本发明涉及一种碳基紫色土保水剂及其制备方法，属于土壤改良技术领域。
背景技术：
紫色土属风化发育较浅的矿质土壤，土壤有机质含量低、结构性差、蓄水保水能力弱，广泛分布于四川盆地。紫色丘陵区坡耕地是当地农业生产的主体，该区域降水量较大且集中，在大暴雨条件下，土壤极易遭侵蚀，水土流失严重，导致土层浅薄、蓄水保水能力降低、季节性干旱等问题进一步恶化。前人关于坡耕地土壤水土保持的研究主要集中在坡改梯工程、农林复合种植、秸秆覆盖、植物篱等方式，这些方式的主要目的在于防止土壤侵蚀，难以对土壤质量进行改良。土壤改良剂已被证实能够有效地改善土壤机械组成，提升土壤蓄水保水能力，增加农林业的产量和质量。土壤改良剂按材料来源可分为有机类、高分子类、矿物类和其他类型，其中聚丙烯酰胺等高分子类改良剂及沸石等天然矿物类改良剂均可通过自身吸附作用改善土壤结构，提升土壤蓄水保水能力；而含有机碳的土壤炭基改良剂由于原料廉价、资源丰富且能提高土壤有机质含量、改良土壤结构等，对其研究越来越多。秸秆还田及施用有机肥等可以提高农田土壤蓄水保水能力已被一些试验证实；生物炭可以通过提升土壤孔隙度降低水分扩散率，从而提高土壤的保水能力；土壤有机质是土壤团聚体的重要胶结物质，很多研究表明农田土壤施用有机肥可以提高土壤大团聚体含量和稳定性，而土壤团聚体及其稳定性是影响土壤水分状况最重要的因素，对土壤渗透性和保水能力有直接影响。
因此，研究一种可提高土壤大团聚体含量和稳定性，改善土壤渗透性和保水能力的保水剂，显得尤为重要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对紫色土壤有机质含量低、结构性差、蓄水保水能力弱，导致土壤极易遭侵蚀，水土流失严重的问题，本发明提供了一种碳基紫色土保水剂及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种碳基紫色土保水剂，包括黄腐酸溶液和碳基复合材料，其特征在于，所述
碳基复合材料为预处理菌棒废料粉末与硅酸乙酯混合在去离子水中，并经超声波超声振荡处理后过滤干燥制得。
所述预处理菌棒废料粉末为菌棒废料干燥粉碎后浸泡在硅烷偶联剂溶液中1～2h，过滤水洗后用微波干燥1～2h制得。
所述硅烷偶联剂溶液为kh-560，质量分数为0.5～1.0%。
所述微波功率为300～500w。
所述预处理菌棒废料粉末与硅酸乙酯的重量份为300～600份预处理菌棒废料粉末，2～3份硅酸乙酯。
所述超声波功率为500～600w。
所述预处理菌棒废料粉末与硅酸乙酯混合过程中还可加入质量分数为5%盐酸。
所述黄腐酸溶液和碳基复合材料的用量为20～40重量份黄腐酸溶液，200～400重量份碳基复合材料。
所述黄腐酸溶液的质量分数为10～20%。
所述的一种碳基紫色土保水剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
s1.取菌棒废料干燥分数后浸泡在硅烷偶联剂溶液中，过滤水洗后微波干燥处理得预处理菌棒废料粉末；
s2.将预处理菌棒废料粉末与硅酸乙酯混合加入去离子水中，搅拌20～30min后用超声波超声振荡处理1～2h，过滤并用微波干燥处理1～2h，得碳基复合材料；
s3.配置黄腐酸溶液并与碳基复合材料装入造粒机中造粒，再转入干燥箱中干燥，得碳基紫色土保水剂。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明通过微波处理，深入打开菌棒废料孔隙，并通过超声振荡，将硅酸乙酯水解生成的硅胶填充在菌棒废料孔隙中，再通过硅胶复合黄腐酸，提高土壤大团聚体含量和稳定性，同时协同硅胶良好的蓄水保水能力，有效改善土壤有机质含量低、结构性差、蓄水保水能力弱的问题。
（2）本发明采用菌棒废料为原料，资源丰富，且变废为宝，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
称取400～800g菌棒废料，加入鼓风干燥机中，在105～110℃下干燥至恒重，再转入粉碎机中粉碎，过60目筛，将过筛后的平菇菌棒废料粉末，浸泡在3～5l质量分数为0.5%硅烷偶联剂kh-560溶液中1～2h，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3～5次，并用300w微波干燥滤渣1～2h，得预处理菌棒废料粉末，
取300～600g预处理菌棒废料粉末浸泡在2～3l去离子水中，再加入2～3g硅酸乙酯，80～100ml质量分数为5%盐酸，以300～400r/min搅拌20～30min，再用500w超声波超声振荡处理1～2h，过滤得滤饼，并用300w微波干燥滤饼1～2h，得碳基复合材料，称取10～20g黄腐酸，加入50～100ml去离子水中，以300～400r/min搅拌10～20min，得黄腐酸溶液，再取20～40g黄腐酸溶液与200～400g碳基复合材料混合后装入造粒机中造粒，随后转入干燥箱中，在50～60℃下干燥1～2h，得碳基紫色土保水剂。
实例1
称取400g菌棒废料，加入鼓风干燥机中，在105℃下干燥至恒重，再转入粉碎机中粉碎，过60目筛，将过筛后的平菇菌棒废料粉末，浸泡在3l质量分数为0.5%硅烷偶联剂kh-560溶液中1h，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3次，并用300w微波干燥滤渣1h，得预处理菌棒废料粉末，取300g预处理菌棒废料粉末浸泡在2l去离子水中，再加入2g硅酸乙酯，80ml质量分数为5%盐酸，以300r/min搅拌20min，再用500w超声波超声振荡处理1h，过滤得滤饼，并用300w微波干燥滤饼1h，得碳基复合材料，称取10g黄腐酸，加入50ml去离子水中，以300r/min搅拌10min，得黄腐酸溶液，再取20g黄腐酸溶液与200g碳基复合材料混合后装入造粒机中造粒，随后转入干燥箱中，在50℃下干燥1h，得碳基紫色土保水剂。
实例2
称取600g菌棒废料，加入鼓风干燥机中，在108℃下干燥至恒重，再转入粉碎机中粉碎，过60目筛，将过筛后的平菇菌棒废料粉末，浸泡在4l质量分数为0.5%硅烷偶联剂kh-560溶液中1h，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣4次，并用300w微波干燥滤渣1h，得预处理菌棒废料粉末，取400g预处理菌棒废料粉末浸泡在2l去离子水中，再加入2g硅酸乙酯，90ml质量分数为5%盐酸，以300r/min搅拌25min，再用500w超声波超声振荡处理1h，过滤得滤饼，并用300w微波干燥滤饼1h，得碳基复合材料，称取15g黄腐酸，加入80ml去离子水中，以300r/min搅拌15min，得黄腐酸溶液，再取30g黄腐酸溶液与300g碳基复合材料混合后装入造粒机中造粒，随后转入干燥箱中，在55℃下干燥1h，得碳基紫色土保水剂。
实例3
称取800g菌棒废料，加入鼓风干燥机中，在110℃下干燥至恒重，再转入粉碎机中粉碎，过60目筛，将过筛后的平菇菌棒废料粉末，浸泡在5l质量分数为0.5%硅烷偶联剂kh-560溶液中2h，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣5次，并用300w微波干燥滤渣2h，得预处理菌棒废料粉末，取600g预处理菌棒废料粉末浸泡在3l去离子水中，再加入3g硅酸乙酯，100ml质量分数为5%盐酸，以400r/min搅拌30min，再用500w超声波超声振荡处理2h，过滤得滤饼，并用300w微波干燥滤饼2h，得碳基复合材料，称取20g黄腐酸，加入100ml去离子水中，以400r/min搅拌20min，得黄腐酸溶液，再取40g黄腐酸溶液与400g碳基复合材料混合后装入造粒机中造粒，随后转入干燥箱中，在60℃下干燥2h，得碳基紫色土保水剂。
对比例：以添加秸秆、有机肥、生物炭的土壤。
表1
由上表可知，本发明制备的碳基紫色土保水剂对于土壤的保水效果好，具有广阔的应用前景。