CN105969376A - 一种适用于冬季土壤冻结的土壤改良剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于冬季土壤冻结的土壤改良剂，由下列重量份的原料制成：果泥14‑16、木质素磺酸钙2‑3、四水八聚硼酸钠3‑5、木醋液4‑5、马粪25‑26、菜籽饼13‑15、炭化麦壳8‑10、草木灰10‑12、污染猪粪尿40‑45、造纸黑液10‑11、10%硝酸溶液2.6‑2.7、明矾浆9‑10、水适量；本发明的土壤改良剂通过马粪、菜籽饼等热性原料的加入，能在土壤中降解时有较大的发热量，草木灰和发酵腐熟物的添加又能加深土色，提高吸热能力，从而达到提高土温的作用，防止冬季土壤冻结造成土壤利用成本的增加以及对作物产量的不良影响，并提早春季的土壤解冻，增加经济效益。

Description

一种适用于冬季土壤冻结的土壤改良剂

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种适用于冬季土壤冻结的土壤改良剂。

背景技术

土壤改良是针对土壤的不良质地和结构，采取相应措施以改善土壤性状，提高土壤肥力，土壤改良修复剂是土壤改良的一种重要应用。然而目前市场上所见的土壤修复改良剂都有诸多缺陷：一是使用原料带有人工合成高分子化合物，其在土壤中不易分解而长期残留，具有安全隐患；二是功能单一，针对不同种类土壤，例如酸性和碱性土壤，重金属污染程度、营养元素匮乏等无有效针对，导致改良修复效率低下，甚至起到反作用；三是改土周期长，且成本较高，无法大规模应用。针对以上问题，低成本、高针对性和环境友好型的土壤修复改良剂成为土壤改良方面重点发展方向。

冬季土壤因低温冻结，造成土质板结，通气性下降，与植物的物质交换减少，土壤中生物活动也降低，减缓甚至停止了作物生长，同时还需耗费人力来对土壤进行松耕，造成栽培种植成本的提高。

猪粪尿作为一种来源广、成本低廉的可再生生物资源，因其含有丰富的有机质和氮磷钾等养分，作为土壤改良修复的原料使用具有巨大潜力，而由于经济化养殖需要，猪喂养过程中饲料含有大量添加剂，导致重金属超标，间接污染了排泄物。而通过酸洗和超声作用，能使猪粪尿中难溶态的金属化合物形成可溶解的金属离子，并利用声空化作用使猪粪颗粒粉碎、细胞壁破解，令吸附和包裹的重金属释放出来，二者结合使用达到净化目的，使污染猪粪尿这种低廉原料应用在土壤改良修复剂的制备中成为可能。

明矾浆是矾土经“水浸法”生产明矾时的副产物，经过干燥后所得白色粉末状固体，其主要成分是氧化硅、氧化铝和水组成的硅酸盐矿物，并含有丰富的Ca、Mg、Fe、K、S、P等常量元素和多种微量元素，因其具有颗粒细、比表面积大、吸附力强等特点，在土壤改良方面具有很好的应用前景。

将以上所述结合应用于土壤修复改良剂的开发，简单易于实现，为土壤改良修复剂的发展开辟了新途径。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种适用于冬季土壤冻结的土壤改良剂。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种适用于冬季土壤冻结的土壤改良剂，由下列重量份的原料制成：果泥14-16、木质素磺酸钙2-3、四水八聚硼酸钠3-5、木醋液4-5、马粪25-26、菜籽饼13-15、炭化麦壳8-10、草木灰10-12、污染猪粪尿40-45、造纸黑液10-11、10%硝酸溶液2.6-2.7、明矾浆9-10、水适量。

所述的适用于冬季土壤冻结的土壤改良剂制备方法的具体步骤如下：

（1）将果泥、马粪、菜籽饼混合并加入总重1.5-2倍的水，混匀后沤制发酵3-4周，将发酵料破碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用；

（2）将造纸黑液烘干后投入煅烧炉中，在430-450℃下煅烧60-80分钟，取出后与污染猪粪尿混合并加入总重3-4倍质量水，搅匀后加入10%硝酸溶液，并对混合料进行超声处理，超声频率为40kHz，超声90-100分钟后将混合料按70-80转/分搅拌3小时，之后静置65-75分钟，去除上层溶液后将下层物料烘干粉碎待用；

（3）将步骤1所得发酵渣与步骤2所得物料、木质素磺酸钙、炭化麦壳、草木灰混合造粒，得球形颗粒备用；

（4）将明矾浆粉碎磨细后过110-120目筛，并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1：4混合均匀，再加热至78-80℃，保温100-120分钟后过滤取出明矾浆，用水清洗至中性，烘干备用；

（5）将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、四水八聚硼酸钠、木醋液以及其他剩余成分混合，再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中，在滚动颗粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆，最后将得到的包覆颗粒在40-45℃下低温烘干即可。

本发明的使用方法为将污染土壤翻耕后将修复剂埋于土壤表层10-15cm处，每亩土壤使用80-100kg修复剂即可。

本发明的优点是：

猪粪尿和造纸黑液的混合除污使用大幅提高土壤有机水平，而热碱改性明矾浆后可侵蚀明矾浆表面，使其变得粗糙多孔，表面结构疏松，比表面积提高，增强其对重金属离子的晶格固定作用，不仅作为改良修复颗粒骨架具有很好的稳定性，而且能吸附钝化重金属、化药等残留，碱性改性明矾浆与酸化的猪粪尿混合，也保证了土壤PH值的稳定。本发明的土壤改良剂通过马粪、菜籽饼等热性原料的加入，能在土壤中降解时有较大的发热量，草木灰和发酵腐熟物的添加又能加深土色，提高吸热能力，从而达到提高土温的作用，防止冬季土壤冻结造成土壤利用成本的增加以及对作物产量的不良影响，并提早春季的土壤解冻，增加经济效益。

具体实施方式

一种适用于冬季土壤冻结的土壤改良剂，由下列重量份（kg）的原料制成：果泥14、木质素磺酸钙2、四水八聚硼酸钠3、木醋液4、马粪25、菜籽饼13、炭化麦壳8、草木灰10、污染猪粪尿40、造纸黑液10、10%硝酸溶液2.6、明矾浆9、水适量。

所述的适用于冬季土壤冻结的土壤改良剂制备方法的具体步骤如下：

（1）将果泥、马粪、菜籽饼混合并加入总重1.5倍的水，混匀后沤制发酵3周，将发酵料破碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用；

（2）将造纸黑液烘干后投入煅烧炉中，在430℃下煅烧60分钟，取出后与污染猪粪尿混合并加入总重3倍质量水，搅匀后加入10%硝酸溶液，并对混合料进行超声处理，超声频率为40kHz，超声90分钟后将混合料按70转/分搅拌3小时，之后静置65分钟，去除上层溶液后将下层物料烘干粉碎待用；

（3）将步骤1所得发酵渣与步骤2所得物料、木质素磺酸钙、炭化麦壳、草木灰混合造粒，得球形颗粒备用；

（4）将明矾浆粉碎磨细后过110目筛，并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1：4混合均匀，再加热至78℃，保温100分钟后过滤取出明矾浆，用水清洗至中性，烘干备用；

（5）将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、四水八聚硼酸钠、木醋液以及其他剩余成分混合，再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中，在滚动颗粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆，最后将得到的包覆颗粒在40℃下低温烘干即可。

为了进一步说明本发明的应用价值，发明人选取一块实验土在12月份使用本发明改良修复剂进行效果的验证，发现使用了本发明土壤改良修复剂30天后，浅层土温平均增加了3-5℃，土壤中多种重金属含量明显降低，有效养分元素含量提高，90天后土壤中有机质水平和土壤阳离子交换量都得到提高，土质保持疏松状态，显著减少了春季土壤松耕的劳动力。

Claims (2)

1.一种适用于冬季土壤冻结的土壤改良剂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：果泥14-16、木质素磺酸钙2-3、四水八聚硼酸钠3-5、木醋液4-5、马粪25-26、菜籽饼13-15、炭化麦壳8-10、草木灰10-12、污染猪粪尿40-45、造纸黑液10-11、10%硝酸溶液2.6-2.7、明矾浆9-10、水适量。

2.根据权利要求书1所述的适用于冬季土壤冻结的土壤改良剂，其特征在于，制备方法的具体步骤如下：

（1）将果泥、马粪、菜籽饼混合并加入总重1.5-2倍的水，混匀后沤制发酵3-4周，将发酵料破碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用；

（2）将造纸黑液烘干后投入煅烧炉中，在430-450℃下煅烧60-80分钟，取出后与污染猪粪尿混合并加入总重3-4倍质量水，搅匀后加入10%硝酸溶液，并对混合料进行超声处理，超声频率为40kHz，超声90-100分钟后将混合料按70-80转/分搅拌3小时，之后静置65-75分钟，去除上层溶液后将下层物料烘干粉碎待用；

（3）将步骤1所得发酵渣与步骤2所得物料、木质素磺酸钙、炭化麦壳、草木灰混合造粒，得球形颗粒备用；

（4）将明矾浆粉碎磨细后过110-120目筛，并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1：4混合均匀，再加热至78-80℃，保温100-120分钟后过滤取出明矾浆，用水清洗至中性，烘干备用；

（5）将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、四水八聚硼酸钠、木醋液以及其他剩余成分混合，再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中，在滚动颗粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆，最后将得到的包覆颗粒在40-45℃下低温烘干即可。