一种农用石膏粉及其改良贫瘠土壤的方法技术

本发明专利技术属于土壤改良技术领域，具体涉及一种农用石膏粉及其改良贫瘠土壤的方法，所述农用石膏粉用于改良贫瘠土壤，所述改良的方法，包括如下步骤：1)利用土壤杀菌剂采取喷淋或浇灌或拌合的方式之一处理贫瘠土壤；2)将粉碎秸秆和农用石膏粉一起撒铺于土壤表层，浇水至湿润后翻耕；3)将动物粪便和腐熟剂撒铺于土壤表层并进行深耕；4)腐熟30‑60天，在腐熟期间翻耕2‑3次，同时灌水至保持改良土壤湿润；充分利用工业副产物磷石膏，利用磷石膏所含的养分元素改善贫瘠土壤，同时防止了磷石膏对贫瘠土壤的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种农用石膏粉及其改良贫瘠土壤的方法
本专利技术属于土壤改良
，具体涉及一种农用石膏粉及其改良贫瘠土壤的方法。
技术介绍
石膏系工业固废，具有产量大、杂质多等特点，这极大限制了石膏的应用范围，目前，石膏的主要应用体现在建筑材料、水泥制品、化工产品、农业等几方面；在农业应用中，使用最多的是为磷石膏，由于磷石膏含有作物所需的磷、钙、镁、铁、硅、硫等元素，能补充土壤中矿物质元素，改良土壤环境，减少施肥量，消除土壤表层硬壳，降低土壤的粘性，增加土壤的通透性，预防和农作物病害，所以主要体现用作盐碱地改良剂和肥料，但磷石膏呈酸性、营养组分单一，含有重金属等污染，这极大地限制了磷石膏的农业化利用，同时在文献《磷石膏农用的环境安全风险》中也指出了磷石膏农用的土壤生态污染风险、氟污染风险、重金属污染风险、放射性核素污染风险等，磷石膏中Hg、Cd、As和Cr超过《土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618—2018)的农用地土壤污染风险筛选值的比率分别为67％、63％、40％和20％；检出Hg、Cd、Pb、Ni、Cr和Be浸出浓度超过《地下水质量标准》(GB/T14848—2017)中IV—V类水质标准,存在土壤和水体重金属污染风险，磷矿石中的氟约20％—40％进入磷石膏。磷石膏中全氟和水溶氟含量较高(最高值分别为20400和7500mg·kg-1)，超出中国地氟病发生区土壤全氟和水溶氟临界值的比率分别为89％和100％；检出其浸出浓度远超出《地下水质量标准》(GB14848—2017)V类水质标准,部分已超过《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085.3—2007)浸出限量(100mg·L-1)，存在土壤和水体氟污染风险等，这充分说明了磷石膏并不能直接用于农业领域。在农业方面，由于过度种植、水土流失、过量施化肥等影响，我国肥沃土壤越来越少，贫瘠土越来越多，贫瘠土易板结、通透性差、肥效低、可耕性差，由于石膏富含土壤需要元素，比如硫、钙、硅、镁、铁、钠、钾、磷等有益成分，用其外掺适量改性剂改性贫瘠土培育园林绿化作物及绿化工程，可充分利用贫瘠土资源的同时消耗工业固废，但土壤使用磷石膏后影响土体自身的物质循环，超过自身容量,就会造成土壤污染。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种农用石膏粉及其改良贫瘠土壤的方法。具体是通过以下技术方案来实现的：一种农用石膏粉，其制备方法为：1)乳化：将石膏破碎至过100目筛，将石膏粉浸入工业酒精20-30min后，加入质量浓度为20-40％的纤维素溶液和乳化剂，于功率为100-130W、温度为55-65℃条件下超声分散20-30min；2)碳化：取步骤1)石膏粉置于管式炉，在氮气保护下升温至200℃，保温45-60min；3)研磨：取步骤2)石膏粉与表面活性剂混合研磨至过600目筛后，在饱和蒸汽环境中进行热处理15-25min。所述乳化，在乳化体系中按重量份计各组分配比为：石膏粉40-50份、工业酒精50-70份、纤维素溶液4-7份、乳化剂1.3-2.5份。所述石膏至少包括磷石膏，其磷石膏的质量百分比≥90％。进一步地优选，所述石膏为磷石膏和钛石膏的组合物。所述乳化剂为吐温-80。所述纤维素溶液中含有质量分数1-5％的相变材料。所述相变材料为棕榈醇、棕榈酸、癸酸中的任意一种或几种的组合物。所述研磨，在研磨体系中按重量份计各组分配比为：石膏粉40-50份、表面活性剂1-3份。所述表面活性剂为吐温-20。所述农用石膏粉用于改良贫瘠土壤。所述农用石膏粉改良贫瘠土壤用作苗圃育苗基质。所述农用石膏粉改良贫瘠土壤的方法，包括如下步骤：1)利用土壤杀菌剂采取喷淋或浇灌或拌合的方式之一处理贫瘠土壤；2)将粉碎秸秆和农用石膏粉一起撒铺于土壤表层，浇水至湿润后翻耕；3)将动物粪便和腐熟剂撒铺于土壤表层并进行深耕；4)腐熟30-60天，在腐熟期间翻耕2-3次，同时灌水至保持改良土壤湿润。所述土壤杀菌剂为烟草废弃物改性材料。所述烟草废弃物改性材料，其制作方法为：①按照等质量比的水料比，将烟草废弃物在水溶液中于40-60℃条件下浸泡3-5h，经风干；②按照等质量比的料液比，将风干的烟草废弃物加入至盛放质量浓度为1-5％的氨水的微波釜中，在功率为220-300W下微波处理10-20min。在农用石膏粉改良贫瘠土壤的体系中，物料按重量份计配比如下：贫瘠土壤50-100份，农用石膏粉5-50份，秸秆5-50份，动物粪便1-20份，腐熟剂0.2-5份，土壤杀菌剂0.5-5份。有益效果：第一，充分利用工业副产物磷石膏，利用磷石膏所含的养分元素改善贫瘠土壤，同时防止了磷石膏对贫瘠土壤的污染；同样的改专利中防止土壤污染的技术原理是什么？掺量低还是纤维素的表面改性？本专利技术石膏粉具有抑菌、供给养分、调湿调温的作用，具有较好的抗冻融和抗酸雨侵蚀能力，能够用于苗圃育苗，用作农用杀虫剂和抑菌剂，重金属溶出率地，不会对土壤造成污染，长期施用于土壤中符合《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)的要求。具体表现在：1)利用酒精浸泡能够对石膏进行杀菌，进而避免了微生物对纤维素的分解和破坏；2)乳化过程能够使得纤维素在石膏表面形成多孔膜，有利于控制石膏中元素的迁移情况，同时进行表面改性，防止石膏水化；在乳化体系中添加相变材料，提高了石膏粉的抗冻融侵蚀能力和保温作用，且不影响石膏解热作用，使得在夏季高温时，本专利技术的石膏粉还能够降低培育基质的温度，避免烧苗；在低温时，本专利技术的石膏粉具有保温作用，能够避免幼苗冷害、冻害；在乳化体系中添加聚多巴胺能够协同石膏，增强抑菌能力，同时还能够提高抗酸雨侵蚀能力。3)碳化过程能够使得聚多巴胺进行碳化，能够填充石膏中部分孔隙并使得碳原子固化于孔隙中，避免石膏中游离的有害物质迁移；4)采用吐温-80为表面活性剂，具有柔顺性、能够提高石膏粉表面光滑度和细腻度，有利于快速研磨，较传统方法，研磨效率提高了5-8％；采用吐温-20为乳化剂，能够与表面活性剂形成良好的亲和力，进而有利于表面形成多孔膜。5)利用饱和蒸汽热处理，能够使得纤维素发生微膨胀和微软化，增加了石膏粉的软度，用于苗圃时，有利于间隙储水。6)石膏至少包括钛石膏和柠檬酸石膏，利用柠檬酸石膏残留的柠檬酸根的催化作用，能够使得钛石膏中残留的钛元素的催化作用下纤维素对石膏表面形成良好的包覆，进而提高了防止石膏中污染物的迁移和溶出的效果。第二，通过加入烟草废弃物制成的土壤杀菌剂，杀死土壤中的病菌和害虫，提高土壤的抗病害性或可耕植性；利用水浸泡烟草废弃物，使得烟草废弃物维管束溶胀，烟草废弃物中有效成分提供了迁移空间，利用氨水协同微波活化烟草废弃物，加强了烟草废弃物的吸光能力，能够使得烟草废弃物在使用过程中能够缓慢释放出有效成分，起到了长效供养的作用。所以，本专利技术的烟草废弃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农用石膏粉，其特征在于，所述农用石膏粉的制备方法为：/n1)乳化：将石膏破碎至过100目筛，将石膏粉浸入工业酒精20-30min后，加入质量浓度为20-40％的纤维素溶液和乳化剂，于功率为100-130W、温度为55-65℃条件下超声分散20-30min；/n2)碳化：取步骤1)石膏粉置于管式炉，在氮气保护下升温至200℃，保温45-60min；/n3)研磨：取步骤2)石膏粉与表面活性剂混合研磨至过600目筛后，在饱和蒸汽环境中进行热处理15-25min。/n

【技术特征摘要】
1.一种农用石膏粉，其特征在于，所述农用石膏粉的制备方法为：
1)乳化：将石膏破碎至过100目筛，将石膏粉浸入工业酒精20-30min后，加入质量浓度为20-40％的纤维素溶液和乳化剂，于功率为100-130W、温度为55-65℃条件下超声分散20-30min；
2)碳化：取步骤1)石膏粉置于管式炉，在氮气保护下升温至200℃，保温45-60min；
3)研磨：取步骤2)石膏粉与表面活性剂混合研磨至过600目筛后，在饱和蒸汽环境中进行热处理15-25min。


2.如权利要求1所述农用石膏粉，其特征在于，所述石膏至少包括磷石膏，其磷石膏的质量百分比≥90％。


3.如权利要求1所述农用石膏粉，其特征在于，所述乳化剂为吐温-80。


4.如权利要求1所述农用石膏粉，其特征在于，所述纤维素溶液中含有质量分数1-5％的相变材料。


5.如权利要求1所述农用石膏粉，其特征在于，所述表面活性剂为吐温-20。


6.如权利要求1-5任一项所述农用石膏粉用于改良贫瘠土壤。


7.如权利要求6所述农用...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴，李泽钢，何信周，黄巧玲，徐立斌，陈尚伟，朱国良，周灵，罗通，陈亦苏，廖昶，聂晓鹏，崔晨，李洪青，陈秋如，熊卉芹，
申请(专利权)人：贵州中建建筑科研设计院有限公司，贵州林都园林工程有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52