一种盐碱地土壤修复剂的制备方法及应用与流程

1.本发明涉及土壤修复及种植技术领域，特别是涉及一种盐碱地土壤修复剂的制备方法及应用。


背景技术：

2.土壤是人类赖以生存的有限资源，是农业生产的基础条件。受人为不合理耕作方式的影响，土壤板结、沙化、盐碱化、排水与通风性差、保水保肥能力低、侵蚀、水渗透性过强或过弱和钠交换程度高等现象逐渐普遍，因而了造成土壤退化。导致半干旱地区土壤的水分蒸发量增大，土壤与作物抵御灾害风险能力减弱，农业生产产出率偏低。
3.作为土壤退化的一个重要表现，土壤盐碱化早已引起了人们的高度关注。盐碱地的地形平坦，土层深厚，适于机耕，具有潜在的肥力。因此，开发利用盐碱地不仅可以扩大耕地种植面积，提高作物总产量，还可以扩大绿化面积，改良生态环境。
4.但是，目前多采用单一改良剂进行土壤改良，这样会存在很多弊端。如只加入石膏等改良剂，虽然对土壤中的盐基离子起到置换作用，但容易造成土壤ph值改变过大，作物难以成活，导致盐碱地土壤虽然使用了改良剂，但出苗率和增产率不高。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种盐碱地土壤修复剂的制备方法及应用，本发明使用的制备土壤修复剂的方法通过原料之间的复配协同作用，可有效增加盐碱地土壤的修复能力，使得盐碱地土壤的肥力显著增强，提高玉米的出苗率和增产率。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种盐碱地土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
7.s1、向500ml高压水热反应釜中加入30g-50g的生物质；
8.s2、继续向s1步骤中的高压水热反应釜中加入250ml-300ml的、浓度为3mol/l-9mol/l的硫酸溶液；
9.s3、在220℃-260℃的温度条件下，反应2h-3h进行水热碳化；
10.s4、将s3步骤中反应得到的固体产物送入球磨机中进行破碎；
11.s5、对s4步骤中破碎得到的产物进行过筛，留下筛选后的产物，去除停留在筛子上的固体物，过筛后留下的产物即为磺化水热生物炭；
12.s6、按照质量比将腐殖酸、有机菌肥、磷酸一铵以及s5步骤中得到的磺化水热生物炭均匀混合，得到的产物即为盐碱土壤修复剂；
13.进一步的，加入的生物质为45g，加入300ml含量为3mol/l的硫酸溶液，在220℃下反应2h水热碳化；
14.再进一步的，加入的生物质为45g，加入300ml含量为6mol/l的硫酸溶液，在220℃下反应2h水热碳化；
15.再进一步的，加入的生物质为45g，加入300ml含量为9mol/l的硫酸溶液，在220℃
下反应2h水热碳化。
16.作为本发明的一种优选技术方案，所述生物质包括农林业生物质中的林木、秸秆、玉米芯的一种或几种。
17.作为本发明的一种优选技术方案，在进行s4步骤前，需要对s3步骤中反应得到的产物进行过滤，去除液体，得到固体产物。
18.作为本发明的一种优选技术方案，在进行s4步骤前，在对s3步骤中反应得到的产物进行过滤后，需对过滤得到的固体产物进行洗涤。
19.作为本发明的一种优选技术方案，在进行s4步骤前，在对s3步骤中反应得到的产物进行洗涤后，需对洗涤得到的产物进行干燥，使得产物上不再残留有水分。
20.作为本发明的一种优选技术方案，在s6步骤中，腐殖酸的质量比为80wt％-90wt％，有机菌肥的质量比为3wt％-5wt％，磷酸一铵的质量比为2wt％-4wt％，磺化水热生物炭的质量比为5wt％-20wt％；
21.进一步的，腐殖酸的质量比为90wt％；
22.进一步的，有机菌肥的质量比为3wt％；
23.进一步的，磷酸一铵的质量比为2wt％；
24.进一步的，磺化水热生物炭的质量比为5wt％。
25.作为本发明的一种优选技术方案，在s6步骤中，在腐殖酸、有机菌肥、磷酸一铵以及磺化水热生物炭均匀混合的过程中，使用搅拌机构将其搅拌混合，其中搅拌速度为200-300r/min；
26.进一步的，搅拌速度为240r/min。
27.本发明还提供一种碱地土壤修复剂在土壤修复中的应用，所述应用包括按照100-150kg/亩的量将盐碱土壤修复剂均匀撒在盐碱地土壤的表面，然后喷洒去离子水湿润，再进行旋耕。
28.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
29.本发明在500ml高压水热反应釜中加入45g的生物质和三种300ml含量不同的硫酸溶液，在220℃下反应2h水热碳化后，对反应产物进行过滤、洗涤、干燥和破碎，筛选最终的产物后，得到磺化水热生物炭，将其与腐殖酸、有机菌肥、磷酸一铵均匀混合后，得到三种质量分数不同的盐碱土壤修复剂，并且随着硫酸溶液浓度的递增，在使用时玉米的出苗率和增产率都有所提升；本发明使用的制备土壤修复剂的方法通过原料之间的复配协同作用，可有效增加盐碱地土壤的修复能力，使得盐碱地土壤的肥力显著增强，提高玉米的出苗率和增产率。
具体实施方式
30.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
31.实施例一
32.本发明提供一种盐碱地土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
33.(1)、向500ml高压水热反应釜中加入45g的生物质，所述生物质包括农林业生物质中的林木、秸秆、玉米芯的一种或几种；
34.(2)、继续向s1步骤中的高压水热反应釜中加入300ml的、浓度为3mol/l的硫酸溶液；
35.(3)、在220℃的温度条件下，反应2h进行水热碳化，将反应得到的产物进行过滤，去除液体，得到固体产物，而后对过滤得到的固体产物进行洗涤，再对对洗涤得到的产物进行干燥，使得产物上不再残留有水分；
36.(4)、将上一步骤中最终得到的固体产物送入球磨机中进行破碎；
37.(5)、对上一步骤中破碎得到的产物进行200目过筛，留下筛选后的产物，去除停留在筛子上的固体物，过筛后留下的产物即为磺化水热生物炭；
38.(6)、按照质量比将腐殖酸、有机菌肥、磷酸一铵以及上一步骤中得到的磺化水热生物炭均匀混合，得到的产物即为盐碱土壤修复剂，其中腐殖酸的质量比为90wt％，有机菌肥的质量比为3wt％，磷酸一铵的质量比为2wt％，磺化水热生物炭的质量比为5wt％，在混合这些物质时，使用搅拌机构将其搅拌混合，其中搅拌速度为240r/min；
39.在本发明的具体实施例中，当加入500ml高压水热反应釜的生物质和硫酸溶液在220℃下反应2h水热碳化后，对反应产物进行过滤、洗涤、干燥和破碎，筛选最终的产物后，得到磺化水热生物炭，将其与腐殖酸、有机菌肥、磷酸一铵均匀混合后，得到盐碱土壤修复剂，其具体应用为：将得到的盐碱土壤修复剂按照150kg/亩的量均匀撒在盐碱地土壤表面，喷洒去离子水湿润，然后旋耕；按照100kg/亩的量均匀撒施在盐碱地(含盐0.7％，ph9.5)表层，然后旋耕，可提高玉米出苗率13.1％，增产15.3％。
40.实施例二
41.本发明提供一种盐碱地土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
42.(1)、向500ml高压水热反应釜中加入45g的生物质，所述生物质包括农林业生物质中的林木、秸秆、玉米芯的一种或几种；
43.(2)、继续向s1步骤中的高压水热反应釜中加入300ml的、浓度为6mol/l的硫酸溶液；
44.(3)、在220℃的温度条件下，反应2h进行水热碳化，将反应得到的产物进行过滤，去除液体，得到固体产物，而后对过滤得到的固体产物进行洗涤，再对对洗涤得到的产物进行干燥，使得产物上不再残留有水分；
45.(4)、将上一步骤中最终得到的固体产物送入球磨机中进行破碎；
46.(5)、对上一步骤中破碎得到的产物进行200目过筛，留下筛选后的产物，去除停留在筛子上的固体物，过筛后留下的产物即为磺化水热生物炭；
47.(6)、按照质量比将腐殖酸、有机菌肥、磷酸一铵以及上一步骤中得到的磺化水热生物炭均匀混合，得到的产物即为盐碱土壤修复剂，其中腐殖酸的质量比为90wt％，有机菌肥的质量比为3wt％，磷酸一铵的质量比为2wt％，磺化水热生物炭的质量比为5wt％，在混合这些物质时，使用搅拌机构将其搅拌混合，其中搅拌速度为240r/min；
48.在本发明的具体实施例中，当加入500ml高压水热反应釜的生物质和硫酸溶液在220℃下反应2h水热碳化后，对反应产物进行过滤、洗涤、干燥和破碎，筛选最终的产物后，
得到磺化水热生物炭，将其与腐殖酸、有机菌肥、磷酸一铵均匀混合后，得到盐碱土壤修复剂，其具体应用为：将得到的盐碱土壤修复剂按照150kg/亩的量均匀撒在盐碱地土壤表面，喷洒去离子水湿润，然后旋耕；按照100kg/亩的量均匀撒施在盐碱地(含盐0.7％，ph9.5)表层，然后旋耕，可提高玉米出苗率17.6％，增产20.2％。
49.实施例三
50.本发明提供一种盐碱地土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
51.(1)、向500ml高压水热反应釜中加入45g的生物质，所述生物质包括农林业生物质中的林木、秸秆、玉米芯的一种或几种；
52.(2)、继续向s1步骤中的高压水热反应釜中加入300ml的、浓度为9mol/l的硫酸溶液；
53.(3)、在220℃的温度条件下，反应2h进行水热碳化，将反应得到的产物进行过滤，去除液体，得到固体产物，而后对过滤得到的固体产物进行洗涤，再对对洗涤得到的产物进行干燥，使得产物上不再残留有水分；
54.(4)、将上一步骤中最终得到的固体产物送入球磨机中进行破碎；
55.(5)、对上一步骤中破碎得到的产物进行200目过筛，留下筛选后的产物，去除停留在筛子上的固体物，过筛后留下的产物即为磺化水热生物炭；
56.(6)、按照质量比将腐殖酸、有机菌肥、磷酸一铵以及上一步骤中得到的磺化水热生物炭均匀混合，得到的产物即为盐碱土壤修复剂，其中腐殖酸的质量比为90wt％，有机菌肥的质量比为3wt％，磷酸一铵的质量比为2wt％，磺化水热生物炭的质量比为5wt％，在混合这些物质时，使用搅拌机构将其搅拌混合，其中搅拌速度为240r/min；
57.在本发明的具体实施例中，当加入500ml高压水热反应釜的生物质和硫酸溶液在220℃下反应2h水热碳化后，对反应产物进行过滤、洗涤、干燥和破碎，筛选最终的产物后，得到磺化水热生物炭，将其与腐殖酸、有机菌肥、磷酸一铵均匀混合后，得到盐碱土壤修复剂，其具体应用为：将得到的盐碱土壤修复剂按照150kg/亩的量均匀撒在盐碱地土壤表面，喷洒去离子水湿润，然后旋耕；按照100kg/亩的量均匀撒施在盐碱地(含盐0.7％，ph9.5)表层，然后旋耕，可提高玉米出苗率20。6％，增产22.2％。
58.工作原理：本发明在500ml高压水热反应釜中加入45g的生物质和三种300ml含量不同的硫酸溶液，在220℃下反应2h水热碳化后，对反应产物进行过滤、洗涤、干燥和破碎，筛选最终的产物后，得到磺化水热生物炭，将其与腐殖酸、有机菌肥、磷酸一铵均匀混合后，得到三种质量分数不同的盐碱土壤修复剂，并且随着硫酸溶液浓度的递增，在使用时玉米的出苗率和增产率都有所提升；本发明使用的制备土壤修复剂的方法通过原料之间的复配协同作用，可有效增加盐碱地土壤的修复能力，使得盐碱地土壤的肥力显著增强，提高玉米的出苗率和增产率。
59.尽管已经示出和描述了发明的实施例，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，发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。