岛礁种植的深海沉积物改良农作物土、制备方法及改良剂技术

本发明专利技术公开了岛礁种植的深海沉积物改良农作物土、制备方法及改良剂，涉及土壤改良技术领域。其深海沉积物改良农作物土包括深海沉积物，其粒径小于4.75mm；降盐剂，为深海沉积物质量的1％～3％，用于降低深海沉积物中的盐分，并使得盐分小于1.0％；降重金属剂，为深海沉积物质量的1％～2％，用于降低深海沉积物中的重金属；改良pH剂，为深海沉积物质量的1％～2％，用来调节深海沉积物的pH值在7.5～8.5之间；土壤改良剂，为深海沉积物质量的15％～25％，用于改善土体的结构特性；有机化肥，用于提供植物生长所需养分。本发明专利技术深海沉积物改良农作物土主要用于岛礁种植，能够解决岛礁土地资源匮乏及难耕种等难题。资源匮乏及难耕种等难题。资源匮乏及难耕种等难题。

【技术实现步骤摘要】
岛礁种植的深海沉积物改良农作物土、制备方法及改良剂


[0001]本专利技术涉及土壤改良
，具体涉及用于岛礁种植土的深海沉积物改良材料、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]深海蕴含着丰富的多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等金属资源。这些矿物中富含镍、钴、铜、锰及金、银等金属，总量达到陆地相应资源的几十倍到几千倍，可有效缓解陆地矿产资源枯竭的困境并支撑国家资源安全，具有巨大的开发前景和可观的经济价值。
[0003]深海采矿过程中，大量尾矿(含深海沉积物废水)直接排到海洋里，形成沉积物羽流。羽流扩散范围广，可能引起生物窒息和重金属释放，会严重地影响自然生态系统。目前，尾矿沉积物的处理和再利用仍是深海采矿的重要问题之一。
[0004]另一方面，我国是海洋大国，有着18000公里长海岸线和6500多个大小岛屿，其中油气、生物和矿产等资源品种多样且储量巨大。我国的海洋岛礁工程建设正在面临着繁重的资源开发和领土保护任务，在海洋岛礁上种植农作物和蔬菜等植物也成为人们关注的焦点。然而，岛礁上种植土地资源匮乏，内陆土壤船舶运输费用高昂，且易受风浪等自然条件限制。因此，寻找一种成本低、来源广的土壤对于岛礁种植至关重要。
[0005]尾矿的主要成分——深海沉积物是海洋生态系统中能量转化和碳循环的重要场所，含多种营养元素和矿物成分，具有较高的回收再利用价值。其主要成分为：陆源碎屑物质、大洋本身通过海洋生物和化学作用积累了各类生物软泥和各种自生矿物、地球外部的宇宙物质和地球内部的火山物质等。因此，将尾矿中的深海沉积物用于岛礁农作物种植土具有潜在的应用价值，不仅解决了尾矿沉积物的处理问题，也缓解了岛礁种植土匮乏的困境。
[0006]然而，由于长期被海水浸泡侵蚀，深海沉积物通常高盐、高碱，不利于植物生长发育。其中浓度最高的氯离子含量为1.9
×
104g/t，钠离子含量为1.05
×
104g/t，镁离子含量为1.29
×
103g/t。受金属矿物和颗粒物沉降影响，深海沉积物中含有大量游离的重金属离子，包括铜、锌、铅、砷、镉等。这可能会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，抑制微生物活动，导致有害物质或分解产物累积，引起土壤质量下降，引起植物生长发育障碍。深海沉积物有机物含量较少，不能满足植物生长需求。而且，深海沉积物有着孔隙度大，塑性高，灵敏系数在4.5～6.7之间，属于高灵敏性土壤，遇水后土体重量明显增加的特点，缺乏作为正常土壤使用的稳定性。因此需要研发一种满足岛礁种植的深海沉积物改良材料及制备方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的之一在于提供一种岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，其可用于土地资源稀缺的岛礁上进行绿化或其他农作物的种植。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0009]用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，其包括以下原料：
[0010]深海沉积物，其粒径小于4.75mm；
[0011]降盐剂，所述的降盐剂为深海沉积物质量的1％～3％，用于降低深海沉积物中的盐分，并使得盐分小于1.0％；
[0012]降重金属剂，所述的降重金属剂为深海沉积物质量的1％～2％，用于降低深海沉积物中的重金属；
[0013]改良pH剂，所述的改良pH剂为深海沉积物质量的1％～2％，用来调节深海沉积物的pH值，使得pH在7.5～8.5之间；
[0014]土壤改良剂，所述的土壤改良剂为深海沉积物质量的15％～25％，用于改善土体的结构特性；
[0015]有机化肥，用于提供植物生长所需养分。
[0016]作为本专利技术的一个优选方案，上述的用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，所述的降盐剂包括生物炭、脱硫石膏和磷石膏，所述的生物炭占降盐剂质量的60％～80％，脱硫石膏占降盐剂质量的10％～20％，磷石膏占降盐剂质量的10％～20％。
[0017]作为本专利技术的另一个优选方案，上述的用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，所述的降重金属剂为石灰、钢渣和Fe(OH)2，石灰占降重金属剂总质量的40％～50％，钢渣占降重金属剂总质量的10％～20％，Fe(OH)2占降重金属剂总质量的30％～40％。
[0018]上述的用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，改良pH剂为腐殖酸。
[0019]上述的用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，土壤改良剂包括贝壳粉、珊瑚礁粉、椰壳丝及椰树叶，所述的贝壳粉、珊瑚礁粉的粒径小于0.1mm；所述的贝壳粉占土壤改良剂质量的30％～40％，所述的珊瑚礁粉占土壤改良剂质量的30％～40％，所述的椰壳丝占土壤改良剂质量的10％～20％，所述的椰树叶占土壤改良剂质量的10％～20％。
[0020]上述的用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，有机化肥为氮肥或磷肥。
[0021]本专利技术的另一任务在于提供一种用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土的制备方法，包括以下步骤：
[0022]a、将深海沉积物收集起来，通过采用排水法将深海沉积物的体积降低至原始体积的80％；采用灌水洗涤法，控制使得深海沉积物的含盐量小于0.4％，使其重金属含量小于70mg/kg；
[0023]b、向步骤a所得深海沉积物中加入改良剂，所述的改良剂包括降盐剂、降重金属剂、改良pH剂和土壤改良剂，所述的降盐剂包括生物炭、脱硫石膏和磷石膏，所述的降重金属剂为石灰、钢渣和Fe(OH)2，所述的土壤改良剂包括贝壳粉、珊瑚礁粉、椰壳丝及椰树叶；所述的改良pH剂为腐殖酸；将深海沉积物与改良剂混合后，进行搅拌；
[0024]c、将步骤b搅拌所得深海沉积物进行自然晾晒至无多余水分分泌；
[0025]d、向步骤c晾晒后所得深海沉积物中加入有机肥，即获得深海沉积物改良农作物土。
[0026]本专利技术的再一目的在于提供上述的用于岛礁种植土的深海沉积物改良剂，所述的改良pH剂为腐殖酸，所述的生物炭占降盐剂质量的60％～80％，脱硫石膏占降盐剂质量的10％～20％，磷石膏占降盐剂质量的10％～20％；石灰占降重金属剂总质量的40％～50％，钢渣占降重金属剂总质量的10％～20％，Fe(OH)2占降重金属剂总质量的30％～40％；所述
的贝壳粉占土壤改良剂质量的30％～40％，所述的珊瑚礁粉占土壤改良剂质量的30％～40％，所述的椰壳丝占土壤改良剂质量的10％～20％，所述的椰树叶占土壤改良剂质量的10％～20％。
[0027]与现有技术相比，本专利技术带来了以下有益技术效果：
[0028]本专利技术提出了用于岛礁种植土的深海沉积物改良剂，其通过改良剂对深海沉积物进行改良，其中，通过添加降盐剂，根据其吸附作用和离子互换反应降低沉积物中的钠离子和镁离子，来降低沉积物盐分；通过添加降重金属剂，根据其氢氧根离子与金属阳离子结合来降低沉积物中重金属的含量；通过添加改良pH剂来调节深海沉积物的pH，通过土壤改良剂使得深海沉积物达到正常土壤水平，使得土壤结构达到长期稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，其特征在于，其包括以下原料：深海沉积物，其粒径小于4.75mm；降盐剂，所述的降盐剂为深海沉积物质量的1％～3％，用于降低深海沉积物中的盐分，并使得盐分小于1.0％；降重金属剂，所述的降重金属剂为深海沉积物质量的1％～2％，用于降低深海沉积物中的重金属；改良pH剂，所述的改良pH剂为深海沉积物质量的1％～2％，用来调节深海沉积物的pH值，使得pH在7.5～8.5之间；土壤改良剂，所述的土壤改良剂为深海沉积物质量的15％～25％，用于改善土体的结构特性；有机化肥，用于提供植物生长所需养分。2.根据权利要求1所述的用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，其特征在于：所述的降盐剂包括生物炭、脱硫石膏和磷石膏，所述的生物炭占降盐剂质量的60％～80％，脱硫石膏占降盐剂质量的10％～20％，磷石膏占降盐剂质量的10％～20％。3.根据权利要求1所述的用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，其特征在于：所述的降重金属剂为石灰、钢渣和Fe(OH)2，石灰占降重金属剂总质量的40％～50％，钢渣占降重金属剂总质量的10％～20％，Fe(OH)2占降重金属剂总质量的30％～40％。4.根据权利要求1所述的用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，其特征在于：改良pH剂为腐殖酸。5.根据权利要求1所述的用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，其特征在于：所述的土壤改良剂包括贝壳粉、珊瑚礁粉、椰壳丝及椰树叶，所述的贝壳粉、珊瑚礁粉的粒径小于0.1mm；所述的贝壳粉占土壤改良剂质量的30％～40％，所述的珊瑚礁粉占土壤改良剂质量的30％～40％，所述的椰壳丝占土壤改良剂质量的10％～20％，所述的椰树叶占土壤改良剂质量的10％～20％。6.根据权利要求1所述的用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土，其特征在于：所述的有机化肥为氮肥或磷肥。7.如权利要求1所述的用于岛礁种植的深海沉积物改良农作物土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将深海沉积物收集起来，通过采用排水法将深海沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭光，沙飞，杨乃印，解安琪，卜蒙，张凤鹏，张明龙，孙国栋，徐靖泽，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：