CN111151567A - 一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，将绿化废弃物的枝条作为A组，叶片及草地修剪物作为B组，烘干粉碎；A组碎料在微氧环境下碳化得到生物炭；绿化废弃物B组粉碎成碎料，添加木醋液堆肥发酵；将小龙虾、螃蟹壳，去除杂物，洗净磨碎，用HCl溶液和NaOH溶液浸泡生成甲壳素粗品；将建筑垃圾和工业碎岩棉进一步粉碎；按重量份配比提取生物炭与甲壳素粗品，加入脱硫石膏混合搅拌，调节PH值至中性，室温静至24h，得炭素混合物；将炭素混合物、建筑垃圾、工业碎岩棉和有机肥搅拌均匀，静至干燥，挤压造粒得土壤调理剂；将土壤调理剂加入土壤内。本发明降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤持水能力，使土壤的渗透速率增加。
Description
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法。
背景技术
在城市绿化建设中土壤来源复杂，土体层次混乱，表土经常被移走或被底层土掩埋，土层中经常掺入底层僵土或生土，以及大量的砾石和建筑垃圾等，从而导致土壤结构混乱，土壤物理性质恶劣。城市土壤物理性质退化是城市土壤质量退化的主要原因，城市土壤质量不但已成为限制我国城市绿化发展的主要原因之一，而且也遏制了城市土壤生态功能的发挥和城市生态环境质量的提高。
因此，需要针对树木宜载地区存在着土壤结构性差、漏肥漏水、肥力水平低等诸多限制性因素，通过改良技术与管理措施，改善土壤结构，增加土壤肥力，改良土壤性质，进而有利于减轻农业资源与环境压力，更有利于我国社会经济可持续发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤持水能力，使土壤的渗透速率显著增加。
为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）将绿化废弃物分组，枝条作为A组；叶片及草地修剪物作为B组；分别烘干粉碎，备用；
2）将A组碎料在微氧环境下，通过低温裂解技术碳化，得到生物炭，备用；
3）将绿化废弃物B组，进一步粉碎成粒径为4-6mm的碎料，添加木醋液调节起始含水率与C/N值，同时将碎料和木醋液搅拌混合，制取PH值呈中性的混合料进行堆肥发酵；将发酵所得有机肥过筛，剔除粗颗粒，备用；
4）将小龙虾、螃蟹壳，去除杂物，洗净磨碎至2-3mm，用HCl溶液浸泡直至去除钙质，倾倒HCl溶液，水洗至中性，用NaOH溶液浸泡煮沸，脱除其蛋白质，倾倒NaOH溶液，水洗至中性，干燥后生成甲壳素粗品；
5）将建筑垃圾（提取碎砖、碎瓦），进一步粉碎为1-2mm过筛，备用；
6）工业碎岩棉粉碎为9-10mm碎料；
7）按重量份配比提取步骤2）和步骤4）制得的生物炭与甲壳素粗品，加入脱硫石膏进行搅拌混合，根据混合物酸碱度，添加木醋液调节PH值至中性，室温静至24h，得炭素混合物，备用；
8）提取步骤7）、5）、6）、3）中所得炭素混合物、建筑垃圾、工业碎岩棉和有机肥；搅拌均匀，静至干燥，经挤压造粒得土壤调理剂；
9）将土壤调理剂喷洒到需要改良的土壤上，然后将翻土，将土壤调理剂于土壤混合，即可。
进一步地，步骤1）中将A组和B组分别粉碎成18-20mm的碎料。
进一步地，步骤2）中低温裂解技术碳化的温度＜700℃。
进一步地，步骤2）发酵温度为45℃-65℃，发酵时间15-30天。
进一步地，步骤3）中含水率控制在50%-60%， C/N值控制在20-30:1。
进一步地，步骤4）中采用的HCl溶液的浓度为2mol/L。
进一步地，步骤4）中采用的NaOH溶液的浓度为100g/L。
进一步地，所述步骤7）中生物炭、甲壳素粗品和脱硫石膏的重量比为12:3:20。
进一步地，所述步骤8）中炭素混合物、建筑垃圾、工业碎岩棉和有机肥的重量配比为5:10:1:0.8。
本发明园林废弃物通过微波裂解技术生成生物炭，其多孔性及亲水性可降低土壤密度，增加土壤孔隙度和持水率；通过堆肥发酵可得到有机肥。
木醋液作为园林废弃物裂解过程的附加产物，具有弱酸性，可以调整土壤PH值，对土壤内的多种病原菌有抑制和杀灭作用。并在有机肥堆肥过程中起到温度调节作用。
小龙虾、螃蟹壳洗净磨干成粉,通过HCl溶液和NaOH溶液处理脱除其矿物质和蛋白，生成甲壳素，可成为土壤有益微生物的培养基，通过微生物的增多，增加土壤团粒结构，提高养分利用率，减少后期化肥使用量。
脱硫石膏可以降低土壤的PH值、碱化度、土壤的容重以及坚实度，有效提高土壤孔隙度、渗透率及脱盐率等。
工业碎岩棉主要原料是以天然岩石（例如玄武岩、白云石）为主要原料，高温熔化、纤维化而制成的无机纤维，碎岩棉为岩棉生产过程中产生的边角废弃料。碎岩棉磨碎作为土壤无机胶结剂材料应用于土壤改良中，加强有机质累计和团聚体形成的协同作用。
建筑垃圾剔除塑料、金属、竹木等，保留砖瓦碎块、废砂浆，粉碎成再生砂石料，替代传统砂料，可促进土壤团粒结构形成，增加土壤透水性。
本发明的有益效果：本发明的方法改良土壤团粒结构的合理性，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤持水能力，使土壤的渗透速率显著增加，可广泛用于改良城市绿地土壤，也可用于渗透能力不足的低影响开发设施的土壤改良，既经济又环保。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本发明的一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，包括如下步骤：
1）将绿化废弃物分组，枝条作为A组；叶片及草地修剪物作为B组；分别烘干粉碎，A组和B组分别粉碎成18-20mm的碎料，备用；
2）将A组碎料在微氧环境下，通过低温裂解技术碳化，温度＜700℃，得到生物炭，备用；
3）将绿化废弃物B组，进一步粉碎成粒径为4-6mm的碎料，添加木醋液调节起始含水率与C/N值，含水率控制在50%-60%， C/N值控制在20-30:1，同时将碎料和木醋液搅拌混合，制取PH值呈中性的混合料进行堆肥发酵，发酵温度为45℃-65℃，发酵时间15-30天，将发酵所得有机肥过筛，剔除粗颗粒，备用；
4）将小龙虾、螃蟹壳，去除杂物，洗净磨碎至2-3mm，用HCl溶液浸泡直至去除钙质，HCl溶液的浓度为2mol/L，倾倒HCl溶液，水洗至中性，用NaOH溶液浸泡煮沸，脱除其蛋白质，NaOH溶液的浓度为100g/L，倾倒NaOH溶液，水洗至中性，干燥后生成甲壳素粗品；
5）将建筑垃圾（提取碎砖、碎瓦），进一步粉碎为1-2mm过筛，备用；
6）工业碎岩棉粉碎为9-10mm碎料；
7）按重量份配比提取步骤2）和步骤4）制得的生物炭与甲壳素粗品，加入脱硫石膏进行搅拌混合，生物炭、甲壳素粗品和脱硫石膏的重量比为12:3:20，根据混合物酸碱度，添加木醋液调节PH值至中性，室温静至24h，得炭素混合物，备用；
8）提取步骤7）、5）、6）、3）中所得炭素混合物、建筑垃圾、工业碎岩棉和有机肥；炭素混合物、建筑垃圾、工业碎岩棉和有机肥的重量配比为5:10:1:0.8，搅拌均匀，静至干燥，再经挤压造粒即得土壤调理剂；
9）将土壤调理剂喷洒到需要改良的土壤上，然后将翻土，将土壤调理剂于土壤混合，即可。
实施例2
将本发明的改良土壤与普通的土壤进行性能测试。
实验对象：8个大小相同，原土相同的试验箱。试验箱分为两组（对照组与实验组），每组4个。
实验方法：对照组试验箱为原土，实验组为采用试验箱原土添加上述调理剂处理后的土壤，每个试验箱0.5m深，每组选取2个试验箱种植高度、品类相同的植株。各试验箱土壤分别经过30d,60d两种不同时期的自然状态下，测定土壤各物理性质，对比原土与配比土壤的性能和植株长势情况。
分析测定方法：土壤体积质量、饱和持水量、田间持水量、非毛管孔隙度和总孔隙度采用环刀法，土壤机械组成采用密度计法测定，各项物理性质的测定参照《森林土壤分析方法》，土壤饱和导水率采用渗透仪现场测定，水分特征曲线采用高速离心机测定。测试结果如表1所示。
由表1可知，本发明改良后的土壤土壤容重降低，土壤孔隙度增加，土壤持水能力提高，土壤的渗透速率显著增加, 土壤团粒结构明显改善，且经济环保。
上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。
Claims (9)
1.一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将绿化废弃物分组，枝条作为A组；叶片及草地修剪物作为B组；分别烘干粉碎，备用；
2)将A组碎料在微氧环境下，通过低温裂解技术碳化，得到生物炭，备用；
3)将绿化废弃物B组，进一步粉碎成粒径为4-6mm的碎料，添加木醋液调节起始含水率与C/N值，同时将碎料和木醋液搅拌混合，制取PH值呈中性的混合料进行堆肥发酵；将发酵所得有机肥过筛，剔除粗颗粒，备用；
4)将小龙虾、螃蟹壳，去除杂物，洗净磨碎至2-3mm，用HCl溶液浸泡直至去除钙质，倾倒HCl溶液，水洗至中性，用NaOH溶液浸泡煮沸，脱除其蛋白质，倾倒NaOH溶液，水洗至中性，干燥后生成甲壳素粗品；
5)将建筑垃圾（提取碎砖、碎瓦），进一步粉碎为1-2mm过筛，备用；
6)工业碎岩棉粉碎为9-10mm碎料；
7)按重量份配比提取步骤2）和步骤4）制得的生物炭与甲壳素粗品，加入脱硫石膏进行搅拌混合，根据混合物酸碱度，添加木醋液调节PH值至中性，室温静至24h，得炭素混合物，备用；
8)提取步骤7）、5）、6）、3）中所得炭素混合物、建筑垃圾、工业碎岩棉和有机肥；搅拌均匀，静至干燥，经挤压造粒得土壤调理剂；
9)将土壤调理剂喷洒到需要改良的土壤上，然后将翻土，将土壤调理剂于土壤混合，即可。
2.根据权利要求1所述的一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，其特征在于：步骤1）中将A组和B组分别粉碎成18-20mm的碎料。
3.根据权利要求1所述的一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，其特征在于：步骤2）中低温裂解技术碳化的温度＜700℃。
4.根据权利要求1所述的一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，其特征在于：步骤2）发酵温度为45℃-65℃，发酵时间15-30天。
5.根据权利要求1所述的一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，其特征在于：步骤3）中含水率控制在50%-60%， C/N值控制在20-30:1。
6.根据权利要求1所述的一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，其特征在于：步骤4）中采用的HCl溶液的浓度为2mol/L。
7.根据权利要求1所述的一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，其特征在于：步骤4）中采用的NaOH溶液的浓度为100g/L。
8.根据权利要求1所述的一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，其特征在于：所述步骤7）中生物炭、甲壳素粗品和脱硫石膏的重量比为12:3:20。
9.根据权利要求1所述的一种生态利用园林废弃物改良土壤团粒结构的方法，其特征在于：所述步骤8）中炭素混合物、建筑垃圾、工业碎岩棉和有机肥的重量配比为5:10:1:0.8。
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