CN110547065B - 一种复合废弃物改良盐碱地的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合废弃物改良盐碱地的方法,涉及盐碱地改良技术领域,包括以下步骤:S1、在待改良的滨海盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为1800‑2000kg/亩;S2、将滨海盐碱地旋耕15‑20cm;S3、将旋耕后的滨海盐碱地深翻30‑40cm;S4、再在盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为1800‑2000kg/亩;S5、再将盐碱地旋耕15‑20cm;S6、在1‑2个月后,进行灌水浇地,洗盐排碱。本发明的复合废弃物改良盐碱地的方法具有利用了脱硫石膏、钢铁渣等工业废弃物,降低改良成本,降低土壤中的盐分和pH值的优点。
Description
技术领域
本发明涉及盐碱地改良技术领域,更具体地说,它涉及一种复合废弃物改良盐碱地的方法。
背景技术
土地盐碱化是人类面临的一个世界性难题,土壤盐碱化对植物可造成两种危害:一是毒害作用,当植物吸收进较多的钠离子或氯离子时,就会改变细胞膜的结构和功能,最终会造成植物死亡;二是提高了土壤的渗透压,给植物根的吸收作用造成了阻力,使植物吸水发生困难,出现细胞脱水、植株萎蔫,最后导致植物死亡。
目前,我国盐碱地的分布如下:1、西北内陆盐碱区:包括新疆大部分地区,青海的柴达木盆地,甘肃的河西走廊和内蒙西部;2、黄河中上游半干旱盐碱区:包括青海,甘肃东部,宁夏,内蒙的河套地区以及陕西,山西的河谷平原;3、黄淮海平原干旱半干旱洼地盐碱区:包括黄河下游,海河平原,黄淮平原;4、东北半湿润半干旱低洼盐碱区:包括松嫩平原,辽西盆地,三江平原和呼伦贝尔地区;5、沿海半湿润盐碱区:包括华东,华南及江北沿海地区。
每个盐碱区的环境不一样,因此治理的侧重点也不太相同。以沿海半湿润盐碱区(又称滨海盐碱地)为例,滨海盐碱地的主要特点:是含有较多的水溶性盐或碱性物质,由于土壤内大量盐分的积累,引起盐碱地一系列土壤物理性状的恶化;或是黏质盐碱土:结构粘滞,通气性不好,容重高,土温上升慢,土壤中好气性微生物活动性差,养分释放慢,渗透系数低,毛细作用强,或是沙质盐碱土:田间持水量和土壤肥力低,土壤饱和提取矿化度很高,土壤蒸发造成表土盐分聚集严重。
脱硫石膏为排烟脱硫石膏,主要成分和天然石膏一样,是燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧化硫后而得到的工业石膏。由于企业生产量大,因此处理烟气形成的烟气脱硫石膏量大,难以快速有效地处理掉。同时随着钢铁工业的发展产生大量的废渣,大量废渣的堆积不仅占用土地资源,而且会造成环境污染和安全隐患。并且钢渣由于容易粉化目前还没有得到很好的利用,因此,如何合理、有效的利用脱硫石膏、钢铁渣等工业废弃物改良滨海盐碱地是需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的第一个目的在于提供一种复合废弃物改良盐碱地的方法,其具有利用了脱硫石膏、钢铁渣等工业废弃物,能降低土壤中的盐分和pH值的优点。
为实现上述第一个目的,本发明提供了如下技术方案:一种复合废弃物改良盐碱地的方法,包括以下步骤:
S1、在待改良的滨海盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为1800-2000kg/亩;
S2、将滨海盐碱地旋耕15-20cm;
S3、将旋耕后的滨海盐碱地深翻30-40cm;
S4、再在盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为1800-2000kg/亩;
S5、再将盐碱地旋耕15-20cm;
S6、在1-2个月后,进行灌水浇地,洗盐排碱;
所述脱硫石膏改良剂包括以下重量份的组分:20-35份脱硫石膏、10-15份煤渣、15-25份矿渣、5-10份铁粉、5-15份钢渣、5-10份糠醛渣、10-15份有机肥。
通过采用上述技术方案,因为盐碱地的渗透性一般很差,首先需要打破夹层,将其抛洒脱硫石膏改良剂后进行旋耕,将其改良至具有良好透水性和渗透性的土壤,深翻使土壤的改良深度增大,再次抛洒脱硫石膏改良剂,对再次翻出的土壤进行改善,旋耕后,进行灌水排盐,出去可溶性盐分。
由于采用脱硫石膏中的钙离子能交换土壤胶体上的可代换性钠离子,使钠离子从土壤胶体中转入灌溉用水中,使可溶性钠离子随灌溉水排走;有机肥中含有大量的有机质,对土壤中有害阴、阳离子起到缓冲作用,有机质在分解过程中产生大量的有机酸,一方面可以中和土壤碱性,另一方面可以加速养分分解,促进有效养分转化,提高磷的有效性,有利于生根保苗,还可以降低土壤中可溶性盐的溶度。
钢渣中硫酸盐、硅钙溶胶与盐碱地土壤发生一系列离子交换、中和反应,生产pH成酸性且水溶性较好的硫酸盐,进而在灌水浇地时,将土壤中盐分排出,钢渣中丰富的化学成分还能够为土地改良增肥,钢渣中含有铁、镁、硫、硅、锰、铝等元素,使农作物不易发生病虫害,所含的五氧化二磷能为土地实现增产;煤渣和矿粉不仅可以给作用提供磷、钾等养分和多种微量元素,还能有利于疏松土壤,改善土壤通气性,调节土壤温度和pH值,增加和补充土壤营养物质;糠醛渣是生物质水解过程产生的废弃物,呈酸性,含有大量的纤维素、木质素,能中和土壤碱性,增加土壤中有机质,改善土壤理化性能,且糠醛渣与煤渣、矿渣混合使用,对土壤的改良效果更好。
进一步地,所述脱硫石膏经过以下预处理:
(1)将脱硫石膏放入浓度为0.5-1.5mol/L的醋酸中,超声波振荡,反应0.5-1h,焙烧、粉碎,脱硫石膏和醋酸的质量比为1:2-3;
(2)将12-22重量份秸秆发酵物、5-8重量份柠檬酸、0.01-0.03重量份微生物菌剂、15-25重量份粉煤灰混合均匀,在25-35℃下发酵5-10天,制得发酵物;
(3)将20-25重量份步骤(1)制得的脱硫石膏、10-15重量份步骤(2)制得的发酵物、2-7重量份木质素磺酸钠和35-50重量份水混合均匀,造粒、烘干。
通过采用上述技术方案,为促进脱硫石膏中钙离子置换土壤胶体中钠离子的能力,使用醋酸作为促进剂,同时使用超声处理,以增强钙离子的置换能力,秸秆发酵物能减轻盐碱对作物的危害,使用柠檬酸、微生物菌剂和粉煤灰混合发酵,粉煤灰是火力发电厂的主要废弃物,其含有丰富的硼、硫、锌、铜、钙等微量元素,而且质地松散,存在较大孔隙,能改善和补充土壤营养物质,木质素磺酸钠对重金属有很好的鳌和能力,可以降低土壤的重金属污染,改善土壤碱性。
进一步地,所述脱硫石膏经预处理后的pH为6.3-6.6,含水量为15-16.4%,粒径为45-55μm。
通过采用上述技术方案,脱硫石膏经预处理后呈弱酸性,与铁粉协同作用,能使铁粉氧化,与土壤中重磷酸盐反应,从而中和土壤中碱性,降低土壤的pH值,使土壤
进一步地,所述步骤(1)中焙烧温度为520-560℃,焙烧时间为0.1-0.3h。
进一步地,所述微生物菌剂为质量比为0.2-0.5:0.1-0.3:0.1-0.4的侧孢芽杆菌、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。
进一步地,所述秸秆发酵物由质量比为1:5-6:10-15的玉米秸秆粉碎物、酒糟和蚯蚓粪经混合、堆放腐熟10-15天制成。
通过采用上述技术方案,玉米秸秆粉碎物使盐碱地土壤有机质含量和孔隙度增加,透水率改善,为土壤微生物提供养分从而增加微生物的分解作用,酒糟发酵玉米秸秆粉碎物后,能使秸秆在土壤中快速分解,并提高土壤中有机质和速效钾的含量,发酵后的蚯蚓粪中不含细菌,对植物根系无影响。
进一步地,所述钢渣经以下预处理:将1-3重量份聚乙烯醇颗粒加入到3-6重量份水中,搅拌均匀,升温至50-70℃;向1.5-3.5重量份钢渣中加入0.6-1.2重量份三氧化二硼,混合均匀后,加入到聚乙烯醇溶液中,搅拌均匀,室温固化,粉碎至平均粒径为20-50mm。
通过采用上述技术方案,聚乙烯醇加入水中后被溶解,三氧化二硼能与钢渣混合,在聚乙烯醇固化后,三氧化二硼和钢渣被包裹在聚乙烯醇中,当施加到土壤中,聚乙烯醇被逐渐降解,钢渣和三氧化二硼被释放,三氧化二硼能阻止钢渣粉化,使钢渣具有持续发挥作用,改良效果持久。
进一步地,所述有机肥为质量比为1:0.8-1.1:0.5-0.9的发酵牛粪、蚯蚓粪和晒干鸡粪。
通过采用上述技术方案,发酵牛粪和晒干鸡粪能调理土壤、激活土壤中微生物活跃、克服土壤板结,增加土壤空气通透性,减少水分流失、减轻干旱的压力,具有保肥、减少化肥、减轻盐碱损害,提高土壤肥力,且补充土壤有机质,活化空气中氮素、分解释放难溶的磷钾养分,肥效持久;蚯蚓粪松软无异味,团粒结构好,保水能力强,除富含植物所需的常量元素外,还含有多种微量元素、腐植酸、胡敏酸、植物生长激素和土壤有益微生物,能有效改善土壤盐碱化,适合重金属污染的土壤治理。
进一步地,所述脱硫石膏改良剂的制备方法如下:将脱硫石膏、煤渣、钢渣和矿渣加入到粉碎机中,粉碎并混合,粉碎至粒径为10-50μm;加入铁粉、糠醛渣和有机肥,搅拌均匀,制得脱硫石膏改良剂。
通过采用上述技术方案,将脱硫石膏、煤渣、钢渣和矿渣粉碎,并与铁粉。糠醛渣和有机肥混合,制得的脱硫石膏改良剂合理利用了矿渣、煤渣等工业废弃物,并提高了脱硫石膏改良盐碱地的能力,使盐碱地的盐分含量和碱性降低。
进一步地,所述步骤S6中灌水量为100-150m3/亩,灌洗次数为1-3次。
通过采用上述技术方案,使用灌水进行洗盐排碱,将土壤表面的盐分和碱性物质从土壤中转入溶液中,随灌溉水进入地下水或排水渠排走,以防土壤二次碱化。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
第一、由于本发明首先将脱硫石膏改良剂抛洒在土壤表面,并旋耕,消除土壤表面板结,增加土壤的透气性和渗透性,翻耕深度增大,以增大改良土壤深度,再次抛洒脱硫石膏改良剂,以提高盐碱地的改善效果,再灌水使可代换性钠离子从土壤胶体中转入土壤溶液中,随灌溉水进入地下水或排水渠排走;由于使用脱硫石膏、钢渣、煤渣和矿渣等工业废弃物治理盐碱地,废物再利用,降低了盐碱地改良的成本,同时提高了盐碱地的改良速度、增加土壤中营养成分。
第二、本发明中优选采用醋酸处理脱硫石膏,以增强脱硫石膏置换土壤胶体中可代换钠离子的能力,同时将脱硫石膏与秸秆发酵物、柠檬酸、粉煤灰和木质素磺酸钠等混合进行预处理,使预处理后的脱硫石膏成弱酸性,与碱性土壤中和,螯合土壤中重金属离子,改善土壤盐碱地,同时增强土壤的透气性和渗透性,防止土壤再次板结,增加土壤中营养物质。
第三、本发明中优选采用聚乙烯醇和三氧化二硼对钢渣进行处理,聚乙烯醇将三氧化二硼和钢渣进行包裹,以防止钢渣过早粉化,聚乙烯醇进入土壤中被降解,钢渣和三氧化二硼被释放,三氧化二硼能继续阻止钢渣粉化,使钢渣持续发挥改良盐碱地的效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
钢渣的制备例1-3
制备例1-3中聚乙烯醇选自郑州市金之福贸易有限公司出售的牌号为24-88的聚乙烯醇,三氧化二硼选自山东开普勒生物科技有限公司出售的货号为KPL8-28934的三氧化二硼,钢渣选自灵寿县和顺矿产品加工厂出售的货号为016的钢渣。
制备例1:将1kg聚乙烯醇颗粒加入到3kg水中,搅拌均匀,升温至50℃;向1.5kg钢渣中加入0.6kg三氧化二硼,混合均匀后,加入到聚乙烯醇溶液中,搅拌均匀,室温固化,粉碎至平均粒径为20mm。
制备例2:将2kg聚乙烯醇颗粒加入到4.5kg水中,搅拌均匀,升温至60℃;向2.5kg钢渣中加入0.9kg三氧化二硼,混合均匀后,加入到聚乙烯醇溶液中,搅拌均匀,室温固化,粉碎至平均粒径为30mm。
制备例3:将3kg聚乙烯醇颗粒加入到6kg水中,搅拌均匀,升温至70℃;向3.5kg钢渣中加入1.2kg三氧化二硼,混合均匀后,加入到聚乙烯醇溶液中,搅拌均匀,室温固化,粉碎至平均粒径为50mm。
实施例
实施例1-5中脱硫石膏选自临沂市登丰石膏制品厂出售的货号为023的脱硫石膏,矿渣选自灵寿县振英矿产品加工厂出售的型号为S-95的矿渣、煤渣选自灵寿县鑫福矿产品加工厂出售的货号为XF-17的煤渣,铁粉选自灵寿县灵泉矿产品加工厂出售的牌号为RB的铁粉,糠醛渣选自山东鑫起义化工科技有限公司出售的货号为06的糠醛渣,酒糟选自临朐县永多饲料厂出售的货号为40129的酒糟,侧孢芽杆菌选自山东魁丰生物科技有限公司出售的货号为007的侧孢芽杆菌、地衣芽孢杆菌选自山东绿陇生物科技有限公司出售的货号为0036的地衣芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌选自山东菌乐生物科技有限公司出售的货号为051的枯草芽孢杆菌,木质素磺酸钠选自武汉拉那白医药化工有限公司出售的型号为WS的木质素磺酸钠,柠檬酸选自苏州亿企富化工有限公司出售的货号为Y-54030的柠檬酸。
实施例1:一种复合废弃物改良盐碱地的方法,包括以下步骤:
S1、在待改良的滨海盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为1800kg/亩;
S2、将滨海盐碱地旋耕15cm;
S3、将旋耕后的滨海盐碱地深翻30cm;
S4、再在盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为1800kg/亩;
S5、再将盐碱地旋耕15cm;
S6、在1个月后,进行灌水浇地,洗盐排碱,灌水量为100m3/亩,灌洗次数为1次;
其中脱硫石膏改良剂由表1中原料配比按照以下方法制成:
将20kg脱硫石膏、10kg煤渣、5kg钢渣和15kg矿渣加入到粉碎机中,粉碎并混合,粉碎至粒径为10μm;加入5kg铁粉、5kg糠醛渣和10kg有机肥,搅拌均匀,制得脱硫石膏改良剂;其中钢渣由制备例1制成,有机肥为质量比为1:0.8:0.5的发酵牛粪、蚯蚓粪和晒干鸡粪,发酵牛粪由干牛粪、牛粪发酵剂和米糠以1:0.03:1.1的质量比混合、在70℃下发酵48h制得;脱硫石膏经以下预处理制得:(1)将脱硫石膏放入浓度为0.5mol/L的醋酸中,超声波振荡,反应1h,焙烧、粉碎,脱硫石膏和醋酸的质量比为1:2;
(2)将12kg秸秆发酵物、5kg柠檬酸、0.01kg微生物菌剂、15kg粉煤灰混合均匀,在25℃下发酵10天,制得发酵物;
其中秸秆发酵物由质量比为1:5:10的玉米秸秆粉碎物、酒糟和蚯蚓粪经混合、堆放腐熟10天制成;微生物菌剂为质量比为0.2:0.1:0.1的侧孢芽杆菌、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌;
(3)将20kg步骤(1)制得的脱硫石膏、10kg步骤(2)制得的发酵物、2kg木质素磺酸钠和35kg水混合均匀,造粒、烘干,经处理后的脱硫石膏pH为6.3,含水量为15%,粒径为45μm。
表1 实施例1-5中脱硫石膏改良剂的原料配比
实施例2:一种复合废弃物改良盐碱地的方法,包括以下步骤:
S1、在待改良的滨海盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为1900kg/亩;
S2、将滨海盐碱地旋耕18cm;
S3、将旋耕后的滨海盐碱地深翻35cm;
S4、再在盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为1900kg/亩;
S5、再将盐碱地旋耕18cm;
S6、在1.5个月后,进行灌水浇地,洗盐排碱,灌水量为130m3/亩,灌洗次数为2次;
其中脱硫石膏改良剂由表1中原料配比按照以下方法制成:
将25kg脱硫石膏、11kg煤渣、8kg钢渣和18kg矿渣加入到粉碎机中,粉碎并混合,粉碎至粒径为30μm;加入6kg铁粉、6kg糠醛渣和11kg有机肥,搅拌均匀,制得脱硫石膏改良剂;其中钢渣由制备例2制成,有机肥为质量比为1:0.9:0.7的发酵牛粪、蚯蚓粪和晒干鸡粪,发酵牛粪由干牛粪、牛粪发酵剂和米糠以1:0.05:1.3的质量比混合、在73℃下发酵45h制得;脱硫石膏经以下预处理制得:(1)将脱硫石膏放入浓度为1mol/L的醋酸中,超声波振荡,反应0.8h,焙烧、粉碎,脱硫石膏和醋酸的质量比为1:2.5;
(2)将17kg秸秆发酵物、6kg柠檬酸、0.02kg微生物菌剂、20kg粉煤灰混合均匀,在30℃下发酵8天,制得发酵物;
其中秸秆发酵物由质量比为1:5.5:13的玉米秸秆粉碎物、酒糟和蚯蚓粪经混合、堆放腐熟13天制成;微生物菌剂为质量比为0.3:0.2:0.2的侧孢芽杆菌、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌;
(3)将23kg步骤(1)制得的脱硫石膏、13kg步骤(2)制得的发酵物、5kg木质素磺酸钠和45kg水混合均匀,造粒、烘干,经处理后的脱硫石膏pH为6.5,含水量为15.7%,粒径为50μm。
实施例3:一种复合废弃物改良盐碱地的方法,包括以下步骤:
S1、在待改良的滨海盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为2000kg/亩;
S2、将滨海盐碱地旋耕20cm;
S3、将旋耕后的滨海盐碱地深翻40cm;
S4、再在盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为2000kg/亩;
S5、再将盐碱地旋耕20cm;
S6、在2个月后,进行灌水浇地,洗盐排碱,灌水量为150m3/亩,灌洗次数为3次;
其中脱硫石膏改良剂由表1中原料配比按照以下方法制成:
将30kg脱硫石膏、12kg煤渣、10kg钢渣和20kg矿渣加入到粉碎机中,粉碎并混合,粉碎至粒径为50μm;加入7kg铁粉、7kg糠醛渣和12kg有机肥,搅拌均匀,制得脱硫石膏改良剂;其中钢渣由制备例3制成,有机肥为质量比为1:1.1:0.9的发酵牛粪、蚯蚓粪和晒干鸡粪,发酵牛粪由干牛粪、牛粪发酵剂和米糠以1:0.07:1.5的质量比混合、在75℃下发酵43h制得;脱硫石膏经以下预处理制得:(1)将脱硫石膏放入浓度为1.5mol/L的醋酸中,超声波振荡,反应0.5h,焙烧、粉碎,脱硫石膏和醋酸的质量比为1:3;
(2)将22kg秸秆发酵物、8kg柠檬酸、0.03kg微生物菌剂、25kg粉煤灰混合均匀,在35℃下发酵5天,制得发酵物;
其中秸秆发酵物由质量比为1:6:15的玉米秸秆粉碎物、酒糟和蚯蚓粪经混合、堆放腐熟15天制成;微生物菌剂为质量比为0.5:0.3:0.4的侧孢芽杆菌、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌;
(3)将25kg步骤(1)制得的脱硫石膏、15kg步骤(2)制得的发酵物、7kg木质素磺酸钠和50kg水混合均匀,造粒、烘干,经处理后的脱硫石膏pH为6.6,含水量为16.4%,粒径为55μm。
实施例4-5:一种脱硫石膏改了滨海盐碱地的方法,与实施例1的区别在于,脱硫石膏改良剂的原料配比如表1所示。
对比例
对比例1:一种脱硫石膏改了滨海盐碱地的方法,与实施例1的区别在于,脱硫石膏改良剂中未添加钢渣粉。
对比例2:一种脱硫石膏改了滨海盐碱地的方法,与实施例1的区别在于,脱硫石膏改良剂中未添加脱硫石膏和铁粉。
对比例3:一种脱硫石膏改了滨海盐碱地的方法,与实施例1的区别在于,脱硫石膏改良剂中未添加煤渣和矿渣。
对比例4:以申请号为201510977555.6的中国发明专利中实施例1制备的盐碱地土壤改良剂作为对照,取52.5g脱硫石膏、20g腐植酸和17.5g柠檬酸,分别过100目筛,混合均匀,即得到盐碱地土壤改良剂。
对比例5:以申请号为CN201610547221.X的中国发明专利申请文件中实施例1制备的基于脱硫石膏的盐碱地改良肥作为对照,基于脱硫石膏的盐碱地改良肥的配方如下:二水脱硫石膏50份,尿素5份,牛粪20份,磷酸二铵1份,珍珠岩20份,硫酸亚铁活化剂10份,氢氧化铝3份,糠醛渣6份。
性能检测试验
1、将一块十亩的试验田均分为十份,分别编号为1-10号地,1-5号地对应使用实施例1-5中的方法治理,6-10号地对应使用对比例1-5中的方法治理;十块地同时治理,对治理前的土壤以及治理后的土壤进行采样,在治理的0天、5天、15天、25天以及30天,分别对20cm深度、60cm深度以及80cm深度的土壤中的盐分浓度EC值(EC值是用来测量溶液中可溶性盐浓度的)以及pH值进行检测,并检测30天时,深度为60cm的土壤的有机质、有效磷等成分的含量,其中用重铬酸钾容量法检测有机质含量,用Olsent法检测有效磷含量,用乙酸铵提取法采用火焰光度计检测速效钾的含量,采用碱解扩散法检测速效氮的含量,将土壤中盐分浓度记录于表2,土壤pH记录于表3中,有机质等成分含量记录于表4中。
表2 实施例1-5和对比例1-5中方法治理盐碱地后土壤的盐分浓度
由表2中数据可以看出,通过本发明实施例1-5中方法治理的盐碱地的EC值在第30天均可达到0.72-0.96mS/cm之间,说明通过本发明的方法处理的盐碱地,可以有效降低土壤中可溶性盐的含量。
6号地在治理后,EC值逐渐降低,但是在第30天时,EC值仍在1.84mS/cm以上,说明钢渣粉的掺入,能降低土壤中可溶性盐的含量;7号地治理后,EC值逐渐降低,在5-10天时,EC值变化较小,且在30天时,EC至仍为1.68mS/cm以上,说明掺入脱硫石膏和铁粉能有效提高EC值的降低速率,提高盐碱地的治理效率;8号地在治理后,EC值逐渐降低,但是在25天和第30天的EC值变化不大,在30天使EC之仍为2.04mS/cm以上,说明煤渣和矿渣的掺入,可以降低土壤的EC值,并且对土壤的长期治理有较好的效果;9号地和10号地为现有方法治理,治理后EC值逐渐降低,EC值虽然低于6-7号地,但是与1-5号地相比,EC值仍较高,说明本发明实施例1-5中方法治理盐碱地,效果较好。
表3 实施例1-5和对比例1-5中方法治理盐碱地后土壤的pH值
由表3中数据可以看出,通过本发明实施例1-5中方法治理的盐碱地的pH在第30天均可达到7.26以下,说明本发明的方法处理盐碱地能有效降低土壤中的碱含量,使原有重度盐碱地成为弱碱性土壤。
6-8号地经治理后,pH值逐渐降低,土壤碱性得到改善,但在第30天时,pH值仍为7.57以上,改善效果不明显。
9号和10号地为现有方法治理盐碱地,在治理后,pH至逐渐降低,在第30天时,仍为7.23-7.43之间,土壤治理效果不如1-5号地。
表4 30天时60cm深的土壤性状
由表4中数据可以看出,按照实施例1-5中方法治理的1-5号盐碱地,土壤中速效氮、速效钾、有效磷和有机质的含量较高;使用对比例1-3中方法治理的6-8号盐碱地中速效氮、速效钾、有效磷和有机质的含量与1-5号地相比,明显降低,9号和10号地经治理后,虽速效氮、速效钾、有效磷和有机质的含量高于6-8号地,但是与1-5号地相比,仍较低,说明使用本发明实施例1-5中方法治理的盐碱地,能使燕减肥的土壤理化性质得到改善,土壤更加肥沃,表面土层不易板结。
2、在治理后的1-10号地上分别种植沙枣、芝麻、棉花、甜菜、桂花以及花生,对不同植物的出苗率进行统计,将出苗结果记录于表5中。
表5 不同植物在1-10号地上的出苗率
因为沙枣为落叶乔木,生命力很强,具有抗旱、抗风沙、耐盐碱、耐贫瘠等特点,其对环境要求较低,在1-10号地种植沙枣,沙枣的出苗率均能达到95%以上。
芝麻生长的土壤pH值要求在6-7,即微酸到中性,不宜种植在强碱的土壤中,在1-5号地中,芝麻的出苗率为85%以上,说明经治理后的土地稍微有些碱性,不太适合芝麻的生长,但是经治理后的土壤肥力可以提高芝麻的出苗率,而6-10号地中,芝麻的出苗率为81-85%,说明营养物质的缺失会降低芝麻的出苗率和生长。
棉花对土壤的要求不高,一般以土层深厚,肥力高,富含氮、磷、钾等常量元素和微量元素硼、锌、钼、铜等的土壤最为理想,棉花是较耐碱的作用,在1-5号地的出苗率为95-98%,说明经过实施例1-5中方法治理的1-5号地营养物质丰富,酸碱性适宜棉花生长,而6-10号地中棉花出苗率为88-91%,虽棉花较为耐碱,但是6-10号地中营养物质缺失,使得棉花的出苗率不如1-5号地。
甜菜比较理想的土壤条件是中性或弱碱性,pH为6.5-7.2的土壤或沙土壤,在1-5号地中,甜菜的出苗率在96-98%,说明经过治理的土壤pH值和肥沃程度适合甜菜生长,而6-8号地中甜菜出苗率较低,仅为61-67%,说明对比例1-3治理的6-8号地碱性程度过大,营养物质缺乏,降低了甜菜的出苗率;而9号和10号地的出苗率为92%和93%,出苗率不如1-5号地,说明本发明实施例1-5中方法治理的土地适宜甜菜生长。
桂花对土壤的要求不严,除碱性土和低洼地或过于粘重、排水不畅的土壤外,一般均可生长,以土层深厚、疏松肥沃、排水良好的微酸性砂质土壤最为适宜,在1-5号地中,桂花的出苗率为95-97%,说明经过治理后的土壤适合桂花生长,在6-8号地中,桂花的出苗率仅为60-65%,因为6-8号地的碱性偏大,9号和10号地的桂花出苗率为85%和83%,对比例4和对比例5治理的土地碱性得到改善,但是营养物质缺乏,使得桂花出苗率较低。
花生适宜在pH值为6.0-6.5的微酸性土壤中生长,不耐盐碱,在1-5号地中花生的出苗率为72-75%,说明经过治理后的土壤pH值为中性偏弱碱,不适合花生的生长,但是土壤的肥力能提高花生的出苗率,而6-10号地中,花生的出苗率仅为60-68%,说明6-10号地的营养物质缺失,降低了花生的出苗率。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种复合废弃物改良盐碱地的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在待改良的滨海盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为1800-2000kg/亩;
S2、将滨海盐碱地旋耕15-20cm;
S3、将旋耕后的滨海盐碱地深翻30-40cm;
S4、再在盐碱地表面均匀抛洒脱硫石膏改良剂,脱硫石膏改良剂用量为1800-2000kg/亩;
S5、再将盐碱地旋耕15-20cm;
S6、在1-2个月后,进行灌水浇地,洗盐排碱;
所述脱硫石膏改良剂包括以下重量份的组分:20-35份脱硫石膏、10-15份煤渣、15-25份矿渣、5-10份铁粉、5-15份钢渣、5-10份糠醛渣、10-15份有机肥;
所述脱硫石膏经过以下预处理:
(1)将脱硫石膏放入浓度为0.5-1.5mol/L的醋酸中,超声波振荡,反应0.5-1h,焙烧、粉碎,脱硫石膏和醋酸的质量比为1:2-3;
(2)将12-22重量份秸秆发酵物、5-8重量份柠檬酸、0.01-0.03重量份微生物菌剂、15-25重量份粉煤灰混合均匀,在25-35℃下发酵5-10天,制得发酵物;
(3)将20-25重量份步骤(1)制得的脱硫石膏、10-15重量份步骤(2)制得的发酵物、2-7重量份木质素磺酸钠和35-50重量份水混合均匀,造粒、烘干;
所述钢渣经以下预处理:将1-3重量份聚乙烯醇颗粒加入到3-6重量份水中,搅拌均匀,升温至50-70℃;向1.5-3.5重量份钢渣中加入0.6-1.2重量份三氧化二硼,混合均匀后,加入到聚乙烯醇溶液中,搅拌均匀,室温固化,粉碎至平均粒径为20-50mm。
2.根据权利要求1所述的复合废弃物改良盐碱地的方法,其特征在于,所述脱硫石膏经预处理后的pH为6.3-6.6,含水量为15-16.4%,粒径为45-55μm。
3.根据权利要求2所述的复合废弃物改良盐碱地的方法,其特征在于,所述步骤(1)中焙烧温度为520-560℃,焙烧时间为0.1-0.3h。
4.根据权利要求2所述的复合废弃物改良盐碱地的方法,其特征在于,所述微生物菌剂为质量比为0.2-0.5:0.1-0.3:0.1-0.4的侧孢芽杆菌、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。
5.根据权利要求2所述的复合废弃物改良盐碱地的方法,其特征在于,所述秸秆发酵物由质量比为1:5-6:10-15的玉米秸秆粉碎物、酒糟和蚯蚓粪经混合、堆放腐熟10-15天制成。
6.根据权利要求1所述的复合废弃物改良盐碱地的方法,其特征在于,所述有机肥为质量比为1:0.8-1.1:0.5-0.9的发酵牛粪、蚯蚓粪和晒干鸡粪。
7.根据权利要求1所述的复合废弃物改良盐碱地的方法,其特征在于,所述脱硫石膏改良剂的制备方法如下:将脱硫石膏、煤渣、钢渣和矿渣加入到粉碎机中,粉碎并混合,粉碎至粒径为10-50μm;加入铁粉、糠醛渣和有机肥,搅拌均匀,制得脱硫石膏改良剂。
8.根据权利要求1所述的复合废弃物改良盐碱地的方法,其特征在于,所述步骤S6中灌水量为100-150m3/亩,灌洗次数为1-3次。
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