CN107384413A

CN107384413A - 一种盐碱地土壤改良剂的制备方法

Info

Publication number: CN107384413A
Application number: CN201710503526.5A
Authority: CN
Inventors: 郜九宏; 林茂兰
Original assignee: Jiangsu Changlong International Trade Co Ltd
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2017-11-24

Abstract

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种盐碱地土壤改良剂的制备方法。本发明通过自制高孔隙率的羟基磷酸钙，将其作为改良剂的有效成分，使盐碱土地中的碳酸根离子取代羟基磷酸钙中的磷酸根离子，达到固化碳酸盐的目的，有效防止土壤碱化，另外羟基磷酸钙作为含钙物质还可以置换出盐碱土壤胶体中的钠离子，进一步防止土壤碱化，利用混合物发酵降解产生有机酸来降低盐碱土地的pH值，并且产生的有机酸可以附着在羟基磷灰石表面，有机酸的络合性能够提高改良剂对土壤中盐类的富集度，提高改良剂的脱盐率，具有广阔的应用前景。

Description

一种盐碱地土壤改良剂的制备方法

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种盐碱地土壤改良剂的制备方法。

背景技术

盐碱地是指土壤里面所含的盐分含量大，土壤的pH值较高，影响到作物的正常生长。我国是一个盐碱地大国，如何改良利用盐碱地一直是一个令人头疼的难题。盐碱地是碱化土，盐化土和盐碱土的总称。在世界人口不断增长，耕地面积不断减少的情况下，改良利用盐碱土壤具有十分重要的意义。有些地区盐碱土壤中含有大量的碳酸钠，其含量极高，且土壤质地轻，有机质含量低，代换性钠总量非常高。

利用化学改良剂对盐碱化土壤进行改良，见效快、效果好，这也是盐碱化土地改良历来传统的方法，适用于小范围盐碱化地块的土壤改良。施用盐碱土壤改良剂和物料、肥料能在一定程度上降低土壤盐分、改善土壤物理化学性质，但是目前传统的化学改良剂只适用于小范围的盐碱化地块的土壤改良，并不能在大范围内使用，并且化学改良剂作用时间短。

因此，发明一种作用时间长且能大范围使用的盐碱地土壤改良剂对盐碱地土壤改良技术领域具有积极的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，针对目前传统的化学改良剂只适用于小范围的盐碱化地块的土壤改良，并不能在大范围内使用，并且化学改良剂脱盐率低的缺陷，提供了一种盐碱地土壤改良剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种盐碱地土壤改良剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取玉米芯放入沸水中煮制，将煮制后的玉米芯干燥后粉碎，得到玉米芯碎块，将玉米芯碎块和多巴胺溶液以及柠檬酸溶液混合后超声振荡浸渍，过滤分离得到浸渍滤渣，即为预处理玉米芯碎块；

（2）将五氧化二磷和无水乙醇混合振荡反应，得到反应液，将氯化钙溶液和上述预处理玉米芯碎块混合，搅拌分散得到分散液；

（3）将上述分散液加热升温并用氨水调节分散液pH至9.0～9.5，再将上述反应液和调节pH后的分散液按等质量比混合后搅拌分散反应，反应结束后静置陈化，过滤分离得到滤饼，将滤饼保温煅烧后出料，得到改良剂粗品；

（4）将上述改良剂粗品、牛骨、桉树叶和牛粪以及水混合后粉碎得到混合物，并将所得混合物堆置在温室中，每天向混合物堆上淋洒水，静置堆放处理；

（5）待上述堆置处理结束后，得到堆置产物，放在室温下自然风干，得到干燥产物，再将干燥产物粉碎，收集过筛物，装袋后即得盐碱地土壤改良剂。

步骤（1）中所述的煮制时间为1～2h，玉米芯碎块和多巴胺溶液以及柠檬酸溶液的质量比为1:5:5，多巴胺溶液的质量浓度为3g/L，柠檬酸溶液的浓度为0.5mol/L，超声振荡浸渍的功率为300～400W，超声振荡浸渍的频率为30～40kHz，超声振荡浸渍时间为1～2h。

步骤（2）中所述的五氧化二磷和无水乙醇的质量比为1:8，振荡反应时间为2～3h，氯化钙溶液和预处理玉米芯碎块的质量比为10:1，氯化钙溶液的质量分数为20%，搅拌分散时间为20～30min。

步骤（3）中所述的加热升温后的温度为65～75℃，氨水的质量分数为30%，搅拌分散反应时间为30～40min，静置陈化温度为70～80℃，静置陈化时间为12～18h，保温煅烧温度为300～400℃，保温煅烧时间为3～5h。

步骤（4）中所述的改良剂粗品、牛骨、桉树叶和牛粪以及水的质量比为1:1:2:5:5，温室的温度为35～55℃，空气相对湿度为60～70%，水的淋洒量为混合物总质量的10%。

步骤（5）中所述的风干是指风干至堆置产物含水量低于10%，粉碎后的干燥产物粒径低于50目。

本发明的有益效果是：

（1）本发明首先将疏松多孔的玉米芯用沸水煮制，在热力作用下使玉米芯纤维解纤，进一步提高玉米芯的孔隙率，再将煮制后的玉米芯粉碎，用多巴胺和柠檬酸混合浸泡，利用多巴胺在水中溶解氧的作用下发生氧化交联反应，形成具有黏附性的聚多巴胺膜层附着在玉米芯碎块表面并且顺带粘附柠檬酸，再利用聚多巴胺膜层和柠檬酸的螯合性，螯合氯化钙溶液中的钙离子，均匀的排布在玉米芯碎块表面，接着通过五氧化二磷和醇反应生成磷脂，在氨水作用下，磷脂逐渐水解，磷脂水解产物上的羟基和玉米芯碎块表面的钙离子缓慢结合，产生晶核，随着时间增长逐渐长大，最终得到表面带有羟基磷酸钙的颗粒，最后煅烧去除玉米芯碎块，得到高孔隙率的羟基磷酸钙，将其作为改良剂的有效成分，使盐碱土地中的碳酸根离子取代羟基磷酸钙中的磷酸根离子，达到固化碳酸盐的目的，有效防止土壤碱化，另外羟基磷酸钙作为含钙物质还可以置换出盐碱土壤胶体中的钠离子，进一步防止土壤碱化，从而促进土壤团粒形成，降低了土壤容重，增加土壤孔隙度和土壤通透性，并且羟基磷酸钙对土壤中碳酸盐固化强度高，固化效果稳定，有效增加了改良剂的脱盐率；

（2）本发明将动物骨头、粪便等和羟基磷灰石混合堆置发酵，利用混合物发酵降解产生有机酸来降低盐碱土地的pH值，并且产生的有机酸可以附着在羟基磷灰石表面，有机酸的络合性能够提高改良剂对土壤中盐类的富集度，提高改良剂的脱盐率，同时提高盐碱土地中微生物活性，发酵降解物还能为土壤提供有机养分，且本发明制得的盐碱土壤改良剂成本低廉，适用于大范围的盐碱地土壤改良，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

称取玉米芯放入沸水中煮制1～2h，将煮制后的玉米芯用真空冻干机干燥后放入气流粉碎机中粉碎10～20min，得到玉米芯碎块，将玉米芯碎块和质量浓度为3g/L的多巴胺溶液和浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液按质量比为1:5:5混合后放入超声振荡仪中，以300～400W的功率和30～40kHz的频率超声振荡浸渍1～2h，过滤分离得到浸渍滤渣，即为预处理玉米芯碎块；按质量比为1:8将五氧化二磷和无水乙醇混合，放置在摇床上振荡反应2～3h，得到反应液，将质量分数为20%氯化钙溶液和预处理玉米芯碎块按质量比为10:1混合，搅拌分散20～30min得到分散液；将分散液加热升温至65～75℃并向分散液中滴加质量分数为30%的氨水调节分散液pH至9.0～9.5，再将反应液和调节pH后的分散液按等质量比混合后装入高剪切乳化分散仪中分散反应30～40min，反应结束后在70～80℃下静置陈化12～18h，过滤分离得到滤饼，将滤饼放入马弗炉中，以300～400℃的温度保温煅烧3～5h后出料，得到改良剂粗品；按质量比为1:1:2:5:5将改良剂粗品、牛骨、桉树叶和牛粪以及水混合后放入粉碎机中粉碎1～2h后得到混合物，并将所得混合物堆置在温度为35～55℃、空气相对湿度为60～70%的温室中，每天向混合物堆上淋洒混合物总质量10%的水，静置堆放处理30～40天；待堆置处理结束后，得到堆置产物，放在室温下自然风干至堆置产物含水量低于10%，得到干燥产物，再将干燥产物用气流粉碎机粉碎1～2h后过50目筛，收集过筛物，装袋后即得盐碱地土壤改良剂。

实例1

称取玉米芯放入沸水中煮制1h，将煮制后的玉米芯用真空冻干机干燥后放入气流粉碎机中粉碎10min，得到玉米芯碎块，将玉米芯碎块和质量浓度为3g/L的多巴胺溶液和浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液按质量比为1:5:5混合后放入超声振荡仪中，以300W的功率和30kHz的频率超声振荡浸渍1h，过滤分离得到浸渍滤渣，即为预处理玉米芯碎块；按质量比为1:8将五氧化二磷和无水乙醇混合，放置在摇床上振荡反应2h，得到反应液，将质量分数为20%氯化钙溶液和预处理玉米芯碎块按质量比为10:1混合，搅拌分散20min得到分散液；将分散液加热升温至65℃并向分散液中滴加质量分数为30%的氨水调节分散液pH至9.0，再将反应液和调节pH后的分散液按等质量比混合后装入高剪切乳化分散仪中分散反应30min，反应结束后在70℃下静置陈化12h，过滤分离得到滤饼，将滤饼放入马弗炉中，以300℃的温度保温煅烧3h后出料，得到改良剂粗品；按质量比为1:1:2:5:5将改良剂粗品、牛骨、桉树叶和牛粪以及水混合后放入粉碎机中粉碎1h后得到混合物，并将所得混合物堆置在温度为35℃、空气相对湿度为60%的温室中，每天向混合物堆上淋洒混合物总质量10%的水，静置堆放处理30天；待堆置处理结束后，得到堆置产物，放在室温下自然风干至堆置产物含水量为8%，得到干燥产物，再将干燥产物用气流粉碎机粉碎1h后过50目筛，收集过筛物，装袋后即得盐碱地土壤改良剂。

实例2

称取玉米芯放入沸水中煮制2h，将煮制后的玉米芯用真空冻干机干燥后放入气流粉碎机中粉碎15min，得到玉米芯碎块，将玉米芯碎块和质量浓度为3g/L的多巴胺溶液和浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液按质量比为1:5:5混合后放入超声振荡仪中，以350W的功率和35kHz的频率超声振荡浸渍2h，过滤分离得到浸渍滤渣，即为预处理玉米芯碎块；按质量比为1:8将五氧化二磷和无水乙醇混合，放置在摇床上振荡反应2h，得到反应液，将质量分数为20%氯化钙溶液和预处理玉米芯碎块按质量比为10:1混合，搅拌分散25min得到分散液；将分散液加热升温至70℃并向分散液中滴加质量分数为30%的氨水调节分散液pH至9.3，再将反应液和调节pH后的分散液按等质量比混合后装入高剪切乳化分散仪中分散反应35min，反应结束后在75℃下静置陈化15h，过滤分离得到滤饼，将滤饼放入马弗炉中，以350℃的温度保温煅烧4h后出料，得到改良剂粗品；按质量比为1:1:2:5:5将改良剂粗品、牛骨、桉树叶和牛粪以及水混合后放入粉碎机中粉碎2h后得到混合物，并将所得混合物堆置在温度为45℃、空气相对湿度为65%的温室中，每天向混合物堆上淋洒混合物总质量10%的水，静置堆放处理35天；待堆置处理结束后，得到堆置产物，放在室温下自然风干至堆置产物含水量为7%，得到干燥产物，再将干燥产物用气流粉碎机粉碎1h后过50目筛，收集过筛物，装袋后即得盐碱地土壤改良剂。

实例3

称取玉米芯放入沸水中煮制2h，将煮制后的玉米芯用真空冻干机干燥后放入气流粉碎机中粉碎20min，得到玉米芯碎块，将玉米芯碎块和质量浓度为3g/L的多巴胺溶液和浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液按质量比为1:5:5混合后放入超声振荡仪中，以400W的功率和40kHz的频率超声振荡浸渍2h，过滤分离得到浸渍滤渣，即为预处理玉米芯碎块；按质量比为1:8将五氧化二磷和无水乙醇混合，放置在摇床上振荡反应3h，得到反应液，将质量分数为20%氯化钙溶液和预处理玉米芯碎块按质量比为10:1混合，搅拌分散30min得到分散液；将分散液加热升温至75℃并向分散液中滴加质量分数为30%的氨水调节分散液pH至9.5，再将反应液和调节pH后的分散液按等质量比混合后装入高剪切乳化分散仪中分散反应40min，反应结束后在80℃下静置陈化18h，过滤分离得到滤饼，将滤饼放入马弗炉中，以400℃的温度保温煅烧5h后出料，得到改良剂粗品；按质量比为1:1:2:5:5将改良剂粗品、牛骨、桉树叶和牛粪以及水混合后放入粉碎机中粉碎2h后得到混合物，并将所得混合物堆置在温度为55℃、空气相对湿度为70%的温室中，每天向混合物堆上淋洒混合物总质量10%的水，静置堆放处理40天；待堆置处理结束后，得到堆置产物，放在室温下自然风干至堆置产物含水量为5%，得到干燥产物，再将干燥产物用气流粉碎机粉碎2h后过50目筛，收集过筛物，装袋后即得盐碱地土壤改良剂。

对照例

以安徽某公司生产的化学类盐碱土壤改良剂作为对照例；

按每亩30～35kg的投撒量，分别将本发明制得的盐碱土壤改良剂和对照例中的改良剂进行野外中式实验，并依据国家环境保护总局标准HJ/T 51-1999进行土壤全盐含量检测，实验检测结果如表1所示：

表1

由表1可以看出本发明制得的盐碱土壤改良剂的脱盐率比对照例中化学类盐碱土壤改良剂的脱盐率高，应用前景广阔。

Claims

1.一种盐碱地土壤改良剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种盐碱地土壤改良剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的煮制时间为1～2h，玉米芯碎块和多巴胺溶液以及柠檬酸溶液的质量比为1:5:5，多巴胺溶液的质量浓度为3g/L，柠檬酸溶液的浓度为0.5mol/L，超声振荡浸渍的功率为300～400W，超声振荡浸渍的频率为30～40kHz，超声振荡浸渍时间为1～2h。

3.根据权利要求1所述的一种盐碱地土壤改良剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的五氧化二磷和无水乙醇的质量比为1:8，振荡反应时间为2～3h，氯化钙溶液和预处理玉米芯碎块的质量比为10:1，氯化钙溶液的质量分数为20%，搅拌分散时间为20～30min。

4.根据权利要求1所述的一种盐碱地土壤改良剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的加热升温后的温度为65～75℃，氨水的质量分数为30%，搅拌分散反应时间为30～40min，静置陈化温度为70～80℃，静置陈化时间为12～18h，保温煅烧温度为300～400℃，保温煅烧时间为3～5h。

5.根据权利要求1所述的一种盐碱地土壤改良剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的改良剂粗品、牛骨、桉树叶和牛粪以及水的质量比为1:1:2:5:5，温室的温度为35～55℃，空气相对湿度为60～70%，水的淋洒量为混合物总质量的10%。

6.根据权利要求1所述的一种盐碱地土壤改良剂的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的风干是指风干至堆置产物含水量低于10%，粉碎后的干燥产物粒径低于50目。