[發明專利]一種土壤改良劑、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201710986110.3
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107916108A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 王義祥;劉岑薇;葉菁;鄭慧芬;林怡;李艷春;王成己
• 申請（專利權）人: 福建省農業科學院農業生態研究所
• 主分類號: C09K17/08
• 分類號: C09K17/08;C09K109/00
• 代理公司: 福州市眾韜專利代理事務所(普通合伙)35220
• 代理人: 陳智雄,黃秀婷

技術領域

本發明涉及鹽堿土改良技術領域，特別是一種土壤改良劑、制備方法及應用。

背景技術

鹽堿土是世界重要的土地資源，并且分布廣泛，全球總面積約為10億hm²，約占陸地面積的10％。我國鹽漬土總面積約3600萬hm²，占全國可利用土地面積的4.88％。近年來，由于人為的不合理灌溉、過度使用化肥、砍伐森林、破壞植被以及溫室效應導致的氣候變暖等因素，使土壤鹽堿化問題日益嚴重。據估計，全球的鹽堿土每年以0.1-0.15百萬hm²的速度增長。隨著世界人口增長、土地退化問題的出現，世界各國高度重視鹽堿地改良、開發利用以及土地保護措施，以保護耕地資源和緩解糧食危機。國內外已有許多用于鹽堿土改良的技術措施，如洗鹽壓鹽的工程措施，種植耐鹽植物和綠肥等的生物措施，添加改良劑降鹽、降堿的化學措施等，但工程改良方法費用比較高,生物改良方法改良周期較長,見效慢。

另一方面，在農產品加工生產過程中，產生大量的如秸稈、糠皮、麥麩、食用菌菌渣等農業廢棄物，若直接廢棄或簡單焚燒和填埋會對大氣、土壤、地下水等造成污染，且浪費了資源。近年來水熱炭化技術因其能夠同時實現農業廢棄物的破壞、水解和回收利用，為農業廢棄物的資源化創造了新的發展方向。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出一種土壤改良劑、其制備方法及應用，能夠有效降低鹽堿土的堿性與含鹽量。

本發明采用以下方案實現：一種土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟S1：將農業廢棄物粉碎后通過篩網進行過濾，過濾得到的農業廢棄物與水按比例制成混合液；

步驟S2：在所述混合液中加入熟石灰和過磷酸鈣聯合催化劑進行水熱炭化處理；

步驟S3：將水熱炭化產物冷卻后進行固液分離，分別得到固態的生物炭復合材料和分解液；

步驟S4：將生物炭復合材料、腐熟雞糞、凹凸棒土混合形成混合物，將所述分解液作為液相調節的溶液與所述混合物一起加入圓盤造粒機中進行圓盤造粒與烘干，得到所述土壤改良劑。

進一步地，所述步驟S1中，所述農業廢棄物包括植物秸稈、糠皮、麥麩、或食用菌菌渣中的一種或一種以上的任意混合物。

進一步地，所述步驟S1中進行過濾的篩網為1-3mm的篩網，用以過濾得到長度或直徑小于3mm的農業廢棄物。

進一步地，所述步驟S1中，所述混合液中，農業廢棄物與水的質量比為10-20份：80-90份。

進一步地，所述步驟S2中，所述熟石灰的添加量為所述混合液中所含有的農業廢棄物總質量的0.1％-2％，所述過磷酸鈣的添加量為所述混合液中所含有的農業廢棄物總質量的0.1％-1％。

進一步地，所述步驟S2中，所述水熱炭化的時間6～12小時；所述水熱炭化的溫度為200～250℃。

進一步地，所述步驟S4中，所述生物炭復合材料、腐熟雞糞、凹凸棒土的質量比為30-50份：40-60份：10份。

本發明還包括一種由上述制備方法得到的土壤改良劑。采用本發明的制備方法制得的土壤改良劑能夠降低鹽堿土的堿性與含鹽量，對鹽堿土進行有效改良。

本發明還包括一種上述改善鹽堿土的土壤改良劑的應用，所述土壤改良劑用以施加到堿性土壤中，降低鹽堿土的堿性與含鹽量。

進一步地，所述土壤改良劑施用量為500公斤/畝-2000公斤/畝。

與現有技術相比，本發明有以下有益效果：

1、本發明利用熟石灰與農業廢棄物混合液共同反應，通過熟石灰的石灰效應可提高生物炭的酸緩沖性，水熱炭化后產生的大量Ca²⁺可以通過離子代換將土壤中有害的Na⁺代換出來，降低了土壤鹽漬度，即降低堿性與含鹽量。

2、本發明在水熱炭化過程中添加過磷酸鈣可減少水熱炭化過程C、H、O等元素以小分子形式的產物損失，提高生物質炭的碳保留量和水熱炭的產率。

3、本發明中水熱炭化生成的生物炭是具有較高生物和化學穩定性的有機質，可以改善土壤結構和增加土壤碳匯。

4、本發明生成的含Ca²⁺和磷酸鹽的生物炭復合材料呈酸性，可以快速中和鹽堿土的堿性。

5、本發明原料成本低廉，生產方法簡單，在實現農業廢棄物資源化的同時克服了傳統焚燒填埋方式對環境造成的影響，更為環保。

具體實施方式

下面結合實施方式與實施例對本發明做進一步說明。