一种基于草本植物炼制的盐碱化土壤改良剂制备及使用方法技术

本发明专利技术提供一种基于草本植物炼制的盐碱化土壤改良剂制备及使用方法，属于土壤农业化学领域。本发明专利技术以硫酸酸化草本植物残体，低温缓慢干馏获得草本植物源有机酸，作为盐碱化土壤改良剂的辅剂；强酸性的草本植物生物焦以等当量的生石灰中和石膏化获得盐碱化土壤改良剂主剂。石膏化的草本植物生物焦与待改良的盐碱土表层混合均匀后，喷施草本植物源有机酸促进钙离子替代土壤粘粒上的钠离子；地表覆盖植物秸秆，接种植物乳酸菌促进产酸，最后以水淋碱；经过淋碱处理的盐碱化土地实行滴灌穴播作物，免耕轮作，间作套种栽培制度，收效良好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于草本植物炼制的盐碱化土壤改良剂制备及使用方法
本专利技术属于土壤农业化学领域，具体涉及一种基于草本植物炼制的盐碱化土壤改良剂制备及使用方法。
技术介绍
盐碱土是指土壤中还有可溶性盐类，如Na+、Mg2+、CO32-、Cl-等，而盐分浓度较高对植物生长直接造成抑制或危害的土壤，主要包括盐土、盐化土、碱土及碱化土等四种。目前，盐碱土在中国分部广泛，主要集中于华北、西北、东北及东部沿海地区，总面积高达3487万hm2，约占全国可耕地面积的25%，可开发利用面积高达2亿亩。土壤盐碱化带来的耕地缩减、粮食产量下降等问题势必会影响。盐碱土壤农业高效开发利用研究为世界各国公认的技术难题。近年来，中国加大了盐碱土壤农业高效利用研究，虽取得了一定的成效，但存在着成本高、效果不明显、实施困难等缺陷。如中国专利技术专利申请CN201710261807.4以二水硫酸钙、碳酸钙、亚硫酸钙、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、褐煤腐殖酸、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、三氧化硫、二氧化钛、氧化钾、氧化钠、氧化铁、尿素、过磷酸钙、氯化钾和酵母葡聚糖为原料制备改良剂，虽取得一定的成效，但该改良剂配方和制备工艺均较复杂，成本较高，不利于大规模的生产利用。又如中国专利技术专利申请CN201710644202.3采用开发的盐碱土壤专用有机肥提高土壤有机质，改善盐碱土壤结构，但未解决盐碱土壤中盐浓度过高的问题，且该有机肥的制备由塘泥、硅藻土、生物炭、生物菌剂、生物酶剂等16种原料组成，其制备工艺复杂，成本较高。因此针对目前盐碱土壤面积的逐渐扩大及其改良技术的不足，急需开发可规模化推广利用的低成本、高效盐碱土壤改良实用新技术。石膏粉中含有的大量Ca2+能够与盐碱土壤中的Na+发生离子交换作用，Na+代换下来后形成的Na2SO4可随水运动排出土壤，进而降低pH。Ca2+离子同样可以降低盐碱化土壤中CO32+从而降低土壤中盐含量。但是单纯使用石膏并不能非常有效改善盐碱化土壤的板结的结构。盐碱化土壤改良中需要大量稳定态有机质来改良土壤粘粒之间的结构、甚至使用有机酸也被认为是有效的促进土壤粘粒释放钠离子的措施。本项目组经过长期的研究发现，以硫酸酸化草本植物如秸秆或林业废弃物，在低于120℃的条件下慢速干流，可以产生大量醋酸等有机酸类，这是可以用于盐碱化土壤排碱的成本最低的有机酸；同时获得稳定的无定型生物焦经过熟石灰中和所获得石膏化生物焦，可以用作非常好的盐碱化土壤结构改良剂。促进土壤团粒结构的形成聚合成水稳性团粒结构，提升土壤的持水性、透气性等理化性质，可以大大提升淡水压盐排盐的效果。生物焦继承了秸秆中全部的矿物营养成分，可以增加土壤中常量及微量营养元素的含量，为盐碱化土壤的良田化奠定坚实基础。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前治理盐碱土壤的方法成本高、过程复杂、实用效果差、植物难以生长的实际，提供一种基于草本植物炼制的盐碱化土壤改良剂制备及使用方法。本专利技术是通过如下步骤实现的：一种基于草本植物炼制的盐碱化土壤改良剂的制备方法，其特征在于方法步骤如下：步骤一、称取100份草本植物，粉碎过80~200目筛，以50~90份1%~20%稀硫酸喷雾湿润，扩散8~10小时，放置于不锈钢干馏炉中，快速升温到110±5℃，开启冷凝装置，收集馏出液体，直至10分钟内没有1滴新的馏出物为止，得到草本植物有机酸备用，作为盐碱化土壤改良剂的辅剂；步骤二、生物焦冷却后，取所用硫酸等当量的生石灰溶解在4倍于石灰重量的水中搅拌化解后，均匀喷洒在生物焦上混合均匀，堆积压实反应充分得到石膏化生物焦，获得盐碱化土壤改良剂主剂备用。一种基于草本植物炼制的盐碱化土壤改良剂的使用方法，其特征在于方法步骤如下：（1）平整待改良的地块，每亩均匀撒施步骤二所制备的盐碱化土壤改良剂主剂1600~2000kg，均匀拌入20cm表土层；（2）每亩再喷撒步骤一盐碱化土壤改良剂的辅剂300~600kg，每亩地表覆盖玉米秸秆1000~2000kg，起到减少蒸发的作用；（3）同时喷撒植物乳酸菌，促进秸秆分解产酸，一个月后，一天内每亩喷灌60~100立方米的水一次；（4）第一次喷灌3天后第二次喷灌，两个月后，既可以开始以穴播~滴灌方法栽培作物，推行轮作免根制度，作物秸秆一律还田覆盖地表。本专利技术的工作原理是：以硫酸酸化草本植物残体，低温缓慢干馏获得草本植物源有机酸，作为；强酸性的草本植物生物焦以等当量的生石灰中和石膏化获得盐碱化土壤改良剂主剂。石膏化的草本植物生物焦与待改良的盐碱土表层混合均匀后，喷施草本植物源有机酸促进钙离子替代土壤粘粒上的钠离子；地表覆盖植物秸秆，接种植物乳酸菌促进产酸，最后以水淋碱；经过淋碱处理的盐碱化土地实行滴灌穴播作物，免耕轮作，间作套种栽培制度，收效良好。本专利技术的优点是：1）本专利技术以可再生草本植物作为盐碱化土壤改良剂的生产原料，其来源非常广泛易得，成本低廉。其制备过程无严重的三废污染，同时得到的草本植物有机酸和石膏化草本植物焦相互配套，是盐碱化土壤改良的利器；2）采用草本植物秸秆接种植物乳酸杆菌覆盖地表持续产酸和减少蒸发和土壤风蚀，推行间作套种、轮作免根以及滴灌等有利于持续排碱的措施，使得本专利技术的盐碱化土壤改良技术很快得到经济和环境回报。具体实施方式实施案例1一种基于玉米秸秆炼制的盐碱化土壤改良剂制备及使用方法是通过如下步骤实现的：步骤一、称取100份玉米秸秆，粉碎过80目筛，以70份20%稀硫酸喷雾湿润，扩散10小时，放置于不锈钢干馏炉中，快速升温到110±5℃，开启冷凝装置，收集馏出液体，直至10分钟内没有1滴新的馏出物为止，得到玉米秸秆有机酸，做为盐碱化土壤改良剂的辅剂备用。生物焦冷却后，取所用硫酸等当量的生石灰溶解在4倍于石灰重量的水中搅拌化解后，均匀喷洒在生物焦上混合均匀，堆积压实反应充分得到石膏化生物焦，获得盐碱化土壤改良剂主剂备用。步骤二、平整待改良的地块，每亩均匀撒施步骤一盐碱化土壤改良剂主剂1800kg，均匀拌入20cm表土层，再喷撒步骤一盐碱化土壤改良剂的辅剂500kg，地表覆盖玉米秸秆2000kg，起到减少蒸发的作用，同时喷撒植物乳杆菌（国家菌种保藏中心BNCC191046/培养基成分：酪蛋白胨10.0g，牛肉膏10.0g，酵母粉5.0g，葡萄糖5.0g，乙酸钠5.0g，柠檬酸二铵2.0g，Tween801.0g，K2HPO42.0g，MgSO4.7H2O0.2g，MnSO4.H2O0.05g，CaCO320.0g，琼脂15.0g，蒸馏水1.0L，pH6.8。），促进玉米秸秆分解产酸，一个月后，一天内每亩喷灌100立方米的水一次；第一次喷灌后3天第二次喷灌，两个月后，既可以开始以穴播~滴灌方法栽培棉花，推行轮作免根制度，棉花秸秆一律还田覆盖地表。次年轮中大豆。改良后的盐碱土壤指标如表1所示，Na+浓度降低了63.91%，可溶性盐（EC）浓度降低了58.51%，Cl-浓度降低了51.30%，土壤pH值为7.02。种植于改良后的盐碱土壤上的棉花长势良好，增长幅度提高75%。表1盐碱土壤改良前后的指标特性实施案例2一种基于棉花秆炼制的盐碱化土壤改良剂制备及使用方法是通过如下步骤实现的：步骤一、称取100份棉花秆，粉碎过100目筛，以80份18%稀硫酸喷雾湿润，扩散12小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于草本植物炼制的盐碱化土壤改良剂的制备方法，其特征在于方法步骤如下：步骤一、称取100份草本植物，粉碎过80~200目筛，以50~90份1%~20%稀硫酸喷雾湿润，扩散8~10小时，放置于不锈钢干馏炉中，快速升温到110±5℃，开启冷凝装置，收集馏出液体，直至10分钟内没有1滴新的馏出物为止，得到草本植物有机酸备用，作为盐碱化土壤改良剂的辅剂；步骤二、生物焦冷却后，取与步骤一所用硫酸等当量的生石灰溶解在4倍于石灰重量的水中搅拌化解后，均匀喷洒在生物焦上混合均匀，堆积压实反应充分得到石膏化生物焦，获得盐碱化土壤改良剂主剂。

【技术特征摘要】
1.一种基于草本植物炼制的盐碱化土壤改良剂的制备方法，其特征在于方法步骤如下：步骤一、称取100份草本植物，粉碎过80~200目筛，以50~90份1%~20%稀硫酸喷雾湿润，扩散8~10小时，放置于不锈钢干馏炉中，快速升温到110±5℃，开启冷凝装置，收集馏出液体，直至10分钟内没有1滴新的馏出物为止，得到草本植物有机酸备用，作为盐碱化土壤改良剂的辅剂；步骤二、生物焦冷却后，取与步骤一所用硫酸等当量的生石灰溶解在4倍于石灰重量的水中搅拌化解后，均匀喷洒在生物焦上混合均匀，堆积压实反应充分得到石膏化生物焦，获得盐碱化土壤改良剂主剂。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，朱榕璧，刘玉环，
申请(专利权)人：张斌，
类型：发明
国别省市：江西,36