CN105294356A - 一种炭基盐碱土改良剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种炭基盐碱土改良剂及其制备方法和应用，包括按照重量份数配制的如下组分：生物炭40-50份，硫酸铝10-30份，水10-30份。该炭基盐碱土改良剂的制备方法包括如下步骤：将生物炭、硫酸铝粉碎、混合，然后加水造粒、过筛，然后烘烤，得到炭基盐碱土改良剂。该炭基盐碱土改良剂应用时，每公顷施用所述盐碱土改良剂500-1000千克。本发明提供的炭基盐碱土改良剂，呈酸性，可以在一定程度上降低土壤的pH值，黑色的生物炭能较好的吸收太阳辐射，增高地表温度，成分简单，成本低。本发明提供的炭基盐碱土化学改良剂的制备方法，方便、简单、易于操作，适合大批量生产，广泛使用。

Description

一种炭基盐碱土改良剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及土壤改良剂领域，具体而言，涉及一种炭基盐碱土改良剂及其制备方法和应用。

背景技术

盐碱土形成的根本原因在于水分状况不良，所以在改良初期，重点应放在改善土壤的水分状况上面。一般分几步进行：首先排盐、洗盐、降低土壤盐分含量；再种植耐盐碱的植物，培肥土壤；最后种植作物。化学改良剂是改善盐碱土壤的常用方法，施用化学改良剂既可以减少钠离子含量，又可以改变土壤的酸碱度、土壤溶液和土壤吸收性复合体中盐基的组成等。目前，常用的化学改良剂有石灰、石膏、磷石膏、硫酸亚铁，硫磺、腐殖酸、腐殖酸钙等。但是化学试剂用量大，成本高。

目前，盐碱土改良剂有申请号为CN201210203263.3的发明“盐碱土壤改良剂及其制备方法与应用”，该改良剂本身不具有吸水性，需要稀释加入滴灌管中对土壤进行滴施，且由多种有机酸混合制得，成分复杂，成本高；申请号为CN200910072634.7的发明“一种盐碱土壤改良剂”，该改良剂由硫酸铝、硫酸亚铁铵和硫酸镁混合，成分复杂，成本较高；申请号为CN201210113255.X的发明“一种膨润土生产沙地改良剂的方法及应用”，该改良剂利用经过处理的单一组份膨润土改良沙地，成分简单，具有较好的吸水性，但对土壤pH影响较小。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种炭基盐碱土改良剂，以解决现有盐碱土化学改良剂成分复杂、成本高的问题，所述的炭基盐碱土改良剂在一定程度上可以降低土壤的pH值。其中，黑色的生物炭还能较好的吸收太阳辐射，增高地表温度，减轻作物受寒程度。

本发明的第二目的在于提供一种所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，该方法采用造粒机造粒的方法，具有方便、简单、易于操作等优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

生物炭40-50份，硫酸铝10-30份，水10-30份。

生物炭是指有机废弃物炭化后产物，例如：作物秸秆、落叶枯枝、生活丢弃的有机垃圾等进行缺氧炭化或不完全燃烧后的产物，诸如生物炭、黑炭、生物质黑炭等，原材料成本低。生物炭是生物质在低氧环境下，经高温热解产生的一类多孔隙结构、高比表面积、吸附能力强的富碳类物质。制备生物炭的生物质原料包括各种天然物质及其衍生物，如木屑、农业和工业活动产生的有机废弃物、城市固体垃圾、畜禽粪便、水生植物和藻类等，但大多数原料来源于农业废弃物。原料来源广泛，生产成本低廉。生物炭的孔隙对其保持氮素养分离子的能力有重要作用，主要通过对水分的保持实现。作为制酸剂，在与生物炭的作用下形成聚合铝和磺酸基团，水解后可释放出大量H⁺，其pH值为2.5-3.5，可以很好中和土壤碱性。本发明只需成生物炭和单一制酸剂硫酸铝混合搭配，可以有效降低成本，并且生物炭和硫酸铝都会对土壤pH起到影响作用，可以很好的酸化碱性土壤，生物炭还可以吸附重金属离子的作用，改变土壤含盐量，并且生物炭所保持的N元素还可以增加土壤的肥力，为作物生长提供必需的营养。

优选的，所述的炭基盐碱土改良剂，具体包括按照重量份数配制的如下组分：生物炭42-47份，硫酸铝15-25份，水15-25份。

优选的，所述的炭基盐碱土改良剂，还包括按照重量份数配制的如下组分：

尿素15-20份，过磷酸钙1-5份，氯化钾1-5份。

在该改良剂中加入传统的NPK肥料，使其不仅具有改良效果，而且还提供养分。其中，尿素是传统化肥的重要组成，尿素是一种有机态氮肥，经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用；过磷酸钙(水溶性速效磷肥)，又称普钙、普通过磷酸钙、过磷酸石灰、过石灰，是一种磷酸盐肥料，过磷酸钙主要成分为磷酸二氢钙Ca(H₂PO₄)₂和石膏CaSO₄·2H₂O及少量游离的磷酸，还含有无水硫酸钙组分，又称过磷酸石灰，一般能适用于各种土壤，但在石灰性或强酸性土壤中，易被土壤固定，通常制成粒状施用，以提高肥效，能促进植物的发芽、长根、分枝、结实及成熟；氯化钾施用后，钾离子容易被土壤胶体吸附，移动性小，因此氯化钾最好用做基肥，也可作追肥，但不能作种肥，否则大量的氯离子会危害种子发芽和幼苗生长。在中性或酸性土壤上施用氯化钾最好与有机肥或磷矿粉配合施用，一方面可以防止土壤酸化，另一方面还能促进磷的有效化。使改良剂在吸附重金属离子和改变土壤pH的同时，还有具有一定肥效，补充植物生长所必须的营养成为，具有双重功效，且肥料和生物炭结合还有缓释效果，起到少量施肥缓慢释放，避免浪费的作用。

一种所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，包括如下步骤：

将生物炭、硫酸铝粉碎、混合、过筛，然后加水造粒，然后烘烤，得到炭基盐碱土改良剂。

通过简单的混合、粉碎、造粒、烘烤，就可以得到炭基盐碱土改良剂。生物炭和硫酸铝均匀混合后，共同改变土壤pH，生物炭还能起到吸附作用。

优选的，所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将生物炭、硫酸铝、尿素、过磷酸钙、氯化钾混合、粉碎；

(2)将步骤(1)中所造颗粒倒入铁筛中过筛，根据过筛后颗粒的粒径大小造粒然后烘烤，得到炭基盐碱土改良剂。

本发明提供的炭基复合肥，还包括尿素、过磷酸钙和氯化钾，采用改造后的造粒机造粒的方法，中间适当喷水，提高造粒过程中粉末的粘性。本发明采用的造粒机为自行设计造粒筛分成型桶，造粒机分为两结构：一部分结构为改制的旋转蒸发器，另一部分结构为花生油油桶改装制成的造粒分筛成型桶。造粒可以使颗粒光滑，增加其在土壤中的吸水能力。

优选的，所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，在步骤(1)中，所述的造粒的转速为35-45转/分，造粒的时间为25-35分钟。

充足的造粒时间，有助于颗粒的形成。

优选的，所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，在步骤(1)中，所述的造粒的过程中具体包括：分三次喷水，喷水的总质量与所述的生物炭的质量比为1：(2.5-5)。

本发明提供的制备方法分三次喷水，避免喷水量过多，水分分散不均匀，同时，生物炭具有吸水性，可以增加颗粒形成的粘性。

优选的，所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，在步骤(2)中，所述的过筛分为两层，从上至下依次为4目和10目。

筛子的粒径分别选为4目和10目，其中，小于4目的颗粒需要再经过粉碎后与大于10目的一起造粒，4-10目之间的不需要进行造粒，可以直接作为盐碱土改良剂使用。这样可以使炭基盐碱土改良剂粒径均匀，使用合理、方便。

优选的，所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，在步骤(2)中，所述的烘烤的时间为11-12小时，烘烤的温度为35-40℃。

一种所述的炭基盐碱土改良剂的应用，每公顷施用所述盐碱土改良剂500-1000千克。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的炭基盐碱土化学改良剂，可以在一定程度上降低土壤的pH值，黑色的生物炭还能较好的吸收太阳辐射，增高地表温度，减轻作物受寒程度。

(2)本发明提供的炭基盐碱土化学改良剂，成分简单，成本低。

(3)本发明提供的炭基盐碱土化学改良剂的制备方法，方便、简单、易于操作，适合大批量生产，广泛使用。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

本发明提供的炭基盐碱土改良剂原料组成为：生物炭40份，硫酸铝10份，水10份。

制备方法如下：

将生物炭、硫酸铝粉碎、混合，然后加水造粒、过筛，然后烘烤，得到炭基盐碱土改良剂。

实施例2

本发明提供的炭基盐碱土改良剂原料组成为：生物炭50份，硫酸铝30份，水30份，尿素15份，过磷酸钙1份，氯化钾1份。

制备方法如下：

S21、将生物炭、硫酸铝、尿素、过磷酸钙、氯化钾混合、粉碎；

S22、将步骤S21所造颗粒倒入铁筛中过筛，根据过筛后颗粒的粒径大小造粒然后烘烤，得到炭基盐碱土改良剂。

实施例3

本发明提供的炭基盐碱土改良剂原料组成为：生物炭45g，硫酸铝30g，水10g。

制备方法如下：

S31、将生物炭、硫酸铝、混合、粉碎，将粉末和水加入造粒机中造粒，转速为35转/分钟，造粒时间25分钟，间歇喷水三次，喷水总质量与生物炭质量的比为1:2.5；

S32、将步骤S31中所造颗粒倒入铁筛中过筛，筛子由上至下依次为4目和10目，其中，小于4目的颗粒需要再经过粉碎后与大于10目的一起造粒，4-10目之间的不需要进行造粒，可以直接作为盐碱土改良剂使用，然后在35℃下烘烤11小时，得到炭基盐碱土改良剂。

实施例4

本发明提供的炭基盐碱土改良剂原料组成为：生物炭45g，硫酸铝20g，水20g。

制备方法如下：

S41、将生物炭、硫酸铝、混合、粉碎，将粉末和水加入造粒机中造粒，转速为40转/分钟，造粒时间30分钟，间歇喷水三次，喷水总质量与生物炭质量的比为1:3.5；

S42、将步骤S41中所造颗粒倒入铁筛中过筛，筛子由上至下依次为4目和10目，其中，小于4目的颗粒需要再经过粉碎后与大于10目的一起造粒，4-10目之间的不需要进行造粒，可以直接作为盐碱土改良剂使用，然后在35℃下烘烤11.5小时，得到炭基盐碱土改良剂。

实施例5

本发明提供的炭基盐碱土改良剂原料组成为：生物炭45g，硫酸铝30g，水30g。

制备方法如下：

S51、将生物炭、硫酸铝、混合、粉碎，将粉末和水加入造粒机中造粒，转速为45转/分钟，造粒时间35分钟，间歇喷水三次，喷水总质量与生物炭质量的比为1:5；

S52、将步骤S51中所造颗粒倒入铁筛中过筛，筛子由上至下依次为4目和10目，其中，小于4目的颗粒需要再经过粉碎后与大于10目的一起造粒，4-10目之间的不需要进行造粒，可以直接作为盐碱土改良剂使用，然后在35℃下烘烤12小时，得到炭基盐碱土改良剂。

实施例6

本发明提供的炭基盐碱土改良剂原料组成为：生物炭45g，硫酸铝，20g，水10g，尿素20g，过磷酸钙5g，硫酸钾5g，氯化钾5g。

制备方法如下：

S61、将生物炭、硫酸铝、尿素、过磷酸钙、硫酸钾、氯化钾混合、粉碎，将粉末和水加入造粒机中造粒，转速为40转/分钟，造粒时间30分钟，间歇喷水三次，喷水总质量与生物炭质量的比为1:5；

S62、将步骤S61中所造颗粒倒入铁筛中过筛，筛子由上至下依次为4目和10目，其中，小于4目的颗粒需要再经过粉碎后与大于10目的一起造粒，4-10目之间的不需要进行造粒，可以直接作为盐碱土改良剂使用，然后在35℃下烘烤11小时，得到炭基盐碱土改良剂。

实施例7

本发明提供的炭基盐碱土改良剂的应用，每公顷施用所述盐碱土改良剂500千克。

实施例8

本发明提供的炭基盐碱土改良剂的应用，每公顷施用所述盐碱土改良剂1000千克。

实验例1不同配方炭基盐碱土改良剂的成型率分析、pH分析、净重分析

实验测得实施例3-6所提供的炭基复合肥的pH、净含量、过筛质量。

pH的测试方法：用天平称取各样品0.1g，配制10ml溶液，并过滤，取得清夜，用pH计测各溶液，测得其pH。

净重测试方法：称取各种试样1g于蒸发皿中，在40摄氏度的烘烤箱中烘干24h，用台式天平测其净含量，并记录数据。实验结果如下表1所示：

表1：实施例3-6所提供的复合肥的净重、pH、过筛情况

实验证实，表中可以清晰的看出炭基盐碱土改良剂普遍呈酸性，其中，实施例6的盐碱地改良剂酸性最强，可以直接作为肥料使用的颗粒百分比大，可以减少后续造粒带来的劳动，并且颗粒较细致均匀，方便使用。

实验例2实施例3-6肥效实验

将栽培三周的玉米苗进行对比，测试玉米径围度和玉米苗高度，研究盐碱土改良剂的改良效果，并与不添加炭基盐碱土改良剂的土壤进行对比，实验结果如表2所示：

表2不同盐碱土改良剂对玉米苗生长的影响

实验证明，可以看出实施例2的盐碱土改良剂长势最好，实施例5、6、4盐碱土改良剂的依次较好。

实验例3实施例3-6成本核算

原材料成本如表3示所示，计算出实施例3-6的成本，成本核算如表4所示：

表3原材料成本

表4实施例3-6成本核算

实验证明，可以看出实施例2的盐碱土改良剂长势最好，价钱事宜，可以广泛使用。

实验例4实施例7-8的应用效果

某地盐碱土壤，在按照实施例7-8加入该炭基盐碱土改良剂后，对土壤pH的改变效果，实验结果如表5所示：

表5实施例7-8应用效果

实验证明，在碱性土壤中加入500-1000千克/公顷的本发明提供的炭基盐碱土改良剂，可以有效调整其pH接近中性，中性的土壤有助于作物生长。

综上所述，本发明提供的一种炭基盐碱土改良剂，本身pH值较低，呈酸性可以在一定程度上降低土壤的pH值，黑色的生物炭还能较好的吸收太阳辐射，增高地表温度，减轻作物受寒程度。本发明提供的炭基盐碱土化学改良剂，成分简单，成本低，约3元/千克，在强碱性的土壤中使用，可以改良土壤至中性。本发明提供的炭基盐碱土化学改良剂的制备方法，方便、简单、易于操作，适合大批量生产，广泛使用。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种炭基盐碱土改良剂，其特征在于，包括按照重量份数配制的如下组分：

生物炭40-50份，硫酸铝10-30份，水10-30份。

2.根据权利要求1所述的炭基盐碱土改良剂，其特征在于，具体包括按照重量份数配制的如下组分：

生物炭42-47份，硫酸铝15-25份，水15-25份。

3.根据权利要求1所述的炭基盐碱土改良剂，其特征在于，还包括按照重量份数配制的如下组分：

尿素15-20份，过磷酸钙1-5份，氯化钾1-5份。

4.一种根据权利要求1-3任一项所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将生物炭、硫酸铝粉碎、混合、过筛，然后加水造粒，然后烘烤，得到炭基盐碱土改良剂。

5.根据权利要求4所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)将生物炭、硫酸铝、尿素、过磷酸钙、氯化钾混合、粉碎；

(2)将步骤(1)中所造颗粒倒入铁筛中过筛，根据过筛后颗粒的粒径大小造粒然后烘烤，得到炭基盐碱土改良剂。

6.根据权利要求5所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的造粒的转速为35-45转/分，造粒的时间为25-35分钟。

7.根据权利要求5所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的造粒的过程中具体包括：分三次喷水，喷水的总质量与所述的生物炭的质量比为1：(2.5-5)。

8.根据权利要求5所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的过筛分为两层，从上至下依次为4目和10目。

9.根据权利要求5所述的炭基盐碱土改良剂的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的烘烤的时间为11-12小时，烘烤的温度为35-40℃。

10.一种根据权利要求1-3任一项所述的炭基盐碱土改良剂的应用，其特征在于，每公顷施用所述炭基盐碱土改良剂500-1000千克。