CN103343011A

CN103343011A - 一种土壤改良剂的复配方法及应用

Info

Publication number: CN103343011A
Application number: CN2013102621242A
Authority: CN
Inventors: 贾庆明; 范文俊; 母佳利; 陕绍云
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2033-06-27
Also published as: CN103343011B

Abstract

本发明公开了一种土壤改良剂的复配方法及应用，本发明提供的土壤改良剂能有效降低盐碱土壤的pH值，疏松土壤、改善土壤结构和通气状况、提高肥料利用效率、解决土壤碱性过高所造成的植物生长障碍，同时磷石膏能为植物提供硫、钙、镁等元素；原料来自于磷肥厂、磷酸厂等化工企业产生的固体废弃物磷石膏、酿酒厂的副产品酒糟和废菌包，有效的减少了环境污染；本发明实现了从“废弃物-再生资源”的物质性流动，成本低，将磷石膏和酒糟变废为宝，使盐碱土得到逐步、持续的改良，具有推广适应性强，经济效益、社会效益和生态效益显著等优点。

Description

一种土壤改良剂的复配方法及应用

技术领域

本发明涉及一种土壤改良剂的复配方法及应用，属于固体废弃物处理技术领域。

背景技术

土壤盐碱化是一个世界性的资源和生态问题，同时也是世界上难以解决的土地退化问题，当前，全球盐碱土分布广、面积大，涉及100多个国家和地区的海滨地区、干旱和半干旱地带，中国盐碱土总面积约2×10⁸hm²，是当今世界受荒漠化危害最为严重的国家之一，主要分布在华北、东北、西北内陆地区以及长江以北的沿海地带，盐胁迫几乎影响植物所有的重要生命过程，在人口不断增加、耕地面积日趋减少和淡水资源不足的严峻形势下，如何利用和开发我国上亿亩盐碱土壤，发展高科技农业，提高作物产量就成为国际上生物科学领域迫切需要解决的问题之一。

对此各国科学家对盐碱土壤改良进行了长期的探索，并逐步形成了物理改良、化学改良、水利改良和生物改良等多种类型的解决方案，这些方案主要通过降低土壤盐分和改善土壤理化性质，从而适宜植物生长，促进了植被恢复和作物产量的提高，但这些方案亦有缺陷和改善的空间；目前在中国广泛采用大水漫灌洗、排盐碱的方法，其缺点是对地下水位有较高要求，容易复发形成次生盐碱，并且对水的消耗量极大，此外，如果盐碱土壤板结情况严重，或遇到钠含量极高的黑碱时，则水洗很难见效。在盐碱土壤改良的化学方法中，通过向盐碱地施石膏，使石膏中的钙离子置换土壤胶体中的钠离子等阳性离子，被证明是一种行之有效的方法，然而矿石研磨后的颗粒通常较粗，造成不能充分与土壤中成分发生反应，影响了改良效果，当其在重度盐碱土地上使用时，石膏的使用量往往要达到500公斤/亩以上，造成成本过高，难以被市场接受。

鉴于现有的土壤改良技术多是单一的化学改良，虽有一定效果，但会对土壤结构产生不良影响，而且费用高昂，酒糟作为酿酒业的副产物，量大而集中，并含有丰富的有机物质、蛋白质和多种氨基酸，是一种良好的生物肥料，酒糟中含有的有机酸能够中和土壤中的氢氧根离子，从而降低土壤pH值，随着食用菌产业的迅速发展，废菌包的数量也迅速增加，利用废菌包将酒糟发酵后可以作为使用的有机肥，磷石膏是湿法磷酸产生的工业废渣，每年产生3000~5000万吨的磷石膏废渣，将其制成土壤改良剂可以调节盐碱土壤pH，并且其中含有植物生长所需的微量元素，尽管关于磷石膏或酒糟对碱性土环境中作物生长的影响已有研究，但是磷石膏配合酒糟调节土壤碱性的研究未见报道，对于我国诸多盐碱土壤而言，如何寻求一种优良的土壤改良剂，进而改善土壤质地、促进植物特别是经济作物生长，提高作物产质量，是实现土壤的高效利用和土壤资源的可持续发展的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤改良剂的复配方法，该方法既能充分发挥磷石膏改良盐碱土壤的优越性，同时又能克服其局限性，解决磷化工废物磷石膏的环境污染问题和酒糟利用附加值低的问题，该方法通过以下步骤实现：

1、将来自于磷肥厂、磷酸厂等化工企业产生的固体废弃物磷石膏在60~80℃下干燥5~10h，干燥后粉碎至200~400目，得到预处理的磷石膏；

2、将废菌包和酒糟干燥至含水量为12%~18%后粉碎，将粉碎后的酒糟和废菌包混合均匀，自然发酵，控制堆积高度为0.7~1.5m，含水量为50%~70%，发酵时间为10~30天，每3~5天翻堆一次，堆料时要求堆料疏松，以利于通气，且利于堆料中的微生物繁殖，覆盖薄膜，以利于保温，减少水分蒸发；

3、将预处理的磷石膏和发酵后的酒糟废菌包混合均匀，加水调节含水量至35%~45%，室温下堆置4~8天进行二次共发酵，然后将混合物干燥至含水量达20~30%，即得土壤改良剂；

本发明所述的含磷石膏和酒糟的土壤改良剂的复配方法中，磷石膏、酒糟和废菌包的重量比为100:10:0.5~100:50:5。

本发明所述的酒糟是指以米、麦、高粱等为原料通过常规方法酿酒后剩余的残渣。

本发明所述的废菌包是指来自食用菌生产单位采用常规方法培养各种食用菌所产生的废弃的菌包。

本发明的另一目的是提供一种土壤改良剂在改善盐碱土壤和滩涂土壤中的应用。

与现有的土壤改良剂相比，本发明具有以下优点和积极效果：

（1）本发明改良剂有效降低盐碱土壤的pH值，酒糟中含有的有机酸能够中和土壤中的氢氧根离子，同时磷石膏具有酸性，可直接中和盐碱土壤的碱性，更重要的是磷石膏中含有大量的钙，能将盐碱土壤和海涂土壤胶体上引起土壤性质恶化的大量的钠离子交换下来，形成稳定的土壤团粒胶体结构，有利于土壤保肥、保水、通气、保温等，改善土壤通气状况，提高肥料利用效率，解决土壤碱性过高所造成的植物生长障碍；

（2）本发明改良剂显著提高土壤养分含量，酒糟为植物提供大量有机养分、蛋白质和多种氨基酸，增加土壤碱解氮，磷石膏中含钙、硫、硅、磷等植物营养元素，为植物提供生长必须的养分，酒糟所含丰富的有机物质、蛋白质和多种氨基酸，增加了土壤碱解氮，提高了土壤养分含量，废菌包有助于酒糟中的有机营养物质的分解，辅助提高土壤肥力；

（3）盐碱土壤施用本发明改良剂可以增加植物叶片总氮含量，改善作物化学成分的协调性，提升作物品质，根系发育，实现早发快长，增加植物根系干物质含量、干重和作物产量，提高产值和经济效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围并不限于所述内容。

实施例1

1、将来自昆明常青树公司的废渣磷石膏在60℃下干燥10h，干燥后粉碎至200目，得到预处理的磷石膏；

2、将来自昆明食用菌研究所的废菌包（使用常规方法培养金针菇所产生的废菌包）和来自昆明市酿酒厂的酒糟晒干至含水量为12%后粉碎，将粉碎后的100公斤酒糟和5公斤废菌包混合均匀，自然发酵，发酵条件为：控制发酵水分50%，堆积高度为0.7m，堆料时要求堆料疏松以利于通气，且利于堆料中的微生物繁殖，覆盖薄膜以利于保温，减少水分蒸发，每3天翻堆一次，发酵时间为10天；

3、将1000公斤预处理的磷石膏和上述发酵后的酒糟废菌包混合均匀，加水调节含水量至35%，室温下堆置4天进行二次共发酵，然后干燥至含水量达20%，即得土壤改良剂；

4、将所得的土壤改良剂用于1亩云南昆明盐碱土壤进行土壤改良，土壤改良剂在整地起垄时以基肥形式施于垄体内；

5、不添加土壤改良剂种植玉米作为空白实验；

6、按照当地一般土壤管理技术进行整地、起垄、施肥等措施，种植玉米作为实验作物，对玉米生长高度进行观测，对土壤pH值进行测定，成熟采收栽培40d天时，对根系干重，植株的高度和根区pH值进行测定，测定结果列于表1中；

表1：不同处理对玉米根系干重、植株高度和根区土壤pH值的影响

由表1可以看出本实施例土壤改良剂的施入改善了土壤的碱性环境，缓解了土壤对作物生长的限制，促进了果实的生长。

实施例2：

1、将来自昆明常青树公司的废渣磷石膏在80℃下干燥5h，干燥后粉碎至250目，得到预处理的磷石膏；

2、将来自昆明食用菌研究所的废菌包（使用常规方法培养香菇所产生的废菌包）和来自昆明市酿酒厂的酒糟晒干至含水量为14%后粉碎，粉碎后的100公斤酒糟和10公斤废菌包混合均匀，自然发酵，发酵条件为：控制发酵水分55%，堆积高度为0.9m，堆料时要求堆料疏松以利于通气，且利于堆料中的微生物繁殖，覆盖薄膜以利于保温，减少水分蒸发，每5天翻堆，发酵时间为15天；

3、将1000公斤预处理的磷石膏和上述发酵后的酒糟废菌包混合均匀，加水调节含水量至37%，室温下堆置5天进行二次共发酵，然后干燥至含水量达24%，即得土壤改良剂；

4、所得土壤改良剂用于1亩云南昆明盐碱土壤进行土壤改良，土壤改良剂在整地起垄时以基肥形式施于垄体内；

5、不添加土壤改良剂种植玉米作为空白实验；

6、按照当地一般土壤管理技术进行整地、起垄、施肥等措施，种植玉米作为实验作物，对玉米生长高度进行观测，对土壤的pH值进行测定，成熟采收栽培40d天时，对根系干重，植株的高度和根区pH值进行测定，测定结果列于表2中；

表2：不同处理对玉米根系干重、植株高度和根区土壤pH值的影响

由表2可以看出本实施例土壤改良剂的施入改善了土壤的碱性环境，缓解了土壤对作物生长的限制，促进了果实的生长。

实施例3：

1、将来自来自昆明常青树公司的废渣磷石膏在65℃下干燥8h，干燥后粉碎至300目，得到预处理的磷石膏；

2、将来自昆明食用菌研究所的废菌包（使用常规方法培养金针菇和香菇后产生的废菌包的混合物）和来自昆明市酿酒厂的酒糟晒干至含水量为16%后粉碎，将粉碎后的500公斤酒糟和50公斤废菌包混合均匀，自然发酵，发酵条件为：控制发酵水分60%，堆积高度为1.1m，堆料时要求堆料疏松以利于通气，且利于堆料中的微生物繁殖，覆盖薄膜以利于保温，减少水分蒸发，每4天翻堆，发酵时间为20天；

3、将1000公斤预处理的磷石膏和上述发酵后的酒糟废菌包混合均匀，加水调节含水量至40%，室温下堆置6天进行二次共发酵，然后干燥至含水量达27%，即得土壤改良剂；

5、不添加土壤改良剂种植玉米作为空白实验；

6、按照当地一般土壤管理技术进行整地、起垄、施肥等措施，种植玉米作为实验作物，对玉米生长高度进行观测，对土壤的pH值进行测定，成熟采收栽培40d天时，对根系干重，植株的高度和根区pH值进行测定，测定结果列于表3中。

表3：不同处理对玉米根系干重、植株高度和根区土壤pH值的影响

由表3可以看出本实施例土壤改良剂的施入改善了土壤的碱性环境，缓解了土壤对作物生长的限制，促进了果实的生长。

实施例4：

1、将来自来昆明常青树公司的废渣磷石膏在70℃下干燥6h，干燥后粉碎至400目，得到预处理的磷石膏；

2、将来自昆明食用菌研究所的废菌包（使用常规方法培养的金针菇和人工菌平菇所产生的废菌包的混合物）和来自昆明市酿酒厂的酒糟晒干至含水量为18%后粉碎，将粉碎后的250公斤酒糟和30公斤废菌包混合均匀，自然发酵，发酵条件为：控制发酵水分70%，堆积高度为1.5m，堆料时要求堆料疏松以利于通气，且利于堆料中的微生物繁殖，覆盖薄膜以利于保温，减少水分蒸发；每5天翻堆，发酵时间为30天；

3、将1000公斤预处理的磷石膏和上述发酵后的酒糟废菌包混合均匀，加水调节含水量至45%，室温下堆置8天进行二次共发酵，然后干燥至含水量达30%，即得土壤改良剂；

4、将所得土壤改良剂用于1亩云南昆明盐碱土壤进行土壤改良，土壤改良剂在整地起垄时以基肥形式条施于垄体内；

5、不添加土壤改良剂种植玉米作为空白实验；

6、按照当地一般土壤管理技术进行整地、起垄、施肥等措施，种植玉米作为实验作物，对玉米生长高度进行观测，对土壤的pH值进行测定，成熟采收栽培40d天时，对根系干重，植株的高度和根区pH值进行测定，测定结果列于表4中；

表4：不同处理对玉米根系干重、植株高度和根区土壤pH值的影响

由表4可以看出本实施例土壤改良剂的施入改善了土壤的碱性环境，缓解了土壤对作物生长的限制，促进了果实的生长。

Claims

1.一种土壤改良剂的复配方法，其特征在于包含以下步骤：

（1）将磷石膏在60~80℃下干燥5~10h，然后粉碎至200~400目，得到预处理的磷石膏；

（2）将废菌包和酒糟干燥至含水量为12%~18%后粉碎，将粉碎后的酒糟和废菌包混合均匀，自然发酵，发酵条件为：堆积高度为0.7~1.5m，含水量为50%~70%，发酵时间为10~30天，每3~5天翻堆一次；

（3）将预处理的磷石膏和发酵后的酒糟废菌包混合均匀，加水调节含水量至35%~45%，室温下堆置4~8天进行二次共发酵，然后将混合物干燥至含水量达20~30%，即得土壤改良剂。

2.根据权利要求1所述的土壤改良剂的复配方法，其特征在于：磷石膏、酒糟和废菌包的重量比为100:10:0.5~100:50:5。

3.权利要求1所述土壤改良剂的复配方法制得的土壤改良剂在改善盐碱土壤和滩涂土壤中的应用。