一种无害化污泥为主料制备的风沙土专用调理剂的制作方法

1.本发明涉及土壤修复剂技术领域，特别是涉及一种无害化污泥为主料制备的风沙土专用调理剂。


背景技术：

2.中低产田改良，能更有效地对粮食产量进行挖潜，利用有限的耕地生产出更多的粮食，对保障我国当前粮食安全和农业可持续发展具有十分重要的意义。风沙土是一种典型的中低产田，西北、东北和内蒙古自治区东四盟市干旱区域分布着面积不小的沙地。沙地土壤结构松散，保水保肥能力差，导致沙地的生产力低下，为提高沙地的肥力和生产力，种植前必须对沙地土壤进行改良和培肥，最直接有效的方式就是施用土壤调理剂。施用土壤调理剂，可使风沙土形成团聚体结构，提高其保水和保肥功能，从而提高风沙土生产力和保证作物产量。重视和加强风沙土治理，对增强农业后劲、保证国家商品粮基地农业生产的持续稳定发展就具有重要意义。
3.但目前土壤调理剂市场存在以下问题，一是成本较高，很难在农业领域推广应用；二是材料来自于矿物废料或是化工原料，其生态安全性能难以保证，易于给土壤环境造成二次污染；三是生产与使用严重脱节，施用配套技术不完善，成为了制约其发展的主要原因。因此环境友好、原材料来源充足、制作成本低廉的土壤调理剂成为其在农业领域的发展方向。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种无害化污泥为主料制备的风沙土专用调理剂。
5.为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
6.一种无害化污泥为主料制备的风沙土专用调理剂，按质量份数计，无害化污泥(干基)700-1000份、羊粪0-300份、聚丙烯酰胺10-50份。
7.优选，按质量份数计，无害化污泥(干基)900份，羊粪80份，聚丙烯酰胺20份。
8.所述无害化污泥为城市低盐生活污泥为基础，采用美国先进的ips仓式发酵工艺，经过21天好氧发酵，原料中添加其30-40wt％的秸秆、稻壳等干辅料和其5wt％的发酵菌菌种，进行高温生物发酵无害化处理后获得的产物。
9.所述发酵菌菌种可为高温厌氧菌，即高温嗜热菌，现有市面可市购任意一种或几种。
10.进一步的说，所选用的污泥原料经过特定装置约21天的好氧生物干化反应，物料充分腐熟，污泥中的有害物质、细菌、病原体、害虫卵等充分灭活，适合用于农田。
11.所述羊粪为发酵羊粪，即收集羊粪常规堆肥即可。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13.本发明调理剂中通过对污泥原料进行无害化处理，使其富含有机质和养分，它的
加入能为风沙土补充大量有机物料，提升肥力，同时污泥尾产物质地偏粘重，能有效中和风沙土的松散质地，使风沙土形成团粒结构，另外，聚丙烯酰胺的添加突出的保水和粘结功能进一步提高风沙土保水功能和加固风沙土的结构。
14.本专利发明的无害污泥基风沙土修复剂在风沙土上的应用效果突出，生产工艺简便，成本低廉，不仅解决了生活污泥尾产物的出路问题，还将污泥尾产物变废为宝，具有重要社会和环境意义
具体实施方式
15.以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。
16.本发明通过以无害化污泥为基础，经无害化处理后城市污泥尾产物富含有机质和养分，具有良好的保水性，再复配羊粪、聚丙烯酰胺完善无害化污泥的功能，经无害化处理后的其可有效团聚风沙土结构和提升其保水性，克服风沙土干旱、不保水不保肥的缺陷；进而以无害化处理后的污泥尾产物作为原材料，开展有机-无机复合型
±
壤调理剂的研制并应用于沙地土壤改良进行，同时为污泥尾产物的资源化利用开辟一种新的模式。
17.下述各实施例中无害化污泥为城市低盐生活污泥为基础(盐度低于0.3％)，采用美国先进的ips仓式发酵工艺，经过21天好氧发酵，原料中添加其40wt％的秸秆和稻壳(两者之间按任意质量比例混合)和其5wt％的发酵菌菌种(所述发酵菌菌种为高温厌氧菌，即高温嗜热菌，现有市面可市购任意一种或几种。)，进行高温生物发酵无害化处理后获得的产物。
18.进一步的说，所选用的污泥原料经过特定装置约21天的好氧生物干化反应，物料充分腐熟，污泥中的有害物质、细菌、病原体、害虫卵等充分灭活，适合用于农田。
19.所述羊粪为发酵羊粪，即收集羊粪常规堆肥即可。
20.聚丙烯酰胺为阳离子聚丙烯酰胺(市购)。
21.实施例1修复剂配方1
22.无害化污泥(干基)900份，羊粪80份，聚丙烯酰胺20份。
23.实施例2修复剂配方2
24.无害化污泥(干基)800份，羊粪190份，聚丙烯酰胺10份。
25.对比例1
26.羊粪80份，聚丙烯酰胺20份。
27.对比例2
28.无害化污泥(干基)900份，聚丙烯酰胺20份。
29.应用例1本发明对风沙土改良的作用效果
30.1、验证试验1
31.以实施例1为例，开展盆栽试验，试验地点在沈阳市本溪市石桥子镇沈阳中科新型肥料有限公司本溪分公司，设置4次重复；供试土壤是在辽宁省阜新市彰武县采集的流动风沙土，风沙土风干过2mm筛后混合均匀备用；实施例1的添加量为土壤质量的1％，将对应重量的实施例1与盐碱土混合均匀后装盆；盆栽试验盆钵直径为23cm，盆深30cm，每盆装土37.5kg。供试的作物为玉米，2021年5月25日播种，播种时在每盆中间播种3粒玉米种子，间
苗时留下2株玉米，定植时留下1株玉米。在拔节期(20201年7月10日)测定其株高和茎粗，在2021年10月15日收获和测产，同时植株地上部带回实验室，风干后测定其干物质量。
32.2、验证试验2
33.试验地点在沈阳市本溪市石桥子镇沈阳中科新型肥料有限公司本溪分公司，与验证试验1同等条件和操作步骤，只有实施例1的添加量比例不同，验证试验2中实施例1的添加量为土壤质量的2％。
34.3、对比试验1
35.试验地点在沈阳市本溪市石桥子镇沈阳中科新型肥料有限公司本溪分公司，与验证试验1同等条件和操作步骤，只是对比试验1中装盆土壤为风干过筛混匀后的土壤，不添加任何修复剂。
36.4、对比试验2
37.试验地点在沈阳市本溪市石桥子镇沈阳中科新型肥料有限公司本溪分公司，与验证试验1同等条件和操作步骤，只是添加的是对比例1，对比试验2中对比例1的添加量为土壤质量的1％。
38.5、对比试验3
39.试验地点在沈阳市本溪市石桥子镇沈阳中科新型肥料有限公司本溪分公司，与验证试验1同等条件和操作步骤，只是添加的是对比例2，对比试验3中对比例2的添加量为土壤质量的1％。
40.6、结果
41.验证试验1和验证试验2中的玉米株高均比对比试验1的(160cm)高出44cm，与对比试验2的玉米株高相当，比对比试验3的高出40cm；验证试验1和验证试验2中玉米茎粗分别比对比试验1(15.94mm)高出6.91mm和6.23mm，比对比试验2的分别高出0.51mm和0.67mm，比对比试验3的分别高出1.08mm和0.95mm；验证试验1和验证试验2中玉米产量分别比对比试验1玉米的产量(114g/穗)高出78g/穗和85g/穗，比对比试验2的分别高4.1g/穗和低3.5g/穗，比对比试验3的分别高出2.7g/穗和4.3g/穗；验证试验1和验证试验2中玉米地上部干物质量分别比对比试验1玉米的干物质量(191g/株)分别高出133g/株和85g/株，比对比试验2的分别高3.1g/穗和低4.5g/穗，比对比试验3的分别高出6.2g/穗和8.5g/穗。收获后，验证试验1和验证试验2的土壤有机质含量分别比对比试验1的增高23.5％和26.07％，比对比试验2的分别高5.5％和8.3％，比对比试验3的分别高出0.15％和0.27％；土壤碱解氮含量分别比对比试验1的增高29.93％和61.72％，比对比试验2的分别高8.6％和11.3％，比对比试验3的分别高出2.15％和1.98％；土壤速效磷含量分别比对比试验的增高30.62％和71.24％，比对比试验2的分别高15.2％和13.6％，比对比试验3的分别高出2.34％和2.68％；土壤速效钾含量分别比对比试验的增高26.83％和42.99％，比对比试验2的分别高10.25％和16.2％，比对比试验3的分别高出1.52％和2.31％。以上结果说明，实施例1在促进植株生长、增加植株产量和提高土壤肥力方面明显的优于对比例1和对比例2。
42.应用例2本发明对风沙土改良的作用效果
43.1、验证试验1
44.以实施例1为例，开展田间小区试验，每个小区面积为38.4m2,试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇，设置3次重复；实施例1的添加量为1.5吨/亩，将对应重量的实施例
1均匀铺在小区土壤表层后，用旋耕机将实施例1旋进20cm耕作层，充分混匀后种植玉米。玉米于2021年5月10日播种，播种量4000株/亩，在2021年10月5日收获和测产。
45.2、验证试验2
46.试验地点辽宁省阜新市彰武县章古台镇，与验证试验1同等条件和操作步骤，只有实施例1的添加量比例不同，验证试验2中实施例1的添加量为3.0吨/亩。
47.3、验证试验3
48.试验地点辽宁省阜新市彰武县章古台镇，与验证试验1同等条件和操作步骤，只有实施例1的添加量比例不同，验证试验3中实施例1的添加量为4.5吨/亩。
49.4、对比试验1
50.试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇，与验证试验1同等条件和操作步骤，只是对比试验1的土壤不添加任何修复剂。
51.5、对比试验2
52.试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇，与验证试验1同等条件和操作步骤，只是添加的是对比例1，对比试验2中对比例1的添加量为1.5吨/亩。
53.6、对比试验3
54.试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇，与验证试验1同等条件和操作步骤，只是添加的是对比例2，对比试验3中对比例2的添加量为1.5吨/亩。
55.7、结果
56.验证试验1、验证试验2、验证试验3的玉米株高分别比对比试验1玉米的株高(255cm)高出6cm、6cm和17cm，比对比试验2玉米的株高(267cm)高6cm、高6cm和低5cm，比对比试验3玉米的株高(265cm)高4cm、高4cm和低7cm；验证试验1、验证试验2、验证试验3的玉米产量分别比对比试验中玉米的产量(11187kg/hm2)高出1362kg/hm2、949kg/hm2和1858kg/hm2，比对比试验1玉米的株高(255cm)高出6cm、6cm和17cm，比对比试验1玉米的株高(255cm)高出6cm、6cm和17cm。以上结果表明，相比对比例1和对比例2，实施例1明显提高植株产量，且当其添加量为4.5吨/亩时效果最好。
57.应用例3本发明对风沙土改良的作用效果
58.1、验证试验1
59.以实施例1为例，开展田间示范试验，每个示范田面积为1亩，试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇南场；实施例1的添加量为1.5吨/亩，将对应重量的实施例1均匀铺在小区土壤表层后，用旋耕机将实施例1旋进20cm耕作层，充分混匀后种植玉米。玉米于2021年5月10日播种，播种量4000株/亩；在2021年10月1日收获和测产。
60.2、对比试验1
61.试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇南场，与验证试验1同等条件和操作步骤，只是对比试验1的土壤不添加任何修复剂。
62.3、对比试验2
63.试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇，与验证试验1同等条件和操作步骤，只是添加的是对比例1，对比试验2中对比例1的添加量为1.5吨/亩。
64.4、对比试验3
65.试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇，与验证试验1同等条件和操作步骤，只
是添加的是对比例2，对比试验3中对比例2的添加量为1.5吨/亩。
66.5、结果
67.验证试验1的玉米产量(13498kg/hm2)比对比试验1、对比试验2和对比试验3中玉米的产量高出2311kg/hm2、235kg/hm2、489kg/hm2。
68.应用例4本发明对风沙土改良的作用效果
69.1、验证试验1
70.以实施例1为例，开展田间示范试验，每个示范田面积为1亩，试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇南场；实施例1的添加量为1.5吨/亩，将对应重量的实施例1均匀铺在小区土壤表层后，用旋耕机将实施例1旋进20cm耕作层，充分混匀后种植花生。花生于2021年5月12日播种，在2021年10月5日收获和测产。
71.2、对比试验1
72.试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇南场，与验证试验1同等条件和操作步骤，只是对比试验1的土壤不添加任何修复剂。
73.3、对比试验2
74.试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇，与验证试验1同等条件和操作步骤，只是添加的是对比例1，对比试验2中对比例1的添加量为1.5吨/亩。
75.4、对比试验3
76.试验地点在辽宁省阜新市彰武县章古台镇，与验证试验1同等条件和操作步骤，只是添加的是对比例2，对比试验3中对比例2的添加量为1.5吨/亩。
77.3、结果
78.验证试验1的花生产量(5696kg/hm2)比对比试验1、对比试验2和对比试验3中花生的产量高出1246kg/hm、336kg/hm2、475kg/hm2。