一种碱性土壤生态修复剂、制备方法及其应用方法与流程

1.本发明涉及土壤修复技术领域，更具体地说，它涉及一种碱性土壤生态修复剂、制备方法及应用方法。


背景技术：

2.土壤由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，为作物提供必需的生长条件。微生物的活动使得土壤保持松散。土壤的状态对植物的生长状态影响较大。
3.其中，土壤中的盐分对植物生长关系密切，植物在生长过程中依赖土壤中的矿物质和水分进行光合作用。然而，当土壤中的水分挥发减少后，土壤中的无机盐如no
3-、 po
43-盐结晶导致土壤容易呈碱性发生板结，影响植物的生长发育。


技术实现要素：

4.针对碱性土壤板结影响植物生长的问题，本发明的第一个目的在于提供一种碱性土壤生态修复剂，具有改善碱性土壤板结状态增加生物活性的优点。
5.本发明的第二个目的在于提供一种碱性土壤生态修复剂的制备方法。
6.本发明的第三个目的在于提供一种碱性土壤生态修复剂的应用方法。
7.为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种碱性土壤生态修复剂，包括由以下重量份的原料制成：秸秆250-400份、改性生物炭50-100份、麦饭石80-120份、草木灰30-50份、腐熟肥200
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300份、泥炭50-100份、改性硅藻土40-60份、复合菌剂5-10份、生物卵茧0.5-2份；所述改性生物炭的制备方法如下：将植物茎秆颗粒浸入蔗糖溶液湿透，然后将所述植物茎秆颗粒表层干燥，在500-600℃缺氧环境对所述植物茎秆颗粒表层进行碳化处理。
8.进一步地，碱性土壤生态修复剂包括由以下重量份的原料制成：秸秆300-350份、改性生物炭60-70份、麦饭石90-100份、草木灰38-42份、腐熟肥250-280份、泥炭60-80份、改性硅藻土50-55份、复合菌剂6-8份、生物卵茧0.8-1.2份。
9.通过采用上述技术方案，秸秆能够填充土壤使得土壤膨胀松散，由于秸秆中心含有气孔通道，能够使得表层下方的土壤与外部空气连通，有利于水快速下渗以及提高土壤透气性。改性生物炭的表面炭化形成微孔，有利于复合菌剂的附着。改性生物炭的内部含有蔗糖，蔗糖在改性过程中受热水解为葡萄糖和果糖，作为复合菌剂的养分增大菌的繁殖速度。此外，由于改性生物炭的内部未被炭化，在后期微生物的作用下发生发酵腐熟，作为二次营养提供，并成为生物生长的培养室。微生物从表层的微孔中向土壤提供有益菌。
10.麦饭石、泥炭和改性硅藻土中的微孔能够为复合菌剂的生物菌提供繁殖场所，泥炭中的腐殖质和腐殖酸可以改善碱性土壤的ph外还可以部分提供养分。麦饭石中的氧化铝成分既能与酸反应又能与碱反应，可以调节土壤ph，有利于复合菌剂繁殖。
11.腐熟肥可以为土壤提供有机质，生物卵茧在腐熟肥的作用下繁殖，可以增加土壤的生物活性，长期改善土壤板结状态。
12.进一步地，所述生物卵茧分布于所述腐熟肥内；所述复合菌剂负载于所述改性生物炭。
13.进一步地，所述生物卵茧分布于所述腐熟肥内；所述复合菌剂负载于所述改性生物炭。
14.进一步地，所述秸秆包括小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆的至少一种；优选的，所述秸秆的长度不超过100mm；优选的，所述秸秆的长度为20-80mm；优选的，所述秸秆的长度为30-40mm。
15.进一步地，所述腐熟肥由油枯与种植土混匀发酵而成；所述油枯包括豆饼、菜子饼、麻子饼、棉子饼、花生饼、桐子饼、茶子饼的至少一种；优选的，所述油枯与种植土的重量比为1:20-50。
16.进一步地，所述生物卵茧为蚯蚓卵茧；具体的，所述蚯蚓为赤子爱胜蚓。
17.进一步地，所述复合菌剂包括枯草芽孢杆菌、根瘤菌、解磷细菌、嗜碱芽孢杆菌、假单胞杆菌、木霉菌、毛壳菌、酵母菌、放线菌、链霉菌中的两种以上；优选的，所述复合菌剂包括枯草芽孢杆菌、根瘤菌、解磷细菌、嗜碱芽孢杆菌、木霉菌和链霉菌。
18.通过采用上述技术方案，枯草芽孢杆菌具有超强营养争夺能力，抑制有害菌的生存空间，在土壤中大量繁殖、可富集在植物根系周围形成一堵有益菌形成的防护墙，枯草芽孢杆菌还会分泌出抑菌溶菌物质，枯草芽孢杆菌具有显著的抗重茬、抗枯萎病、根腐病。枯草芽孢杆菌可分泌出多种活性物质，促进作物的生长，提高抗逆能力，改善果品。促进苗期根系的生长、激活植物体自身的免疫系统、将土壤中被固定的矿物质元素活化提高肥料的利用率。枯草芽孢杆菌在土壤中大量繁殖活动，可以起到增加土壤的透气性，保持土壤的团粒结构，从而使土壤能够保水保肥促进根系生长。加速土壤中的有机物降解，释放热量，提高地温。其他有益菌在经过枯草芽孢杆菌提供的环境下繁殖，提高整体生物复合菌剂的使用效果。
19.进一步地，所述蔗糖溶液的浓度在5wt％-8wt％；所述植物茎秆为粒径20-30mm的木块；所述木块的碳化处理时间为30-60s。
20.为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种碱性土壤生态修复剂的制备方法，包括以下步骤：将改性生物炭浸入复合菌剂溶液，然后取出改性生物炭与草木灰混合使得草木灰覆盖在改性生物炭表面形成菌炭；生物卵茧与腐熟肥混合均匀，然后加入改性硅藻土与秸秆混合均匀形成第一混合料；麦饭石、泥炭混合均匀形成第二混合料；将第一混合料与第二混合料混合均匀后，再加入菌炭混合均匀。
21.为实现上述第三个目的，本发明提供了如下技术方案：一种碱性土壤生态修复剂的应用方法，包括以下步骤：s1：取板结土壤润湿冷冻并解冻破碎成粒径＜20mm的板结土壤颗粒；s2：将碱性土壤生态修复剂投入到板结土壤颗粒中混合均匀，喷淋水后再次混合均匀并养护至少一周得到修复土壤。
22.综上所述，本发明具有以下有益效果：1.短期内改善较多盐分土壤的状态，使得土壤的透水性、通气性及根系的生长环境得到改善； 2.提高土壤中有机质含量，有利于微生物和动物活动，增加土壤酶的活性，促
进土壤养分转化的生物化学过程；3.微生物分解有机质，释放营养物质供给植物生长，并形成腐殖质，改善土壤的结构。
具体实施方式
23.以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
24.改性生物炭的制备制备例1：将粒径20mm-30mm木块浸入5wt％蔗糖水溶液中10h后取出并干燥表面水分，然后将木块分散投放到高温炉中在500℃缺氧60s进行表层炭化处理，然后取出得到改性生物炭。
25.制备例2：将粒径20-30mm的木块浸入6wt％蔗糖水溶液中12h后取出并干燥表面水分，然后将木块分散投放到高温炉中在550℃缺氧50s进行表层炭化处理，然后取出得到改性生物炭。
26.制备例3：将粒径20-30mm的木块浸入8wt％蔗糖水溶液中10h后取出并干燥表面水分，然后将木块分散投放到高温炉中在600℃缺氧40s进行表层炭化处理，然后取出得到改性生物炭。
27.改性硅藻土的制备：将硅藻土研磨过70目筛，将筛后的硅藻土投入到3wt％碳酸钠溶液中，然后在搅拌过程中加入饱和氯化钙溶液，过滤后将滤渣干燥再次研磨后得到改性硅藻土。
28.腐熟肥的制备：将油枯与种植土按照重量比为1：20配合混匀后进行发酵腐熟。油枯此处选用棉籽饼。
29.碱性土壤生态修复剂的制备将制备例1中的改性生物炭浸入复合菌剂溶液，然后取出改性生物炭与草木灰混合使得草木灰覆盖在改性生物炭表面形成菌炭；生物卵茧与腐熟肥混合均匀，然后加入改性硅藻土与秸秆混合均匀形成第一混合料；麦饭石、泥炭混合均匀形成第二混合料；将第一混合料与第二混合料混合均匀后，再加入菌炭混合均匀。其中秸秆采用小麦秸秆，粉碎长度在20-60mm 之间；生物卵茧采用购买的蚯蚓卵，蚯蚓品种为赤子爱胜蚓；泥炭此处选用沼泽植物残留体形成的腐殖物；复合菌剂采用市售的微生物菌剂混合而成，包括枯草芽孢杆菌、根瘤菌、解磷细菌、嗜碱芽孢杆菌、木霉菌和链霉菌，枯草芽孢杆菌、根瘤菌、解磷细菌、嗜碱芽孢杆菌、木霉菌和链霉菌的比例为1:1:1:1:1：1。各原料组分见表1。
30.表1碱性土壤生态修复剂的原料组分表
实施例9：一种碱性土壤生态修复剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于，改性生物炭采用制备例2中的改性生物炭。
31.实施例10：一种碱性土壤生态修复剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于，改性生物炭采用制备例3中的改性生物炭。
32.实施例11：一种碱性土壤生态修复剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于，将改性生物炭均分为两份，一份改性生物炭浸入枯草芽孢杆菌、解磷细菌与嗜碱芽孢杆菌形成的复合菌剂中，另一份改性生物炭浸入根瘤菌、木霉菌和链霉菌形成的复合菌剂中，然后再将改性生物炭混合在一起与草木灰混合。
33.对比例1：一种碱性土壤生态修复剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于，用木炭代替改性生物炭。
34.对比例2：一种碱性土壤生态修复剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于，原料中不含草木灰。
35.对比例3：一种碱性土壤生态修复剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于，原料中不含生物卵茧。
36.对比例4：一种碱性土壤生态修复剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于，原料中不含生物卵茧和复合菌剂。
37.对比例5：一种碱性土壤生态修复剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于，将改进硅藻土浸入复合菌剂然后与草木灰混合。
38.取目标土壤破碎，将实施例1-11和对比例1-5制备的碱性土壤生态修复剂和破碎的目标土壤按照质量比1：15混合均匀，检测堆积密度。然后将混合后的土壤盛装到相同的特制实验盒内，实验盒为顶部敞口的塑料盒，实验盒的底部为一层纱布，实验盒高度为20cm。对土壤表面喷淋水，喷水量为实验盒内土壤总重量的0.5倍，记录实验盒底部渗水时的时间。然后将实验盒中的土壤在室温下进行养护10天，再次测量各实验盒中的土壤密度。然后对目标土壤和混合土壤的有效磷、有效氮、速效钾、有机质、含盐量、ph值、菌落总数进
行检测，检测结果见表2。检测依据国家标准进行。
39.表2目标土壤与修复混合土壤检测数据对比表
根据表2的数据分析得知，秸秆能够填充土壤使得土壤膨胀松散，由于秸秆中心含有气孔通道，能够使得表层下方的土壤与外部空气连通，有利于水快速下渗以及提高土壤透气性。改性生物炭的表面炭化形成微孔，有利于复合菌剂的附着。改性生物炭的内部含有蔗糖，蔗糖在改性过程中受热水解为葡萄糖和果糖，作为复合菌剂的养分增大菌的繁殖速度。此外，由于改性生物炭的内部未被炭化，在后期微生物的作用下发生发酵腐熟，作为二
次营养提供，并成为生物生长的培养室。微生物从表层的微孔中向土壤提供有益菌。
40.麦饭石、泥炭和改性硅藻土中的微孔能够为复合菌剂的生物菌提供繁殖场所，泥炭中的腐殖质和腐殖酸可以改善碱性土壤的ph外还可以部分提供养分。麦饭石中的氧化铝成分既能与酸反应又能与碱反应，可以调节土壤ph，有利于复合菌剂繁殖。
41.腐熟肥可以为土壤提供有机质，生物卵茧在腐熟肥的作用下繁殖，可以增加土壤的生物活性，长期改善土壤板结状态本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。