1.本发明属于生态环境修复技术领域，尤其涉及一种基于硅铝比的土壤调理剂及其应用方法，服务于我国生态文明和美丽中国建设需求。
背景技术：
2.土壤形成过程漫长，很多自然或人为因素导致土壤沙漠化、退化，出现硅铝比等组分失调、营养匮乏等问题。因此，有必要开发基于合理硅铝比等特点的土壤调理剂配方，以便于土壤质量恢复与提升。
3.有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
4.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于硅铝比的土壤调理剂及其应用方法，积极服务于沙漠化等退化或受损土壤的生态修复，服务于我国生态文明和美丽中国建设需求。
5.为了实现上述目的，本发明提供的一种基于硅铝比的土壤调理剂及其应用方法，包括富硅物料或富铝物料、矿质物料、有机质物料和微生物，所述硅铝比为 1.5:1～3.5:1。
6.优选地，所述富硅物料为固体废弃物，包括钢渣、钢厂矿石粉和煤矸石；
7.优选地，所述富铝物料包括赤泥和三水铝石；
8.优选地，所述有机质物料为大宗农产品加工后的废弃物，包括啤酒渣和药渣；
9.优选地，所述土壤调理剂应用于沙漠化退化或受损土壤的生态修复，首先，选用富硅物料或富铝物料对土壤进行调理，为原位形成粘土矿物、重构土壤提供支持；然后加入矿质物料，以便为原位形成不同土壤矿物以及各矿物组合发挥阳离子交换和矿质营养功能提供物质基础；最后，分阶段增加富含纤维的有机质物料和微生物，以便形成土壤团聚颗粒、改善土壤肥力，促使土壤健康质量得到可持续提升；
10.优选地，所述土壤调理剂应用于脱硅富铝化土壤，采用富硅物料、矿质物料、有机质物料和微生物进行调理，所述硅铝比为1.5:1～3.5:1；
11.优选地，所述所述土壤调理剂应用于多硅少铝化土壤，采用富铝物料、矿质物料、有机质物料和微生物进行调理，所述硅铝比为1:0.2～0.7。
12.本发明提供的一种基于硅铝比的土壤调理剂及其应用方法，具有如下有益效果：
13.1.本发明参考中医系统理论与实践，从土壤发育、矿物组成及营养健康等角度科学协调硅铝比、有机质、微生物群落等土壤质量核心要素，具有系统工程技术特点：1)协调硅铝比，主要是对硅铝比失衡的沙漠化等不同退化或受损土壤，采用赤泥、煤矸石等废弃物或其他廉价物料，在成分分析及风险评估基础上进行合理选用协调硅铝比，为原位重构形成不同土壤矿物提供基础；2)在无机调理成矿、重构土壤的基础上，分阶段增加富含纤维的有机质物料和相应微生物，以便形成土壤团聚颗粒、改善土壤肥力，促使土壤健康质量得到可持续提升。本发明可为沙漠化等退化或受损土壤的治理及长期可持续系统改善方面提供
重要的支持。
14.2.因地制宜针对不同退化或受损土壤特点进行科学调理的配方设计原则，根据需调理的退化或受损土壤基本物理化学性质，搭配不同配方原料，以适应当地所在气候条件重构土壤结构并改良土壤，提升土壤健康质量；具有系统工程技术特点的分阶段、分级及分类等治理体系，采用分阶段、分级及分类等治理体系进行土壤环境质量和健康水平的改善。
具体实施方式
15.下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以助于理解本发明的内容。
16.本发明提供的一种基于硅铝比的土壤调理剂包括富硅物料或富铝物料、矿质物料、有机质物料和微生物，硅铝比为1.5:1～3.5:1。
17.富硅物料和富铝物料均为资源丰富的廉价固体废弃物，选用无生态安全风险的物料应用于土壤调理。富硅物料为固体废弃物，包括钢渣、钢厂矿石粉和煤矸石；煤矸石是大宗固废之一，其主要成分里也包括硅和铝，其中有机质等组分以及其他不同元素的含量对于自然风化和转化成为土壤养分具有重要作用。富铝物料包括赤泥和三水铝石；赤泥作为氧化铝生产过程产生的废弃物累积堆存达数亿甚至数十亿吨，堆场占用土地资源且容易溃坝，因此其资源化利用一直备受国内外关注；赤泥中含有三水铝石、方解石、针铁矿等矿物，主要化学元素包括铁、钙、铝、硅等，赤泥具有土壤化的基础，是协调硅铝比的重要物料。有机质物料为大宗农产品加工后的废弃物，包括啤酒渣和药渣。将大宗废弃物进行因地制宜的单独或多元复合以用于沙漠化等不同退化或受损土壤的调理，具有可行性和必要性，社会经济和生态环境意义明显，可为大宗废弃物的生态高值化可持续利用提供理论和技术参考。
18.本发明提供的一种基于硅铝比的土壤调理剂应用于沙漠化退化或受损土壤的生态修复，首先，选用富硅物料或富铝物料对土壤进行调理，通常硅铝比调节在1.5:1～3.5:1之间，以便为重构形成不同粘土矿物及其他无机矿物提供基础，为原位形成粘土矿物、重构土壤提供支持；然后加入矿质物料，因地制宜地调节矿质物料组分，以便为原位形成不同土壤矿物以及各矿物组合发挥阳离子交换和矿质营养功能提供物质基础；最后，分阶段增加富含纤维的有机质物料和微生物，以便形成土壤团聚颗粒、改善土壤肥力，促使土壤健康质量得到可持续提升，为植草复绿、植树造林、涵养水源等提供重要基础，有利于保护生态环境。
19.土壤调理剂应用于脱硅富铝化土壤，采用富硅物料、矿质物料、有机质物料和微生物进行调理。
20.土壤调理剂应用于多硅少铝化土壤，采用富铝物料、矿质物料、有机质物料和微生物进行调理。针对沙漠化土壤硅铝比明显不同于常见土壤硅铝比的问题，选用环境相容性较好且风险可控的富铝的赤泥、三水铝石等物料对富硅的沙漠化土壤进行调理，从而可原位形成粘土矿物，以便为重构土壤、提升土壤健康质量提供物质基础。赤泥作为氧化铝生产过程产生的废弃物累积堆存达数亿甚至数十亿吨，急需消纳处理并加以合理应用；采用生物地球化学原理，参考中医“固本培元”先固本，富铝的赤泥经简单处理后即可用于富硅的沙漠化土壤调理，协调硅铝比1:0.2～0.7，为原位形成粘土矿物、重构土壤提供支持。
21.本发明可针对相应的自然气候特点，结合不同退化或受损土壤状况，因地制宜提
供土壤调理剂配方，系统改善土壤环境条件，对于提高土壤环境质量和健康水平具有重要作用。对沙漠化等不同退化或受损土壤，采用分阶段、分级及分类等治理体系进行土壤环境质量和健康水平的改善。
22.实施例一
23.以硅铝比为2.5:1，将沙漠化土壤样品与赤泥混合均匀，赤泥的碱性为活化混合物、硅铝酸盐及其他矿物的陈化及结晶转化提供了基础。
24.模拟高温少雨自然环境条件，经过1月～3月的反应，土壤矿物组成发生明显变化，形成了一些硅铝酸盐、铁氧化物及其水合氧化物等矿物，土壤孔隙结构与比表面积均发生显著变化，土壤持水能力提高了12％-65％，阳离子交换量明显提升甚至达三倍以上。
25.在前述基础上，以2％～5％质量比掺入玉米、水稻等的秸秆，引入少量粪肥提供微生物菌群，以便不断腐解有机质培肥土壤。
26.以未经任何处理的沙漠化土壤样品为对照，实验研究发现经赤泥、秸秆等分阶段调理后，种植绿肥植物产量提高了两倍及以上。
27.复种其他植物仍表现良好，土壤团粒结构改善且肥力得到明显提升。
28.实施例二
29.以硅铝比为3:1，将硅铝比不协调的退化土壤样品与煤矸石、赤泥混合均匀，历经活化、陈化及晶化等过程，形成了层状及三维笼状的不同晶型矿物以及无定型矿物，吸附容量提高超过80％。
30.调理后样品介孔占比提高了近一倍，在通气透水的同时可保水保肥。
31.经前述调理后土壤样品的比表面积增大了近30％。
32.在煤矸石有机质基础上结合其他外源有机质及生物堆肥调理，经红外光谱等表征具有羧基等有机官能团，为形成腐殖酸、土壤团粒结构提供了基础。
33.本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。