CN113527007A - 一种褐煤改性的盐碱地改良剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种褐煤改性的盐碱地改良剂及其制备方法，改良剂按重量比包括褐煤5‑10%，秸秆20‑30%，猪粪20‑30%，鸡粪20‑30%，发酵菌剂20‑30%，余量为水；通过按重量比将原材料混合均匀，制成待发酵混合物；采用厌氧发酵技术，将待发酵混合物放入密封的发酵装置中，温度控制在35‑37℃，厌氧发酵时间为24‑26d，可制得改良剂；通过控制待发酵混合物的含固率，可控制制成的改良剂呈液态或固态。本发明的改良剂原材料便于获取，经济性高，改良剂能够改善盐碱地板结问题，提高土壤肥力，促进土壤团粒结构的形成，以及增加土壤的孔隙度；而且，其缓冲性能强，能够缓慢释放营养物质，持续降低土壤pH值；改良剂对环境友好，可长期施用，不会破坏土壤的结构，不会影响作物根系生长。
Description
技术领域
本发明涉及盐碱地治理领域，特别是一种褐煤改性的盐碱地改良剂及其制备方法。
背景技术
我国是农业大国，但是我国的耕地质量偏低，尤其是盐碱地占耕地面积10%以上。目前我国盐碱地治理一是完善排灌系统，降低地下水位，通过灌溉排盐，不断淋洗降低土壤含盐量；二是改良农业技术，如膜下滴灌、客土法、地下暗管排盐、种植耐盐作物等；三是施用土壤改良剂，如加入石膏、有机硅肥、生物炭、有机肥等。加入土壤有机肥料能够提高盐碱地的土壤肥力，改善土壤团粒结构。
基于盐碱地土壤的特点，施用的土壤有机改良剂，需要起到降低土壤碱度、降低土壤板结、提高土壤孔隙度加速排盐的作用。目前市场上的盐碱地改良剂，一般如石膏、硫酸亚铁、柠檬酸等，虽然能改善盐碱地当前状况，但是不能持续施用，过多施用会破坏土壤的结构，影响作物根系生长，长期施用危害大。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种褐煤改性的盐碱地改良剂，有营养物质、有机物含量高，缓冲性能强等特征。
本发明提供的技术方案为，一种褐煤改性的盐碱地改良剂，按重量比包括以下原材料：褐煤5-10%，秸秆20-30%，猪粪20-30%，鸡粪20-30%，发酵菌剂20-30%，余量为水。
进一步的，所述褐煤粉碎粒径小于5mm。
进一步的，所述秸秆粉碎粒径小于5mm。
进一步的，所述发酵菌种为厌氧菌剂。
进一步的，所述发酵菌种包括水解酸化菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌。
本发明还提供了一种褐煤改性的盐碱地改良剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量比将以下原材料：褐煤5-10%，秸秆20-30%，猪粪20-30%，鸡粪20-30%，发酵菌剂20-30%，余量为水，混合均匀，制成待发酵混合物；
（2）采用厌氧发酵技术，将待发酵混合物放入密封的发酵装置中，温度控制在35-37℃，厌氧发酵时间为24-26d，制得改良剂。
进一步的，所述待发酵混合物的含固率为5%-10%，每隔2h间歇性搅拌0.5h，制成的改良剂呈液态，可作为液体肥料按5-10t/亩随灌溉水一次性施入盐碱地。
进一步的，所述待发酵混合物的含固率为15%-20%，采样静态发酵的方式进行发酵，制成的改良剂呈固态，可作为固体肥料按照2.5-3.5t/亩以基肥方式一次性施入盐碱地。
进一步的，所述改良剂pH值在8以下，改良剂中固体中含氮量为1-2%，改良剂中有机物含量为50-60%。
进一步的，所述改良剂中含有缓冲性能为10-20mg/g干物质。
本发明的有益效果：
1、原材料取材方便，经济性好，褐煤在我国储量大，是一种富含碳的低热值煤炭资源，其中含有大量的腐殖酸、腐殖质以及微生物、植物所需的营养物质，并且具有丰富的空隙结构、比表面结大，能够为微生物提供更多的附着场所；猪粪和鸡粪作为养殖场排放的有机废物，含有大量微生物和植物所需的营养物质，可以作为厌氧发酵的良好原料；
2、褐煤和猪粪、鸡粪混合发酵，能够改善改良剂的碳氮比，促进发酵过程的进行，其改良剂，能够改善盐碱地板结问题，提高土壤肥力，促进土壤团粒结构的形成，以及增加土壤的孔隙度；而且，其缓冲性能强，能够缓慢释放营养物质，持续降低土壤pH值；土壤良好的团粒结构又能吸附土壤中的盐分和碱，减低盐碱离子对作物的危害，土壤的孔隙度的增加又能增加土壤透水、透气性能，促进盐碱成分随灌溉向地下淋洗；
3、中度盐碱地施用改良剂后，可显著提高土壤颗粒絮凝效果，土壤颗粒被吸附后形成较大的土壤团粒，且土壤颗粒之间的孔隙增大改良后的盐碱地土壤中的含盐量可由0.5%减低到0.3%以下，pH值由9.0左右降低到8.3左右，土壤中有机质含量显著增加；
4、改良剂对环境友好，可长期施用，不会破坏土壤的结构，不会影响作物根系生长。
具体实施方式
实施例1
一种褐煤改性的盐碱地改良剂，按重量比包括以下原材料：褐煤5%，秸秆20%，猪粪20%，鸡粪20%，发酵菌剂20%，水15%。
所述褐煤粉碎粒径小于5mm。
所述秸秆粉碎粒径小于5mm。
所述发酵菌种为水解酸化菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌。
本发明提供了一种褐煤改性的盐碱地改良剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量比将以下原材料：褐煤5%，秸秆25%，猪粪25%，鸡粪25%，发酵菌剂20%，混合均匀，制成待发酵混合物，待发酵混合物的含固率控制为5%；
（2）采用厌氧发酵技术，将待发酵混合物放入密封的发酵装置中，温度控制在35-37℃，厌氧发酵时间为25d，制得液态改良剂。
发酵装置在运行过程中，每隔2h歇性搅拌0.5h，产生的沼气可以作为能源使用。制得的液态改良剂，pH值在8以下，改良剂中含有大量的有益微生物，改良剂中固体中含氮量为1-2%，改良剂中有机物含量为50-60%，所述改良剂中含有缓冲性能为10-20mg/g干物质。其中，缓冲性能表示改良剂的碱度，干物质为改良剂中不含水分的物质。改良剂为液态，可以直接作为液体肥料施入盐碱地，可按照10t/亩随灌溉水一次性施入盐碱地。
选择中度盐碱化的土壤实验区，土壤全盐含量0.5%，pH值9.0，将实验区中度盐碱化土壤均分为10个区域，每个区域为1亩，9个区域为改良区，1个区域为对比区；
按10t/亩随灌溉水一次性施入盐碱地进行两年的改良，9个改良区内的土壤中全盐含量含盐量均由0.5%减低到0.3%以下，pH值由9.0降低到8.2左右，土壤中有机质含量显著增加；对比区土壤中全盐含量和pH值未有明显改变；向每个区域种植等量种植高粱，并保持相同的种植条件；
收获时，产量最低的改良区的玉米作物产量比对比区的玉米作物产量提高23%，产量最高的改良区的玉米作物产量比对比区的玉米作物产量提高30%，改良区的玉米作物产量相较于对比区的玉米作物产量可提高23%~30%。
实施例2
本实施例提供的褐煤改性的盐碱地改良剂及其制备方法与实施例1大致相同，其不同之处在于，改良剂按重量比包括以下原材料：褐煤6%，秸秆23%，猪粪22%，鸡粪22%，发酵菌剂22%，水5%。
一种褐煤改性的盐碱地改良剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量比将以下原材料：褐煤6%，秸秆23%，猪粪22%，鸡粪22%，发酵菌剂22%，水5%，混合均匀，制成待发酵混合物，控制待发酵混合物的含固率为10%；
（2）采用厌氧发酵技术，将待发酵混合物放入密封的发酵装置中，温度控制在35-37℃，厌氧发酵时间为25d，制得液态改良剂。
选择中度盐碱化的土壤实验区，土壤全盐含量0.5%，pH值9.0，将实验区中度盐碱化土壤均分为10个区域，每个区域为1亩，9个区域为改良区，1个区域为对比区；
将改良剂按5t/亩随灌溉水一次性施入盐碱地，进行两年的改良，9个改良区内的土壤中全盐含量含盐量均由0.5%减低到0.3%以下，pH值由9.0降低到8.3左右，土壤中有机质含量显著增加；对比区土壤中全盐含量和pH值未有明显改变；向每个区域种植等量种植高粱，并保持相同的种植条件；
收获时，产量最低的改良区的玉米作物产量比对比区的玉米作物产量提高20%，产量最高的改良区的玉米作物产量比对比区的玉米作物产量提高27%，改良区的玉米作物产量相较于对比区的玉米作物产量可提高20%~28%。
实施例3
本实施例提供的褐煤改性的盐碱地改良剂及其制备方法与实施例1大致相同，其不同之处在于，改良剂按重量比包括以下原材料：褐煤7%，秸秆22%，猪粪23%，鸡粪23%，发酵菌剂23%，水2%。
一种褐煤改性的盐碱地改良剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量比将以下原材料：褐煤7%，秸秆22%，猪粪23%，鸡粪23%，发酵菌剂23%，水2%，混合均匀，制成待发酵混合物，控制待发酵混合物的含固率为15%；
（2）采用厌氧发酵技术，将待发酵混合物放入密封的发酵装置中，温度控制在35-37℃，厌氧发酵时间为25d，制得固态改良剂。
发酵装置在运行过程中，不需要搅拌装置，静态发酵，产生的沼气可以作为能源使用，制成的改良剂呈固态，可作为固体肥料按照2.5-3.5t/亩以基肥方式一次性施入盐碱地。
选择中度盐碱化的土壤实验区，土壤全盐含量0.5%，pH值9.0，将实验区中度盐碱化土壤均分为10个区域，每个区域为1亩，9个区域为改良区，1个区域为对比区；
按3.5t/亩以基肥方式一次性施入盐碱地，进行两年的改良，9个改良区内的土壤中全盐含量含盐量均由0.5%减低到0.3%以下，pH值由9.0降低到8.3左右，土壤中有机质含量显著增加；对比区土壤中全盐含量和pH值未有明显改变；向每个区域种植等量种植高粱，并保持相同的种植条件；
收获时，产量最低的改良区的玉米作物产量比对比区的玉米作物产量提高21%，产量最高的改良区的玉米作物产量比对比区的玉米作物产量提高27%，改良区的玉米作物产量相较于对比区的玉米作物产量可提高21%~27%。
实施例4
本实施例提供的褐煤改性的盐碱地改良剂及其制备方法与实施例3大致相同，其不同之处在于，改良剂按重量比包括以下原材料：褐煤9%，秸秆22%，猪粪23%，鸡粪23%，发酵菌剂22%，水1%。
一种褐煤改性的盐碱地改良剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量比将以下原材料：褐煤9%，秸秆22%，猪粪23%，鸡粪23%，发酵菌剂22%，水1%，混合均匀，制成待发酵混合物，控制待发酵混合物的含固率为20%；
（2）采用厌氧发酵技术，将待发酵混合物放入密封的发酵装置中，温度控制在35-37℃，厌氧发酵时间为26d，制得固态改良剂。
选择中度盐碱化的土壤实验区，土壤全盐含量0.5%，pH值9.0，将实验区中度盐碱化土壤均分为10个区域，每个区域为1亩，9个区域为改良区，1个区域为对比区；
按2.5t/亩以基肥方式一次性施入盐碱地，进行两年的改良，9个改良区内的土壤中全盐含量含盐量均由0.5%减低到0.3%以下，pH值由9.0降低到8.4左右，土壤中有机质含量显著增加；对比区土壤中全盐含量和pH值未有明显改变；向每个区域种植等量种植高粱，并保持相同的种植条件；
收获时，产量最低的改良区的玉米作物产量比对比区的玉米作物产量提高20%，产量最高的改良区的玉米作物产量比对比区的玉米作物产量提高27%，改良区的玉米作物产量相较于对比区的玉米作物产量可提高20%~27%。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种褐煤改性的盐碱地改良剂，其特征在于，按重量比包括以下原材料：褐煤5-10%，秸秆20-30%，猪粪20-30%，鸡粪20-30%，发酵菌剂20-30%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的褐煤改性的盐碱地改良剂，其特征在于，所述褐煤粉碎粒径小于5mm。
3.根据权利要求1所述的褐煤改性的盐碱地改良剂，其特征在于，所述秸秆粉碎粒径小于5mm。
4.根据权利要求1所述的褐煤改性的盐碱地改良剂，其特征在于，所述发酵菌种为厌氧菌剂。
5.根据权利要求4所述的褐煤改性的盐碱地改良剂，其特征在于，所述发酵菌种包括水解酸化菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌。
6.一种褐煤改性的盐碱地改良剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按重量比将以下原材料：褐煤5-10%，秸秆20-30%，猪粪20-30%，鸡粪20-30%，发酵菌剂20-30%，余量为水，混合均匀，制成待发酵混合物；
采用厌氧发酵技术，将待发酵混合物放入密封的发酵装置中，温度控制在35-37℃，厌氧发酵时间为24-26d，制得改良剂。
7.根据权利要求6所述的褐煤改性的盐碱地改良剂的制备方法，其特征在于，所述待发酵混合物的含固率为5%-10%，每隔2h间歇性搅拌0.5h，制成的改良剂呈液态，可作为液体肥料按5-10t/亩随灌溉水一次性施入盐碱地。
8.根据权利要求6所述的褐煤改性的盐碱地改良剂的制备方法，其特征在于，所述待发酵混合物的含固率为15%-20%，采样静态发酵的方式进行发酵，制成的改良剂呈固态，可作为固体肥料按照2.5-3.5t/亩以基肥方式一次性施入盐碱地。
9.根据权利要求7或8所述的褐煤改性的盐碱地改良剂，其特征在于，所述改良剂pH值在8以下，改良剂中固体中含氮量为1-2%，改良剂中有机物含量为50-60%。
10.根据权利要求9所述的褐煤改性的盐碱地改良剂，其特征在于，所述改良剂中含有缓冲性能为10-20mg/g干物质。
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