本发明涉及盐碱土壤改良,尤其涉及一种多功能缓释型盐碱土壤改良剂的制备工艺及其应用。
背景技术:
1、盐碱地是指土壤中含有过多盐分和碱性物质,导致土地生产力下降、生态环境恶化的土地类型。根据不完全统计,全世界盐碱地的面积为超过九亿公顷,其中我国占比超过了10%,这些大量的盐碱地广泛分布在我国的东北、华北、西北等地区,由于大多数作物在盐碱地的生存通常比较困难,即使能够存活,也会大量减产,严重影响了农业生产和生态环境,因此对盐碱地土壤的改良至关重要。盐碱地之所以呈现高盐高碱性的特点,主要是由于盐碱地中含有大量的钠、钾、钙、镁与形成的碳酸盐、硫酸盐、氯化物,例如硫酸钠、硫酸钾、氯化钙等中性盐使土壤表现为高盐性,碳酸钠、碳酸钾这些碱性盐使土壤表现为高碱性。由于钠钾离子难以从土壤中固定下来,需要采用大量水洗的方式使土壤脱碱,不仅需要消耗大量的水源和大量废水的产生,而且工程量浩大。而通过植物或微生物改良盐碱地的方式周期长,见效慢。因此,探索高效且长效的盐碱地土壤改良技术有着迫切的现实需求。
技术实现思路
1、针对上述的问题,本发明提供一种多功能缓释型盐碱土壤改良剂的制备工艺及其应用,该土壤改良剂不仅能够更加高效、快速地固定土壤中的钠、钾、钙、镁离子,而且还能够降低碳酸根离子的含量,从而既降低土壤含盐量,又降低土壤的碱性。具体地,本发明的技术方案如下所述。
2、首先,本发明公开一种多功能缓释型盐碱土壤改良剂的制备工艺,包括如下步骤:
3、(1)将海藻酸粉末、磷石膏粉末、碳粉和水混合均匀形成湿料,然后将所述湿料置于密闭容器中进行加热保温处理,完成后得前驱体。
4、(2)将所述前驱体在常温下静置,完成后破碎处理,即得所述土壤改良剂。
5、进一步地,步骤(1)中,所述海藻酸粉末、磷石膏粉末、碳粉的质量比为1~2.5g:4~7g:2~3g。
6、进一步地,步骤(1)中,所述海藻酸粉末、磷石膏粉末、碳粉与水的料液比为1g:3~4.2g。可选地,所述碳粉的细度为20~40目。
7、进一步地,步骤(1)中,所述加热保温的温度为150~220℃,时间为1~3小时。
8、进一步地,步骤(1)中,所述密闭容器中的压力为0.35~0.6 mpa。
9、进一步地,步骤(1)中,所述湿料中还含有甘蔗糖蜜。可选地,所述甘蔗糖蜜的占比为海藻酸粉末、磷石膏粉末、碳粉总质量的10~14%。
10、进一步地,步骤(2)中,静置5~7天后进行所述破碎,得到土壤改良剂。
11、进一步地,步骤(2)中,所述土壤改良剂的粒径为1~5mm。
12、其次,本发明公开所述多功能缓释型盐碱土壤改良剂的应用:将所述改良剂施加到盐碱地土壤中后搅拌均匀,然后洒水润湿后静置即可。
13、进一步地,所述改良剂的施加量为230~350kg/亩。
14、进一步地,所述洒水润湿后的静置时间为7~10天。可选地,每隔2~3天洒水润湿一次。
15、与现有技术相比,本发明的技术方案具有如下方面的有益技术效果:
16、本发明的土壤改良剂以海藻酸粉末、磷石膏粉末、碳粉和糖蜜为原料,并且将上述原料混合后先在高温高压下进行预处理,在此过程中利用所述磷石膏提供的酸性环境使碳粉得到活化,提高碳粉的吸附性能,从而有助于提高改良剂对土壤的脱盐能力。进一步地,本发明还利用所述磷石膏的水化胶凝特性将各组分胶结在一起形成可对土壤进行脱盐脱碱的改良剂。当这种改良剂进入土壤中后,一方面,在所述碳粉的吸附作用下土壤中的碳酸根、碳酸氢根、钠钾钙镁等离子进入改良剂中,所述磷石膏中含有磷酸呈酸性,其与所述碳酸根、碳酸氢根反应后将其转换为二氧化碳和水得以去除,从而快速降低土壤的碱性。同时还为土壤提供了磷元素,有助于提高土壤的营养。另一方面,所述海藻酸在土壤的碱性环境下与碳酸根、碳酸氢根反应形成海藻酸钠、海藻酸钾,同时所述碳酸根、碳酸氢根被转化为二氧化碳和水。所述海藻酸钠、海藻酸钾在钙镁离子的作用下发生交联形成凝胶状物质,由于这种物质不溶于水,实现了钠钾钙镁离子的同时固化。通过上述作用后可快速降低土壤中的含盐量,而且由于碳酸根、碳酸氢根与钠钾形成水溶性盐是土壤呈高碱性的主要来源,这些离子的去除和固化也有效降低了土壤的碱性。再一方面,随着土壤脱盐脱碱后碱性降低,所述海藻酸的反应逐渐停止,再加上所述胶凝物质使改良剂内部的空隙通道形成缓释结构,从而避免改良剂过度消耗。当土壤再次返碱后,所述海藻酸的反应开始启动,从而有助于缓解土壤返碱返盐的现象,减少在后续的对土壤继续改良过程中改良剂的使用量。另外,所述甘蔗糖蜜不仅可以降低土壤的碱性,还可以为土壤中的微生物提供营养物质,促进土壤中微生物的繁殖,降低土壤板结,提高土壤肥力。
1.一种多功能缓释型盐碱土壤改良剂的制备工艺,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的多功能缓释型盐碱土壤改良剂的制备工艺,其特征在于,步骤(1)中,所述海藻酸粉末、磷石膏粉末、碳粉的质量比为1~2.5g:4~7g:2~3g。
3.根据权利要求1所述的多功能缓释型盐碱土壤改良剂的制备工艺,其特征在于,步骤(1)中,所述海藻酸粉末、磷石膏粉末、碳粉与水的料液比为1g:3~4.2g;可选地,步骤(1)中,所述碳粉的细度为20~40目。
4.根据权利要求1所述的多功能缓释型盐碱土壤改良剂的制备工艺,其特征在于,步骤(1)中,所述加热保温的温度为150~220℃,时间为1~3小时。
5.根据权利要求1所述的多功能缓释型盐碱土壤改良剂的制备工艺,其特征在于,步骤(1)中,所述密闭容器中的压力为0.35~0.6mpa。
6.根据权利要求1所述的多功能缓释型盐碱土壤改良剂的制备工艺,其特征在于,步骤(1)中,所述湿料中还含有甘蔗糖蜜;可选地,所述甘蔗糖蜜的占比为海藻酸粉末、磷石膏粉末、碳粉总质量的10~14%。
7.根据权利要求1所述的多功能缓释型盐碱土壤改良剂的制备工艺,其特征在于,步骤(2)中,静置5~7天后进行所述破碎,得到所述土壤改良剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的多功能缓释型盐碱土壤改良剂的制备工艺,其特征在于,步骤(2)中,所述土壤改良剂的粒径为1~5mm。
9.权利要求1-8任一项所述的制备工艺得到的多功能缓释型盐碱土壤改良剂的应用,其特征在于,将所述改良剂施加到盐碱地土壤中后搅拌均匀,然后洒水润湿后静置即可。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述改良剂的施加量为230~350kg/亩;可选地,所述洒水润湿后的静置时间为7~10天;可选地,每隔2~3天洒水润湿一次。
