[發明專利]一種富含腐殖質人工模擬土壤的制備方法

有效

• 申請號: 201910857065.0
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110521537B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 楊帆
• 申請（專利權）人: 東北農業大學
• 主分類號: A01G24/10
• 分類號: A01G24/10;A01G24/20;A01G24/00;A01G24/22
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 李紅媛

一種富含腐殖質人工模擬土壤的制備方法，它涉及模擬土壤的制備方法。本發明的目的是要解決現有有機肥對雨水沖刷耐受能力低，進而影響了其對問題土壤的修復效果的問題。方法：一、制備土壤混合物；二、將土壤混合物置于高溫高壓水熱反應釜中進行水熱反應，得到富含腐殖質人工模擬土壤。本發明制備方法簡便，原料廉價易得，因此適合大批量的合成制備；本發明制備的富含腐殖質人工模擬土壤用于增加土壤持水性和對營養元素的吸收性能力。

技術領域

本發明涉及模擬土壤的制備方法。

背景技術

黑土，又稱黑土黑鈣土，是世界上最肥沃的作物生產土壤資源之一。黑土有機質含量高，土壤肥沃，儲存著厚重的腐殖質最適合農耕。為了養活日益增長的世界人口，黑土在過去幾十年發生了嚴重的退化。特別地，由于農藥、化肥等的濫用及落后的修復體系，造成了水土流失、污染問題嚴重，逐漸形成了貧瘠土、鹽堿土及污染土等。

現有的針對不同土壤問題的有機肥料雖然可以一定程度上從物理、生物、化學等方面解決土壤鹽堿化、板結嚴重、土壤貧瘠、地力下降等問題，但是由于其與土壤結構和組成的顯著區別，不能與土壤進行完全匹配，增加了被雨水沖刷的風險，進而影響了其對問題土壤的修復效果。

發明內容

本發明的目的是要解決現有有機肥對雨水沖刷耐受能力低，進而影響了其對問題土壤的修復效果的問題，而提供一種富含腐殖質人工模擬土壤的制備方法。

一種富含腐殖質人工模擬土壤的制備方法，是按以下步驟完成：

一、制備土壤混合物：

將生物質材料粉或葡萄糖與問題土壤混合，再加入堿性助劑和蒸餾水，攪拌均勻，得到土壤混合物；

步驟一中所述的生物質材料粉、問題土壤、堿性助劑和蒸餾水的質量比為(3～5):(0.5～50):(0.3～2):(25～100)；

步驟一中所述的葡萄糖、問題土壤、堿性助劑和蒸餾水的質量比為(3～5):(0.5～50):1.0:(25～50)；

步驟一中所述的生物質材料粉是按以下步驟制備的：

首先對生物質材料進行清洗，去除生物質材料表面的雜質，然后進行干燥，最后把干燥的生物質材料進行粉碎，得到生物質材料粉；

二、將土壤混合物置于高溫高壓水熱反應釜中，再將高溫高壓水熱反應釜升溫至180℃～200℃，再在溫度為180℃～200℃和壓力為0.5MPa～5MPa的條件下水熱反應20h～28h，得到反應產物；將反應產物進行離心，得到固體物質；將固體物質進行真空干燥，得到富含腐殖質人工模擬土壤。

本發明的原理及優點：

一、本發明以生物質材料和問題土壤為原料，采用新型的水熱腐殖化與熱化學相結合的方法制備得到的富含腐殖質的人工模擬土壤。人工黑土具有豐富的有機質含量、適宜的土壤酸堿性、匹配真實黑土的礦物學成分，本發明制備的富含腐殖質的人工模擬土壤具有與天然黑土相似的外觀形態，并且可以根據不同目標土壤調控有機質含量為12.0％～60.7m²/g，且豐富的腐殖質勻分散在土壤礦物表面，提高了其對雨水及地表徑流沖刷的耐受性；

二、將生物質材料中的葡萄糖、纖維素、半纖維素和木質素在堿性助劑作用和高溫高壓的反應條件下，進行分解和重新鍵合形成富里酸和腐殖酸。同時，反應初期的堿性環境對原料土壤的礦物表面形成一定度的活化作用，增加了土壤礦物表面的羥基基團，進而與形成的腐殖質通過物理化學作用鍵合形成匹配堅固的humics-minerals結構，提高了耐沖刷能力；

三、生物質材料(如秸稈、稻殼等)作為一種農業廢棄物，由于其廉價易得，降低了人工土壤的制備成本；