土壤改良調理劑及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及農業領域，具體地，涉及土壤改良調理劑及其制備方法和應用，更具體地，涉及土壤改良調理劑、制備土壤改良調理劑方法和改良輕度鹽堿化土壤的方法。
【背景技術】
[0002]我國分布有大片鹽堿地，鹽堿化的程度正在擴大。土地鹽堿化不僅僅使得我國的農業大量減產，造成了很大的損失，還由于鹽堿化程度的日趨嚴重，使得大片土地逐漸成為了廢地。改造鹽堿地并提高鹽堿耕地的農業生產量，是我國農業發展的重要任務之一。
[0003]我國鹽堿地改良的歷史悠久，已發展出多種改良方法和技術，涉及的農藝或工程技術方法主要可分為:物理改良(如土地平整、深耕曬垡、臺田改土等)、水利改良(如灌排洗研、暗管排鹽等)、化學改良(如施用石膏、磷石膏、腐殖酸等)、以及生物改良(如耐鹽植物種植、微生物改良等)。這些改良技術均有一定效果，也存在一定的不足。如淡水洗鹽可降低土壤含鹽量，但對堿度降低的效果不顯著，耗水量大，易引起植作物生長必需的礦物質元素流失。生物改良普適性差，見效慢，成本相對較高。
[0004]土壤改良劑的研宄開發是化學改良技術的核心。中國專利申請CN101624523公開的“一種鹽堿改良劑”，是按不同重量比由硫酸鋁、硫酸亞鐵銨和硫酸鎂混合配制而成，制成該改良劑需要大量的化學原材料，而不是利用工業廢棄物，成本較高。中國專利申請CN1377936A公開的“利用廢石膏板生產鹽堿土壤改良劑的方法及其產品和應用”，利用石膏中的硫酸鈣置換土壤中的交換性鈉，但需要將廢石膏板進行加工破碎才能用來改良土壤。如果破碎后改良劑粒度大，則不利于離子置換反應，改良效果差；若要破碎后改良劑粒度很小，則要耗費大量的能量，使土壤改良的成本高到農民無法承受。專利CN201110124738.5公開的“用電廠廢棄物及泥炭、風化煤資源改良鹽堿土壤的組合物”利用脫硫石膏、粉煤灰等電廠廢棄物和風化煤資源混合物作為改良劑，由于粉煤灰中的重金屬含量較高，會引起改良后的土壤中重金屬及有害微量元素超過國家標準的允許值。一些專利如CN03111936.0、CN200910117619.X等，涉及改良劑組分配方復雜。
[0005]因此，目前的土壤改良劑有待于進一步研宄。
【發明內容】
[0006]本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種生物改良普適性好，見效快，價格低廉，并且重金屬含量低的土壤改良劑，該土壤改良劑適于鹽堿化土壤的改良，尤其適用于輕度鹽堿化土壤的改良。
[0007]根據本發明的一個方面，本發明提供了一種土壤改良調理劑。根據本發明的實施例，該土壤改良調理劑包括:60-70重量份的鈣鹽，15-20重量份的生物質焦炭，5-8重量份的生物質水溶液和5-10重量份的有機化肥。
[0008]根據本發明的實施例，本發明的土壤改良調理劑可以快速有效地改善土壤的堿化程度高、肥力低、土壤PH值高和土壤團塊化等多種問題。并且該土壤改良調理劑的價格低廉，有機物含量高，重金屬含量低。
[0009]根據本發明的另一方面，本發明提供了一種制備土壤改良調理劑的方法。根據本發明的實施例，該方法包括:將生物質有機物與鈣鹽進行混合，以便得到第一混合物；將所述第一混合物進行熱處理，以便得到熱處理固態產物和熱處理液態產物，其中，所述熱處理固態產物包含:生物質焦炭和鈣鹽；將所述熱處理液態產物進行靜置分層并分離水相，所述水相構成所述生物質水溶液；向所述熱處理固態產物中加入有機化肥，進行第一攪拌處理，以便得到第二混合物；以及向所述第二混合物中加入所述生物質水溶液，進行第二攪拌處理，以便得到所述土壤改良調理劑。
[0010]根據本發明的實施例，利用本發明的方法，將鈣鹽和與生物質有機物混合后直接進行熱處理，無需對生物質有機物進行破碎預處理，簡化了生產工藝，還可以提高焦炭的產率，并且，鈣鹽加熱釋放水，冷凝回收后，收取得到的熱處理液態產物的產率也提高。同時，本發明的方法生產工藝簡單，生產成本低，制備得到的土壤改良調理劑的有機物含量高，重金屬含量低，能快速、有效地增強土壤肥力。
[0011]根據本發明的再一方面，本發明提供了一種改良輕度鹽堿化土壤的方法。根據本發明的實施例，該方法對所述輕度鹽堿化土壤施用前述土壤改良調理劑。
[0012]根據本發明的實施例，利用本發明的土壤改良調理劑可以快速有效地對輕度鹽堿化土壤進行改良，該土壤改良調理劑可以有效降低土壤的堿化度，增強土壤的肥力，降低土壤的pH值，并改善土壤的團粒結構。
[0013]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0014]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0015]圖1顯示了根據本發明一個實施例的制備土壤改良調理劑的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0017]土壤改良調理劑
[0018]根據本發明的一個方面，本發明提供了一種土壤改良調理劑。根據本發明的實施例，該土壤改良調理劑包括:60-70重量份的鈣鹽，15-20重量份的生物質焦炭，5-8重量份的生物質水溶液和5-10重量份的有機化肥。
[0019]根據本發明的實施例，本發明鈣鹽中的鈣離子(Ca2+)可以與土壤膠體上的可代換性鈉離子進行離子交換，使鈉離子從土壤膠體進入土壤溶液后隨灌溉水下滲或經由排水渠排走，從而，降低土壤的堿化度，改善土壤的團粒結構。根據本發明的實施例，本發明的生物質焦炭，是多孔的富碳聚合物，略呈堿性，可以吸附和固定土壤里的鹽份離子和水分，保持土壤濕度，為土壤微生物繁殖提供場所，同時在一定程度上阻斷毛細通道，降低土壤顆粒鹽份，改善土壤結構和鹽堿土顆粒團聚特性。根據本發明的實施例，生物質水溶液中含有大量乙酸、丙酸、丙酮等，可以提高土壤的有機質含量，結合有機菌肥，增加土壤肥力，為作物生長提供營養成份，并且可以降低堿土的PH值，改善土壤的堿化情況。由此，本發明的土壤改良調理劑可以針對土壤的多種問題進行改良，該土壤改良劑可以有效降低土壤的堿化度，增強土壤的肥力，降低土壤的pH值，改善土壤的團粒結構。并且該土壤改良調理劑的價格低廉，有機物含量高，重金屬含量低，能快速、有效地增強土壤肥力。
[0020]根據本發明的具體實施例，生物質焦炭和生物質水溶液是通過以下步驟得到的:將生物質有機物與鈣鹽進行混合，得到第一混合物；將該第一混合物進行熱處理，得到熱處理固態產物和熱處理液態產物，其中，熱處理固態產物包含:生物質焦炭和鈣鹽；將熱處理液態產物進行靜置分層并分離水相，該水相構成生物質水溶液。發明人驚奇地發現，將鈣鹽和與生物質有機物混合后直接進行熱處理，生物質有機物熱處理生成小體積的焦炭，從而，省略了對生物質有機物進行破碎預處理的過程，簡化了生產工藝，還可以提高焦炭的產率，并且，鈣鹽加熱釋放水，冷凝回收后，收取得到的生物質水溶液產率也提高。
[0021]其中，需要說明的是，鈣鹽在熱處理過程中會出現脫水，在本發明中，脫水后的鈣鹽和未經脫水處理的鈣鹽均可用于本發明的土壤改良調理劑，對土壤改良調理劑的成份無影響，并且對土壤的改良效果也無影響。
[0022]根據本發明的具體實施例，生物質有機物為選自鋸末、木肩和農作物秸桿的至少一種，其中，農作物秸桿可以是玉米秸桿、小麥秸桿、水稻秸桿等農業生產的廢棄物。由此，利用鋸末、木肩和農作物秸桿等生產廢棄物做為土壤改良調理劑的原料，可以對生產的廢物利用，并且，土壤改良調理劑的成本低。
[0023]根據本發明的一些實施例，鈣鹽為脫硫石膏。其中，需要說明的是，脫硫石膏是燃煤電廠石灰石-石膏法煙氣濕法脫硫工藝的副產物，有效成分CaSO4.2Η20在脫硫石膏中的含量為60-92%。脫硫石膏中的鈣離子(Ca2+)可以與土壤膠體上的可代換性鈉離子進行交換，使鈉離子從土壤膠體進入土壤溶液后隨灌溉水