一种适用于半干旱气候区的盐碱土壤修复剂、其制备方法、应用及土壤修复方法技术

本发明专利技术公开了一种盐碱土壤修复剂，包括以下重量份的组分：植物秸秆600～900份，底泥300～500份，葵花油粕20～30份，沸石15～25份。还包括微生物菌剂15～25份。所述微生物菌剂包括等重量的微生物菌剂a和微生物菌剂b，微生物菌剂a由酵母菌、乳酸菌、木霉菌按重量1:1:1组成，微生物菌剂b由链霉菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、固氮菌按重量1:0.5:0.5:1组成。本发明专利技术的盐碱土壤修复剂，可用于修复盐碱土壤，适用于半干旱气候区。本发明专利技术中盐碱土壤修复剂，修复过程中不存在二次污染，避免了成本过高，治标不治本等问题。本发明专利技术的修复方法操作简单，弥补了操作复杂、周期长的缺陷。

A salt alkali soil remediation agent, its preparation method, application and soil remediation method suitable for semi-arid climate area

【技术实现步骤摘要】
一种适用于半干旱气候区的盐碱土壤修复剂、其制备方法、应用及土壤修复方法
本专利技术涉及一种适用于半干旱气候区的盐碱土壤修复剂，及其在修复盐碱土中的应用，属于土壤修复

技术介绍
盐碱土是民间对盐土和碱土的统称，土壤中含盐量在0.1％-0.2％以上，或者土壤胶体吸附一定数量的交换性钠，碱化度在15％-20％以上，有害于作物正常生长的属盐碱土类型，或称盐渍土。中国主要分布在华北、东北和西北的内陆干旱、半干旱地区，东部沿海包括台湾省、海南省等岛屿沿岸的滨海地区也有分布。在我国东北的半干旱气候区内，蒸发蒸腾量明显超过年降水量，土体上部水分亏缺持续时间可长达6个月以上，造成了盐碱土内盐分的大量积聚。土壤盐碱化极其严重，一些土地被迫成为荒地。盐碱土中的高含量水溶性盐通过渗透胁迫或者离子毒害影响植物的生长发育，或是造成土壤中离子失衡，使植物无法利用营养物质，抑制生长发育。全球盐碱土约占陆地总面积的25％，约10亿hm2。近年来的研究表明，全球盐碱化土壤数量不断增多、程度日益加剧。盐碱地的改良修复是确保增加耕地面积，实现可持续发展，保持耕地总量动态平衡的重要手段。盐碱土地的改良修复一直是世界性的难题。目前，针对盐碱污染土壤，国内外公认的主要改良方法有农业法、化学法，生物法等。农业法主要通过适时翻耕平整土地，合理利用有机肥，改善土壤的物理结构调控水盐运动情况；存在工程量大，需要大型器械平整土地，治标不治本等不足之处。化学法主要通过腐殖酸或者化学改良剂调节土壤的可溶盐成分以及酸碱度；存在容易产生毒副作用，且大面积施用成本高等不足之处。生物法主要是种植耐盐植物或者使用微生物菌肥；存在操作复杂、耗时长等不足之处。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提供了一种盐碱土壤修复剂，其可对盐碱土地进行有效改良修复，绿色环保，成本低廉，适用于半干旱气候区。本专利技术还提供了一种盐碱土地的修复方法。本专利技术对改善盐碱土地区的生态环境以及现代农业的可持续发展有重要意义。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种盐碱土壤修复剂，其制备原料包括以下重量份的组分：植物秸秆600～900份，底泥300～500份，葵花油粕20～30份，沸石15～25份，微生物菌剂15～25份，所述微生物菌剂包括等重量的微生物菌剂a和微生物菌剂b，微生物菌剂a由酵母菌、乳酸菌、木霉菌按等比例组成，微生物菌剂b由链霉菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、固氮菌按1:0.5:0.5:1组成(这些菌均为现有技术中已有的常规菌种，可购自有机肥发酵剂生物科技有限公司)。进一步地，微生物菌剂含有多种分泌性胞外酶类，微生物菌剂的作用是改善土壤通气性，加速秸秆腐败，降低有机物热量，抑制土壤病菌传播，改善土壤pH值，转化秸秆、有机物中的有机物为有效氮、磷、钾。优选的，所述微生物菌剂由相应菌悬液混合而成，微生物制剂中各菌的活菌数量不低于109/g。进一步地，所述植物秸秆，选自玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、大豆秸秆等中的任意一种或两种以上。进一步地，所述植物秸秆的含水量在10％(重量百分数)以下，具体应用时需要粉碎或者剪切成小段。进一步地，所述底泥，为自然界存在的物质，通常是黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学及生物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成，富含氮、磷等营养元素的无污染沉积物，富含有机质。表面0至15公分厚之底泥称表层底泥，超过15公分厚之底泥称为深层底泥。比如天然水体底泥，鱼塘底泥。进一步地，所述沸石的含水率在5％(重量百分数)以下，直径控制在3～5mm。所述葵花油粕为葵花籽榨油后的副产品，的其作用是增加土壤的有机质含量，为植物生长提供必备的营养物质。所述植物秸秆、底泥、沸石，均指干重，所述微生物菌剂，指湿重。所述盐碱土壤修复剂的制备方法为：1、原材料准备：将秸秆、沸石、底泥均分为两部分待用，将培养好的菌剂按照比例配制为菌剂a和菌剂b；2、将第一部分秸秆、沸石、葵花油粕、菌剂a混合均匀，并同时进行超声处理，具体超声参数为频率20～30kHz，功率40-45W，超声温度28℃；3、将超声处理后的混合物与底泥进行搅拌均匀；4、将搅拌均匀后的混合物堆成堆垛，进行厌氧发酵，待堆芯温度达到58℃时，进行翻堆，经两次翻堆至秸秆、底泥尚未彻底腐熟时暂停发酵，得到土壤修复剂a。5、将第二部分秸秆、沸石、葵花油粕、菌剂b混合均匀，并同时进行超声处理，具体参数为超声频率18～25kHz，功率30-40W，超声温度25℃；6、将超声处理后的混合物与底泥进行搅拌均匀；7、将搅拌均匀后的混合物堆成堆垛，进行厌氧发酵，待堆芯温度达到58℃时，进行翻堆，经两次翻堆至秸秆、底泥尚未彻底腐熟时暂停发酵，得到土壤修复剂b。土壤修复方法：将土壤修复剂a与待修复土壤均匀混合、静置并测量土壤的pH值，待土壤的pH为9时，将土壤修复剂b加入，混合均匀后静置。修复机理：首先，在菌剂与秸秆、沸石、葵花油粕的混合过程中进行超声处理，可以刺激菌剂在后续的发酵过程中提高代谢速率，而且，在混合同时进行超声处理，可以使菌剂在秸秆、沸石、葵花油粕上的分布、附着更均匀，对于发酵效率的提高有促进作用。其次，在修复过程中，先加入土壤修复剂a，土壤修复剂a中的酵母菌在发酵过程中可以将底泥中的有机质分解，同时合成糖、氨基酸等供微生物生长，乳酸菌在发酵过程中产生大量乳酸，木霉菌的代谢过程通过产生小分子的抗生素和大分子的抗菌蛋白或胞壁降解酶来抑制病原菌的生长、繁殖和侵染，通过上述微生物菌剂的代谢作用产生的代谢产物使土壤修复剂a具备初步改善待修复土壤pH值的能力，并改善土壤的营养环境，为后续加入的土壤修复剂b中菌剂的生长、代谢提供适宜环境。土壤的pH为9时加入土壤修复剂b可以进一步使土壤修复剂中菌剂的代谢速率得到提高，由于链霉菌多存在与偏碱性土壤中，利用其能在偏碱性土壤中保持活性的特点，盐碱地的初始pH值很高，在加入土壤修复剂a修复一段时间后pH值可以有效降低，选择pH为9时加入土壤修复剂b，此时土壤修复剂中已含有链霉菌在发酵时的代谢产物有机酸，进一步将土壤的pH降低到适合链霉菌生长的环境，在生长环境有利的情况下，链霉菌的代谢最快，在巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对于链霉菌的协同促进作用下，进一步加速待修复土壤pH的改善，而且，巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的竞争关系可以加速代谢效率，快速增加有效磷含量，固氮菌则在营养物质充足、pH缓和的环境中加速固氮作用，有效提高土壤中的全氮含量。此外，在秸秆、底泥尚未彻底腐熟时暂停发酵，可为微生物菌剂b加入后微生物的代谢提供足够的底物，保证代谢产物充足，实现更好的修复效果。上述盐碱土壤修复剂，可用于修复盐碱土壤，适用于半干旱气候区。盐碱土地的修复实施例中，向1m×1m×0.2m体积的盐碱土壤中分两步加入上述盐碱土壤修复剂共1000～1500克，混匀。48～72小时后，会体现出明显的修复效果，随着修复时间的增加，土壤中的各项指标趋于稳定。对盐碱土地进行修复后，可通过如下方法测定并评价修复效果：(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盐碱土壤修复剂，其特征在于：其制备原料包括以下重量份的组分：植物秸秆600～900份，底泥300～500份，葵花油粕20～30份，沸石15～25份，微生物菌剂15～25份；所述微生物菌剂由等重量的微生物菌剂a和微生物菌剂b组成，微生物菌剂a由酵母菌、乳酸菌、木霉菌按重量1:1:1组成，微生物菌剂b由链霉菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、固氮菌按重量1:0.5:0.5:1组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种盐碱土壤修复剂，其特征在于：其制备原料包括以下重量份的组分：植物秸秆600～900份，底泥300～500份，葵花油粕20～30份，沸石15～25份，微生物菌剂15～25份；所述微生物菌剂由等重量的微生物菌剂a和微生物菌剂b组成，微生物菌剂a由酵母菌、乳酸菌、木霉菌按重量1:1:1组成，微生物菌剂b由链霉菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、固氮菌按重量1:0.5:0.5:1组成。


2.根据权利要求1所述的盐碱土壤修复剂，其特征在于：所述微生物菌剂由相应菌悬液混合而成，微生物制剂中各菌的活菌数量优选不低于109个/g。


3.根据权利要求1所述的盐碱土壤修复剂，其特征在于：所述植物秸秆，选自玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、大豆秸秆中的任意一种或两种以上。


4.根据权利要求1所述的盐碱土壤修复剂，其特征在于：优选地，所述沸石的含水率在5％以下，直径控制在3～5mm。


5.根据权利要求1所述的盐碱土壤修复剂，其特征在于：是由以下重量份的组分组成的：植物秸秆750份，天然水体底泥400份，葵花油粕25份，沸石20份，微生物菌剂20份。


6.权利要求1-5中任一项所述盐碱土壤修复剂的制备方法，其特征在于，制备步骤包括：：1、原材料准备：将秸秆、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉岩，张泽宇，汤肖丹，李兵，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22