CN118058011B - 一种酸性土壤快速改良的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酸性土壤快速改良的方法，包括以下步骤：S1、将酸性土壤深耕深松进行破土处理，然后暴晒；S2、将石灰石、草木灰、粉煤灰混合均匀，得到混合物A，向步骤S1中的土壤中施加混合物A，再次深耕深松进行翻土处理，处理完成后放置3‑5天；S3、将改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥混合均匀，得到混合物B，继续向步骤S2中的土壤施加混合物B，然后耕耙混合均匀，放置1‑2天；S4、向步骤S3中的土壤中播种农作物，随后进行除草、施肥等田间管理即可。本发明提供的酸性土壤快速改良方法，既节省了成本，也不会造成土壤酸化、板结、有机质流失，符合节能、环保、可持续发展的趋势。
Description
技术领域
本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种酸性土壤快速改良的方法。
背景技术
土壤酸化属于土壤质量退化，是指Na+、K+、Ca2+、Mg2+等盐基性阳离子减少，H+、Al3+增加，土壤pH值降低的过程，是由自然和人为因素共同作用导致的土壤性质恶化。土壤酸化不仅影响植物对K+、Ca2+、Mg2+等营养物质的吸收，使作物发生缺素症，加重生理病害；会活化土壤中的有毒重金属离子、破坏土壤物理结构、减少微生物种群数量，导致作物重金属中毒、土壤板结、微生物种群失衡，影响作物的正常生长发育，以及产量和品质的形成。
耕地土壤的酸化本质上是土壤母质异常化的不可逆恶性发育过程，在雨水淋融和多年连耕、化肥过施等因素作用下，造成土壤中的钙镁钾等矿物质元素大量淋失、铁铝氧化物明显聚积、阳离子交换量逐步度降低，土壤的pH值连年下降。
目前，对于酸性土壤改良的方法有施用酸性土壤改良剂，使用石灰是改良酸性土壤传统的方法，石灰不仅能中和土壤酸度，还能改善土壤结构，增加土壤钙含量。但施用石灰也有不少缺点，例如，石灰仅对表层土酸度提高有效，但是很多植物根系下扎很深，对底层土壤的酸度影响很小，且如果施用方式不合理，容易造成土壤板结，深层改良不足；同时施用石灰过程中，粉尘飞扬，易造成环境污染。除化学改良剂外，生物改良剂也有一定效果，如生物有机肥、生物菌剂或绿肥。绿肥、有机物料或秸秆施入土壤后，可以提高土壤有机质含量，增强土壤微生物活性，进而改善酸性土壤植物生长。合理施用有机物料，例如有机肥、秸秆或秸秆制成的生物质炭，在酸性土壤改良上也取得了很好效果。
中国专利申请号为202210088033.0公开了一种南方酸性土壤酸化改良方法，包括大田处理、一季稻种植、一季稻管理、油菜种植、油菜管理。本发明通过减施化学氮肥，结合水旱轮作及施用有机肥的模式，不但能够达到化肥减量，实现绿色循环种养的目的和要求，同时还改良及培肥了土壤，达到一举多效的目的。但其步骤方法较为繁杂，涉及多个时间节点，实施过程较为苛刻，且改良时间较长。中国专利申请号为202310703204.0公开了一种防止土壤酸化的改良方法，包括以下步骤：步骤一、将石灰石放置到粉碎机内，将石灰石粉碎成块状石灰石，不合格的块状石灰石放置在粉碎机内进行二次粉碎处理；步骤二、对合格块状的石灰石进行煅烧处理；步骤三、对煅烧完成的块状石灰石进行粉磨处理，完成生石灰粉末的制备；步骤四、将生石灰粉末放置到储存箱内；步骤五、位于储存箱内的生石灰粉末通过多个排料管排出；步骤六、将生石灰粉末均匀撒到土壤内，即可完成对酸性土壤的改良，本方法可将生石灰粉末撒到土壤内部。但该方法主要是通过特定装置将生石灰粉均匀撒到土壤内部，对装置要求较高，具有一定的局限性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种酸性土壤快速改良的方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种酸性土壤快速改良的方法，包括以下步骤：
S1、将酸性土壤深耕深松进行破土处理，然后暴晒；
S2、将石灰石、草木灰、粉煤灰混合均匀，得到混合物A，向步骤S1中的土壤中施加混合物A，再次深耕深松进行翻土处理，处理完成后放置3-5天；
S3、将改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥混合均匀，得到混合物B，继续向步骤S2中的土壤施加混合物B，然后耕耙混合均匀，放置1-2天；
S4、向步骤S3中的土壤中播种农作物，随后进行除草、施肥等田间管理即可。
优选的，步骤S1中所述破土深度为30-40cm，暴晒时间为5-10天。
更优选的，步骤S1中所述破土深度为30-35cm，暴晒时间为5-8天。
优选的，步骤S2中所述石灰石、草木灰、粉煤灰的质量比为10-20:0.5-2:3-5，所述翻土处理的深度30-40cm。
更优选的，步骤S2中所述石灰石、草木灰、粉煤灰的质量比为15-20:1-2:4-5，所述翻土处理的深度30-35cm。
优选的，步骤S2中所述混合物A的施加量为0.05-0.1kg/m2。
更优选的，步骤S2中所述混合物A的施加量为0.05-0.08kg/m2。
优选的，步骤S3中所述改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥的质量比为40-50:10-20:5-10:5-10，混合物B的施加量为0.2-0.4kg/m2。
优选的，步骤S3中所述改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥的质量比为45-50:15-20:8-10:7-10，混合物B的施加量为0.2-0.3kg/m2。
优选的，步骤S3中所述改性多孔生物炭的制备方法如下：
(a)将生物质粉碎后过筛，加入氢氧化钾溶液中，进行浸渍，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，得到固体粉末；随后将固体粉末加入去离子水中，接着加入尿素、脂肪醇聚氧乙烯醚，进行水热炭化反应，反应完成后过滤、干燥，得到多孔生物炭；
(b)将步骤(a)中的多孔生物炭加入乙醇水溶液中，然后加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，进行搅拌反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到预处理多孔生物炭，随后将预处理多孔生物炭加入去离子水中，接着加入壳聚糖乙酸溶液、氯化锌，于70-80℃下反应3-4h，反应完成后过滤、洗涤、干燥、焙烧，得到复合多孔生物炭；
(c)将步骤(b)中的复合多孔生物炭加入去离子水中，接着加入十二烷基苯磺酸钠、氯化钙，搅拌均匀后得到悬浊液，随后向悬浊液中加入氨水、过氧化氢溶液，于0-5℃下进行快速搅拌，搅拌完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
优选的，步骤(a)中所述生物质为烟杆、茶枝、菌渣中的一种或几种，所述氢氧化钾溶液的质量分数为10-20％，所述浸渍的温度为40-50℃，时间为2-4h；所述固体粉末、尿素、脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为100:20-30:3-5，所述水热炭化反应的温度为180-200℃，时间为3-5h。
优选的，步骤(b)中所述乙醇水溶液中乙醇的质量分数为60-80％，所述多孔生物炭、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的质量比为50:2-5，所述搅拌反应的温度为60-70℃，时间为2-3h；所述预处理多孔生物炭、壳聚糖乙酸溶液的质量比为50:30-40:0.3-0.5，所述壳聚糖乙酸溶液中壳聚糖的质量分数为5-10％；所述焙烧的温度为300-400℃，时间为1-2h。
优选的，步骤(c)中所述复合多孔生物炭、去离子水、十二烷基苯磺酸钠、氯化钙的质量比为50-60:600-800:0.5-1:10-15；所述氨水的质量分数为25％，加入量为悬浊液质量的6-10％，所述过氧化氢溶液的质量分数为20-30％，加入量为悬浊液质量的20-30％，所述快速搅拌的转速为300-400r/min，时间为6-10h。
优选的，步骤S4中所述农作物为水稻、油菜、马铃薯中的一种。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明提供的酸性土壤快速改良方法，先将酸性土壤进行破土处理，使其结构疏松，更易与其它物料混合均匀，随后再加入石灰石、草木灰、粉煤灰混合物对酸性土壤进行初步处理，提升其pH，随后加入改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥，改性多孔生物炭具有疏松多孔及表面积巨大等特性，可降低土壤的板结度降低，有利于植物根系生长，同时改性多孔生物炭进入土壤后其表面和内部的碱性物质释放，提高土壤pH值；同时配合有机肥、尿素、微生物菌肥，不仅可提高土壤的pH值，还可增加土壤中有机质含量，改善土壤中的微生物群落结构和活性，加快酸性土壤的改良效果；最后在土壤中播种农作物，形成边利用边改造的良性循环，既节省了成本，也不会造成土壤酸化、板结、有机质流失，符合节能、环保、可持续发展的趋势。
(2)本发明提供的酸性土壤快速改良的方法，加入的改性多孔生物炭，以农林废弃物烟杆、茶枝、菌渣等为原料，先将生物质进行碱处理，使生物质中的纤维素、半纤维素结构破坏，提高生物炭的比表面积和孔隙率，随后再将尿素和脂肪醇聚氧乙烯醚，进行水热炭化反应，从而得到多孔生物炭，尿素的加入可提高多孔生物炭表面的碱性基团，提高生物炭的pH值，有利于对酸化土壤的改良，脂肪醇聚氧乙烯醚可使生炭具有良好的分散性，有利于后续反应的进行；随后再将多孔生物炭与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷进行反应，使生物炭接入环氧基团，便于后续反应的进行，接着再将预处理多孔生物炭与壳聚糖进行反应，反应完成后焙烧，得到复合多孔生物炭，壳聚糖中含有大量的-NH2、-OH等碱性团，可进一步提高生物炭的pH，同时其焙烧后可在生物炭表面形复杂的孔隙结构，具有更好的吸附性能，保证有机质不易流失；最后再将复合多孔生物炭与十二烷基苯磺酸钠、氯化钙、氨水、过氧化氢进行反应，原位生成过氧化钙，相比于直接加入过氧化钙，原位生成的过氧化钙附着于结构复杂的生物炭表面及孔隙内，不易与水直接反应，具有持续缓慢与水反应的特点，在后续改良土壤过程中，过氧化钙可与水缓慢反应，从而生成氢氢化钙和氧气，既有利于植物的生长，又能持续的保持土壤不易酸化，其可使土壤具有良好的抗酸化缓冲能力和长效性。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种酸性土壤快速改良的方法，包括以下步骤：
S1、将酸性土壤深耕深松进行破土处理，破土深度为30-40cm，然后暴晒5-10天；
S2、将质量比为10-20:0.5-2:3-5的石灰石、草木灰、粉煤灰混合均匀，得到混合物A，向步骤S1中的土壤中施加混合物A，施加量为0.05-0.1kg/m2，再次深耕深松进行翻土处理，翻土深度为30-40cm，处理完成后放置3-5天；
S3、将质量比为40-50:10-20:5-10:5-10的改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥混合均匀，得到混合物B，继续向步骤S2中的土壤施加混合物B，施加量为0.2-0.4kg/m2，然后耕耙混合均匀，放置1-2天；
S4、向步骤S3中的土壤中播种农作物，随后进行除草、施肥等田间管理即可；所述农作物为水稻、油菜、马铃薯中的一种。
步骤S3中所述改性多孔生物炭的制备方法如下：
(a)将100g生物质粉碎后过200目筛，加入800g质量浓度为10-20％的氢氧化钾溶液中，在40-50℃下浸渍2-4h，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，得到固体粉末；随后将100g固体粉末加入600g去离子水中，接着加入20-30g尿素、3-5g脂肪醇聚氧乙烯醚，在180-200℃下水热炭化反应3-5h，反应完成后过滤、干燥，得到多孔生物炭；所述生物质为烟杆、茶枝、菌渣中的一种或几种；
(b)将步骤(a)中的50g多孔生物炭加入500g乙醇水溶液(乙醇的质量分数为60-80％)中，然后加入2-5gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，在60-70℃下搅拌反应2-3h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到预处理多孔生物炭，随后将50g预处理多孔生物炭加入500g去离子水中，接着加入30-40g壳聚糖乙酸溶液(壳聚糖的质量分数为5-10％)、0.3-0.5g氯化锌，于70-80℃下反应3-4h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，于300-400℃下焙烧1-2h，得到复合多孔生物炭；
(c)将步骤(b)中的50-60g复合多孔生物炭加入600-800g去离子水中，接着加入0.5-1g十二烷基苯磺酸钠、10-15g氯化钙，搅拌均匀后得到悬浊液，随后向悬浊液中加入悬浊液质量6-10％的氨水(质量分数为25％)、加入量为悬浊液质量20-30％的过氧化氢溶液(质量分数为20-30％)，于0-5℃、300-400r/min的转速下搅拌6-10h，搅拌完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
所述微生物菌肥购自石家庄富铭生物有机肥有限公司，有效活菌数≥2亿/g；所述脂肪醇聚氧乙烯醚购自山东腾华新材料有限公司，型号为AEO-9。
下面将通过具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
一种酸性土壤快速改良的方法，包括以下步骤：
S1、将酸性土壤深耕深松进行破土处理，破土深度为30-35cm，然后暴晒7天；
S2、将质量比为15:1:4的石灰石、草木灰、粉煤灰混合均匀，得到混合物A，向步骤S1中的土壤中施加混合物A，施加量为0.08kg/m2，再次深耕深松进行翻土处理，翻土深度为30-35cm，处理完成后放置4天；
S3、将质量比为45:15:8:7的改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥混合均匀，得到混合物B，继续向步骤S2中的土壤施加混合物B，施加量为0.3kg/m2，然后耕耙混合均匀，放置2天；
S4、向步骤S3中的土壤中播种马铃薯，随后进行除草、施肥等田间管理即可。
步骤S3中所述改性多孔生物炭的制备方法如下：
(a)将100g茶枝粉碎后过200目筛，加入800g质量浓度为15％的氢氧化钾溶液中，在45℃下浸渍3h，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，得到固体粉末；随后将100g固体粉末加入600g去离子水中，接着加入25g尿素、4g脂肪醇聚氧乙烯醚，在190℃下水热炭化反应4h，反应完成后过滤、干燥，得到多孔生物炭；
(b)将步骤(a)中的50g多孔生物炭加入500g乙醇水溶液(乙醇的质量分数为70％)中，然后加入4gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，在65℃下搅拌反应2.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到预处理多孔生物炭，随后将50g预处理多孔生物炭加入500g去离子水中，接着加入35g壳聚糖乙酸溶液(壳聚糖的质量分数为5％)、0.4g氯化锌，于75℃下反应3.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，于350℃下焙烧1.5h，得到复合多孔生物炭；
(c)将步骤(b)中的55g复合多孔生物炭加入700g去离子水中，接着加入0.8g十二烷基苯磺酸钠、13g氯化钙，搅拌均匀后得到悬浊液，随后向悬浊液中加入60g氨水(质量分数为25％)、加入量为悬浊液质量190g过氧化氢溶液(质量分数为25％)，于3℃、350r/min的转速下搅拌8h，搅拌完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
实施例2
一种酸性土壤快速改良的方法，包括以下步骤：
S1、将酸性土壤深耕深松进行破土处理，破土深度为35-40cm，然后暴晒10天；
S2、将质量比为10:0.5:3的石灰石、草木灰、粉煤灰混合均匀，得到混合物A，向步骤S1中的土壤中施加混合物A，施加量为0.05kg/m2，再次深耕深松进行翻土处理，翻土深度为35-40cm，处理完成后放置5天；
S3、将质量比为40:10:5:5的改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥混合均匀，得到混合物B，继续向步骤S2中的土壤施加混合物B，施加量为0.2kg/m2，然后耕耙混合均匀，放置1天；
S4、向步骤S3中的土壤中播种油菜，随后进行除草、施肥田间管理即可。
步骤S3中所述改性多孔生物炭的制备方法如下：
(a)将100g茶枝粉碎后过200目筛，加入800g质量浓度为20％的氢氧化钾溶液中，在40℃下浸渍4h，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，得到固体粉末；随后将100g固体粉末加入600g去离子水中，接着加入30g尿素、5g脂肪醇聚氧乙烯醚，在180℃下水热炭化反应5h，反应完成后过滤、干燥，得到多孔生物炭；
(b)将步骤(a)中的50g多孔生物炭加入500g乙醇水溶液(乙醇的质量分数为80％)中，然后加入3gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，在60℃下搅拌反应3h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到预处理多孔生物炭，随后将50g预处理多孔生物炭加入500g去离子水中，接着加入40g壳聚糖乙酸溶液(壳聚糖的质量分数为5％)、0.3g氯化锌，于70℃下反应4h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，于400℃下焙烧1h，得到复合多孔生物炭；
(c)将步骤(b)中的55g复合多孔生物炭加入700g去离子水中，接着加入0.8g十二烷基苯磺酸钠、13g氯化钙，搅拌均匀后得到悬浊液，随后向悬浊液中加入60g氨水(质量分数为25％)、加入量为悬浊液质量190g过氧化氢溶液(质量分数为25％)，于5℃、400r/min的转速下搅拌10h，搅拌完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
实施例3
一种酸性土壤快速改良的方法，包括以下步骤：
S1、将酸性土壤深耕深松进行破土处理，破土深度为30-35cm，然后暴晒5天；
S2、将质量比为20:2:5的石灰石、草木灰、粉煤灰混合均匀，得到混合物A，向步骤S1中的土壤中施加混合物A，施加量为0.1kg/m2，再次深耕深松进行翻土处理，翻土深度为30-35cm，处理完成后放置3天；
S3、将质量比为50:20:10:10的改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥混合均匀，得到混合物B，继续向步骤S2中的土壤施加混合物B，施加量为0.4kg/m2，然后耕耙混合均匀，放置2天；
S4、向步骤S3中的土壤中播种马铃薯，随后进行除草、施肥等田间管理即可。
步骤S3中所述改性多孔生物炭的制备方法如下：
(a)将100g茶枝粉碎后过200目筛，加入800g质量浓度为10％的氢氧化钾溶液中，在50℃下浸渍2h，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，得到固体粉末；随后将100g固体粉末加入600g去离子水中，接着加入20g尿素、3g脂肪醇聚氧乙烯醚，在200℃下水热炭化反应3h，反应完成后过滤、干燥，得到多孔生物炭；
(b)将步骤(a)中的50g多孔生物炭加入500g乙醇水溶液(乙醇的质量分数为70％)中，然后加入5gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，在70℃下搅拌反应2h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到预处理多孔生物炭，随后将50g预处理多孔生物炭加入500g去离子水中，接着加入40g壳聚糖乙酸溶液(壳聚糖的质量分数为5％)、0.5g氯化锌，于80℃下反应3h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，于300℃下焙烧2h，得到复合多孔生物炭；
(c)将步骤(b)中的55g复合多孔生物炭加入700g去离子水中，接着加入0.8g十二烷基苯磺酸钠、13g氯化钙，搅拌均匀后得到悬浊液，随后向悬浊液中加入60g氨水(质量分数为25％)、加入量为悬浊液质量190g过氧化氢溶液(质量分数为25％)，于3℃、350r/min的转速下搅拌8h，搅拌完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
对比例1
一种酸性土壤快速改良的方法，包括以下步骤：
S1、将酸性土壤深耕深松进行破土处理，破土深度为30-35cm，然后暴晒7天；
S2、将质量比为15:1:4的石灰石、草木灰、粉煤灰混合均匀，得到混合物A，向步骤S1中的土壤中施加混合物A，施加量为0.08kg/m2，再次深耕深松进行翻土处理，翻土深度为30-35cm，处理完成后放置4天；
S3、将质量比为45:15:8:7的多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥混合均匀，得到混合物B，继续向步骤S2中的土壤施加混合物B，施加量为0.3kg/m2，然后耕耙混合均匀，放置2天；
S4、向步骤S3中的土壤中播种马铃薯，随后进行除草、施肥等田间管理即可。
步骤S3中所述多孔生物炭的制备方法如下：
将100g茶枝粉碎后过200目筛，加入800g质量浓度为15％的氢氧化钾溶液中，在45℃下浸渍3h，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，得到固体粉末；随后将100g固体粉末加入600g去离子水中，接着加入25g尿素、4g脂肪醇聚氧乙烯醚，在190℃下水热炭化反应4h，反应完成后过滤、干燥，得到多孔生物炭。
对比例2
一种酸性土壤快速改良的方法，包括以下步骤：
S1、将酸性土壤深耕深松进行破土处理，破土深度为30-35cm，然后暴晒7天；
S2、将质量比为15:1:4的石灰石、草木灰、粉煤灰混合均匀，得到混合物A，向步骤S1中的土壤中施加混合物A，施加量为0.08kg/m2，再次深耕深松进行翻土处理，翻土深度为30-35cm，处理完成后放置4天；
S3、将质量比为45:15:8:7的复合多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥混合均匀，得到混合物B，继续向步骤S2中的土壤施加混合物B，施加量为0.3kg/m2，然后耕耙混合均匀，放置2天；
S4、向步骤S3中的土壤中播种马铃薯，随后进行除草、施肥等田间管理即可。
步骤S3中所述复合多孔生物炭的制备方法如下：
(a)将100g茶枝粉碎后过200目筛，加入800g质量浓度为15％的氢氧化钾溶液中，在45℃下浸渍3h，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，得到固体粉末；随后将100g固体粉末加入600g去离子水中，接着加入25g尿素、4g脂肪醇聚氧乙烯醚，在190℃下水热炭化反应4h，反应完成后过滤、干燥，得到多孔生物炭；
(b)将步骤(a)中的50g多孔生物炭加入500g乙醇水溶液(乙醇的质量分数为70％)中，然后加入4gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，在65℃下搅拌反应2.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到预处理多孔生物炭，随后将50g预处理多孔生物炭加入500g去离子水中，接着加入35g壳聚糖乙酸溶液(壳聚糖的质量分数为5％)、0.4g氯化锌，于75℃下反应3.5h，反应完成后过滤、洗涤、干燥，于350℃下焙烧1.5h，得到复合多孔生物炭。
对比例3
一种酸性土壤快速改良的方法，包括以下步骤：
S1、将酸性土壤深耕深松进行破土处理，破土深度为30-35cm，然后暴晒7天；
S2、将质量比为15:1:4的石灰石、草木灰、粉煤灰混合均匀，得到混合物A，向步骤S1中的土壤中施加混合物A，施加量为0.08kg/m2，再次深耕深松进行翻土处理，翻土深度为30-35cm，处理完成后放置4天；
S3、将质量比为45:15:8:7的改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥混合均匀，得到混合物B，继续向步骤S2中的土壤施加混合物B，施加量为0.3kg/m2，然后耕耙混合均匀，放置2天；
S4、向步骤S3中的土壤中播种马铃薯，随后进行除草、施肥等田间管理即可。
步骤S3中所述改性多孔生物炭的制备方法如下：
(a)将100g茶枝粉碎后过200目筛，加入800g质量浓度为15％的氢氧化钾溶液中，在45℃下浸渍3h，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，得到固体粉末；随后将100g固体粉末加入600g去离子水中，接着加入25g尿素、4g脂肪醇聚氧乙烯醚，在190℃下水热炭化反应4h，反应完成后过滤、干燥，得到多孔生物炭；
(b)将步骤(a)中的55g多孔生物炭、8.4g过氧化钙混合均匀，即得改性多孔生物炭。
分别测试实施例1-3、对比例1-3改良前和改良后1个月、3个月、6个月后土壤的pH值、交换性酸度，空白组为不做任何处理，其中，pH值采LY/T1239-1999标准方法，并且使用PHS-3C pH计进行测定；交换性酸度采LY/T 1240-1999标准方法进行测定，测试结果如下表1-2：
表1改良前后土壤pH值
| 改良前 | 改良后1个月 | 改良后3个月 | 改良后6个月 | |
| 空白组 | 4.68 | 4.65 | 4.61 | 4.54 |
| 实施例1 | 4.57 | 5.19 | 5.92 | 6.68 |
| 实施例2 | 4.62 | 5.11 | 5.79 | 6.51 |
| 实施例3 | 4.59 | 5.17 | 5.85 | 6.63 |
| 对比例1 | 4.61 | 4.98 | 5.46 | 5.92 |
| 对比例2 | 4.58 | 5.09 | 5.62 | 6.13 |
| 对比例3 | 4.66 | 5.35 | 6.19 | 6.01 |
表2改良前后土壤交换性酸度(mmol/kg)
从表1-2可以看出，本发明的改良方法见效快，而且改良的幅度大，且后面持续基本保持稳定，有效提高酸性土壤的pH值，防止土壤二次酸化，对酸化土壤具有良好的抗酸化缓冲能力和长效性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种酸性土壤快速改良的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将酸性土壤深耕深松进行破土处理，然后暴晒；
S2、将石灰石、草木灰、粉煤灰混合均匀，得到混合物A，向步骤S1中的土壤中施加混合物A，再次深耕深松进行翻土处理，处理完成后放置3-5天；
S3、将改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥混合均匀，得到混合物B，继续向步骤S2中的土壤施加混合物B，然后耕耙混合均匀，放置1-2天；
S4、向步骤S3中的土壤中播种农作物，随后进行除草、施肥等田间管理即可；
其中，步骤S3中所述改性多孔生物炭的制备方法如下：
（a）将生物质粉碎后过筛，加入氢氧化钾溶液中，进行浸渍，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，得到固体粉末；随后将固体粉末加入去离子水中，接着加入尿素、脂肪醇聚氧乙烯醚，进行水热炭化反应，反应完成后过滤、干燥，得到多孔生物炭；
（b）将步骤（a）中的多孔生物炭加入乙醇水溶液中，然后加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，进行搅拌反应，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到预处理多孔生物炭，随后将预处理多孔生物炭加入去离子水中，接着加入壳聚糖乙酸溶液、氯化锌，于70-80℃下反应3-4h，反应完成后过滤、洗涤、干燥、焙烧，得到复合多孔生物炭；
（c）将步骤（b）中的复合多孔生物炭加入去离子水中，接着加入十二烷基苯磺酸钠、氯化钙，搅拌均匀后得到悬浊液，随后向悬浊液中加入氨水、过氧化氢溶液，于0-5℃下进行快速搅拌，搅拌完成后过滤、洗涤、干燥，即得改性多孔生物炭。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述破土深度为30-40cm，暴晒时间为5-10天。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中所述石灰石、草木灰、粉煤灰的质量比为10-20:0.5-2:3-5，所述翻土处理的深度30-40cm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中所述混合物A的施加量为0.05-0.1kg/m2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中所述改性多孔生物炭、有机肥、尿素、微生物菌肥的质量比为40-50:10-20:5-10:5-10，混合物B的施加量为0.2-0.4kg/m2。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（a）中所述生物质为烟杆、茶枝、菌渣中的一种或几种，所述氢氧化钾溶液的质量分数为10-20%，所述浸渍的温度为40-50℃，时间为2-4h；所述固体粉末、尿素、脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为100:20-30:3-5，所述水热炭化反应的温度为180-200℃，时间为3-5h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（b）中所述乙醇水溶液中乙醇的质量分数为60-80%，所述多孔生物炭、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的质量比为50:2-5，所述搅拌反应的温度为60-70℃，时间为2-3h；所述预处理多孔生物炭、壳聚糖乙酸溶液的质量比为50:30-40:0.3-0.5，所述壳聚糖乙酸溶液中壳聚糖的质量分数为5-10%；所述焙烧的温度为300-400℃，时间为1-2h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（c）中所述复合多孔生物炭、去离子水、十二烷基苯磺酸钠、氯化钙的质量比为50-60:600-800:0.5-1:10-15；所述氨水的质量分数为25%，加入量为悬浊液质量的6-10%，所述过氧化氢溶液的质量分数为20-30%，加入量为悬浊液质量的20-30%，所述快速搅拌的转速为300-400r/min，时间为6-10h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中所述农作物为水稻、油菜、马铃薯中的一种。
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