CN110156534A - 一种液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂及其制备 - Google Patents

一种液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂及其制备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂及其制备。本发明所述增效剂为液体，可均匀分布在耕层，其中含有大量有机酸，可快速提升脱硫石膏溶解度，提高淋洗效率，还可提供大量微量元素，对作物生长有利，提高改良效果。

Description

一种液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂及其制备
技术领域
本发明属于盐碱土壤改良技术领域，具体涉及一种液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂及其制备。
背景技术
碱土和碱化土壤是我国北方地区分布较广的低产土壤，据不完全统计，我国碱土面积超过1亿亩，主要分布在东北的松辽平原及西北的荒漠和半荒漠地带。碱土或碱化土壤是指土壤胶体吸附较多的交换性钠，呈强碱性反应的土壤。我国碱土大多是在碳酸钠的直接作用下形成的，碱化是土壤胶体发生钠质化的过程，且伴随土壤物理性质的恶化。碱土改良的核心任务是降低土壤胶体中交换性钠的含量。目前，对于碱土和碱化土壤最有效的改良途径是利用资源丰富的、含高价离子的盐类来置换土壤胶体中吸附的交换性Na+，然后灌水淋洗，使过多的Na+离开耕作土体，促进土壤团粒结构的形成，并综合采用水利、农艺等技术措施进行改良。
脱硫石膏是近年来兴起的主要碱土改良剂之一，其作用机理主要是利用石膏中的Ca2+置换土壤胶体上的交换性Na+，降低土壤pH和碱化度，并使土壤颗粒胶结起来，改善土壤孔隙结构和渗透性，促进盐分淋洗，从而利于作物生长发育。主要反应式为：2Na++CaSO4·2H2O→Ca2++Na2SO4+2H2O，同时钙离子与CO3 2-、HCO3 -发生沉淀反应，并最终导致碱土理化性质随之发生变化。
但是，脱硫石膏的溶解性及其与土壤混合程度制约着土壤胶体中Na+的交换效率，导致其用量过大，加之碱土地区降雨少、淡水资源紧缺、碱土本身渗透性差，从而制约了可溶性盐分的淋洗作用。这制约了脱硫石膏在碱土改良方面的进一步利用和推广。目前，尚没有脱硫石膏增效剂方面的研究报道，也未见相关产品。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂及其制备。
本发明所提供的液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂，通过包括如下步骤的方法制备得到：
1)将粉碎后农作物秸秆、绿肥毛叶苕子、水葫芦、种用蜜瓜取籽后的残瓜、豆粕、腐叶土、棉籽油混合，向所得混合物中加入制糖工业废水，加水，密闭堆沤，过滤，收集堆沤产生的滤液，得到一次滤液；
2)取部分步骤1)所得一次滤液(剩余滤液储存备用)，向其中加入橘子皮和柠檬酸，浸泡，过滤，收集滤液，得到二次滤液；
3)将余下的步骤1)所得一次滤液、步骤2)所得二次滤液、秸秆醋液、黄腐酸混合，得到混合液；
4)向步骤3)所得混合液中加入EDTA-螯合铁、EDTA-螯合锌、EDTA-螯合钙、EDTA-螯合锰、EDTA-螯合镁的混合物；将所得体系过滤，收集滤液即得液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂。
上述方法步骤1)中，所述粉碎后农作物秸秆通过将农作物秸秆粉碎至1.5cm规格以下制得；
所述农作物秸秆具体可为小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆、大豆秸秆、葵花秸秆、花生秸秆、高粱秸秆等秸秆中的一种或多种的混合；
粉碎后农作物秸秆、绿肥毛叶苕子、水葫芦、种用蜜瓜取籽后的残瓜、豆粕、腐叶土、棉籽油依次以60～70％、8～15％、8～15％、5～12％、2～4％、1～2％、1～1.5％(具体可为65％：10％：10％：10％：3％：1％：1％)的质量比混合；
所述制糖工业废水以所述混合物中固体质量的30-35％(具体可为30％)比例加入；
加水量以没过固体物质，表面有10～15cm浅水层为准；
所述密闭堆沤的时间可为30～35d，具体可为33d；
上述方法步骤2)中，橘子皮以滤液重量的0.5～1％的比例加入；
柠檬酸以滤液重量的5～8％的比例加入；
所述浸泡的时间可为10～15d，具体可为13d；
上述方法步骤3)中，所述秸秆醋液通过如下方法制备得到：取作物秸秆，在干馏釜中进行炭化，冷凝炭化过程中产生的气体，收集冷凝后的液体，静置3～6个月后，去除杂质，分离出无底部沉淀的液体，过滤后即得，其中所述作物秸秆可由玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆等一种或多种秸秆组成。
所述一次滤液、二次滤液、秸秆醋液、黄腐酸以30～40％：45～55％：10～20％：5～12％(以所得混合液的质量为100％计)(具体可为30％：45％：15％：10％)的重量比混合；
上述方法步骤4)中，所述EDTA-螯合铁、EDTA-螯合锌、EDTA-螯合钙、EDTA-螯合锰、EDTA-螯合镁的混合物以混合液重量的0.5～1.5％(具体可为1.0％)的比例加入；
其中，EDTA-螯合铁、EDTA-螯合锌、EDTA-螯合钙、EDTA-螯合锰、EDTA-螯合镁的质量比可为20～25％:20～25％:25～30％:15～20％:15～20％(总质量为100％)，具体可为20％、20％、25％、20％、15％；
所得液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂需避光储存。
由上述方法制备得到的液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂也属于本发明的保护范围。
本发明还提供所述液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂协同脱硫石膏增效改良盐碱土壤的应用。
本发明的另一目的是提供一种利用上述液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂协同脱硫石膏改良盐碱土壤的方法。
本发明所提供的改良盐碱土壤的方法，包括：将脱硫石膏施入待改良土壤，随后将上述增效剂喷洒到地表，旋耕，灌溉，即可。
所述增效剂的用量约为脱硫石膏用量(质量)的5～10％；
所述旋耕的深度可为：12-17cm，具体可为15cm。
所述灌溉在旋耕后一天进行。
本发明所述增效剂为液体，可均匀分布在耕层，其中含有大量有机酸，可快速提升脱硫石膏溶解度，提高淋洗效率，还可提供大量微量元素，对作物生长有利，提高改良效果。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、
液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂的制备
1、将小麦秸秆玉米秸秆混合，粉碎至1.5cm规格以下。按秸秆65％、绿肥毛叶苕子10％、水葫芦10％、种用蜜瓜取籽后的残瓜10％、豆粕3％、腐叶土1％、棉籽油1％的比例混合均匀，放入池中，加入固体质量比30％的制糖工业废水，然后加水(以没过固体物质，表面有10～15cm浅水层为准)密闭堆沤33d，过滤，收集堆沤产生的滤液，称为一次滤液；
2、向部分一次滤液中加入其重量比1％的橘子皮和重量比8％的柠檬酸，浸泡13d，过滤，取滤液，称为二次滤液；
3、将一次滤液30％、二次滤液45％、秸秆醋液15％、黄腐酸10％，混合均匀；
4、向混合液加入重量比1.0％的EDTA-螯合铁、EDTA-螯合锌、EDTA-螯合钙、EDTA-螯合锰、EDTA-螯合镁(重量比20％、20％、25％、20％、15％)；
5、过滤，收集滤液，避光保存。
实用例1、
番茄种植，原土土壤盐分含量2.7g/kg，pH值8.6，碱化度24.1％。对照1空白处理、对照2脱硫石膏用量1吨/公顷。增效剂用量为脱硫石膏用量的5％，即50kg/公顷。将脱硫石膏施入原土土壤，随后将增效剂喷洒到地表，旋耕15cm，1d后灌溉，使用后一年，比对照1处理，土壤全盐量降低22.2％，pH值降低8.1％，碱化度降低38.2％；番茄株高提高22.8％，产量提高24.7％；比对照2处理，土壤全盐量降低8.7％，pH值降低3.7％，碱化度降低17.7％；番茄株高提高9.7％，产量提高10.5％。
注：同列数据后不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同。每组平行做三次，取平均值
实用例2、
食葵种植，原土土壤盐分含量4.9g/kg，pH值9.4，碱化度31.9％。对照1空白处理、对照2脱硫石膏用量2.5吨/公顷。增效剂用量为脱硫石膏用量的10％，即250kg/公顷。使用后一年，比对照1处理，土壤全盐量降低32.7％，pH值降低16.0％，碱化度降低32.3％；食葵出苗率提高41.9％，株高提高36.1％，花盘直径提高37.8％，产量提高37.0％；比对照2处理，土壤全盐量降低15.4％，pH值降低8.1％，碱化度降低19.7％；食葵出苗率提高19.4％，株高提高14.6％，花盘直径提高13.5％，产量提高14.8％。
注：同列数据后不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同。每组平行做三次，取平均值。

Claims (9)

1.一种制备液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂的方法，包括如下步骤：
1)将粉碎后农作物秸秆、绿肥毛叶苕子、水葫芦、种用蜜瓜取籽后的残瓜、豆粕、腐叶土、棉籽油混合，向所得混合物中加入制糖工业废水，加水，密闭堆沤，过滤，收集堆沤产生的滤液，得到一次滤液；
2)取部分步骤1)所得一次滤液，向其中加入橘子皮和柠檬酸，浸泡，过滤，收集滤液，得到二次滤液；
3)将余下的步骤1)所得一次滤液、步骤2)所得二次滤液、秸秆醋液、黄腐酸混合，得到混合液；
4)向步骤3)所得混合液中加入EDTA-螯合铁、EDTA-螯合锌、EDTA-螯合钙、EDTA-螯合锰、EDTA-螯合镁的混合物；将所得体系过滤，收集滤液，得到液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，粉碎后农作物秸秆、绿肥毛叶苕子、水葫芦、种用蜜瓜取籽后的残瓜、豆粕、腐叶土、棉籽油依次以60～70％、8～15％、8～15％、5～12％、2～4％、1～2％、1～1.5％的质量比混合；
所述制糖工业废水以所述混合物中固体质量的30-35％比例加入；
所述密闭堆沤的时间可为30～35d。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤2)中，橘子皮以滤液重量的0.5～1％的比例加入；
柠檬酸以滤液重量的5～8％的比例加入；
所述浸泡的时间为10～15d。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤3)中，所述秸秆醋液通过如下方法制备得到：取作物秸秆，在干馏釜中进行炭化，冷凝炭化过程中产生的气体，收集冷凝后的液体，静置3～6个月后，去除杂质，分离出无底部沉淀的液体，过滤后即得；
所述一次滤液、二次滤液、秸秆醋液、黄腐酸以30～40％：45～55％：10～20％：5～12％的重量比混合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤4)中，所述EDTA-螯合铁、EDTA-螯合锌、EDTA-螯合钙、EDTA-螯合锰、EDTA-螯合镁的混合物以混合液重量的0.5～1.5％的比例加入；
其中，EDTA-螯合铁、EDTA-螯合锌、EDTA-螯合钙、EDTA-螯合锰、EDTA-螯合镁的质量比为20～25％:20～25％:25～30％:15～20％:15～20％。
6.由权利要求1-5中任一项所述方法制备得到的液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂。
7.权利要求6所述的液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂协同脱硫石膏增效改良盐碱土壤的应用。
8.一种利用权利要求6所述的液体脱硫石膏改良盐碱土增效剂协同脱硫石膏改良盐碱土壤的方法，包括：将脱硫石膏施入待改良土壤，随后将权利要求6所述的增效剂喷洒到地表，旋耕，灌溉，即可。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述增效剂的用量为脱硫石膏质量的5～10％；
所述旋耕的深度为：12-17cm；
所述灌溉在旋耕后一天进行。
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