清水洗净，侵泡24h，得到预处理的江蓠；

（3）取固形物含量为20g/L的木薯酒糟，臭氧处理5min后，加入木薯酒糟体积的2%营养液和0.01%浓度为2.0mg/L的钼酸盐溶液，然后接种10%白腐菌，在39℃下好氧发酵5天，得到预处理酒糟；

（4）将预处理酒糟质量的20%的固形物含量为20g/L的牛粪堆肥与活性污泥按质量比为1:2混合，然后加入牛粪堆肥和活性污泥总质量的5%的牛粪生物炭进行混合，厌氧发酵2天，得到预发酵泥；

（5）将预处理江蓠和预处理酒糟于密闭发酵罐中按照质量比1:1混合得到混合液，接种预发酵泥，在52℃下进行厌氧发酵4天，得到基料b；

（6）将所得的基料a和基料b混合，加入腐殖酸25份，膨润土40份，搅拌混合均匀后，放置发酵8天，即可得到所述的盐碱土壤改良剂。

所述的活性污泥取自以猪粪为发酵原料的沼气池，水分含量为85%，固形物含量为12mg/L，pH为7.5；

所述的营养液由以下物质组成：NH₄HCO₃ 2.0g/L、KH₂PO₄ 1.0g/L、MgSO₄•7H₂O 100mg/L、NaCl 10mg/L、Na₂Mo4•2H₂O 10mg/L、CaCl•2H₂O 10mg/L、MnSO₄•7H₂O 15mg/L、FeCl₂ 2.78mg/L。

所述的牛粪生物炭制备方法如下：

（1）将新鲜的牛粪收集，清理石块等杂物，自然风干后于105℃烘箱中烘干3h；

（2）将烘干后的牛粪装入坩埚器皿中，放入马弗炉中，控制升温速率为200℃/h，达到热解温度为450℃时，在无氧条件下热解2h；

（3）待马弗炉冷却至80℃以下，将坩埚器皿中的牛粪放入干燥器内冷却至室温，然后粉碎过20目筛，即得到牛粪生物炭。

实施例2

（1）按重量份数比，取稻草50份与等量水混合，接着加入牛粪堆肥5份和活性污泥10份混合均匀，然后加入生物酶剂5份密封5天后，得到基料a；

（2）取细基江蓠，剪成4cm小段后，用清水洗净，侵泡30h，得到预处理的江蓠；

（3）取固形物含量为25g/L的木薯酒糟，臭氧处理10min后，加入木薯酒糟5%的营养液和0.05%浓度为3.0mg/L的钼酸盐溶液，然后接种10%白腐菌，在39℃下好氧发酵10天，得到预处理酒糟；

（4）将预处理酒糟质量的30%的固形物含量为25g/L的牛粪堆肥与活性污泥按质量比为1:3混合，然后加入牛粪堆肥和活性污泥总质量的10%的牛粪生物炭进行混合，厌氧发酵2天，得到预发酵泥；

（5）将预处理江蓠和预处理酒糟于密闭发酵罐中按照质量比1:1混合得到混合液，接种预发酵泥，在56℃下进行厌氧发酵8天，得到基料b；

（6）将所得的基料a和基料b混合，加入腐殖酸40份，膨润土30份，搅拌混合均匀后，放置发酵12天，即可得到所述的盐碱土壤改良剂。

所述的活性污泥取自以猪粪为发酵原料的沼气池，水分含量为88%，固形物含量为15mg/L，pH为8.8；

所述的营养液由以下物质组成：NH₄HCO₃ 2.0g/L、KH₂PO₄ 1.0g/L、MgSO₄•7H₂O 100mg/L、NaCl 10mg/L、Na₂Mo4•2H₂O 10mg/L、CaCl•2H₂O 10mg/L、MnSO₄•7H₂O 15mg/L、FeCl₂ 2.78mg/L。

所述的牛粪生物炭制备方法如下：

（1）将新鲜的牛粪收集，清理石块等杂物，自然风干后于105℃烘箱中烘干4h；

（2）将烘干后的牛粪装入坩埚器皿中，放入马弗炉中，控制升温速率为500℃/h，达到热解温度为550℃时，在无氧条件下热解3h；

（3）待马弗炉冷却至80℃以下，将坩埚器皿中的牛粪放入干燥器内冷却至室温，然后粉碎过40目筛，即可得到牛粪生物炭。

实施例3

（1）按重量份数比，取稻草40份与等量水混合，接着加入牛粪堆肥8份和活性污泥8份混合均匀，然后加入生物酶剂4份密封4天后，得到基料a；

（2）取细基江蓠，剪成3cm小段后，用清水洗净，侵泡25h，得到预处理的江蓠；

（3）取固形物含量为23g/L的木薯酒糟，臭氧处理8min后，加入木薯酒糟体积4%的营养液和0.04%浓度为3.0mg/L的钼酸盐溶液，然后接种10%白腐菌，在39℃下好氧发酵8天，得到预处理酒糟；

（4）将预处理酒糟质量的25%的固形物含量为23g/L的牛粪堆肥与活性污泥按质量比为1:2混合，然后加入牛粪堆肥和活性污泥总质量的8%的牛粪生物炭进行混合，厌氧发酵2天，得到预发酵泥；

（5）将预处理江蓠和预处理酒糟于密闭发酵罐中按照质量比1:1混合得到混合液，接种预发酵泥，在54℃下进行厌氧发酵6天，得到基料b；

（6）将所得的基料a和基料b混合，加入腐殖酸35份，膨润土35份，搅拌混合均匀后，放置发酵10天，即可得到所述的盐碱土壤改良剂。

所述的活性污泥取自以猪粪为发酵原料的沼气池，水分含量为86%，固形物含量为13mg/L，pH为8.0；

所述的营养液由以下物质组成：NH₄HCO₃ 2.0g/L、KH₂PO₄ 1.0g/L、MgSO₄•7H₂O 100mg/L、NaCl 10mg/L、Na₂Mo4•2H₂O 10mg/L、CaCl•2H₂O 10mg/L、MnSO₄•7H₂O 15mg/L、FeCl₂ 2.78mg/L。

所述的牛粪生物炭制备方法如下：

（1）将新鲜的牛粪收集，清理石块等杂物，自然风干后于105℃烘箱中烘干4h；

（2）将烘干后的牛粪装入坩埚器皿中，放入马弗炉中，控制升温速率为250℃/h，达到热解温度为500℃时，在无氧条件下热解2h；

（3）待马弗炉冷却至80℃以下，将坩埚器皿中的牛粪放入干燥器内冷却至室温，然后粉碎过30目筛，即得到牛粪生物炭。

实验例

试验土壤：中度盐渍土，轻土壤。土壤基本理化性状为：有机质(0.95％)，碱解氮(42.5mg·kg^-1)，速效磷(19.4mg·kg^-1)，速效钾(179.6mg·kg^-1)，pH值8.34，全盐含量(0.31％)，容重(1.92g/cm3)。

试验共设4个处理，分别为：（1）对照：农民习惯；（2）土壤改良剂1：施用实施例1制得的土壤改良剂；（3）土壤培肥改良剂2：施用实施例2制得的土壤改良剂；（4）土壤改良剂4：使用实施例3制备的土壤改良剂。施用量均为8000kg/亩。每个处理重复3次。

试验共进行了三季棉花，每季分别计产。土壤改良剂每季种植翻地前撒于地表，深翻入土。三季棉花试验结束后，测定土壤有机质、盐分含量等理化性状指标。试验结果见表1和表2。

表1 用于盐碱地的土壤改良剂的棉花增产效果

由表1可以看出，使用了本发明实施例制备的土壤改良剂后，棉花产量相对于对照组明显提高，说明，施用本发明土壤培肥改良剂后，作物增产显著，且呈现逐季增产效果，土壤改良剂长效性明显。

表2 用于盐碱地的土壤改良剂的土壤改良效果

由表2可以看出，使用本发明制备的土壤改良剂后，土壤有机质含量升高，土壤有机质含量升高，土壤碱解氮含量升高，土壤速效磷含量升高，土壤速效钾含量升高，土壤pH值降低，土壤全盐量含量降低，说明，本发明的用于盐碱地的土壤改良剂能提高土壤肥力，并且也能增加土壤相关肥力指标。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种盐碱土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按重量份数比，取稻草30~50份与等量水混合，接着加入牛粪堆肥5~10份和活性污泥5~10份混合均匀，然后加入生物酶剂1~5份密封3~5天后，得到基料a；

（2）取细基江蓠，剪成2~4cm小段后，用清水洗净，侵泡24~30h，得到预处理的江蓠；

（3）取木薯酒糟，臭氧处理5~10min后，加入营养液和钼酸盐溶液，然后接种10%白腐菌，在39℃下好氧发酵5~10天，得到预处理酒糟；

（4）取牛粪生物炭，与牛粪堆肥和活性污泥混合，厌氧发酵2~3天，得到预发酵泥；

（5）将预处理江蓠和预处理酒糟于密闭发酵罐中混合得到混合液，接种预发酵泥，在52~56℃下进行厌氧发酵4~8天，得到基料b；

（6）将所得的基料a和基料b混合，加入腐殖酸25~40份，膨润土30~40份，搅拌混合均匀后，放置发酵8~12天，即得到所述的盐碱土壤改良剂。

2.根据权利要求1所述的盐碱土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述的活性污泥取自以猪粪为发酵原料的沼气池，水分含量为85~88%，固形物含量为12~15mg/L，pH为7.5~8.8。

3.根据权利要求1所述的盐碱土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述的预处理江蓠和预处理酒糟质量比为1:1。

4.根据权利要求1所述的盐碱土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述的牛粪生物炭添加量为牛粪堆肥和活性污泥总质量的5%~10%；所述的牛粪堆肥加入量为预处理酒糟质量的20%~30%，与活性污泥的质量比为1:(2~3)。

5.根据权利要求1所述的盐碱土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述的预发酵泥和混合液质量比1:(1~2)。

6.根据权利要求1所述的盐碱土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述的营养液由以下物质组成：NH₄HCO₃ 2.0g/L、KH₂PO₄ 1.0g/L、MgSO₄•7H₂O 100mg/L、NaCl 10mg/L、Na₂Mo4•2H₂O 10mg/L、CaCl•2H₂O 10mg/L、MnSO₄•7H₂O 15mg/L、FeCl₂ 2.78mg/L，加入量为木薯酒糟体积的2%~5%。

7.根据权利要求1所述的盐碱土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述钼酸液溶液浓度为2.0~3.0mg/L，加入量为木薯酒糟体积的0.01%~0.05%。

8.根据权利要求1所述的盐碱土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述的木薯酒糟固形物含量为20~25g/L。

9.根据权利要求1所述的盐碱土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述的牛粪堆肥固形物含量为20~25g/L。

10.根据权利要求1所述的盐碱土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述的牛粪生物炭制备方法如下：

（1）将新鲜的牛粪收集，清理石块等杂物，自然风干后于105℃烘箱中烘干3~4h；

（2）将烘干后的牛粪装入坩埚器皿中，放入马弗炉中，控制升温速率为200℃/h~500℃/h，达到热解温度为450~550℃时，在无氧条件下热解2~3h；

（3）待马弗炉冷却至80℃以下，将坩埚器皿中的牛粪放入干燥器内冷却至室温，然后粉碎过20~40目筛，即得到牛粪生物炭。