CN108795436A

CN108795436A - 生物半焦粉制取沙化土壤修复剂

Info

Publication number: CN108795436A
Application number: CN201710316650.0A
Authority: CN
Inventors: 田良; 田一良; 乔英云
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2017-05-02
Publication date: 2018-11-13

Abstract

生物半焦粉制取沙化土壤修复剂，将湿润剂改性的生物质热解半焦粉与3％‑20％微生物菌肥混合负载均匀后，再与15％‑35％的膨润土和10％‑30％的腐植酸混合均匀，密封包装，即得到沙化土壤多功能修复剂。使用时，在前一年的秋季或当年春季整地前将沙化土壤多功能修复剂均勻抛洒在沙质化土地表面，利用旋耕机混合实现沙化土壤多功能修复剂在耕层内的均勻混合，为沙化土壤的改良提供了一条绿色低成本途径。

Description

生物半焦粉制取沙化土壤修复剂

1.技术领域

本发明提供的生物半焦粉制取沙化土壤修复剂，涉及退化土壤的修复治理，尤其涉及沙化土壤的修复。

2.背景技术

随着人口不断增长、工农业日益发展以及城镇化加快，世界各国土地退化严重，土地沙化速度加快，土地日趋贫瘠，土地质量日趋下降，导致土地生产力严重衰退，耕地不断减少。我国是世界上受沙化危害最严重的国家之一，2005年中国沙化状况公报显示，截至2004年，全国沙化土地面积约为1.74X 106km²，占国土总面积的18.12％，沙化耕地面积占沙化土地总面积的2.66％，沙化面积大、分布广，且每年还以24～60km²的速度在扩展，进一步加剧生态环境恶化，已严重影响我国工农业和社会经济的发展，威胁民族生存与发展空间，造成了严重经济损失。沙质土壤颗粒间相互作用力较小，质地疏松，流动性较强，颗粒间相互作用力较弱，在水力、重力、风力等外力作用下很容易使土地资源和土地生产力受到破坏，造成土地表面被侵蚀和水分流失；同时，沙质土壤中有机质分解速度较快，不易积累，导致沙质土壤保肥性差；加之沙质土壤通透性好，孔隙大，毛细管作用弱，导致沙质土壤保水性差、蓄水力弱，水分和养分的流失又进一步导致沙质土壤生产力下降。因此，改善沙质土壤团粒结构，提高沙质土壤水稳定性团聚体的含量，提高保水保肥性能，防止沙化土地继续退化，保护土地环境，形势迫在眉睫。

生物半焦粉无论在低温或高温下都有很好的稳定性，比表面积大，具有稳定的形貌结构和部分腐植酸活性官能团，施入土壤中还可起到保肥、保水和促进作物生长、增产的作用。将生物半焦粉作为土壤改良剂、肥料缓释载体备受世人关注。

腐植酸是动、植物的残骸经过微生物的分解和转化以及地球物理化学的一系列过程而形成的一类大分子有机弱酸混合物，保持了各种结构成分的自然状态和生物活性及其丰富的官能团，如芳香环、共轭双键、羟基、羧基、酚羟基、羰基等。有利于土壤具备良好的通透性，提高土壤保水、保肥、保温、透气性。当腐植酸和微生物作用时可放出能量，在早春或晚秋时有利于作物的抗寒能力。

虽然近年来世界各国加大对退化土地的治理改良力度，并取得一定成效，但土地退化依然严重。近年来，各种土壤改良剂相继问世，并为改良沙化土壤做出了很大的贡献。现有技术中大多以PAM为主要改良剂，尽管具有一定的应用成效，但是存在PAM用量大、成本高，易导致土壤结皮等缺点。也有采用腐植酸与微生物菌剂复合制得的沙退化土壤修复制剂(CN101182418A)，于开春后夏季到来前开沟覆盖施用于种植甘草的沙退化土壤中，并经过1-2年的田间管理。该技术的缺点在于微生物菌剂分散性差，使用不便；采用沟施土壤修复制剂，不能均勻改善土壤的理化性质。也有使用丙烯酸为主要成分的土壤改良保墒剂(CN1597844A)，但丙烯酸为化学制剂，不但成本较高且有潜在的二次污染风险，并且不具有增加土壤团粒结构的作用。因此，寻求科学有效、应用前景广泛的改善沙质土壤团粒结构，提高沙质土壤水稳定性团聚体的含量，提高保水保肥性能的技术方法十分迫切。

3.发明内容

本发明的目的是为了克服现有沙化土壤土壤修复技术的不足而发明的一种生物半焦粉制取沙化土壤修复剂，既能通过生物半焦粉湿润剂改性，提高半焦粉与土壤和微生物菌肥的亲和性；生物半焦粉负载微生物菌肥，提高了菌肥在土壤中的分散度和均匀度，降低了使用量；膨润土高吸水和胶体性能，便于改善沙质土壤团粒结构，加之腐植酸改良土壤的作用，大大提高了沙质土壤水稳定性团聚体含量，保水保肥性能增加。

本发明的技术方案：

生物半焦粉制取沙化土壤修复剂，将0.1％-2％的湿润剂配成水溶液与生物半焦粉混合均匀后，再将 3％-20％微生物菌肥均匀负载在改性生物半焦粉上，低温干燥或晾干；负载微生物菌肥的生物半焦粉与 15％-35％的膨润土和10％-30％的腐植酸混合均匀，密封包装，即得到沙化土壤多功能修复剂。

其中，湿润剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和硅醇类非离子表面活性剂以及表面张力小并能与水混溶的溶剂，包括乙醇、丙二醇、甘油、二甲基亚砜等中的一种或多种混合物；阴离子型表面活性剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯等；非离子型表面活性剂包括聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等。

微生物菌肥为芽孢杆菌、酿酒酵母、米曲霉菌、根瘤菌、自生固氮菌、磷细菌、及活性酶、蛋白酶、植物激酶等中的一种或多种。

膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土和有机膨润土中的一种或多种。

腐植酸为糖蜜发酵物干粉、腐植酸铵、腐植酸钾、腐植酸钠中的一种或多种。

沙化土壤多功能修复剂使用时，在前一年的秋季或当年春季整地前，按100Kg/亩-500Kg/亩将沙化土壤多功能修复剂均勻抛洒在沙质化土地表面，利用旋耕机混合实现沙化土壤多功能修复剂在耕层内的均勻混合，为沙化土壤的改良提供了一条绿色低成本途径。

本发明将结合实施例来详细叙述本发明的特点。

5.具体实施方式

实施例1，将0.5％的硅醇类非离子表面活性剂配成2％的水溶液，与生物质热解半焦粉拌合均匀后，再将5％含有芽孢杆菌、根瘤菌、自生固氮菌和磷细菌的微生物菌肥溶液与改性生物半焦粉拌合均匀，微生物菌肥溶液负载在改性生物半焦粉上，低温烘干；负载微生物菌肥的生物半焦粉与35％的膨润土和 20％的腐植酸铵混合均匀，密封包装，即得到沙化土壤多功能修复剂。

实施例2，将1％的甘油配成30％的水溶液，与生物质热解半焦粉喷撒拌合均匀后，再将10％含有酿酒酵母的微生物菌肥溶液与改性生物半焦粉拌合均匀，微生物菌肥溶液负载在改性生物半焦粉上，低温烘干；负载微生物菌肥的生物半焦粉与30％的膨润土和25％的糖蜜发酵物干粉混合均匀，密封包装，即得到沙化土壤多功能修复剂。

使用时，在前一年的秋季或当年春季整地前，按200Kg/亩将沙化土壤多功能修复剂均勻抛洒在沙质化土地表面，利用旋耕机混合，实现沙化土壤多功能修复剂在耕层内的均勻混合。

使用本发明沙化土壤多功能修复剂后，沙化土地大于0.2mm以上水稳性团粒增加60％以上，吸水保水性提高4倍以上，降低土壤容重，增大土壤孔隙度，既提高土壤的保水性能，减少水分下渗，节省灌溉用水，减少浇水工时，延长灌水间隔，又固定了沙粒，防止沙粒流动，减少水土流失，且可含蓄水源，于前一年的秋季施入后可以充分吸收秋冬两季的降水。强力吸附和固着肥料中的有效成份，防止灌水过频而导致的肥料下渗，减少肥力流失，提高了肥料的利用率，促进土质壤化，补充作物养分、促进根系发育，从而提高了农作物的产量，减少农田成本，达到增加农民收入的目的。

沙化土质改良后种植土豆，当年相比未施沙化土壤多功能修复剂的对照增产52.5％，第二年增产 64％，增产效果明显。

Claims

1.生物半焦粉制取沙化土壤修复剂，其特征是将0.1％-2％的湿润剂配成水溶液与生物半焦粉混合均匀后，再将3％-20％微生物菌肥均匀负载在改性生物半焦粉上，低温干燥或晾干；负载微生物菌肥的生物半焦粉与15％-35％的膨润土和10％-30％的腐植酸混合均匀，密封包装，即得到沙化土壤多功能修复剂。

2.根据权利要求1所述的生物半焦粉制取沙化土壤修复剂，其特征在于湿润剂为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和硅醇类非离子表面活性剂以及表面张力小并能与水混溶的溶剂，包括乙醇、丙二醇、甘油、二甲基亚砜等中的一种或多种混合物；阴离子型表面活性剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯等；非离子型表面活性剂包括聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等。

3.根据权利要求1所述的生物半焦粉制取沙化土壤修复剂，其特征在于微生物菌肥为芽孢杆菌、酿酒酵母、米曲霉菌、根瘤菌、自生固氮菌、磷细菌、及活性酶、蛋白酶、植物激酶等中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的生物半焦粉制取沙化土壤修复剂，其特征在于膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土和有机膨润土中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的生物半焦粉制取沙化土壤修复剂，其特征在于腐植酸为糖蜜发酵物干粉、腐植酸铵、腐植酸钾、腐植酸钠中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的生物半焦粉制取沙化土壤修复剂，其特征在于沙化土壤多功能修复剂使用时，在前一年的秋季或当年春季整地前，按100Kg/亩-500Kg/亩将沙化土壤多功能修复剂均勻抛洒在沙质化土地表面，利用旋耕机混合实现沙化土壤多功能修复剂在耕层内的均勻混合。