一种盐碱地改良用土壤调理剂及其制备工艺的制作方法

本发明涉及土壤调理剂，具体是一种盐碱地改良用土壤调理剂及其制备工艺。

背景技术：

1、盐碱地的形成原因多是土壤中盐分的积累，导致土壤肥力的降低，从而限制了作物生长，最终导致产量的下降。

2、目前盐碱地的改良多分为物理、生物和化学三种方法。物理方法如深耕和翻土等，在打破土壤板结时，改善土壤透气性能、渗水性能，但通常成本较高，劳动强度大且改善效果有限。生物方法如引入耐盐植物或微生物，来促进土壤有机质的积累和微生物多样性，但是速度较慢，效果不明显且受环境限制。化学方法如施用石灰、硫酸钙等改良剂，从而调整土壤ph，但是长期使用也存在破坏土壤结构和污染环境的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种盐碱地改良用土壤调理剂及其制备工艺，以解决现有技术中的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种盐碱地改良用土壤调理剂，包括以下原料：贝壳粉5-10份、腐植酸4-8份、复合菌糠4-8份、生物炭4-6份、抗菌壳聚糖3-5份、凝灰岩石粉45-55份。

4、进一步的，凝灰岩石粉的粒径在1-3μm。

5、进一步的，生物炭为小麦秸秆生物炭、稻谷生物炭、菌糠生物炭中一种。

6、进一步的，菌糠生物炭的制备包括以下步骤：

7、将菌糠、高铁酸钾研磨混合，干燥，进行热解处理，冷却、密封，得到菌糠生物炭。

8、进一步的，热解处理的工作条件为：氩气流量0.5l/min，升温速率为5℃/min，温度为700℃，时间为2h。

9、进一步的，贝壳粉的制备包括以下步骤：将贝壳洗净，用氢氧化钠溶液浸泡10h，用去离子水洗至中性，烘干、粉碎，高温煅烧，冷却、粉碎，过500目筛，得到贝壳粉。

10、进一步的，高温煅烧的工艺条件为：温度为1100℃，时间为2h。

11、进一步的，抗菌壳聚糖的制备包括以下步骤：

12、(1)将壳聚糖、醋酸水溶液混合，加入缩水甘油基三甲基氯化铵、去离子水的混合液，在53-57℃搅拌17-18h，离心、透析、冻干，得到季铵化壳聚糖；

13、(2)将季铵化壳聚糖、去离子水混合，搅拌12-13h，加入咖啡酸、冰乙醇、去离子水、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)羧二亚胺盐酸盐、n-羟基琥珀酰亚胺混合液，调节ph为5，在18-25℃避光搅拌22-24h，透析、冻干，得到抗菌壳聚糖。

14、进一步的，季铵化壳聚糖、咖啡酸的质量比为5:2。

15、进一步的，复合菌糠的制备包括以下步骤：

16、将丙烯酸、去离子水混合，在冰浴条件下，用氢氧化钠溶液中和，中和度为70％，加入丙烯酰胺，将抗菌壳聚糖、菌糠、醋酸水溶液混合，加入氧掺杂的碳量子点，超声20-30min，得到a液；将环己烷、span-80、十二烷基苯磺酸钠混合，在18-25℃搅拌10-12min，得到b液；在氮气气氛下，将a液滴入b液中，搅拌20-30min，加入过硫酸钾、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺，升温至60-70℃，搅拌3-4h，洗涤、冷冻干燥，得到复合菌糠。

17、进一步的，氧掺杂的碳量子点的制备包括以下步骤：

18、乙醇胺盐酸盐、去离子水混合，加入间苯二胺、去离子水的混合液，超声振荡30-35min，转移到高压反应釜中，在氮气气氛下，在178-182℃保温8h，冷却、离心、透析、过滤、干燥，得到氧掺杂的碳量子点。

19、进一步的，一种盐碱地改良用土壤调理剂的制备工艺，包括以下步骤：

20、将抗菌壳聚糖、贝壳粉、生物炭、腐植酸、复合菌糠、凝灰岩石粉按份配比，超声搅拌，得到一种盐碱地改良用土壤调理剂。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、本发明提供一种盐碱地改良用土壤调理剂及其制备工艺，通过配方与工艺设计，制备得到绿色环保，有效调节土壤理化性质，降低土壤盐碱度，改善土壤肥力，提升其对重金属的吸附性能，有效地减少土壤中细菌和真菌的增殖，有助于农作物的耐盐能力提高，有助于农作物生长。

23、凝灰岩石粉是凝灰岩砂石矿山开采的伴生性废物，其具有较高的化学活性、丰富的孔隙度和高保水能力，能降低土壤盐碱度，同时富含硅铝酸盐矿物，和植物生长所需的微量元素如fe、mn、na等，无显著毒性，因此对凝灰岩石粉进行资源化处置，将其作为土壤调理剂原料具有经济与环保价值；本发明中以凝灰岩石粉为土壤调理剂基料，在其中引入贝壳粉起到缓解土壤板结，增加土壤透气性，降低土壤ph的作用，同时本发明中引入的贝壳粉是在1100℃煅烧热改性，具有较好的抗菌性与吸附性，从而改善土壤理化性，使其适合农作物生长；本发明引入的生物炭为小麦秸秆生物炭、稻谷生物炭、菌糠生物炭中一种，其中菌糠生物炭以农业废弃物菌糠作为生物质原料，高铁酸钾为磁性前驱体，通过一锅法制备而成，菌糠生物炭的引入在有利于土壤有机质、水解性氮的富集、缓解作物盐胁迫，促进作物吸收土壤中游离的养分的同时，解决土壤中抗生素污染等问题；腐殖酸中大量氮元素为植物提供所需养分。

24、在土壤调理剂中引入抗菌壳聚糖作为成分之一，先通过酰胺化制备了季铵化壳聚糖，然后接枝咖啡酸，作为抗菌壳聚糖，多官能团的引入在调节土壤ph的同时，增强对土壤中重金属的吸附，增强与土壤之间的相互作用，并且其抗菌活性有助于促进作物生长和提高对非生物和生物胁迫的耐受性，达到调理土壤理化性能的效果。

25、农业废弃物菌糠中富含有机质和多种矿质元素，还有残余菌丝体，将作为原料引入土壤调理剂中，能降低盐碱地ph值和电导率，改善盐碱地物理性质；氧掺杂碳量子点具有较好的稳定性、提高作物耐盐性等特点，为将菌糠与氧掺杂碳量子点一同引入土壤调理剂中，同时解决菌糠、碳量子点因具有水溶性在外界自然雨水的冲刷下易流失等问题，将菌糠与氧掺杂碳量子点进行胶囊化处理，以丙烯酰胺、丙烯酸为单体，过硫酸钾为引发剂，接枝到抗菌壳聚糖上，以n,n'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，通过反相悬浮聚合，制备得到具有三维网络结构的微胶囊，在聚合过程中，菌糠与氧掺杂碳量子点被包覆在微胶囊内部，大幅提高对重金属的吸附性能，有助于农作物的耐盐能力提高，有助于农作物生长。

1.一种盐碱地改良用土壤调理剂，其特征在于，所述土壤调理剂包括以下原料：贝壳粉5-10份、腐植酸4-8份、复合菌糠4-8份、生物炭4-6份、抗菌壳聚糖3-5份、凝灰岩石粉45-55份。

2.根据权利要求1所述的一种盐碱地改良用土壤调理剂，其特征在于，所述凝灰岩石粉的粒径在1-3μm。

3.根据权利要求1所述的一种盐碱地改良用土壤调理剂，其特征在于，所述生物炭为小麦秸秆生物炭、稻谷生物炭、菌糠生物炭中一种。

4.根据权利要求1所述的一种盐碱地改良用土壤调理剂，其特征在于，所述贝壳粉的制备包括以下步骤：将贝壳洗净，用氢氧化钠溶液浸泡10h，用去离子水洗至中性，烘干、粉碎，高温煅烧，冷却、粉碎，过500目筛，得到贝壳粉。

5.根据权利要求4所述的一种盐碱地改良用土壤调理剂，其特征在于，高温煅烧的工艺条件为：温度为1100℃，时间为2h。

6.根据权利要求1所述的一种盐碱地改良用土壤调理剂，其特征在于，所述抗菌壳聚糖的制备包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种盐碱地改良用土壤调理剂，其特征在于，季铵化壳聚糖、咖啡酸的质量比为5:2。

8.根据权利要求1所述的一种盐碱地改良用土壤调理剂，其特征在于，所述复合菌糠的制备包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种盐碱地改良用土壤调理剂，其特征在于，所述氧掺杂的碳量子点的制备包括以下步骤：

10.根据权利要求1-9中任一种所述的一种盐碱地改良用土壤调理剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：