一种荒漠化土壤修复方法与流程

1.本发明属于荒漠化土壤改良技术领域，具体涉及一种荒漠化土壤修复方法。


背景技术：

2.中国土壤的荒漠化形势十分严峻，根据全国沙漠、戈壁和沙化土地普查及荒漠化调研结果表明，中国荒漠化土地面积为 262.2万平方公里，占国土面积的27.4％，近4亿人口受到荒漠化的影响。
3.生物质炭是由农林废弃物经热解炭化产生的一种性质稳定的黑炭，由小空隙、微空隙和大孔隙组成，其具有大量的微孔结构以及巨大的比表面积，且表面带有大量的负电荷，吸附性很强，能吸附水及土壤中的阳离子，具有很好的保水保肥能力。生物质炭的多孔结构、较大的比表面积和较小的容重的特点能够使土壤的孔径和分布发生变化，促进土壤水分入渗和保蓄，在一定土壤水吸力情况下施用生物炭，可提高土壤持水性能，从而改变土壤水分的渗滤模式、停留时间和流动路径，提高土壤的田间持水量，改善土壤持水性能，基于生物质炭的性质，生物质炭能够用于改善荒漠化的土壤，改善其持水性能。


技术实现要素：

4.针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种荒漠化土壤修复方法，能够对荒漠化土壤进行修复改良，能有效提高荒漠化土壤的肥力和保水性，为改良荒漠化种植植被提供更好的生长环境。
5.为了达到上述目的，本发明公开了一种荒漠化土壤修复方法，包括如下步骤：步骤1：选择待修复的荒漠化土壤；步骤2：在荒漠化土壤中施洒微藻溶液，每亩用量4-10l，并每隔5-10天对其浇水；步骤3：1-3个月以后，在荒漠化土壤中施加生物质炭基肥，每亩用量60-110kg；步骤4：1-2个月以后，在荒漠化土壤中种植抗旱易成活植物；步骤5：下一年继续在荒漠化土壤中施洒微藻溶液，并重复步骤2-4；步骤6：2-3年后，荒漠化土壤会得到改良，可以种植其他作物。
6.进一步的，步骤2中的微藻溶液为荒漠藻溶液。
7.进一步的，步骤3中的生物质炭基肥由微生物菌剂、改性生物质炭、有机肥、保水剂以及矿物质材料按(0.1-1):(40-70):(20-40):(3-15):(8-20) 的比例混合而成。
8.进一步的，微生物菌剂包括芽孢杆菌、光合菌、放射菌、酵母菌、乳酸菌、固氮菌中的一种或几种。
9.进一步的，改性生物质炭为磷酸活化改性生物质炭或者保水剂改性生物质炭。
10.进一步的，保水剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、交联羧甲基纤维素钠、交联聚乙维酮、羟丙基纤维素中的一种或几种。
11.进一步的，矿物质材料包括凹凸棒土、膨润土、粘土中的一种或几种。
12.进一步的，生物质炭基肥通过以下步骤进行制备：步骤3.1：将农林废弃物经中温热裂解，制成生物质炭，将所得到的生物质炭进行改性，得到改性生物质炭；步骤3.2：扩大
培养所需的生物菌，并按照比例将培养好的生物菌进行复配，得到微生物菌剂；步骤3.3：分别准备有机肥、保水剂以及矿物质材料；步骤3.4：将上述步骤制备得到的改性生物质炭、有机肥、微生物菌剂、保水剂、矿物质材料和水按比例进行混合，搅拌均匀，静置，造粒，烘干即可得到生物质炭基肥。
13.本发明提供的一种荒漠化土壤修复方法，具有以下有益效果：
14.本发明采用微藻溶液配合生物质炭基肥共同修复荒漠化的土壤，能有效增强肥力退化、保水性降低土壤的肥力和保水性，防止土壤的荒漠化形成，对荒漠化土壤进行改良，增强了荒漠化土地的肥力和土壤的保水性，为改良荒漠土壤植被的种植奠定了基础，提高了荒漠土壤植被的成活率，实现了改良荒漠土壤的目的。
具体实施方式
15.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
16.本发明公开了一种荒漠化土壤修复方法，包括如下步骤：步骤1：选择待修复的荒漠化土壤；步骤2：在荒漠化土壤中施洒微藻溶液，每亩用量4-10l，并每隔5-10天对其浇水；步骤3：1-3个月以后，在荒漠化土壤中施加生物质炭基肥，每亩用量60-110kg；步骤4：1-2个月以后，在荒漠化土壤中种植抗旱易成活植物；步骤5：下一年继续在荒漠化土壤中施洒微藻溶液，并重复步骤2-4；步骤6：2-3年后，荒漠化土壤会得到改良，可以种植其他作物。
17.具体的，本发明实施例公开的荒漠化土壤修复方法，先在土壤中施洒微藻溶液，微藻溶液在荒漠地表形成壳状结构的生物土壤结皮，一方面能够捆绑固定沙土颗粒，另一方面藻细胞分泌的大量胞外多糖也具有很强的粘结吸附作用，进一步胶结土壤颗粒和沙粒。藻结皮形成后，不仅沙土表面的防风放水蚀能力大幅提升，水文条件得到改善，生物群落多样性得以提高，土壤厚度和结构质地、营养状况也逐渐改良；然后在荒漠化土壤中施加生物质炭基肥，能够产生多种活性物质，促进沙生植物根系发达，提高成活率，有助于让土壤重返自然状态，能减少氮素的淋失，减少土壤对钾素的固定，进而提高土壤中氮、钾的有效性，使土壤具有较好的保水保肥效果，另外生物质炭的孔隙结构能够为土壤微生物提供栖息场所，可以保护土壤中有益微生物，提高土壤微生物的活性；最后在荒漠化土壤中种植抗旱易成活植物，在恶劣土壤环境中容易成活，通过植物的作用使土壤能够固定水分和养分，增强修复效果；每年均重复上述步骤过程，2-3年以后，荒漠化土壤会得到明显改善。
18.进一步的，步骤2中的微藻溶液为荒漠藻溶液。微藻溶液优选荒漠藻溶液，将荒漠藻种恢复培养，恢复成功后扩大培养，培养基为1:5-10逐级扩大，温度为25
±
3℃，光照强度15000-25000lux，通气培养，制备得到荒漠藻溶液。
19.进一步的，步骤3中的生物质炭基肥由微生物菌剂、改性生物质炭、有机肥、保水剂以及矿物质材料按(0.1-1):(40-70):(20-40):(3-15):(8-20) 的比例混合而成。微生物菌剂主要能使土壤产生多种活性物质，促进沙生植物根系发达，提高成活率，有助于让土壤重返自然状态，让土壤的ph值通过酶的平衡至作物需要的程度。改性生物质炭具有很大的比表面积，具有很强的离子交换和吸附能力，能减少氮素的淋失，减少土壤对钾素的固定，进
而提高土壤中氮、钾的有效性，使土壤具有较好的保水保肥效果，另外生物质炭的孔隙结构为土壤微生物提供了良好的栖息场所，可以保护土壤中有益微生物，提高土壤微生物的活性。有机肥主要用于提高土壤养分。保水剂主要用于增强土壤的保水能力。矿物质材料主要用于加速生物质炭基肥的成型，起到粘结剂作用，并且在植物生长中可促进植物生长。
20.进一步的，微生物菌剂包括芽孢杆菌、光合菌、放射菌、酵母菌、乳酸菌、固氮菌中的一种或几种。在本发明实施例中，微生物菌剂优选芽孢杆菌、光合菌和放射菌，将枯草芽孢杆菌、光合菌和放射菌分别接种于培养基内，在相应的条件下进行培养12-24h，然后分别按照1-3％接种量接种于不同的发酵罐中，控制一定的条件，通风培养24h，得到发酵菌液，然后按照1:1:1的比例进行复配，得到微生物菌剂；
21.进一步的，改性生物质炭为磷酸活化改性生物质炭或者保水剂改性生物质炭。改性生物质炭与常规生物质炭相比，表面官能团数量和比表面积有所增加，改性的炭基肥较常规炭基肥的表面结构中分布着更多的养分，且炭基肥与复合肥相比养分缓释效果更明显。在本发明实施例中，改性生物质炭优选为磷酸活化改性生物质炭。
22.进一步的，保水剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、交联羧甲基纤维素钠、交联聚乙维酮、羟丙基纤维素中的一种或几种。在本发明实施例中，保水剂优选聚丙烯酰胺。
23.进一步的，矿物质材料包括凹凸棒土、膨润土、粘土中的一种或几种。在本发明实施例中矿物质材料优选为凹凸棒土和膨润土的混合物。
24.进一步的，生物质炭基肥通过以下步骤进行制备：步骤3.1：将农林废弃物经中温热裂解，制成生物质炭，将所得到的生物质炭进行改性，得到改性生物质炭；步骤3.2：扩大培养所需的生物菌，并按照比例将培养好的生物菌进行复配，得到微生物菌剂；步骤3.3：分别准备有机肥、保水剂以及矿物质材料；步骤3.4：将上述步骤制备得到的改性生物质炭、有机肥、微生物菌剂、保水剂、矿物质材料和水按比例进行混合，搅拌均匀，静置，造粒，烘干即可得到生物质炭基肥。
25.具体的，在本发明实施例中制备生物质炭基肥时，先将农林废弃物在缺氧或低氧条件下以中温(＜700℃)热裂解制成生物质炭，将所得到的生物质炭进行磷酸活化改性，得到改性生物质炭；然后将枯草芽孢杆菌、光合菌和放射菌分别接种于培养基内，在相应的条件下进行培养12-24h，然后分别按照1-3％接种量接种于不同的发酵罐中，控制一定的条件，通风培养24h，得到发酵菌液，然后按照1:1:1的比例进行复配，得到微生物菌剂；然后分别制备得到有机肥溶液、保水剂以及矿物质材料；最后将制备得到的改性生物质炭、有机肥、微生物菌剂、保水剂、矿物质材料和水按比例进行混合，搅拌均匀，静置，造粒，烘干即可得到生物质炭基肥。
26.下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的说明：
27.选择待修复的荒漠化土壤，在荒漠化土壤中施洒微藻溶液，每亩施洒5l，并每隔10天对其浇水，2个月以后，在荒漠化土壤中施加生物质炭基肥，每亩施加80kg，1个月以后，在荒漠化土壤中种植沙葱，3年以后，荒漠化土壤会得到改良，可以种植其他作物，荒漠化修复完成。
28.以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。