CN112759491A - 一种盐碱地土壤调理剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于土壤调理剂技术领域，具体涉及一种盐碱地土壤调理剂的制备方法。采集低品位磷矿粉、高品位钾长石粉、棉花秸秆、棉花秸秆灰、糠醛渣混合后，采用微波加热，添加用以辅助后续发酵腐熟的发酵菌种微生物菌剂发酵腐熟，将腐熟完成的发酵物取料后，在搅拌釜内搅拌添加保水剂，装袋包装，加工制备完成调理剂。本调理剂通过离子交换作用及化学作用，降低土壤的交换性Na+的饱和度和盐碱度；可以改善作物土壤的性质比如土壤盐碱化等问题，还可以改善土壤本身的理化性质，可以很好的提高农业生产中水分和肥料的利用率，减少其养分的流失，增加其农业生产的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于土壤调理剂技术领域，具体涉及一种盐碱地土壤调理剂的制备方法。
背景技术
土壤盐渍化是土壤退化的主要类型之一，是全世界限制作物生长和产量的最主要的非生物胁迫之一。我国盐碱地面积约为1亿公顷，相当于全国耕地面积的40％，盐碱地大致分布在东北、西北、华北、华东地区，即“三北”地区和华东及东南沿海地区。随着人口增长、耕地面积减少和淡水资源稀缺，盐碱土作为储备资源在中国具有巨大的发展潜力。
目前，针对盐碱地的特点，国内外改良盐碱地的主要措施有水利工程及物理修复(灌水洗盐、排水除盐、客土改良)、化学及农艺修复(水旱轮作、高聚物土壤调理剂、脱硫石膏、粉煤灰、糠醛渣、尾矿等)、生物修复(选种、引种、基因工程育种等选育耐盐碱植物及菌根菌)等。
本发明制备的盐碱土壤调理剂可以有效的改善土壤颗粒状态，提高土壤保水性能，可束缚金属离子，降低土壤中可溶性盐的含量，自身的酸性可中和盐碱土壤的碱度，降低土壤的pH值；其中所含的无机酸可显著降低土壤pH值。这种新型、高效、安全、绿色、环保的新一代的调理剂，国内外鲜见报道。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种盐碱地土壤调理剂的制备方法的技术方案，土壤调理剂可以改善作物土壤的性质比如土壤盐碱化等问题，还可以改善土壤本身的理化性质，可以很好的提高农业生产中水分和肥料的利用率，减少其养分的流失，增加其农业生产的经济效益。土壤调理剂施用，在作物缺水的情况下其可以缓慢的释放吸收的雨水和肥料的养分，让作物在一定干旱程度下可以很好的生长发育。采用此土壤调理剂是一种新型、高效、安全、绿色、环保的新一代的调理剂。
所述的一种盐碱地土壤调理剂的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1)将由下列原料按照重量份数配制成混合物：采集低品位磷矿粉150-200份、高品位钾长石粉150-200份、棉花秸秆150-200份、棉花秸秆灰80-100份、糠醛渣50-80份，依次投入立式搅拌磨进行搅拌混合后，搅拌罐转动2000转/min，湿料放置于常温环境中自然冷却，当所述湿料冷却至30℃时，向其中拌入纳米碳管5-25份，而后升温至50℃并加压至2个大气压，保持30min，而后恢复常温常压，静置培养24h；搅拌完成出料后将搅拌产生的结块挤压捣碎，将混合物结块捣碎后平铺静置24h去除异味；
2)：依次投入搅拌罐进行搅拌混合后，搅拌罐转动1000转/min，同时使用微波加热：在具密闭、冷凝回流及搅拌功能的反应釜中，采用微波加热，控制在60℃-180℃下0.6h-4h，且每隔1h使用人工进行翻动，且翻动深度为1/2平铺厚度；
3)：通过放入有机添加剂对消毒后的混合物进行酸碱改性，在消毒完成的混合物内添加用以辅助后续发酵腐熟的发酵菌种微生物菌剂为枯草芽孢杆菌TKM-1(中国普通微生物保藏中心，保藏号为CGMCC No.14950)制得的活菌数100亿/g的微生物菌剂，添加柠檬酸钾使得整体混合物pH值在5-6之间；
4)：发酵腐熟，将混合物置入密封箱内发酵等待腐熟，混合物内容物发酵坍塌体积逐渐缩小直至水分吸收完全，混合物腐熟完成，酸碱度达到中和需要；
5)：将腐熟完成的发酵物取料后，在搅拌釜内搅拌添加聚丙烯胺5-25份，增加保水性，搅拌混合完成后，通过振动筛分机对发酵物整体进行快速筛分，将发酵物进行大颗粒破碎后，装袋包装，生物调理剂加工制备完成。
所述的一种盐碱地土壤调理剂的制备方法，其特征在于棉花秸秆粉为棉花秸秆粉碎至粒度不大于80目。
所述的一种盐碱地土壤调理剂的制备方法，其特征在于枯草芽孢杆菌浓度为104-105CFU/g。
上述的一种盐碱地土壤调理剂的制备方法，设计合理，通过离子交换作用及化学作用，降低土壤的交换性Na+的饱和度和盐碱度；改善土壤理化性状，改变土壤盐分运动状况，促进土壤脱盐，抑制土壤返盐，中和土壤碱度，从而减轻盐分对作物的危害，以及增加植物生长所需的养分，提高作物产量，从而达到改良盐碱的目的。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步说明本发明。
实施例1：
一种盐碱地土壤调理剂的制备方法，其步骤：
1)将由下列原料按照重量份数配制成混合物：采集低品位磷矿粉200份、高品位钾长石粉200份、粉碎至粒度不大于80目的棉花秸秆200份、棉花秸秆灰100份、糠醛渣80份，依次投入立式搅拌磨进行搅拌混合后，搅拌罐转动2000转/min，湿料放置于常温环境中自然冷却，当所述湿料冷却至30℃时，向其中拌入纳米碳管25份，而后升温至50℃并加压至2个大气压，保持30min，而后恢复常温常压，静置培养24h；搅拌完成出料后将搅拌产生的结块挤压捣碎，将混合物结块捣碎后平铺静置24h去除异味；
2)：依次投入搅拌罐进行搅拌混合后，搅拌罐转动1000转/min，同时使用微波加热：在具密闭、冷凝回流及搅拌功能的反应釜中，采用微波加热，控制在180℃下4h，且每隔1h使用人工进行翻动，且翻动深度为1/2平铺厚度；
3)：通过放入有机添加剂对消毒后的混合物进行酸碱改性，在消毒完成的混合物内添加用以辅助后续发酵腐熟的发酵菌种微生物菌剂为枯草芽孢杆菌浓度为105CFU/g，TKM-1(中国普通微生物保藏中心，保藏号为CGMCC No.14950)制得的活菌数100亿/g的微生物菌剂，添加柠檬酸钾使得整体混合物pH值在5-6之间；
4)：发酵腐熟，将混合物置入密封箱内发酵等待腐熟，混合物内容物发酵坍塌体积逐渐缩小直至水分吸收完全，混合物腐熟完成，酸碱度达到中和需要；
5)：将腐熟完成的发酵物取料后，在搅拌釜内搅拌添加聚丙烯胺25份，增加保水性，搅拌混合完成后，通过振动筛分机对发酵物整体进行快速筛分，将发酵物进行大颗粒破碎后，装袋包装，生物调理剂加工制备完成。
实施例2：
一种盐碱地土壤调理剂的制备方法，其步骤：
1)将由下列原料按照重量份数配制成混合物：采集低品位磷矿粉150份、高品位钾长石粉150份、粉碎至粒度不大于80目的棉花秸秆150份、棉花秸秆灰80份、糠醛渣50份，依次投入立式搅拌磨进行搅拌混合后，搅拌罐转动2000转/min，湿料放置于常温环境中自然冷却，当所述湿料冷却至30℃时，向其中拌入纳米碳管5份，而后升温至50℃并加压至2个大气压，保持30min，而后恢复常温常压，静置培养24h；搅拌完成出料后将搅拌产生的结块挤压捣碎，将混合物结块捣碎后平铺静置24h去除异味；
2)：依次投入搅拌罐进行搅拌混合后，搅拌罐转动1000转/min，同时使用微波加热：在具密闭、冷凝回流及搅拌功能的反应釜中，采用微波加热，控制在60℃-180℃下0.6h，且每隔1h使用人工进行翻动，且翻动深度为1/2平铺厚度；
3)：通过放入有机添加剂对消毒后的混合物进行酸碱改性，在消毒完成的混合物内添加用以辅助后续发酵腐熟的发酵菌种微生物菌剂为枯草芽孢杆菌浓度为104CFU/g，TKM-1(中国普通微生物保藏中心，保藏号为CGMCC No.14950)制得的活菌数100亿/g的微生物菌剂，添加柠檬酸钾使得整体混合物pH值在5-6之间；
4)：发酵腐熟，将混合物置入密封箱内发酵等待腐熟，混合物内容物发酵坍塌体积逐渐缩小直至水分吸收完全，混合物腐熟完成，酸碱度达到中和需要；
5)：将腐熟完成的发酵物取料后，在搅拌釜内搅拌添加聚丙烯胺5-25份，增加保水性，搅拌混合完成后，通过振动筛分机对发酵物整体进行快速筛分，将发酵物进行大颗粒破碎后，装袋包装，生物调理剂加工制备完成。
实施例3
一种盐碱地土壤调理剂的制备方法，其步骤：
1)将由下列原料按照重量份数配制成混合物：采集低品位磷矿粉180份、高品位钾长石粉180份、粉碎至粒度不大于80目的棉花秸秆180份、棉花秸秆灰90份、糠醛渣70份，依次投入立式搅拌磨进行搅拌混合后，搅拌罐转动2000转/min，湿料放置于常温环境中自然冷却，当所述湿料冷却至30℃时，向其中拌入纳米碳管20份，而后升温至50℃并加压至2个大气压，保持30min，而后恢复常温常压，静置培养24h；搅拌完成出料后将搅拌产生的结块挤压捣碎，将混合物结块捣碎后平铺静置24h去除异味；
2)：依次投入搅拌罐进行搅拌混合后，搅拌罐转动1000转/min，同时使用微波加热：在具密闭、冷凝回流及搅拌功能的反应釜中，采用微波加热，控制在60℃-180℃下3h，且每隔1h使用人工进行翻动，且翻动深度为1/2平铺厚度；
3)：通过放入有机添加剂对消毒后的混合物进行酸碱改性，在消毒完成的混合物内添加用以辅助后续发酵腐熟的发酵菌种微生物菌剂为枯草芽孢杆菌浓度为105CFU/g，TKM-1(中国普通微生物保藏中心，保藏号为CGMCC No.14950)制得的活菌数100亿/g的微生物菌剂，添加柠檬酸钾使得整体混合物pH值在5-6之间；
4)：发酵腐熟，将混合物置入密封箱内发酵等待腐熟，混合物内容物发酵坍塌体积逐渐缩小直至水分吸收完全，混合物腐熟完成，酸碱度达到中和需要；
5)：将腐熟完成的发酵物取料后，在搅拌釜内搅拌添加聚丙烯胺20份，增加保水性，搅拌混合完成后，通过振动筛分机对发酵物整体进行快速筛分，将发酵物进行大颗粒破碎后，装袋包装，生物调理剂加工制备完成。
试验例：
为了验证上述土壤调理剂试验效果，试验根据盐碱地土壤调理剂类型，设置3种土壤调理剂：对照(CK)、对照土壤调理剂和本发明土壤调理剂。对照土壤调理剂为市场购买，本发明土壤调理剂通过实施例1制得。本实验使用新稻46(粳型常规稻)，此品种耐盐性好，丰产性高，适宜南疆地区种植。
试验样地面积约18亩，CK、T1和T2一共3个处理，每个处理3次重复，每个小区面积约为2亩。试验田经前期一周的整地耙田后，进行排水沟开挖和排水管网的埋设。5月10日，T1实验处理施用调理剂3000kg，T2实验处理组施用调理剂2000kg，并机械深耕拌匀土壤；灌溉当地淡水；6月10日插秧；对试验田按照常规方法施肥施药。试验田水稻不同生育期辅以人工除草，于不同生育期采集植物样品。
结果表明，施用土壤调理剂显著影响土壤结合态腐殖质含量；与对照相比，施用本专利研制的土壤调理剂显著提高土壤结合态腐殖质含量。土壤调理剂可显著提高土壤富啡酸含量，以本专利研制的土壤调理剂处理增幅最大，达1.18g.kg-1。施用土壤调理剂降低了土壤HA/FA，HA/FA降低有利于土壤腐殖质活性的提高，降低幅度依次为T2>T1>CK。本专利研制的土壤调理剂处理HA/FA最小，显著提高了土壤腐殖质活性，有利于土壤肥力的提升。相关分析表明，土壤有机质含量与HA/FA呈极显著负相关(r＝-0.76**)，这表明土壤调理剂在提高土壤有机质含量同时改善了有机质品质，腐殖质活性提高，有机质周转速率加快，土壤培肥效果显著。
表1土壤结合态腐殖质及组成
土壤调理剂处理有利于土壤脲酶活性的增加，与CK相比差异达显著水平。本专利研制的土壤调理剂脲酶活性比对照增加14.15％，比市面土壤调理剂增加8.88％。土壤蔗糖酶和纤维素酶活性的影响与脲酶较为相似，两个土壤调理剂处理均有利于土壤蔗糖酶和纤维素酶活性的提高，以本专利研制的土壤调理剂处理最高，增幅达69.55％，差异均达到显著水平。
土壤β-葡萄糖苷酶活性变化主要表现为T2>T1>CK，本专利研制的土壤调理剂处理的β-葡萄糖苷酶活性最高，与CK相比，增加52.06％，差异达显著水平。上述结果表明，本专利研制的土壤调理剂显著提高了土壤酶活性，对加快土壤养分循环具有重要意义，且对土壤酶活性的提升效应更为显著。
表2土壤酶活性
调理剂处理对水稻产量及构成因素有一定影响。本专利研发的土壤调理剂处理水稻产量显著高于常规土壤调理剂处理与对照处理，分别增产9.3％与17.1％。本专利研制土壤调理剂处理的水稻穗粒结构和群体结构更加均匀，显著增加水稻结实率，进而显著增加稻谷产量。
表1水稻产量及其组成的影响
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种盐碱地土壤调理剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)：将由下列原料按照重量份数配制成混合物：采集低品位磷矿粉150-200份、高品位钾长石粉150-200份、棉花秸秆150-200份、棉花秸秆灰80-100份、糠醛渣50-80份，依次投入立式搅拌磨进行搅拌混合后，搅拌罐转动2000转/min，湿料放置于常温环境中自然冷却，当所述湿料冷却至30℃时，向其中拌入纳米碳管5-25份，而后升温至50℃并加压至2个大气压，保持30min，而后恢复常温常压，静置培养24h；搅拌完成出料后将搅拌产生的结块挤压捣碎，将混合物结块捣碎后平铺静置24h去除异味；
2)：依次投入搅拌罐进行搅拌混合后，搅拌罐转动1000转/min，同时使用微波加热：在具密闭、冷凝回流及搅拌功能的反应釜中，采用微波加热，控制在60℃-180℃下0.6h-4h，且每隔1h使用人工进行翻动，且翻动深度为1/2平铺厚度；
3)：通过放入有机添加剂对消毒后的混合物进行酸碱改性，在消毒完成的混合物内添加用以辅助后续发酵腐熟的发酵菌种微生物菌剂为枯草芽孢杆菌TKM-1(中国普通微生物保藏中心，保藏号为CGMCC No.14950)制得的活菌数100亿/g的微生物菌剂，添加柠檬酸钾使得整体混合物pH值在5-6之间；
4)：发酵腐熟，将混合物置入密封箱内发酵等待腐熟，混合物内容物发酵坍塌体积逐渐缩小直至水分吸收完全，混合物腐熟完成，酸碱度达到中和需要；
5)：将腐熟完成的发酵物取料后，在搅拌釜内搅拌添加聚丙烯胺5-25份，增加保水性，搅拌混合完成后，通过振动筛分机对发酵物整体进行快速筛分，将发酵物进行大颗粒破碎后，装袋包装，生物调理剂加工制备完成。
2.根据权利要求1步骤1)所述的一种盐碱地土壤调理剂的制备方法，其特征在于棉花秸秆粉为棉花秸秆粉碎至粒度不大于80目。
3.根据权利要求1步骤3)所述的一种盐碱地土壤调理剂的制备方法，其特征在于枯草芽孢杆菌浓度为10 4-10 5CFU/g。
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Application publication date: 20210507 |
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