CN113337296A - 一种用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，涉及土壤改良剂及其制备技术领域，包括以下步骤：将石墨烯和硫磺混合球磨，分离产物得到混合物A；将混合物A与纳米碳材料混合砂磨，分离产物得到混合物B；将混合物B与腐殖酸混合，恒温搅拌，得到混合物C；将秸秆进行高温处理，之后干法球磨得到秸秆粉；将混合物C与秸秆粉混合搅拌，得到用纳米碳材料制备的盐碱地改良剂。本发明土壤改良及配方简单、生产制备工艺简单，采用的设备为普遍设备无需改造或单独购买，大大降低了生产成本。本发明的盐碱地改良剂适用于不同农作物的生长，对于盐碱地的盐碱度的不同，也具有较好的普适性。
Description
技术领域
本发明涉及土壤改良剂及其制备技术领域，具体涉及一种用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法。
背景技术
土壤盐碱化是一个世界性的难题，全世界盐渍土面积约10亿公顷；我国盐渍土面积约3460万公顷，耕地盐碱化760万公顷，近1/5耕地发生盐碱化，其中原生盐化型、次生盐化型和各种碱化型分布分别占总面积的52％、40％和8％。国内盐碱地改良利用方法和技术归纳起来大致如下：物理改良，平整土地、深耕晒垡、及时松土、抬高地形、微区改土；水利改良，蓄淡压盐、灌水洗盐、地下排；化学改良，石膏、磷石膏、过磷酸钙、腐殖酸、泥炭、醋渣等；生物改良，种植水稻、种植耐盐植物田菁等,使用微生物菌肥等。
CN201610753567.5公开一种用于河套灌区次生盐碱地改良的多元素矿物质改良剂，按质量份数计，其原料配方如下：麦饭石粉200～400份、磷酸二氢钾120～280份、坡缕石粉末100～180份、螯合硼80～100份、螯合钙80～120份、高分子表面活性剂30～60份、方解石粉末80～200份、聚乳酸30～50份、微生物发酵菌剂100～140份。
上述方案虽然能够改良土壤盐碱性，但其中所采用的物质对土壤物理性质(通气性、储水性能等)产生极大地、长期地不良影响。
CN201711182478.0公开一种盐碱地促生改良有机肥，包括：A复合促生菌剂生产a.将菌种接种到PDA培养液，进行液体发酵；所述液体发酵生产条件为：初始PH值6.7-7.2，培养温度25-30℃，溶氧通气量范围40-95％，165-175rpm；发酵24小时，发酵液菌数≥20亿/ml；b.将步骤a制得的发酵液接种到固体发酵基质中，发酵6天并低温烘干得固体菌种；接种量为体积比7％；所述固体发酵基质为，醋糟：麦麸质量比5:1,120℃灭菌30min；采用a、b步骤生产嗜热细菌和芽孢杆菌固体菌种；c.将菌种接种到牛肉汤蛋白胨液体发酵培养基，进行液体发酵；所述液体发酵生产条件为：初始PH值6.7-7.2，培养温度35-37℃，溶氧通气量范围40-95％，130-190rpm；发酵24小时，发酵液菌数≥20亿/ml；d.将步骤c制得的发酵液接种到固体发酵基质中，37℃发酵5天，发酵过程中，每18小时搅拌一次；低温烘干得固体菌种；接种量为体积比10％；所述固体发酵基质为，醋糟：麦麸质量比3:1,120℃灭菌30min；采用c、d步骤生产嗜碱菌和嗜盐菌固体菌种；e.将前述步骤所得的嗜热细菌、芽孢杆菌、嗜碱菌和嗜盐菌固体菌种按3:1:2:1混合并彻底粉碎得复合促生菌剂；B发酵粪制备a.将鸡粪、猪粪和牛粪按重量比3:2:5混合，得混合粪；b.将秸秆粉碎成5-8厘米段，再与混合粪以3:7比例混匀并建堆；c.加入发酵剂并加水至55％发酵；待堆内温度升至63℃进行翻堆，直至温度不再上升；然后干燥粉碎得发酵粪；C改良剂组成：泥炭30％，腐殖酸20％，过磷酸钙20％，硫磺10％，钙基膨润土10％，聚丙烯酸5％，磷酸5％；D将所述复合促生菌剂、发酵粪、改良剂以及钙镁磷肥、蛭石、硫酸钾、凹凸棒按比例称重然后搅拌混合1.5-2小时，在温度28-32℃、pH 7.8-8.2的条件下，经造粒、烘干、筛分制得促生改良有机肥；所述比例为重量比：复合促生菌剂5-15份，发酵粪5-20份、改良剂15-50份、钙镁磷肥5-25份、蛭石10-30份、硫酸钾5-30份、凹凸棒1-5份。
上述方案工艺过于复杂，生产周期长、生产成本高，对生产过程要求相对就严格很多，配方过于复杂，原材料部分不易获得以及原材料种类过多也导致了成本的增加以及容错率下降。
CN201610542402.3公开一种干旱地区盐碱地种植花生的方法，按照下述步骤进行：A、采用深耕的方式，将土进行翻耕、平整，翻耕的深度在20-30cm；B、将过磷酸钙抛洒在田中，再次翻耕、平整，挖垄播种，垄高度为25cm，垄面宽度为150cm；C、垄上种2行花生，穴距25-30cm，每穴2粒；播种前在穴中放入尿素和微生物肥料，并放入蚯蚓；播种后在垄上覆盖两层空心砌块回收物颗粒，下层为粒径为1-3mm的小颗粒，上层为粒径为3-8mm的大颗粒；D、定期追加微生物肥料和水分直至花生成熟为止；E、将成熟的花生收取；F、将垄上的两层空心砌块回收物颗粒移除，将垄推平，将土进行翻耕、平整，翻耕的深度在20-30cm；待到来年播种时节，将过磷酸钙抛洒在田中，再次翻耕、平整，挖垄播种花生；G、重复以上步骤C-F。
上述方案应用方法复杂，普适性不强，限制了技术的使用范围。
综上，目前盐碱地改良剂的制备工艺复杂，成本高，并且普适性不好，可以说整体效果不佳。
发明内容
针对上述现有盐碱地改良效果不佳等问题，本发明提供一种新的盐碱地改良剂制备方法，采用纳米碳材料制备盐碱地改良剂，配方相对简单，制备工艺相对不复杂，周期短，适用范围广，且不对土壤的物理特性产生不良影响。方案如下：
本发明提供一种用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，包括以下步骤：
S1、将石墨烯和硫磺混合球磨，分离产物得到混合物A；
S2、将混合物A与纳米碳材料混合砂磨，分离产物得到混合物B；
S3、将混合物B与腐殖酸混合，恒温搅拌，得到混合物C；
S4、将秸秆进行高温处理，之后干法球磨得到秸秆粉；
S5、将混合物C与秸秆粉混合搅拌，得到用纳米碳材料制备的盐碱地改良剂。
优选地，S1所述石墨烯和硫磺的质量比为(5-9):(2-4)。
优选地，S1所述球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括25mm、15mm、10mm、5mm，25mm、15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为(1-4):(1-4):(2-6):1。
优选地，S1所述球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例(10-30):1。
优选地，S1所述球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间1-10h；S1所述球磨后干燥。
优选地，S2所述纳米碳材料包括碳纳米管或纳米碳球中的一种或二种。
优选地，S2所述纳米碳材料的维度为30-95nm。
优选地，S2所述混合物A与碳纳米材料的质量比为(7-13):(5-15)。
优选地，S2所述砂磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷材料，直径大小包括3mm、1mm、0.5mm中的两种或三种，3mm、1mm、0.5mm直径的研磨球质量比为(0-2):(0.5-3):1。
优选地，S2所述砂磨，研磨球质量与混合物B质量的比为(3-8):1。
优选地，S2所述砂磨，主机速度500-1600rpm，砂磨时间1-10h；S2所述砂磨后干燥。
优选地，S3中腐殖酸与S1中石墨烯的质量比为(12-16):(5-9)。
优选地，S3所述恒温搅拌，在密闭条件下进行，环境温度35-42℃，搅拌时间2-20h。
优选地，S4所述高温处理，在氮气气氛中进行，高温温度为200-300℃，处理时间为1-3h；高温处理后的秸秆在氮气中降温至室温。
优选地S4所述干法球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括15mm、10mm、5mm，15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为(1-2):(5-9):1。
优选地，S4所述干法球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例(40-50):1。
优选地，S4所述干法球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间5-10h。
优选地，S5所述秸秆粉与S1中石墨烯的质量比为(35-50):(5-9)。
优选地，S5所述搅拌，在常温下进行，搅拌时间2-30h。
S5制备步骤完成后，所得产品采用铝塑膜内衬袋进行包装，储存在恒温或阴凉处即可。
优选地，S2所述砂磨时间t2的确定方法包括：
其中，t1为S1所述球磨时间；i为球磨时间矫正系数，i为常数，取值为0.2-0.5；tc为参照时间标准量，取值为9-15h；k为矫正参数，k为常数，取值为0.5-0.7。优选地，上述各参数中，t1为8-10h。
优选地，S3所述恒温搅拌时间t3的确定方法包括：
其中，t1为S1所述球磨时间，t2为S2所述砂磨时间；i为球磨时间矫正系数，i为常数，取值为0.2-0.5；j为砂磨时间矫正系数，j为常数，取值为0.5-2；tc为参照时间标准量，取值为2-15h；k为矫正参数，k为常数，取值为0.5-0.7。优选地，上述各参数中，t1为1-10h，t2为1-10h。
有益效果
本发明的有益效果在于：
本发明采用纳米碳材料作为土壤改良剂的主要载体，能够在控制改良剂形态及释放的同时，做到不影响土壤的物理性能(储水性能及通气性等)，且对环境更加友好。
本发明土壤改良及配方简单、生产制备工艺简单，采用的设备为普遍设备无需改造或单独购买，大大降低了生产成本。
本发明中含有石墨烯、腐殖酸、硫磺和高温处理的秸秆，在中和土壤酸碱的同时，补充了大量的有机质，促进植物根系活性化，提高植物生命力。本发明缩短植物生长周期并达到增产效果；促进土地生态循环，逐渐改善土壤状况，长远带动减少化学肥料施用。
本发明的盐碱地改良剂适用于不同农作物的生长，对于盐碱地的盐碱度的不同，也具有较好的普适性。
本发明采用特定的混合步骤参数比例(球磨、砂磨时间等)，通过试验证明，这些参数限定能够保证改良剂更加稳定均匀地作用于土壤。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
除非特别指出，以下实施例和对比例为平行试验，采用同样的处理步骤和参数。
实施例1用纳米碳材料制备盐碱地改良剂：
S1、将石墨烯和硫磺混合球磨，分离产物得到混合物A；
S2、将混合物A与纳米碳材料混合砂磨，分离产物得到混合物B；
S3、将混合物B与腐殖酸混合，恒温搅拌，得到混合物C；
S4、将秸秆进行高温处理，之后干法球磨得到秸秆粉；
S5、将混合物C与秸秆粉混合搅拌，得到用纳米碳材料制备的盐碱地改良剂。
S1所述石墨烯和硫磺的质量比为5:2。
S1所述球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括25mm、15mm、10mm、5mm，25mm、15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为1:1:2:1。
S1所述球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例10:1。
S1所述球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间1h；S1所述球磨后干燥。
S2所述纳米碳材料包括碳纳米管。
S2所述纳米碳材料的维度为30-95nm。
S2所述混合物A与碳纳米材料的质量比为7:5。
S2所述砂磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷材料，直径大小包括3mm、1mm、0.5mm中的两种或三种，3mm、1mm、0.5mm直径的研磨球质量比为1:0.5:1。
S2所述砂磨，研磨球质量与混合物B质量的比为3:1。
S2所述砂磨，主机速度500-1600rpm，砂磨时间1h；S2所述砂磨后干燥。
S3中腐殖酸与S1中石墨烯的质量比为12:5。
S3所述恒温搅拌，在密闭条件下进行，环境温度35-42℃，搅拌时间2h。
S4所述高温处理，在氮气气氛中进行，高温温度为200℃，处理时间为1h；高温处理后的秸秆在氮气中降温至室温。
优选地S4所述干法球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括15mm、10mm、5mm，15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为1:5:1。
S4所述干法球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例40:1。
S4所述干法球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间5h。
S5所述秸秆粉与S1中石墨烯的质量比为35:5。
S5所述搅拌，在常温下进行，搅拌时间2h。
S5制备步骤完成后，所得产品采用铝塑膜内衬袋进行包装，储存在恒温或阴凉处即可。
实施例2用纳米碳材料制备盐碱地改良剂：
S1、将石墨烯和硫磺混合球磨，分离产物得到混合物A；
S2、将混合物A与纳米碳材料混合砂磨，分离产物得到混合物B；
S3、将混合物B与腐殖酸混合，恒温搅拌，得到混合物C；
S4、将秸秆进行高温处理，之后干法球磨得到秸秆粉；
S5、将混合物C与秸秆粉混合搅拌，得到用纳米碳材料制备的盐碱地改良剂。
S1所述石墨烯和硫磺的质量比为9:4。
S1所述球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括25mm、15mm、10mm、5mm，25mm、15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为4:4:6:1。
S1所述球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例30:1。
S1所述球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间10h；S1所述球磨后干燥。
S2所述纳米碳材料包括纳米碳球。
S2所述纳米碳材料的维度为30-95nm。
S2所述混合物A与碳纳米材料的质量比为13:15。
S2所述砂磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷材料，直径大小包括3mm、1mm、0.5mm中的两种或三种，3mm、1mm、0.5mm直径的研磨球质量比为2:3:1。
S2所述砂磨，研磨球质量与混合物B质量的比为8:1。
S2所述砂磨，主机速度500-1600rpm，砂磨时间10h；S2所述砂磨后干燥。
S3中腐殖酸与S1中石墨烯的质量比为16:9。
S3所述恒温搅拌，在密闭条件下进行，环境温度35-42℃，搅拌时间20h。
S4所述高温处理，在氮气气氛中进行，高温温度为200-300℃，处理时间为3h；高温处理后的秸秆在氮气中降温至室温。
优选地S4所述干法球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括15mm、10mm、5mm，15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为2:9:1。
S4所述干法球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例50:1。
S4所述干法球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间10h。
S5所述秸秆粉与S1中石墨烯的质量比为50:9。
S5所述搅拌，在常温下进行，搅拌时间30h。
S5制备步骤完成后，所得产品采用铝塑膜内衬袋进行包装，储存在恒温或阴凉处即可。
实施例3用纳米碳材料制备盐碱地改良剂：
S1、将石墨烯和硫磺混合球磨，分离产物得到混合物A；
S2、将混合物A与纳米碳材料混合砂磨，分离产物得到混合物B；
S3、将混合物B与腐殖酸混合，恒温搅拌，得到混合物C；
S4、将秸秆进行高温处理，之后干法球磨得到秸秆粉；
S5、将混合物C与秸秆粉混合搅拌，得到用纳米碳材料制备的盐碱地改良剂。
S1所述石墨烯和硫磺的质量比为7:3。
S1所述球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括25mm、15mm、10mm、5mm，25mm、15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为2:3:5:1。
S1所述球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例20:1。
S1所述球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间8h；S1所述球磨后干燥。
S2所述纳米碳材料包括碳纳米管与纳米碳球按1:1质量比混合物。
S2所述纳米碳材料的维度为30-95nm。
S2所述混合物A与碳纳米材料的质量比为10:13。
S2所述砂磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷材料，直径大小包括3mm、1mm、0.5mm中的两种或三种，3mm、1mm、0.5mm直径的研磨球质量比为1:2:1。
S2所述砂磨，研磨球质量与混合物B质量的比为5:1。
S2所述砂磨，主机速度500-1600rpm，砂磨时间2h；S2所述砂磨后干燥。
S3中腐殖酸与S1中石墨烯的质量比为14:7。
S3所述恒温搅拌，在密闭条件下进行，环境温度35-42℃，搅拌时间15h。
S4所述高温处理，在氮气气氛中进行，高温温度为200-300℃，处理时间为2h；高温处理后的秸秆在氮气中降温至室温。
优选地S4所述干法球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括15mm、10mm、5mm，15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为1:7:1。
S4所述干法球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例45:1。
S4所述干法球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间7h。
S5所述秸秆粉与S1中石墨烯的质量比为45:8。
S5所述搅拌，在常温下进行，搅拌时间20h。
S5制备步骤完成后，所得产品采用铝塑膜内衬袋进行包装，储存在恒温或阴凉处即可。
实施例4用纳米碳材料制备盐碱地改良剂：
S1、将石墨烯和硫磺混合球磨，分离产物得到混合物A；
S2、将混合物A与纳米碳材料混合砂磨，分离产物得到混合物B；
S3、将混合物B与腐殖酸混合，恒温搅拌，得到混合物C；
S4、将秸秆进行高温处理，之后干法球磨得到秸秆粉；
S5、将混合物C与秸秆粉混合搅拌，得到用纳米碳材料制备的盐碱地改良剂。
S1所述石墨烯和硫磺的质量比为7:3。
S1所述球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括25mm、15mm、10mm、5mm，25mm、15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为2:3:5:1。
S1所述球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例20:1。
S1所述球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间8h；S1所述球磨后干燥。
S2所述纳米碳材料包括碳纳米管与纳米碳球按1:1质量比混合物。
S2所述纳米碳材料的维度为30-95nm。
S2所述混合物A与碳纳米材料的质量比为10:13。
S2所述砂磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷材料，直径大小包括3mm、1mm、0.5mm中的两种或三种，3mm、1mm、0.5mm直径的研磨球质量比为1:2:1。
S2所述砂磨，研磨球质量与混合物B质量的比为5:1。
S2所述砂磨，主机速度500-1600rpm；S2所述砂磨后干燥。
S3中腐殖酸与S1中石墨烯的质量比为14:7。
S3所述恒温搅拌，在密闭条件下进行，环境温度35-42℃，搅拌时间15h。
S4所述高温处理，在氮气气氛中进行，高温温度为200-300℃，处理时间为2h；高温处理后的秸秆在氮气中降温至室温。
优选地S4所述干法球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括15mm、10mm、5mm，15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为1:7:1。
S4所述干法球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例45:1。
S4所述干法球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间7h。
S5所述秸秆粉与S1中石墨烯的质量比为45:8。
S5所述搅拌，在常温下进行，搅拌时间20h。
S5制备步骤完成后，所得产品采用铝塑膜内衬袋进行包装，储存在恒温或阴凉处即可。
S2所述砂磨时间t2的确定方法包括：
t2＝k×i×t1×tt1c；
其中，t1为S1所述球磨时间；i为球磨时间矫正系数，i为常数，取值为0.2-0.5；tc为参照时间标准量，取值为9-15h；k为矫正参数，k为常数，取值为0.5-0.7。上述各参数中，t1为S1球磨时间。
实施例5用纳米碳材料制备盐碱地改良剂：
S1、将石墨烯和硫磺混合球磨，分离产物得到混合物A；
S2、将混合物A与纳米碳材料混合砂磨，分离产物得到混合物B；
S3、将混合物B与腐殖酸混合，恒温搅拌，得到混合物C；
S4、将秸秆进行高温处理，之后干法球磨得到秸秆粉；
S5、将混合物C与秸秆粉混合搅拌，得到用纳米碳材料制备的盐碱地改良剂。
S1所述石墨烯和硫磺的质量比为7:3。
S1所述球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括25mm、15mm、10mm、5mm，25mm、15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为2:3:5:1。
S1所述球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例20:1。
S1所述球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间8h；S1所述球磨后干燥。
S2所述纳米碳材料包括碳纳米管与纳米碳球按1:1质量比混合物。
S2所述纳米碳材料的维度为30-95nm。
S2所述混合物A与碳纳米材料的质量比为10:13。
S2所述砂磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷材料，直径大小包括3mm、1mm、0.5mm中的两种或三种，3mm、1mm、0.5mm直径的研磨球质量比为1:2:1。
S2所述砂磨，研磨球质量与混合物B质量的比为5:1。
S2所述砂磨，主机速度500-1600rpm；S2所述砂磨后干燥。
S3中腐殖酸与S1中石墨烯的质量比为14:7。
S3所述恒温搅拌，在密闭条件下进行，环境温度35-42℃。
S4所述高温处理，在氮气气氛中进行，高温温度为200-300℃，处理时间为2h；高温处理后的秸秆在氮气中降温至室温。
优选地S4所述干法球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括15mm、10mm、5mm，15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为1:7:1。
S4所述干法球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例45:1。
S4所述干法球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间7h。
S5所述秸秆粉与S1中石墨烯的质量比为45:8。
S5所述搅拌，在常温下进行，搅拌时间20h。
S5制备步骤完成后，所得产品采用铝塑膜内衬袋进行包装，储存在恒温或阴凉处即可。
S2所述砂磨时间t2的确定方法包括：
其中，t1为S1所述球磨时间；i为球磨时间矫正系数，i为常数，取值为0.2-0.5；tc为参照时间标准量，取值为9-15h；k为矫正参数，k为常数，取值为0.5-0.7。上述各参数中，t1为S1球磨时间。
S3所述恒温搅拌时间t3的确定方法包括：
其中，t1为S1所述球磨时间，t2为S2所述砂磨时间；i为球磨时间矫正系数，i为常数，取值为0.2-0.5；j为砂磨时间矫正系数，j为常数，取值为0.5-2；tc为参照时间标准量，取值为2-15h；k为矫正参数，k为常数，取值为0.5-0.7。上述各参数中，t1为S1球磨时间，t2为S2砂磨时间。
效果验证：
将上述实施例制备的土壤改良剂分别以以下方法施用于基本同性质形状的土地：在播种前60天，每亩土地用量为130kg，去土壤表层，将改良剂均匀铺撒在土壤表面，在改良剂表面覆盖30cm厚的土壤，机械翻地，喷水0.3kg/m2，静置到播种前。上述验证试验前后分别检测土壤的pH、物理性质。经对比发现，pH实施例1-3施用改良剂前后分别由5.5、5.9、6.3分别调节到了6.7、6.5、6.5；土壤中作物所需各种微量元素离子未见明显失衡；播种前观察土壤物理性状未见结块，土壤通气度和饱和导水率未见明显改变。由此可见，本发明提供的方法制备的土壤改良剂，能够调节盐碱地土壤的pH，另外施用后土壤的原本形状不受到负面影响，不影响当地适宜播种的作物的生长。
实施例4、5较实施例1-3表现为：实施例1-3在每个实施例10份样本中，改良数据相差较大，而实施例4、5每份样本表现基本持平，证明采用本发明提供的球磨、砂磨、搅拌参数限定后，更好地均匀了改良剂对土壤的作用。
将上述实施例所得改良剂进行对比试验，在宁夏回族自治区的银川市(约2亩)和石嘴山市(约2亩)进行玉米种植试验，添加了实施例1-5的改良剂(按上述效果验证试验操作后种植，空白例施加同质量土壤进行相同操作)种植后：实施例相较于空白例，玉米株高高、根系发达、长势好、玉米产量高。其中，实施例1-3相对于空白例，玉米发芽率增长约18％、20％、20％，玉米棒长增长13％、15％、19％，玉米棒粗增加约12％、15％、17％，产量增加约23％、30％、33％。而实施例4、5相对于空白例，玉米发芽率增长约22％、24％，玉米棒长增长17％、20％，玉米棒粗增加约16％、19％，产量增加约33％、34％。
可见，本发明提供的方法制备的改良剂能够起到改良盐碱地土壤使其适用于经济作物的种植，并且通过改良剂改良的土壤能够显著提升作物的产量和质量。
同时，对于水稻、花生的盐碱地种植，本发明的改良剂也具有较好的改良效果。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将石墨烯和硫磺混合球磨，分离产物得到混合物A；
S2、将混合物A与纳米碳材料混合砂磨，分离产物得到混合物B；
S3、将混合物B与腐殖酸混合，恒温搅拌，得到混合物C；
S4、将秸秆进行高温处理，之后干法球磨得到秸秆粉；
S5、将混合物C与秸秆粉混合搅拌，得到用纳米碳材料制备的盐碱地改良剂。
2.根据权利要求1所述的用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，其特征在于：S1所述石墨烯和硫磺的质量比为(5-9):(2-4)。
3.根据权利要求1所述的用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，其特征在于：S1所述球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括25mm、15mm、10mm、5mm，25mm、15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为(1-4):(1-4):(2-6):1；S1所述球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例(10-30):1。
4.根据权利要求1所述的用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，其特征在于：S1所述球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间1-10h；S1所述球磨后干燥。
5.根据权利要求1所述的用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，其特征在于：S2所述纳米碳材料包括碳纳米管或纳米碳球中的一种或二种；S2所述纳米碳材料的维度为30-95nm；S2所述混合物A与碳纳米材料的质量比为(7-13):(5-15)。
6.根据权利要求1所述的用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，其特征在于：S2所述砂磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷材料，直径大小包括3mm、1mm、0.5mm中的两种或三种，3mm、1mm、0.5mm直径的研磨球质量比为(0-2):(0.5-3):1；S2所述砂磨，研磨球质量与混合物B质量的比为(3-8):1；S2所述砂磨，主机速度500-1600rpm，砂磨时间1-10h；S2所述砂磨后干燥。
7.根据权利要求1所述的用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，其特征在于：S3中腐殖酸与S1中石墨烯的质量比为(12-16):(5-9)；S3所述恒温搅拌，在密闭条件下进行，环境温度35-42℃，搅拌时间2-20h。
8.根据权利要求1所述的用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，其特征在于：S4所述高温处理，在氮气气氛中进行，高温温度为200-300℃，处理时间为1-3h；高温处理后的秸秆在氮气中降温至室温。
9.根据权利要求1所述的用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，其特征在于：S4所述干法球磨，研磨球使用氧化钇稳定的氧化锆陶瓷，直径大小包括15mm、10mm、5mm，15mm、10mm、5mm直径的研磨球质量比为(1-2):(5-9):1；S4所述干法球磨，研磨球质量与混合物A的质量比例(40-50):1；S4所述干法球磨，球磨速度公转转速100-400rpm，自转转速200-800rpm，球磨时间5-10h。
10.根据权利要求1所述的用纳米碳材料制备盐碱地改良剂的方法，其特征在于：S5所述秸秆粉与S1中石墨烯的质量比为(35-50):(5-9)；S5所述搅拌，在常温下进行，搅拌时间2-30h。
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