一种苏打盐碱土改良组合物及其制备方法与应用

文档序号:283812 发布日期:2021-11-23 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种苏打盐碱土改良组合物及其制备方法与应用 (Soda saline-alkali soil improving composition and preparation method and application thereof ) 是由 孟宪东 高亮 潘修强 楼佳 于 2021-09-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种苏打盐碱土改良组合物及其制备方法与应用,将发酵锯末、硝基腐植酸、聚合硫酸铝铁配制成的组合物用作苏打盐碱地土壤改良剂,撒施到盐碱土表面,旋耕入土,与盐碱土混匀,发生物理变化,使之与苏打盐碱土中的碳酸钠、碳酸氢钠进行离子置换,提高改良效率。本发明的苏打盐碱土改良组合物原料易得,成本低,生物发酵,节能环保,使用便利,见效快;不对土壤造成二次污染;快速增加土壤有机质,改善土壤理化性状,增加微生物种群,提高供肥性能,减少土壤碳排放,尤其是促进耐盐碱菌根微生物的定植繁殖,达到长效改善盐碱土的效果。(The invention relates to a soda saline-alkali soil improving composition and a preparation method and application thereof. The soda saline-alkali soil improvement composition has the advantages of easily available raw materials, low cost, biological fermentation, energy conservation, environmental protection, convenient use and quick response; the secondary pollution to the soil is avoided; the method has the advantages of quickly increasing soil organic matters, improving soil physical and chemical properties, increasing microbial population, improving fertilizer supply performance, reducing soil carbon emission, particularly promoting the field planting and propagation of saline-alkali tolerant mycorrhizal microorganisms, and achieving the effect of improving saline-alkali soil for a long time.)

一种苏打盐碱土改良组合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于盐碱地改良技术领域,具体涉及一种苏打盐碱土改良组合物及其制备方法与应用。

背景技术

世界上有三大苏打盐碱地分布区,在我国主要集中在东北地区松嫩平原,面积达390多万公顷,并呈现不断扩大的趋势。苏打盐碱土中的主要成分是碳酸钠(苏打)和碳酸氢钠(小苏打),阳离子主要有钠离子(Na+,占70%),阴离子主要是碳酸根离子(CO3 2-)和碳酸氢根离子(HCO3 -)。苏打盐碱地的主要特点是:(1)碱化度高。一般为10%-45%,最高可达80%以上;(2)强碱反应。土壤颗粒分散、土壤膨胀,减低土壤水分传导的性能;(3)盐离子浓度高。土壤中某些元素的溶解度高,出现高氟、高硼、高钼等;导致植物营养失调,极易出现缺锌、缺钙现象;(4)碳酸钙含量高。导致该盐碱土pH值难以下降;(5)盐碱地表层土壤结构不良。土质紧密而胶结,干旱时苏打盐碱土剧烈收缩产生较宽缝隙,水分多时吸水膨胀,且在灌水10-15分钟后即停止吸水,并变得透水性极差,黏粒高度分散,耕作十分困难。

用于苏打盐碱地改良的土壤调理剂主要包括三大类:①脱硫石膏类:主要成分是二水硫酸钙(CaSO4·2H2O),其含量≥93%,此外还有二氧化硅、氧化钠、碳酸钙、亚硫酸钙、氯化钙、氯化镁等,与石膏粉相比,脱硫石膏具有可再生、颗粒小、成分稳定、有害杂质少、纯度高等特点,是盐碱地改良的主要材料。此外,过磷酸钙中含有硫酸钙,呈酸性,是非常理想的盐碱地改良材料。主要作用:离子交换,中和碱,降低pH值。②硫酸盐类:主要包括聚合硫酸铝铁、聚合硫酸铝铁钾、硫酸镁、硫酸亚铁等。主要作用:离子交换,释放钠离子,降低土壤EC值。③有机质类:包括矿源腐植酸和天然植物源有机质材料。用于盐碱地改良的腐植酸以泥炭、褐煤、风化煤,或经生物活化或化学转化后形成的腐植酸、腐植酸盐或其混合物。天然植物源有机质材料,多见于农副产品废弃物,包括糠醛渣、木糖醇渣、中药渣、氨基酸渣、淀粉渣、醋糟、木薯渣等,或生物炭、秸秆、锯末、树皮及其生物发酵制品。主要作用:离子置换、钝化重金属、吸附,改良土壤结构、改善土壤理化性状,增加微生物数量和种群,营养作物等。④其它改良材料。包括硅藻土、珍珠岩、蛭石、粉煤灰、石灰、人工合成的树脂材料或与腐植酸多级螯合的复合材料等。

盐碱地普遍存在诸多障碍因子,归结起来就是“盐”、“碱”、“瘦”、“板”、“凉”。盐碱地改良就是从五个方面开展,如果改良措施不当易出现反复现象。

鉴于此,申请此专利。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题,本发明提供了一种苏打盐碱土改良组合物及其制备方法,苏打盐碱土改良组合物可以在改善土壤理化性状、降低土壤容重、增加孔隙度的同时,显著提高土壤高质量有机质含量,增加土壤团粒结构,促进土壤微生物量的增加和盐碱地微生态系统的建立,尤其是促进耐盐碱菌根微生物的定植繁殖,达到长效改善盐碱土的效果。

本发明的目的是提供一种苏打盐碱土改良组合物。

本发明的另一目的是提供上述苏打盐碱土改良组合物的制备方法。

本发明的再一目的是提供上述苏打盐碱土改良组合物的应用。

根据本发明的

具体实施方式

的苏打盐碱土改良组合物,所述苏打盐碱土改良组合物由以下原料制备,所述原料按重量份包括:

发酵锯末5-10份,硝基腐植酸1-2份和聚合硫酸铝铁1份。

对于苏打盐碱地土壤含盐量高于0.5%,pH>9.5时,其组合物比例为发酵锯末:硝基腐植酸:聚合硫酸铝铁为5:2:1为宜。含盐量在0.3%-0.5%,9<pH<9.5时,其组合物配合适宜比例为发酵锯末:硝基腐植酸:聚合硫酸铝铁为10:2:1。含盐量小于0.3%时,pH<9时,其组合物适宜比例为发酵锯末:硝基腐植酸:聚合硫酸铝铁为10:1:1。

根据本发明的具体实施方式的苏打盐碱土改良组合物,进一步的,所述原料按重量份包括:发酵锯末10份,硝基腐植酸2份和聚合硫酸铝铁1份。

根据本发明的具体实施方式的苏打盐碱土改良组合物,其中,所述聚合硫酸铝铁中的有效铁铝含量≥11wt%,盐基交换容量10-14wt%,所述聚合硫酸铝铁的1wt%水溶液的pH为2-3;所述有效铁铝含量中含铁≥9wt%,氧化铝≥2wt%。

根据本发明的具体实施方式的苏打盐碱土改良组合物,其中,所述发酵锯末包括:锯末、尿素或硫酸铵或氯化铵、过磷酸钙、硫酸锌、褐煤腐植酸、豆粕、麸皮、红糖和酵素菌;优选的,所述发酵锯末按以下比例进行复配而成:锯末1m3;尿素1-2kg或硫酸铵3-5kg或氯化铵2-4kg;过磷酸钙75-100kg;硫酸锌5-10kg;褐煤腐植酸200-300kg;豆粕3-5kg;麸皮5-10kg;红糖1-2kg和酵素菌1-3kg。

根据本发明的具体实施方式的苏打盐碱土改良组合物,其中,所述发酵锯末的制备方法包括以下步骤:

S1:首先将尿素或硫酸铵或氯化铵加水配制成氮素水溶液,均匀喷布到锯末中,然后将褐煤腐植酸掺入锯末中,充分搅匀,加水调整物料含水量为50-60wt%,形成待发酵锯末,备用;

S2:将红糖加水化开后,加入酵素菌调成稀糊状,均匀混拌在豆粕和麸皮中,形成酵素菌和豆粕、麸皮混合物,使酵素菌和豆粕、麸皮混合物含水量达到50-60wt%,自然发酵24-48小时,待物料升温且表面看到菌丝时,将物料均匀撒入步骤S1得到的所述待发酵锯末中,混合均匀;将所述待发酵锯末堆好,形成料堆,进行发酵7-10天,发酵温度达到55-60℃,进行第一次翻堆;再发酵5-7天,进行第二次翻堆时,将过磷酸钙分别均匀撒在料堆表面,翻入料堆中,参与发酵过程;每隔5-7天翻堆1次,共翻4-6次,待物料自然冷却,温度稳定在40℃以下时,自然堆积后熟30-40天就完成发酵过程,得到发酵锯末。

根据本发明的具体实施方式的苏打盐碱土改良组合物,其中,发酵过程中始终保持物料温度不低于55℃;阔叶树锯末翻堆4次,针叶树锯末翻堆6次;所述锯末包括阔叶树或针叶树的树枝、树干、树皮、树根,木材加工厂的下脚料,香菇、木耳菌袋中的木屑制成的锯末,所述锯末的细度不超过1cm,优选的,所述锯末的细度为3-5mm;所述褐煤腐植酸中含有:有机质≥50wt%,腐植酸≥25wt%。

根据本发明的具体实施方式的苏打盐碱土改良组合物,其中,所述发酵锯末的主要技术指标为:有机质≥65wt%,腐植酸(HA)≥20wt%,钙≥2wt%,锌≥0.2wt%,总养分≥3wt%,pH为6-6.8。

硝基腐植酸是矿源腐植酸(主要是褐煤)经硝酸氧化后,用碱液还原,通过调整pH值后制备而成。其主要工艺参数:矿源腐植酸(主要是褐煤)与硝酸的质量比为2.5-4:1,硝酸溶液(HNO3)的浓度为35wt%,硝酸氧化时间40min,硝酸氧化温度为70℃,氢氧化钠溶液(NaOH碱液)的浓度为2.5wt%,每克褐煤(矿源腐植酸)加入氢氧化钠溶液8mL,碱提(碱液还原)时间为30min,碱提(碱液还原)温度为70℃。用硝酸溶液(HNO3)的浓度为3wt%调节到pH为3左右即得沉淀物,将沉淀物充分水洗,在60℃下干燥,即得硝基腐植酸。

所述硝基腐植酸的主要技术指标:腐植酸(HA)≥60wt%,氮≥2wt%,盐基交换容量(CEC)≥2.5wt%,pH3-5。

根据本发明的具体实施方式的苏打盐碱土改良组合物,其中,所述苏打盐碱土改良组合物的技术指标,其中含有:有机质≥60wt%,腐植酸≥30wt%,总养分≥2wt%,钙≥1wt%,铁≥1wt%,铝≥0.5wt%,锌≥0.1wt%,CEC≥10wt%;所述苏打盐碱土改良组合物的pH为4-6。

所述聚合硫酸铝铁主要技术指标为:有效铁铝含量≥11%(铁≥9%,氧化铝≥2%),盐基交换容量10%-14%,pH(1%水溶液)为2-3。

根据本发明的具体实施方式的苏打盐碱土改良组合物的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将发酵锯末转入搅拌机中,边搅拌边将硝基腐植酸缓缓倒入,全速搅拌至均匀;再将聚合硫酸铝铁缓缓倒入,搅拌至均匀,形成混合物;

(2)将步骤(1)得到的所述混合物转入反应釜中,保持45-55℃,维持20-28小时,每隔5-7小时搅拌一次,共搅拌3-5次,直至物料稳定,包装,即得所述苏打盐碱土改良组合物。

根据本发明的具体实施方式的苏打盐碱土改良组合物的制备方法,其中,步骤(2)中,将步骤(1)得到的所述混合物转入反应釜中,保持50℃,维持24小时,每隔6小时搅拌一次,共搅拌4次,直至物料稳定,包装,即得所述苏打盐碱土改良组合物。

根据本发明的具体实施方式的苏打盐碱土改良组合物的应用,在作物耕种前,将所述苏打盐碱土改良组合物按照6.3-19.5t/ha均匀洒在苏打盐碱地表层,旋耕后,灌水6-8天,排水,之后进行常规生产种植。

或者,分别称取发酵锯末4.5-15t/ha、硝基腐植酸0.9-3t/ha、聚合硫酸铝铁0.9-1.5t/ha,均匀混成土壤改良剂,均匀撒实在地表,旋耕后,灌水7天,排水,之后进行常规生产种植。

在苏打盐碱地水稻种植中,利用0.1%聚谷氨酸、0.1%黄棕腐植酸钾蘸根,提高水稻幼苗耐盐性;通过每公顷施用腐植酸缓控释复合肥料(15-10-15)300-450千克,保证水稻全生育期的营养供给;通过叶面喷施0.2%黄腐酸、0.2%腐植酸水溶肥、0.2%氨基酸水溶肥,在补充营养的同时,调控气孔开合,减少蒸腾作用,增加叶绿素含量和光合效率,增强植株抗逆性,还能抗倒伏。

苏打盐碱地透水性极差,耕作层仅有十几厘米厚,其主要改良措施包括:①水利改良。在盐碱地区域内修建水利基础设施,采取明渠或暗管排盐技术,利用淡水将盐碱土中的盐分随水排走,并将地下水位控制在临界深度以下,达到土壤脱盐、防止次生盐渍化的目的。生产实践表明,暗管排水是防治土壤盐化最有效的措施。②物理改良。物理改良措施主要是对盐碱地表进行整治,主要有平整土地、建水稻种植池、微区改土、整地晒垡等方法。整地后,在地表撒施作物秸秆、稻壳、风化煤等有机质材料,可有效减少土壤水分蒸发,抑制盐分在地表积聚;也可在通过铺设煤矸石、粗砂、粉煤灰、炉渣灰、钢渣等隔盐层,再客土,有效控制次生盐渍化。③化学改良。化学改良包括施用脱硫石膏、磷石膏、过磷酸钙、风化煤、褐煤、泥炭、醋糟等改良盐碱地。土壤改良剂是时下改良盐碱地的重要产品,通过络合、置换反应去除土壤颗粒上多余的盐分离子,从而达到改善土质的目的。④生物改良。生物改良包括栽植耐盐植物、增加有效微生物、施用有机肥料、微生物肥料等改良盐碱地。腐植酸有机肥料、腐植酸生物有机肥除了具有常规有机肥、生物有机肥的功效外,腐植酸的作用得以充分发挥,在盐碱地改良中一举两得、事半功倍。

由于苏打盐碱地易发生缺钙症状,在本发酵锯末中过磷酸钙的添加量及添加时机为补钙的重要技术措施之一。

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:

1、本发明将发酵锯末、硝基腐植酸、聚合硫酸铝铁配制成的组合物用作苏打盐碱地土壤改良剂,既可以掺混后撒施,也可以分别撒施到盐碱土表面,旋耕入土,与盐碱土混匀,发生物理变化,使之与苏打盐碱土中的碳酸钠、碳酸氢钠进行离子置换,提高改良效率。

2、本发明中的原料中,发酵锯末来源广泛,发酵过程系微生物自然发酵增温,没有额外能耗,不产生废水,节能环保。发酵锯末质地疏松,比表面积大、保水保肥能力强,利于微生物宿存,而且其中富含磷、钙,有效预防苏打盐碱土缺磷缺钙问题。

3、本发明中的原料中,硝基腐植酸富含腐植酸,能增加土壤有机质含量,提高化肥利用率,化肥减量10%左右,减少养分流失;呈酸性,能中和苏打盐碱土中的碱,降低pH,有效抑制土壤返碱现象。

4、聚合硫酸铝铁水解反应,与碳酸钠、碳酸氢钠发生化学反应,置换出苏打盐碱土中的Na+,结合淡水洗田,从而显著降低苏打盐碱土的碱化度。

5、原料易得,成本低,生物发酵,节能环保,使用便利,见效快;不对土壤造成二次污染;快速增加土壤有机质,改善土壤理化性状,增加微生物种群,提高供肥性能,减少土壤碳排放。

6、本发明的苏打盐碱土改良组合物可以在改善土壤理化性状、降低土壤容重、增加孔隙度的同时,显著提高土壤高质量有机质含量,增加土壤团粒结构,促进土壤微生物量的增加和盐碱地微生态系统的建立,尤其是促进耐盐碱菌根微生物的定植繁殖,达到长效改善盐碱土的效果。

7、本发明的苏打盐碱土组合物改良后,多年多点试验表明,每公顷施用本组合物10t,可使土壤pH值下降约1-2个单位,改良效果显著。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为大安市龙沼镇原始土地状况;

图2为经本发明的苏打盐碱地改良组合物改良后的土地状况;

图3为大安市龙沼镇改良后丰收图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。

在一些较为具体的实施方案中,所述苏打盐碱土改良组合物由以下原料制备,所述原料按重量份包括:

发酵锯末5-10份,硝基腐植酸1-2份和聚合硫酸铝铁1份。

其中,所述聚合硫酸铝铁中的有效铁铝含量≥11wt%,盐基交换容量10-14wt%,所述聚合硫酸铝铁的1wt%水溶液的pH为2-3;所述有效铁铝含量中含铁≥9wt%,氧化铝≥2wt%。

苏打盐碱土改良组合物的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将发酵锯末转入搅拌机中,边搅拌边将硝基腐植酸缓缓倒入,全速搅拌至均匀;再将聚合硫酸铝铁缓缓倒入,搅拌至均匀,形成混合物;

(2)将步骤(1)得到的所述混合物转入反应釜中,保持45-55℃,维持20-28小时,每隔5-7小时搅拌一次,共搅拌3-5次,直至物料稳定,包装,即得所述苏打盐碱土改良组合物。

其中,步骤(2)中,将步骤(1)得到的所述混合物转入反应釜中,保持50℃,维持24小时,每隔6小时搅拌一次,共搅拌4次,直至物料稳定,包装,即得所述苏打盐碱土改良组合物。

苏打盐碱土改良组合物的应用,在作物耕种前,将所述苏打盐碱土改良组合物按照6.3-19.5t/ha均匀洒在苏打盐碱地表层,旋耕后,灌水6-8天,排水,之后进行常规生产种植。

其中,在一更为具体的实施案例之中,所述发酵锯末包括:锯末、尿素或硫酸铵或氯化铵、过磷酸钙、硫酸锌、褐煤腐植酸、豆粕、麸皮、红糖和酵素菌;优选的,所述发酵锯末按以下比例进行复配而成:锯末1m3;尿素1-2kg或硫酸铵3-5kg或氯化铵2-4kg;过磷酸钙75-100kg;硫酸锌5-10kg;褐煤腐植酸200-300kg;豆粕3-5kg;麸皮5-10kg;红糖1-2kg和酵素菌1-3kg。

其中,所述发酵锯末的制备方法包括以下步骤:

S1:首先将尿素或硫酸铵或氯化铵加水配制成氮素水溶液,均匀喷布到锯末中,然后将褐煤腐植酸掺入锯末中,充分搅匀,加水调整物料含水量为50-60wt%,形成待发酵锯末,备用;

S2:将红糖加水化开后,加入酵素菌调成稀糊状,均匀混拌在豆粕和麸皮中,形成酵素菌和豆粕、麸皮混合物,使酵素菌和豆粕、麸皮混合物含水量达到50-60wt%,自然发酵24-48小时,待物料升温且表面看到菌丝时,将物料均匀撒入步骤S1得到的所述待发酵锯末中,混合均匀;将所述待发酵锯末堆好,形成料堆,进行发酵7-10天,发酵温度达到55-60℃,进行第一次翻堆;再发酵5-7天,进行第二次翻堆时,将过磷酸钙分别均匀撒在料堆表面,翻入料堆中,参与发酵过程;每隔5-7天翻堆1次,共翻4-6次,待物料自然冷却,温度稳定在40℃以下时,自然堆积后熟30-40天就完成发酵过程,得到发酵锯末。

进一步的,发酵过程中始终保持物料温度不低于55℃;阔叶树锯末翻堆4次,针叶树锯末翻堆6次;所述锯末包括阔叶树或针叶树的树枝、树干、树皮、树根,木材加工厂的下脚料,香菇、木耳菌袋中的木屑制成的锯末,所述锯末的细度不超过1cm,优选的,所述锯末的细度为3-5mm;所述褐煤腐植酸中含有:有机质≥50wt%,腐植酸≥25wt%。

其中,所述发酵锯末的主要技术指标为:有机质≥65wt%,腐植酸(HA)≥20wt%,钙≥2wt%,锌≥0.2wt%,总养分≥3wt%,pH为6-6.8。

所述硝基腐植酸的主要技术指标:腐植酸(HA)≥60wt%,氮≥2wt%,盐基交换容量(CEC)≥2.5wt%,pH3-5。

其中,所述苏打盐碱土改良组合物的技术指标,其中含有:有机质≥60wt%,腐植酸≥30wt%,总养分≥2wt%,钙≥1wt%,铁≥1wt%,铝≥0.5wt%,锌≥0.1wt%,CEC≥10wt%;所述苏打盐碱土改良组合物的pH为4-6。

所述聚合硫酸铝铁主要技术指标为:有效铁铝含量≥11%(铁≥9%,氧化铝≥2%),盐基交换容量10%-14%,pH(1%水溶液)为2-3。

所述苏打盐碱土改良组合物的应用,在作物耕种前,分别称取发酵锯末4.5-15t/ha、硝基腐植酸0.9-3t/ha、聚合硫酸铝铁0.9-1.5t/ha,均匀混成土壤改良剂,均匀撒实在地表,旋耕后,灌水7天,排水,之后进行常规生产种植。

在苏打盐碱地水稻种植中,利用0.1%聚谷氨酸、0.1%黄棕腐植酸钾蘸根,提高水稻幼苗耐盐性;通过每公顷施用腐植酸缓控释复合肥料(15-10-15)300-450千克,保证水稻全生育期的营养供给;通过叶面喷施0.2%黄腐酸、0.2%腐植酸水溶肥、0.2%氨基酸水溶肥,在补充营养的同时,调控气孔开合,减少蒸腾作用,增加叶绿素含量和光合效率,增强植株抗逆性,还能抗倒伏。

以下通过实施例并结合附图进一步详细说明本发明的技术方案。然而,所选的实施例仅用于说明本发明,而不限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供了所述苏打盐碱土改良组合物由以下原料制备:

发酵锯末10kg,硝基腐植酸1kg和聚合硫酸铝铁1kg。

其中,聚合硫酸铝铁中的有效铁铝含量≥11wt%,盐基交换容量10-14wt%,聚合硫酸铝铁的1wt%水溶液的pH为2-3;有效铁铝含量中含铁≥9wt%,氧化铝≥2wt%。

其中,发酵锯末中的有机质≥65wt%,腐植酸(HA)≥20wt%,钙≥2wt%,锌≥0.2wt%,总养分≥3wt%,pH为6-6.8。

硝基腐植酸中腐植酸(HA)≥60wt%,氮≥2wt%,盐基交换容量(CEC)≥2.5wt%,硝基腐植酸的pH为3-5。

发酵锯末按以下比例进行复配而成:阔叶树锯末1m3;尿素2kg;过磷酸钙75kg;硫酸锌10kg;褐煤腐植酸200kg;豆粕5kg;麸皮5kg;红糖2kg和酵素菌1kg;锯末的细度为3-5mm;褐煤腐植酸中含有:有机质≥50wt%,腐植酸≥25wt%。

其中,发酵锯末的制备方法包括以下步骤:

S1:首先将尿素或硫酸铵或氯化铵加水配制成氮素水溶液,均匀喷布到锯末中,然后将褐煤腐植酸掺入阔叶树的树枝、树干、树皮、树根,木材加工厂的下脚料锯末中,充分搅匀,加水调整物料含水量为60wt%,形成待发酵锯末,备用;

S2:将红糖加水化开后,加入酵素菌调成稀糊状,均匀混拌在豆粕和麸皮中,形成酵素菌和豆粕、麸皮混合物,使酵素菌和豆粕、麸皮混合物含水量达到50wt%,自然发酵48小时,待物料升温且表面看到菌丝时,将物料均匀撒入步骤S1得到的待发酵锯末中,混合均匀;将待发酵锯末堆好,形成料堆,进行发酵7天,发酵温度达到60℃,进行第一次翻堆;再发酵7天,进行第二次翻堆时,将过磷酸钙分别均匀撒在料堆表面,翻入料堆中,参与发酵过程;每隔7天翻堆1次,共翻4次,待物料自然冷却,温度稳定在40℃以下时,自然堆积后熟40天就完成发酵过程,发酵过程中始终保持物料温度不低于55℃;得到发酵锯末。

硝基腐植酸是矿源腐植酸(主要是褐煤)经硝酸氧化后,用碱液还原,通过调整pH值后制备而成。其主要工艺参数:矿源腐植酸(主要是褐煤)与硝酸的质量比为2.5-4:1,硝酸溶液(HNO3)的浓度为35wt%,硝酸氧化时间40min,硝酸氧化温度为70℃,氢氧化钠溶液(NaOH碱液)的浓度为2.5wt%,每克褐煤(矿源腐植酸)加入氢氧化钠溶液8mL,碱提(碱液还原)时间为30min,碱提(碱液还原)温度为70℃。用硝酸溶液(HNO3)的浓度为3wt%调节到pH为3左右即得沉淀物,将沉淀物充分水洗,在60℃下干燥,即得硝基腐植酸。

苏打盐碱土改良组合物的制备方法,包括以下步骤:

(1)将发酵锯末转入搅拌机中,边搅拌边将硝基腐植酸缓缓倒入,全速搅拌至均匀;再将聚合硫酸铝铁缓缓倒入,搅拌至均匀,形成混合物;

(2)将步骤(1)得到的混合物转入反应釜中,保持55℃,维持20小时,每隔5小时搅拌一次,共搅拌5次,直至物料稳定,包装,即得苏打盐碱土改良组合物。

得到的苏打盐碱土改良组合物中:有机质62wt%,腐植酸34wt%,总养分2.7wt%,钙2.3wt%,铁≥1.2wt%,铝≥0.8wt%,锌≥0.2wt%,CEC12.4wt%;pH6.5。

实施例2

本实施例提供了所述苏打盐碱土改良组合物由以下原料制备:

发酵锯末10kg,硝基腐植酸2kg和聚合硫酸铝铁1kg。

其中,聚合硫酸铝铁中的有效铁铝含量≥11wt%,盐基交换容量10-14wt%,聚合硫酸铝铁的1wt%水溶液的pH为2-3;有效铁铝含量中含铁≥9wt%,氧化铝≥2wt%。

其中,发酵锯末的主要技术指标为:有机质≥65wt%,腐植酸(HA)≥20wt%,钙≥2wt%,锌≥0.2wt%,总养分≥3wt%,pH为6-6.8。

硝基腐植酸的主要技术指标:腐植酸(HA)≥60wt%,氮≥2wt%,盐基交换容量(CEC)≥2.5wt%,硝基腐植酸的pH为3-5。

发酵锯末按以下比例进行复配而成:针叶树的树枝、树干、树皮、树根,木材加工厂的下脚料锯末1m3;尿素2kg或硫酸铵3kg或氯化铵4kg;过磷酸钙100kg;硫酸锌5kg;褐煤腐植酸200kg;豆粕5kg;麸皮5kg;红糖2kg和酵素菌1kg,锯末的细度为3-5mm;褐煤腐植酸中含有:有机质≥50wt%,腐植酸≥25wt%。

其中,发酵锯末的制备方法包括以下步骤:

S1:首先将尿素或硫酸铵或氯化铵加水配制成氮素水溶液,均匀喷布到锯末中,然后将褐煤腐植酸掺入锯末中,充分搅匀,加水调整物料含水量为50-60wt%,形成待发酵锯末,备用;

S2:将红糖加水化开后,加入酵素菌调成稀糊状,均匀混拌在豆粕和麸皮中,形成酵素菌和豆粕、麸皮混合物,使酵素菌和豆粕、麸皮混合物含水量达到60wt%,自然发酵24小时,待物料升温且表面看到菌丝时,将物料均匀撒入步骤S1得到的待发酵锯末中,混合均匀;将待发酵锯末堆好,形成料堆,进行发酵10天,发酵温度达到55℃,进行第一次翻堆;再发酵7天,进行第二次翻堆时,将过磷酸钙分别均匀撒在料堆表面,翻入料堆中,参与发酵过程;每隔7天翻堆1次,共翻6次,待物料自然冷却,温度稳定在40℃以下时,自然堆积后熟40天就完成发酵过程,发酵过程中始终保持物料温度不低于55℃;得到发酵锯末。

硝基腐植酸是矿源腐植酸(主要是褐煤)经硝酸氧化后,用碱液还原,通过调整pH值后制备而成。其主要工艺参数:矿源腐植酸(主要是褐煤)与硝酸的质量比为4:1,硝酸溶液(HNO3)的浓度为35wt%,硝酸氧化时间40min,硝酸氧化温度为70℃,氢氧化钠溶液(NaOH碱液)的浓度为2.5wt%,每克褐煤(矿源腐植酸)加入氢氧化钠溶液8mL,碱提(碱液还原)时间为30min,碱提(碱液还原)温度为70℃。用硝酸溶液(HNO3)的浓度为3wt%调节到pH为3左右即得沉淀物,将沉淀物充分水洗,在60℃下干燥,即得硝基腐植酸。

苏打盐碱土改良组合物的制备方法,包括以下步骤:

(1)将发酵锯末转入搅拌机中,边搅拌边将硝基腐植酸缓缓倒入,全速搅拌至均匀;再将聚合硫酸铝铁缓缓倒入,搅拌至均匀,形成混合物;

(2)将步骤(1)得到的混合物转入反应釜中,保持45℃,维持28小时,每隔5小时搅拌一次,共搅拌5次,直至物料稳定,包装,即得苏打盐碱土改良组合物。

得到的苏打盐碱土改良组合物中:有机质65.7wt%,腐植酸41.2wt%,总养分2.3wt%,钙2.3wt%,铁1.3wt%,铝0.6wt%,锌0.1wt%,CEC14.5wt%,pH为6.1。

实施例3

本实施例提供了所述苏打盐碱土改良组合物由以下原料制备:

发酵锯末5kg,硝基腐植酸2kg和聚合硫酸铝铁1kg。

其中,聚合硫酸铝铁中的有效铁铝含量≥11wt%,盐基交换容量10-14wt%,聚合硫酸铝铁的1wt%水溶液的pH为2-3;有效铁铝含量中含铁≥9wt%,氧化铝≥2wt%。

其中,发酵锯末的主要技术指标为:有机质≥65wt%,腐植酸(HA)≥20wt%,钙≥2wt%,锌≥0.2wt%,总养分≥3wt%,pH为6-6.8。

硝基腐植酸的主要技术指标:腐植酸(HA)≥60wt%,氮≥2wt%,盐基交换容量(CEC)≥2.5wt%,硝基腐植酸的pH为3-5。

发酵锯末按以下比例进行复配而成:锯末1m3;尿素1.5kg或硫酸铵4kg或氯化铵3kg;过磷酸钙80kg;硫酸锌8kg;褐煤腐植酸250kg;豆粕4kg;麸皮8kg;红糖1.5kg和酵素菌1-3kg;锯末为木耳菌袋中的木屑制成的锯末,锯末的细度为3-5mm;褐煤腐植酸中含有:有机质≥50wt%,腐植酸≥25wt%。

其中,发酵锯末的制备方法包括以下步骤:

S1:首先将尿素或硫酸铵或氯化铵加水配制成氮素水溶液,均匀喷布到锯末中,然后将褐煤腐植酸掺入锯末中,充分搅匀,加水调整物料含水量为50-60wt%,形成待发酵锯末,备用;

S2:将红糖加水化开后,加入酵素菌调成稀糊状,均匀混拌在豆粕和麸皮中,形成酵素菌和豆粕、麸皮混合物,使酵素菌和豆粕、麸皮混合物含水量达到55wt%,自然发酵36小时,待物料升温且表面看到菌丝时,将物料均匀撒入步骤S1得到的待发酵锯末中,混合均匀;将待发酵锯末堆好,形成料堆,进行发酵8天,发酵温度达到58℃,进行第一次翻堆;再发酵6天,进行第二次翻堆时,将过磷酸钙分别均匀撒在料堆表面,翻入料堆中,参与发酵过程;每隔6天翻堆1次,共翻5次,待物料自然冷却,温度稳定在40℃以下时,自然堆积后熟35天就完成发酵过程,发酵过程中始终保持物料温度不低于55℃;得到发酵锯末。

硝基腐植酸是矿源腐植酸(主要是褐煤)经硝酸氧化后,用碱液还原,通过调整pH值后制备而成。其主要工艺参数:矿源腐植酸(主要是褐煤)与硝酸的质量比为2.5-4:1,硝酸溶液(HNO3)的浓度为35wt%,硝酸氧化时间40min,硝酸氧化温度为70℃,氢氧化钠溶液(NaOH碱液)的浓度为2.5wt%,每克褐煤(矿源腐植酸)加入氢氧化钠溶液8mL,碱提(碱液还原)时间为30min,碱提(碱液还原)温度为70℃。用硝酸溶液(HNO3)的浓度为3wt%调节到pH为3左右即得沉淀物,将沉淀物充分水洗,在60℃下干燥,即得硝基腐植酸。

苏打盐碱土改良组合物的制备方法,包括以下步骤:

(1)将发酵锯末转入搅拌机中,边搅拌边将硝基腐植酸缓缓倒入,全速搅拌至均匀;再将聚合硫酸铝铁缓缓倒入,搅拌至均匀,形成混合物;

(2)将步骤(1)得到的混合物转入反应釜中,保持50℃,维持24小时,每隔6小时搅拌一次,共搅拌4次,直至物料稳定,包装,即得苏打盐碱土改良组合物。

得到的苏打盐碱土改良组合物中:有机质57.2wt%,腐植酸37.6wt%,总养分2.1wt%,钙2.0wt%,铁1.1wt%,铝0.6wt%,锌0.1wt%,CEC10.4wt%,pH为5.8。

对于苏打盐碱地土壤含盐量高于0.5%,pH>9.5时,其组合物比例为发酵锯末:硝基腐植酸:聚合硫酸铝铁为5:2:1为宜。含盐量在0.3%-0.5%,9<pH<9.5时,其组合物配合适宜比例为发酵锯末:硝基腐植酸:聚合硫酸铝铁为10:2:1。含盐量小于0.3%时,pH<9时,其组合物适宜比例为发酵锯末:硝基腐植酸:聚合硫酸铝铁为10:1:1。

上述苏打盐碱土改良组合物的应用,在作物耕种前,将苏打盐碱土改良组合物按照6.3-19.5t/ha均匀洒在苏打盐碱地表层,旋耕后,灌水6-8天,排水,之后进行常规生产种植。

施用苏打盐碱地改良组合物在地表解冻后,水稻耕种前进行。当土壤含水量保持在30%左右时,将该组合物均匀或定向撒在地表,采用翻耕、旋耕、深松、耙耕相结合的方式,耕深18-20cm为宜,不宜过深。以翻一年松旋耕二年的周期为宜。

在苏打盐碱地水稻种植中,利用0.1%聚谷氨酸、0.1%黄棕腐植酸钾蘸根,提高水稻幼苗耐盐性;通过每公顷施用腐植酸缓控释复合肥料(15-10-15)300-450千克,保证水稻全生育期的营养供给;通过叶面喷施0.2%黄腐酸、0.2%腐植酸水溶肥、0.2%氨基酸水溶肥,在补充营养的同时,调控气孔开合,减少蒸腾作用,增加叶绿素含量和光合效率,增强植株抗逆性,还能抗倒伏。

使用量:视苏打盐碱化程度和水稻种植产量水平,每公顷用量7.5-30吨,或更多。使用量随着盐碱化程度升高而增加,使用量随着水稻目标产量提高而增加。

苏打盐碱地土壤改良流程:

土壤改良基于本发明的苏打盐碱地土壤改良组合物,同时配合淡水泡田、洗田、旋耕、地表水平、打浆等辅助措施。本发明所述苏打盐碱地改良组合物的应用技术是农艺改良技术,结合工程改良,效果更佳。苏打盐碱地改良目的是培育土壤淡化层,满足亚耕层水稻生长发育要求,保证水稻秧苗插秧后缓苗快、根系壮、有效分蘖多。

施用本发明的苏打盐碱地改良组合物时,保持土壤田间持水量25%-30%,将该组合物均匀或定向撒施地表,通过旋耕将其与土壤充分混合,利用其所含高价金属阳离子介入,降低土壤胶体表面由于负电荷相互排斥产生的电位势,促进土壤胶体发生絮凝反应,从而释放出钠离子。五月上旬放水泡田,压碱洗盐,冲淡土壤表层盐浓度;在将泡田水排出,使表层土壤含盐量及脱盐深度符合水稻幼苗生长发育需要。

改良案例

实施改良地:吉林省白城市大安市龙沼镇

实施方法:第一年,在地表解冻后,在作物耕种前,当土壤含水量保持在30%左右时将苏打盐碱土改良组合物按照10-13t/ha均匀洒在苏打盐碱地表层,采用翻耕、旋耕、深松、耙耕相结合的方式,耕深18-20cm后,灌水8天,排水,之后进行常规生产种植;第二年采取和第一年相同的操作。

改良效果:2020年改良后种植“吉粳511”水稻,如图1-3,图1为大安市龙沼镇原始土地,图2为经本发明的苏打盐碱地改良组合物改良后的土地,图3为大安市龙沼镇改良后丰收图;第一年:每公顷施用量10t时水稻产量5372kg;用量11t时水稻产量5271kg;用量12t时水稻产量达到6526kg;用量13t时水稻产量6575kg;建议用量12吨。土壤pH从10下降到9,含盐量从0.4%左右下降至0.3%,碱化度从13%左右降至10%。第二年每公顷施用量8t时水稻产量为6214kg;用量9t时水稻产量达7278.4kg,用量10t时水稻产量7297.6kg;建议用量9t。改良后土壤pH降至8.4以下,含盐量降至0.2%,碱化度降至8%。第三年每公顷使用量7t时水稻产量6782kg;用量8t时水稻产量达7684kg;用量9t时水稻产量7746kg;建议用量8t。第四年每公顷使用量5t时水稻产量6214kg;用量6t水稻产量达7721.5kg;用量7t时水稻产量7824kg;用量9t时水稻产量7918kg;建议用量6t。盐碱地改良后土壤重金属检测指标符合GB15618-2018标准要求。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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