一种酸化土壤改良剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及资源再生利用的技术领域，尤其涉及一种酸化土壤改良剂及其制备方法。


背景技术：

2.近几十年来，土壤酸化已经成为全球非农业和农业系统中最严重的土壤退化问题之一。土壤酸化的原因有自然酸化，自然环境下风化作用和降雨。土壤酸化有非常多的危害：土壤酸化使得氢离子浓度迅速增加，它与ca2+、mg2+、k+等盐基性养分阳离子竞争交换位，从而致使这些离子大量淋失，造成土壤肥力下降，影响地上作物生产发育，影响了土壤微生物的生命活动，影响了土壤有机质的分解和c、n、p、s的循环。此外，土壤中存在着大量的有益微生物，对作物的生长起着重要的作用，而大多数有益微生物都只适合生长在ph值为6.5-7.5的中性环境条件下。土壤酸化导致有益菌数量的减少，给能在酸性土壤生存的有害微生物提供了便利，造成病菌滋生。另外，土壤酸化导致有毒重金属化合物的溶解度增加，污染土壤和水环境，促进有毒元素的释放和活化，有可能通过食物链危害人体和动物的健康。
3.目前，国内外解决土壤酸化主要是通过控制酸雨，施用石灰、施用有机肥料、施用生物菌肥等方法，来调节土壤酸碱度。美国、日本等国家有研发出控制酸雨的生物防治方法，但施用成本高，容易造成环境二次破坏。施用石灰是常用措施，但是长期用土壤会板结，土质量会下降。施用有机肥料如：农作物的茎杆、家畜的粪肥、绿肥及草木灰等，经无害化综合处置后才不造成环境二次污染。施用生物菌肥，不能增加土壤农业循环中养分的总量，随着使用年限的增加，效果是越来越差，原因是在自然生态环境下，土壤中活在有近万种与生态环境相关的土壤微生物，这些生物与土壤生态环境构成一个共生共灭的整体，并在抑制某些群体特异繁殖过程中达到动态平衡，是微生物的活动使土壤具有消化功能(分解动植物残体)和孕育生命的功能。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是面对土壤酸化的问题，提出一种改良剂，以从根源上面解决土壤的健康问题，从土壤生态着手，构建微生物的生存环境，恢复土壤生态的自我调节能力，来修复治理污染耕地。
5.本发明的第一个目的提出一种酸化土壤改良剂。
6.本发明的第二个目的提出一种酸化土壤改良剂的制备方法。
7.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份数的组分：有机废弃物70-100份、硅粉1-4份、钙粉2-5份、解离剂3-7份及调理剂1-3份。
8.根据本发明实施例的土壤改良剂可以用于酸化土壤的改良，产品便于存放、运输和施用。本发明产品产品通过产生土壤团粒结构，来增强土壤的生态环境，有效防治土壤板
结和水分流失。通过提高土壤营养，增加土壤的活性，以调节酸化土壤健康，可使得地面植物根系生长，快速生根，可以消除种植引起的土传病害。另外，本发明产品通过分解土壤中不易分解的有机质，减少化肥使用不当的残留，促进作物生产，可为我国的粮食安全，农田和农业可持续发展做出积极的贡献。
9.另外，根据本发明上述实施例提出的酸化土壤改良剂还可以具有如下附加的技术特征：
10.优选地，所述有机废弃物为琼胶渣、食品渣、啤酒渣的一种或几种。
11.优选地，上述酸化土壤改良剂，包括以下重量份数的组分：琼胶渣10份、食品渣45份、啤酒40份、硅粉2份、钙粉3份、解离剂5份及调理剂2份。
12.本公开采用硅粉、钙粉作为辅料用于构建微生态生存环境的结构。
13.优选地，所述解离剂为fe2(so4)3、fe(no3)3等铁盐的一种或几种。
14.优选地，所述调理剂为盐酸。
15.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种酸化土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
16.步骤一、浆化：预先将溶剂及上述重量份数的解离剂投入浆化池中，并将上述重量份数的有机废弃物投入浆化池，并搅拌均匀，得到浆化液；通过浆化过程，解离剂将有机废弃物中的聚丙烯酰胺分解为聚丙烯键和酰胺键增加物料的有机质，并破坏有机废弃物的原有结构，方便废弃物中的水析出，由于大肠菌群和蛔虫卵生存环境为弱碱环境，通过创造酸性条件，可以灭杀污泥里的有害细菌。
17.优选地，所述步骤一中，搅拌转速为50-100rpm，搅拌时间为1-4h。
18.优选地，所述步骤一中，物料比1：(1-3)。所述物料比是指有机废弃物重量与溶剂的重量之比。
19.步骤二、均化：将所述浆化液转移到均化池，并将上述重量份数的调理剂投入均化池，继续搅拌，得到均化液；通过均化过程，打破杂环等有害物质的结构，使得最终产品富含更多作物能吸收的营养，增加土壤有机质；
20.优选地，所述步骤二中，搅拌转速为50-100rpm，搅拌时间为1-4h。
21.步骤三、固液分离：对所述均化液进行固液分离，得到滤饼及滤液；所述滤液通过重金属捕捉剂处理后，得到脱重金属滤液；所述脱重金属滤液作为溶剂再投入到步骤一的浆化池中进行循环；
22.优选地，所述步骤三中，采用隔膜压滤机进行固液分离。
23.优选地，所述隔膜压滤机采用的压力：进料压力0.5-2mpa，压榨压力1-2mpa，压紧压力25-30mpa；，过滤面积为300-500m2。
24.步骤四、活化：将所述滤饼及上述重量份数的硅粉及钙粉投入混料机中，充分活化混合0.2-1h，得到活化物料，活化物料再发酵75-80h，得到发酵物料，经过活化、发酵过程，初步构建了适合土壤微生物生存的环境。
25.步骤五、腐熟：将所述发酵物料进行腐熟后，得到酸化土壤改良剂。通过煮熟过程，消灭有害物质。
26.优选地，所述步骤五中，所述腐熟为常温腐熟165-180h。
27.采用上述技术方案之后，本发明具有以下有益效果：
28.(1)本发明产品可以去除杂环类、重金属等有害物质，并从物料内部分解出营养物质，不仅能做到供给地上作物足够的养分，还能补充和分解土壤里大量的氮、磷、钾及微量元素等养份，提高保肥供肥能力；
29.(2)本发明产品不仅能减轻病害、净化环境、改善土壤的理化性状，还能分解并降低化肥农药在土壤中残留物、减轻环境污染，另外，还可以使农业投资成本降低、减轻农民负担、增加农民收入；
30.(3)本发明产品可以帮助土壤恢复健康并且恢复后的土壤可以种植各类大田作物、果树、蔬菜、花卉、烟草、苗木等作物，能够最大限度地满足各类作物对生长环境和营养条件的需求，与其他肥料相比，可以有效提高作物产量；
31.(4)本发明产品不烧根、不烧苗、防止土壤板结、培肥地力，防治病虫害，使食品原汁原味；同时也避免了单一靠加大化肥换取其产品带来的需要治理污染的二次投入。
附图说明
32.图1为根据本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
33.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
34.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
35.实施例1
36.一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份数的组分：琼胶渣70份、硅粉4份、钙粉5份、解离剂fe2(so4)3 3份、调理剂盐酸1份。
37.本实施例1土壤改良剂的制备方法，其工艺流程如图1所示：
38.步骤一、浆化：预先将溶剂脱重金属滤液(或首次投入时溶剂采用水)及上述重量份数的解离剂投入浆化池中，并将上述重量份数的有机废弃物投入浆化池，物料比1：1，并搅拌均匀，搅拌转速为50rpm，搅拌时间为4h，得到浆化液；
39.步骤二、均化：将所述浆化液转移到均化池，并将上述重量份数的调理剂投入均化池，继续搅拌，搅拌转速为50rpm，搅拌时间为4h，得到均化液；
40.步骤三、固液分离：对所述均化液进行固液分离，得到滤饼及滤液；所述滤液通过重金属捕捉剂处理后，得到脱重金属滤液；所述脱重金属滤液作为溶剂再投入到步骤一的浆化池中进行循环；优选地，采用隔膜压滤机进行固液分离；所述隔膜压滤机采用的压力：进料压力0.5mpa，压榨压力1mpa，压紧压力25mpa；，过滤面积为500m2。
41.步骤四、活化：将将所述滤饼及上述重量份数的硅粉及钙粉投入混料机中，充分活化混合0.2-1h，得到活化物料，活化物料再发酵75-80h，得到发酵物料；
42.步骤五、腐熟：将所述发酵物料进行常温腐熟165h后，得到酸化土壤改良剂。
43.实施例2
44.一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份数的组分：琼胶渣10份、食品渣45份、啤酒40份、硅粉2份、钙粉3份、解离剂fe2(so4)3 5份及调理剂盐酸2份。
45.本实施例2土壤改良剂的制备方法：
46.步骤一、浆化：预先将溶剂脱重金属滤液(或首次投入时溶剂采用水)及上述重量份数的解离剂投入浆化池中，并将上述重量份数的有机废弃物投入浆化池，物料比1：3，并搅拌均匀，搅拌转速为75rpm，搅拌时间为2h，得到浆化液；
47.步骤二、均化：将所述浆化液转移到均化池，并将上述重量份数的调理剂投入均化池，继续搅拌，搅拌转速为75rpm，搅拌时间为2h，得到均化液；
48.步骤三、固液分离：对所述均化液进行固液分离，得到滤饼及滤液；所述滤液通过重金属捕捉剂处理后，得到脱重金属滤液；所述脱重金属滤液作为溶剂再投入到步骤一的浆化池中进行循环；优选地，采用隔膜压滤机进行固液分离；所述隔膜压滤机采用的压力：进料压力1mpa，压榨压力1.2mpa，压紧压力28mpa；，过滤面积为400m2。
49.步骤四、活化：将将所述滤饼及上述重量份数的硅粉及钙粉投入混料机中，充分活化混合0.5h，得到活化物料，活化物料再发酵72h，得到发酵物料；
50.步骤五、腐熟：将所述发酵物料进行常温腐熟168h后，得到酸化土壤改良剂。
51.实施例3
52.一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份数的组分：食品渣80份、硅粉1份、钙粉2份、解离剂fe(no3)3 7份、调理剂盐酸3份。
53.本实施例3土壤改良剂的制备方法：
54.步骤一、浆化：预先将溶剂脱重金属滤液(或首次投入时溶剂采用水)及上述重量份数的解离剂投入浆化池中，并将上述重量份数的有机废弃物投入浆化池，物料比1：2，并搅拌均匀，搅拌转速为100rpm，搅拌时间为1h，得到浆化液；
55.步骤二、均化：将所述浆化液转移到均化池，并将上述重量份数的调理剂投入均化池，继续搅拌，搅拌转速为100rpm，搅拌时间为1h，得到均化液；
56.步骤三、固液分离：对所述均化液进行固液分离，得到滤饼及滤液；所述滤液通过重金属捕捉剂处理后，得到脱重金属滤液；所述脱重金属滤液作为溶剂再投入到步骤一的浆化池中进行循环；优选地，采用隔膜压滤机进行固液分离；所述隔膜压滤机采用的压力：进料压力2mpa，压榨压力2mpa，压紧压力30mpa；，过滤面积为300m2。
57.步骤四、活化：将将所述滤饼及上述重量份数的硅粉及钙粉投入混料机中，充分活化混合0.5h，得到活化物料，活化物料再发酵80h，得到发酵物料；
58.步骤五、腐熟：将所述发酵物料进行常温腐熟180h后，得到酸化土壤改良剂。
59.对比例1
60.一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份数的组分：琼胶渣10份、食品渣45份、啤酒40份、硅粉2份、钙粉3份及调理剂盐酸2份。
61.本对比例1土壤改良剂的制备方法：
62.步骤一、浆化：预先将溶剂脱重金属滤液(或首次投入时溶剂采用水)投入浆化池中，并将上述重量份数的有机废弃物投入浆化池，物料比1：3，并搅拌均匀，搅拌转速为75rpm，搅拌时间为2h，得到浆化液；
63.步骤二、均化：将所述浆化液转移到均化池，并将上述重量份数的调理剂投入均化
池，继续搅拌，搅拌转速为75rpm，搅拌时间为2h，得到均化液；
64.步骤三、固液分离：对所述均化液进行固液分离，得到滤饼及滤液；所述滤液通过重金属捕捉剂处理后，得到脱重金属滤液；所述脱重金属滤液作为溶剂再投入到步骤一的浆化池中进行循环；优选地，采用隔膜压滤机进行固液分离；所述隔膜压滤机采用的压力：进料压力1mpa，压榨压力1.2mpa，压紧压力28mpa；，过滤面积为400m2。
65.步骤四、活化：将将所述滤饼及上述重量份数的硅粉及钙粉投入混料机中，充分活化混合0.5h，得到活化物料，活化物料再发酵72h，得到发酵物料；
66.步骤五、腐熟：将所述发酵物料进行常温腐熟168h后，得到酸化土壤改良剂。
67.对比例2
68.一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份数的组分：琼胶渣10份、食品渣45份、啤酒40份、硅粉2份、钙粉3份、解离剂fe2(so4)3 5份。
69.本对比例2土壤改良剂的制备方法：
70.步骤一、浆化：预先将溶剂脱重金属滤液(或首次投入时溶剂采用水)及上述重量份数的解离剂投入浆化池中，并将上述重量份数的有机废弃物投入浆化池，物料比1：3，并搅拌均匀，搅拌转速为75rpm，搅拌时间为2h，得到浆化液；
71.步骤二、均化：将所述浆化液转移到均化池，继续搅拌，搅拌转速为75rpm，搅拌时间为2h，得到均化液；
72.步骤三、固液分离：对所述均化液进行固液分离，得到滤饼及滤液；所述滤液通过重金属捕捉剂处理后，得到脱重金属滤液；所述脱重金属滤液作为溶剂再投入到步骤一的浆化池中进行循环；优选地，采用隔膜压滤机进行固液分离；所述隔膜压滤机采用的压力：进料压力1mpa，压榨压力1.2mpa，压紧压力28mpa；，过滤面积为400m2。
73.步骤四、活化：将将所述滤饼及上述重量份数的硅粉及钙粉投入混料机中，充分活化混合0.5h，得到活化物料，活化物料再发酵72h，得到发酵物料；
74.步骤五、腐熟：将所述发酵物料进行常温腐熟168h后，得到酸化土壤改良剂。
75.对比例3
76.一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份数的组分：琼胶渣10份、食品渣45份、啤酒40份、硅粉2份、钙粉3份。
77.本对比例3土壤改良剂的制备方法：
78.步骤一、浆化：预先将溶剂脱重金属滤液(或首次投入时溶剂采用水)投入浆化池中，并将上述重量份数的有机废弃物投入浆化池，物料比1：3，并搅拌均匀，搅拌转速为75rpm，搅拌时间为2h，得到浆化液；
79.步骤二、均化：将所述浆化液转移到均化池，继续搅拌，搅拌转速为75rpm，搅拌时间为2h，得到均化液；
80.步骤三、固液分离：对所述均化液进行固液分离，得到滤饼及滤液；所述滤液通过重金属捕捉剂处理后，得到脱重金属滤液；所述脱重金属滤液作为溶剂再投入到步骤一的浆化池中进行循环；优选地，采用隔膜压滤机进行固液分离；所述隔膜压滤机采用的压力：进料压力1mpa，压榨压力1.2mpa，压紧压力28mpa；，过滤面积为400m2。
81.步骤四、活化：将将所述滤饼及上述重量份数的硅粉及钙粉投入混料机中，充分活化混合0.5h，得到活化物料，活化物料再发酵72h，得到发酵物料；
82.步骤五、腐熟：将所述发酵物料进行常温腐熟168h后，得到酸化土壤改良剂。
83.本公开土壤调理剂在柑橘上的定点三年期田间效果评价试验
84.根据《肥料登记管理办法》、《ny/t 2271-2016土壤调理剂效果试验和评价要求》相关规定。2018年-2020年(3年)间，以土壤理化性状、作物产量、经济效益等为评价指标，在尤溪县新阳镇上地村柑橘上开展土壤调理剂田间效果评价试验。通过田间试验考察泉州市洋屿土壤科技有限公司生产的土壤调理剂在改土培肥及柑橘种植方面的影响，为肥料登记和推广应用提供依据。
85.1时间与地点
86.1.1试验时间：2018年3月1日-2020年11月25日，连续3年。
87.1.2试验地点：尤溪县新阳镇上地村
88.2材料与方法
89.2.1供试土壤
90.黄泥田，肥力中等，基本地力为土壤有机质25.7g/kg、碱解氮139mg/kg、有效磷21.5mg/kg、速效钾120mg/kg、ph5.4。
91.2.2供试肥料
92.泉州市洋屿土壤科技有限公司生产的土壤调理剂，产品技术指标为有机质≥15.0％、cao≥2.0％、sio2≥1.0％、ph7.0-9.0，粉剂。
93.2.3供试作物
94.柑橘，品种为茂谷柑，树龄5年。前茬作物：柑橘。
95.2.4.试验设计
96.试验设置7个处理；
97.处理1：常规施肥+供试肥料(实施例1的配方)；
98.处理2：常规施肥+供试肥料(实施例2的配方)；
99.处理3：常规施肥+供试肥料(实施例3的配方)；
100.处理4：常规施肥+供试肥料(对比例1的配方)；
101.处理5：常规施肥+供试肥料(对比例2的配方)；
102.处理6：常规施肥+供试肥料(对比例3的配方)；
103.处理7：常规施肥。
104.试验采用随机区组排列，每个处理3次重复，共21个小区，小区面积50平方米，各小区设保护行。成熟期调查果实品质和产量，小区实产单收称重。
105.2.5施肥经过
106.2.5.1前茬作物施肥
107.前茬作物施肥与本试验常规施肥一致。
108.2.5.2常规施肥
109.底肥：分别于2018年3月1日、2019年3月21日和2020年3月7日，在每株树冠下环施25kg农家有机肥和0.5kg尿素，施后覆土。
110.保果肥：分别于2018年5月9日、2019年5月12日和2020年5月17日叶面喷施0.3％磷酸二氢钾，地面每株施用200g氯化钾。
111.冬肥：分别于2018年11月27日、2019年11月23日和2020年11月28日沿1/4树冠滴水
线下挖40cm宽，60cm深的沟，每株施20kg鲜草、30kg农家有机肥和1kg过磷酸钙冬肥。
112.2.5.3供试肥料施肥
113.分别于2018年6月13日、2019年7月3日和2020年7月14日在柑橘幼果膨大期施用，亩用量100kg，穴施。
114.2.6田间管理
115.试验小区间的田间管理措施一致，正常开展除草、灌溉和病虫害防治的田间管理措施。
116.2.6.1除草和灌溉
117.分别于2018年4月10日、5月4日、9月21日、2019年3月14日、6月18日、9月4日、10月9日、2020年4月5日、6月18日和10月4日对试验地进行除草，除草后进行灌溉。
118.2.6.2病虫害防治
119.细菌病害防治：分别于2018年4月7日、7月5日、8月14日、2019年5月11日、6月24日、9月13日、2020年5月3日和8月6日使用2％加收米乳剂600倍液防治细菌性病害。
120.真菌病害防治：分别于2018年6月3日、9月8日、2019年7月1日、8月25日、2020年7月21日和9月21日使用50％多菌灵可湿性粉剂2000倍液防治真菌性病害。
121.虫害防治：分别于2018年3月11日、8月8日、2019年4月6日、8月13日、2020年4月12日和9月15日使用40％水胺硫磷乳油800倍液，2018年8月24日、2019年8月21日和2020年8月30日使用2％阿维菌素乳油1500倍液防治虫害。
122.3试验结果分析
123.3.1不同处理对柑橘生物学性状的影响
124.表1柑橘生物学性状调查表
[0125][0126]
试验结果表明(表1)，处理1-3叶色浓绿，植株长势较旺盛，相对于处理7，平均单果
重，由此说明，施用土壤调理剂增加了柑橘的单果重，为提高柑橘的产量打下了良好的基础。而处理4-6，说明解离剂fe2(so4)3及调理剂盐酸对本公开酸化土壤改良剂来说是不可或缺的，也说明了两者对柑橘单果重的影响具有协调增效的作用。
[0127]
3.2不同处理对柑橘产量的影响
[0128]
不同处理对柑橘产量的影响见表2。
[0129]
表2产量统计表(单位：kg)
[0130][0131]
试验结果表明(表2)，处理1-3相对于处理7，平均小区产量重，由此说明，施用土壤调理剂增加了柑橘的小区产量。而处理4-6，说明解离剂fe2(so4)3及调理剂盐酸对本公开酸化土壤改良剂来说是不可或缺的，也说明了两者对柑橘产量的影响具有协调增效的作用。
[0132]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0133]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。