一种盐渍化耕地功能型保水剂及其制备方法与应用

1.本发明属于土壤调理技术领域，具体涉及一种用于盐渍化耕地的功能型保水剂及其制备方法与应用。


背景技术：

2.盐渍化土壤盐分高、物理结构差、肥力低等问题抑制了作物的生长发育和产量。我国现有盐渍土约3.69
×
107hm2，其中大部分未得到有效利用。合理开发利用盐渍化耕地，提高其质量与生产力水平是解决当前我国人多地少、土地资源匮乏问题的重要举措，可有效拓展农业发展空间。
3.奶牛养殖粪污中含有丰富的营养物质，资源化利用不仅能解决养殖粪污的污染问题，还可用于培肥地力和改善土壤结构。由于成本低、分散性强等优势，聚丙烯酰胺广泛用于废水净化中的絮凝剂和脱水剂。聚丙烯酰胺施入土壤可增加土壤颗粒间的凝聚力，改善土壤团粒结构，提高土壤保水能力，减少因土壤蒸发而导致的盐分表聚和养分流失。


技术实现要素：

4.1.要解决的问题
5.针对现有盐渍化耕地盐分高的问题，本发明提供一种盐渍化耕地功能型保水剂及其制备方法与应用。
6.2.技术方案
7.为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
8.本发明目的在于提供一种利用奶牛养殖粪污、聚丙烯酰胺、纤维素酶等制备的功能型保水剂，与木醋液联合施用，用于改良盐渍化耕地。原料来源广泛，工艺简单，成本低廉，同时解决盐渍化耕地改良和奶牛养殖粪污安全利用问题。本发明利用聚丙烯酰胺克服了养殖粪污资源化利用过程中存在体积大、含水量高的问题，制备兼具土壤改良与地力提升的功能型保水剂，达到奶牛养殖粪污高效、快速、安全利用的目的。该发明不仅有助于奶牛养殖粪污的资源化利用，也克服了单一调理剂改良效果不理想的问题。
9.一种盐渍化耕地的功能型保水剂，包括：以质量份数计，1-2份纤维素酶、1-2份植物乳杆菌，10-100份聚丙烯酰胺和100000份奶牛养殖粪污有机物料；
10.所述奶牛养殖粪污有机物料的制备方法包括：
11.1)奶牛养殖粪污固液分离：向每立方米奶牛养殖粪污中加入0.5-1kg聚丙烯酰胺，利用滚筒筛分进行粪污固液分离；
12.2)奶牛养殖粪污有机物料制备：将稻草与步骤1)得到的固相粪污以质量比5％-15％混匀获得发酵初料，以质量份数计，每100000份所述发酵初料中加入10-50份发酵菌液和1-2份纤维素酶，发酵制备奶牛养殖粪污有机物料。
13.其中，所述步骤1)中奶牛养殖粪污收集自奶牛养殖场的牛粪尿混合物。
14.优选地，所述步骤1)中聚丙烯酰胺为阴离子型，分子量为300-400万。
15.优选地，所述步骤2)中发酵c/n比为15:1，控制含水量为30-40％，相对湿度为65-75％，温度为40-70℃。
16.优选地，所述功能型保水剂为直径2-3mm的功能型保水剂颗粒。
17.一种盐渍化耕地功能型保水剂的制备方法，步骤如下：
18.s1奶牛养殖粪污有机物料的制备：
19.1)奶牛养殖粪污固液分离：向每立方米奶牛养殖粪污中加入0.5-1kg聚丙烯酰胺，利用滚筒筛分进行粪污固液分离；
20.2)奶牛养殖粪污有机物料制备：将稻草与步骤1)得到的固相粪污以质量比5％-15％混匀获得发酵初料，以质量份数计，每100000份所述发酵初料中加入10-50份发酵菌液和1-2份纤维素酶，发酵制备奶牛养殖粪污有机物料；
21.s2功能型保水剂初料的制备：分别将1-2份纤维素酶(购买自沂源康源生物科技有限公司)、1-2份植物乳杆菌和10-100份聚丙烯酰胺加入到100000份有机物料中，混匀获得功能型保水剂初料；优选地，所述聚丙烯酰胺为阴离子型，分子量为300-400万；
22.s3功能型保水剂颗粒的制备：将步骤s2得到的功能型保水剂初料粉碎后，利用造粒机制成直径2-3mm的功能型保水剂颗粒，筛选合格的调理剂颗粒，获得适用于盐渍化耕地的功能型保水剂。
23.优选地，所述步骤2)中的发酵初料、发酵菌液和纤维素酶的质量份数为100000份、15份、1份。
24.优选地，所述步骤s2中的纤维素酶、植物乳杆菌、聚丙烯酰胺和有机物料的质量份数为1份、1份、50份和100000份。
25.一种盐渍化耕地功能型保水剂的应用，包括将所述功能型保水剂颗粒与木醋液共同施用的步骤。
26.优选地，每亩地均匀撒施1.5-2t所述功能性保水剂和0.2-1t木醋液，机械深翻20-30cm，使之与土壤充分混匀。
27.其中，获得的功能性保水剂颗粒产品兼具土壤结构调理和培肥地力功效。其中起到培肥地力作用的为有机物料、纤维素酶和植物乳酸菌中的一种或多种。具有调节土壤ph的作用的为木醋液。其中，起调理作用的是聚丙烯酰胺、有机物料、纤维素酶和植物乳酸菌中的一种或多种。
28.3.有益效果
29.相比于现有技术，本发明的有益效果为：
30.(1)基于奶牛养殖粪污、聚丙烯酰胺、纤维素酶制备的功能型保水剂，原料来源广泛，工艺简单，成本低廉，不会污染土壤及周边环境；同时由于聚丙烯酰胺的加入，不仅使养殖粪污分离发酵过程更易操作，也极大程度的提高了功能型保水剂的保水性能。
31.(2)植物乳杆菌、有机物料可以疏松土壤，形成良好的团粒结构，提升土壤温度，增强土壤的保水性；纤维素酶能提高土壤本身有机质转化，改善土壤理化性质；聚丙烯酰胺可快速提高土壤保水特性，消除土壤盐渍化问题；木醋液含低分子量有机酸，施入土壤后可有效解决并抑制土壤碱化现象。
32.(3)本发明采用保水剂与木醋液联合施用的方式，保水剂具有长效调理性，木醋液更多起速效作用，利用机械深翻20-30cm，将有机物料施入盐碱层，从根本上改善盐渍化耕
地的透气性和保水性。
33.(4)本发明制备的功能型保水剂实现了养殖粪污的安全利用，成本低，可作为大规模治理和改良盐渍化耕地的实用技术。
具体实施方式
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
35.实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
36.如本文所使用，术语“约”用于提供与给定术语、度量或值相关联的灵活性和不精确性。本领域技术人员可以容易地确定具体变量的灵活性程度。
37.质量份和其他数值数据可以在本文中以范围格式呈现。应当理解，这样的范围格式仅是为了方便和简洁而使用，并且应当灵活地解释为不仅包括明确叙述为范围极限的数值，而且还包括涵盖在所述范围内的所有单独的数值或子范围，就如同每个数值和子范围都被明确叙述一样。例如，约1至约4.5的数值范围应当被解释为不仅包括明确叙述的1至约4.5的极限值，而且还包括单独的数字(诸如2、3、4)和子范围(诸如1至3、2至4等)。相同的原理适用于仅叙述一个数值的范围，诸如“小于约4.5”，应当将其解释为包括所有上述的值和范围。此外，无论所描述的范围或特征的广度如何，都应当适用这种解释。
38.下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
39.实施例1
40.s1奶牛养殖粪污有机物料的制备：
41.1)每立方米奶牛养殖粪污加入1kg阴离子型聚丙烯酰胺(分子量400万)利用滚筒筛分进行固液分离；
42.2)将稻草与步骤1)得到的固相粪污以10％的质量比混匀获得发酵初料，以质量份数计，将15份发酵菌液(购买自安徽全民环保科技有限公司，型号为hw-e-12，名称为畜禽粪便专用腐熟剂)、1份纤维素酶(购买自沂源康源生物科技有限公司)加入到100000份发酵初料中(相对湿度70％、温度50℃、c/n比25:1，含水量40～65％，通风条件下发酵7天后)，获得奶牛养殖粪污有机物料(含水量30％)。
43.s2功能型保水剂初料的制备：
44.将1份纤维素酶、1份植物乳杆菌(购买自朝阳华星生物工程有限公司)和50份聚丙烯酰胺(分子量为400万)加入到100000份有机物料中，获得功能性保水剂。
45.s3功能型保水剂造粒颗粒的制备：将步骤s2得到的功能型保水剂初料粉碎后，利用造粒机制成直径2-3mm的功能型保水剂颗粒，筛选合格的调理剂颗粒，获得适用于盐渍化耕地的功能型保水剂。
46.功能性保水剂改良盐渍土耕地的应用：在含盐量0.32％，ph值为7.46的土壤中，功能性保水剂和木醋液施用量分别为2t/亩和0.8t/亩，均匀撒施在土壤表层，再机械深翻20-30cm，使之与土壤充分混合。
47.通过上述方法施用功能性保水剂和木醋液，能明显观察到土壤表面的盐分含量与
对照相比明显降低，番茄幼苗成活率从80.6％(未施用功能性保水剂和木醋液)提高到91.3％。土壤容重由对照(未施用功能性保水剂和木醋液)的l.18g cm-3
降低到1.09g cm-3
，ph值从7.46降低到7.03，蒸发量相对未改良土壤最大可减少17.5％，番茄产量提高73.3％。
48.实施例2
49.s1奶牛养殖粪污有机物料的制备：
50.1)每立方米奶牛养殖粪污加入0.5kg阴离子型聚丙烯酰胺(分子量400万)利用滚筒筛分进行固液分离；
51.2)将稻草与步骤1)得到的固相粪污以10％的质量比混匀获得发酵初料，将40份发酵菌液(购买自安徽全民环保科技有限公司，型号为hw-e-12，名称为畜禽粪便专用腐熟剂)、1份纤维素酶(购买自沂源康源生物科技有限公司)加入到100000份发酵初料中(相对湿度70％、温度50℃、c/n比25:1，含水量40～65％，通风条件下发酵7天后)，获得奶牛养殖粪污有机物料(含水量30％)。
52.s2功能型保水剂初料的制备：
53.将1.5份纤维素酶、1.5份植物乳杆菌(购买自朝阳华星生物工程有限公司)和100份聚丙烯酰胺(分子量为400万)加入到100000份有机物料中，获得功能性保水剂。
54.s3功能型保水剂造粒颗粒的制备：将步骤s2得到的功能型保水剂初料粉碎后，利用造粒机制成直径2-3mm的功能型保水剂颗粒，筛选合格的调理剂颗粒，获得适用于盐渍化耕地的功能型保水剂。
55.功能性保水剂改良盐渍土耕地的应用：在含盐量0.32％，ph值为7.46的土壤中，功能性保水剂和木醋液施用量分别为2t/亩和0.8t/亩，均匀撒施在土壤表层，再机械深翻20-30cm，使之与土壤充分混合。
56.通过上述方法施用功能性保水剂和木醋液，能明显观察到土壤表面的盐分含量与对照相比明显降低，番茄幼苗成活率从80.6％(未施用功能性保水剂和木醋液)提高到86.4％。土壤容重由对照(未施用功能性保水剂和木醋液)的l.18g cm-3
降低到1.13g cm-3
，ph值从7.46降低到7.11，蒸发量相对未改良土壤最大可减少14.1％，番茄产量提高42.6％。
57.实施例3：
58.s1奶牛养殖粪污有机物料的制备：
59.每立方米奶牛养殖粪污加入1kg阴离子型聚丙烯酰胺(分子量400万)利用滚筒筛分进行固液分离；
60.2)将稻草与步骤1)得到的固相粪污以10％的质量比混匀获得发酵初料，以质量份数计，将15份发酵菌液(购买自安徽全民环保科技有限公司，型号为hw-e-12，名称为畜禽粪便专用腐熟剂)、1份纤维素酶(购买自沂源康源生物科技有限公司)加入到100000份发酵初料中(相对湿度70％、温度50℃、c/n比25:1，含水量40～65％，通风条件下发酵7天后)，获得奶牛养殖粪污有机物料(含水量30％)。
61.s2功能型保水剂初料的制备：
62.将2份纤维素酶、2份植物乳杆菌(购买自朝阳华星生物工程有限公司)和50份聚丙烯酰胺(分子量为400万)加入到100000份有机物料中，获得功能性保水剂。
63.s3功能型保水剂造粒颗粒的制备：将步骤s2得到的功能型保水剂初料粉碎后，利用造粒机制成直径2-3mm的功能型保水剂颗粒，筛选合格的调理剂颗粒，获得适用于盐渍化
耕地的功能型保水剂。
64.功能性保水剂改良盐渍土耕地的应用：在含盐量0.32％，ph值为7.46的土壤中，功能性保水剂和木醋液施用量分别为2t/亩和0.3t/亩，均匀撒施在土壤表层，再机械深翻20-30cm，使之与土壤充分混合。
65.通过上述方法施用功能性保水剂和木醋液，能明显观察到土壤表面的盐分含量与对照相比明显降低，番茄幼苗成活率从80.6％(未施用功能性保水剂和木醋液)提高到89.3％。土壤容重由对照(未施用功能性保水剂和木醋液)的l.18g cm-3
降低到1.10g cm-3
，ph值从7.46降低到7.24，蒸发量相对未改良土壤最大可减少16.9％，番茄产量提高57.2％。
66.以上内容是对本发明及其实施方式进行了示意性的描述，该描述没有限制性，实施例中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的实施方式并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的实施方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。