土壤改良劑及其加工方法
2023-04-24 13:33:31 2
專利名稱：土壤改良劑及其加工方法
技術領域：
本發明涉及一種用在土壤上的化學試劑，尤其地，涉及一種土壤改良劑及其加工方法，屬於土壤改良領域。
背景技術：
國內土壤改良，尤其是鹽鹼地改良的方法和技術歸納起來大致如下(1)物理改良平整土地、深耕曬垡、及時鬆土、抬高地形、微區改土 ；(2)水利改良灌排配套、蓄淡壓鹽、灌水洗鹽、地下排鹽；(3)化學改良施用石膏、磷石膏、過磷酸鈣、腐殖酸、泥炭、醋渣等；(4)生物改良種植水稻、種植耐鹽植物田菁等，或使用微菌肥等。 這些改良技術和方法，既有古老的技術,如平整土地、深耕曬垡、及時鬆土、微區改土、灌水洗鹽、種植水稻、種植耐鹽植物田菁等；也有近代傳統改良方法，如灌排配套、蓄淡壓鹽、灌水洗鹽、地下排鹽以及化學改良技術等；還有利用生物化學新技術所研製的新型土壤改良劑(如NPK增效劑)，以及利用新型材料和先進施工技術所實施地下暗管排鹽工程等。中國專利申請CN1377936A公開的「利用廢石膏板生產鹽鹼土壤改良劑的方法及其產品和應用」，原理是利用石膏中的硫酸鈣置換土壤中的交換性鈉，但需要將廢石膏板進行加工破碎才能用來改良土壤。如果破碎後改良劑粒度大，則不利於離子置換反應，改良效果差；若要破碎後改良劑粒度很小，則要耗費大量的能量，使土壤改良的成本高到農民無法承受。中國專利申請CN101624523A公開的「一種鹽鹼改良劑」，是按不同重量比由硫酸鋁、硫酸亞鐵銨和硫酸鎂混合配製而成，製成該改良劑需要大量的化學原材料，而不是利用工業廢棄物，成本較高。中國專利CN1664064A公開的「一種鹼性土壤改良劑」主要是利用不同比例的磷石膏、秸杆和尿素製成土壤改良劑；利用磷石膏製成的改良劑由於磷石膏中的重金屬和一些有害微量元素含量較高，會引起改良後的土壤中重金屬及有害微量元素超過國家標準的允許值。總的來說，現有技術存在的缺點和技術問題為過程複雜，成本高，效果不十分理
本巨
ο
發明內容
本發明的目的之一，在於提供一種土壤改良劑。本發明的另一目的，在於提供上述土壤改良劑的加工方法。本發明提供的土壤改良劑，包括以下重量份的原料脫硫廢棄物6(Γ95份，無機促進劑O. 5 20份和有機促進劑O. 5 30份。本發明所述的土壤改良劑，優選地，包括以下重量份的原料脫硫廢棄物90份，無機促進劑3飛份和有機促進劑Γ8份。其中，所述脫硫廢棄物為燃煤電廠溼法煙氣脫硫工藝副產品。優選脫硫石膏。其中，所述脫硫石膏是燃煤煙氣脫硫後產生的脫硫石膏(是燃煤電廠煙氣石灰石一石膏法脫硫工藝的副產品)，其重量的70°/Γ90%是二水硫酸鈣CaSO4 · 2Η20，它的顆粒粒度為30 50微米。本發明利用脫硫廢棄物，尤其是脫硫石膏中的鈣離子(Ca2+)來交換土壤膠體上的可代換性鈉離子(Na+來自土壤中的Na2CO3、NaHCO3),使鈉離子從土壤膠體進入土壤溶液，代換成為Na2SO4,鈉離子可以隨灌溉水下滲或經由排水渠排走。從而降低土壤的鹼化度，改善土壤的物理性狀和土壤的團粒結構。同時,脫硫石膏中的鈣(Ca)和硫(S)元素均為重要的植物營養成分，適當的補充這兩種養分可以促進植物的生長。其中，所述無機促進劑選自貝殼粉、甲殼粉、風化煤和膨潤土等中的一種或幾種。優選風化煤。其中，所述有機促進劑選自秸杆、糠醛渣、生物質焦和活性炭等中的一種或幾種。優選糠醛渣和生物質焦。本發明所述的土壤改良劑，還包括有機肥。 其中，所述有機肥相對於土壤改良劑總重量的重量份為O. Ofl份。優選
O.01 O. 05 份。其中，所述有機肥選自動物糞便、聚順丁烯二酸、烷基苯磺酸鈉、胺基酸和微生物肥中的一種或幾種。優選微生物肥。本發明所述的土壤改良劑，還包括無機肥。其中，所述無機肥相對於土壤改良劑總重量的重量份為O. 0Γ1份。優選O. 05、.1份。其中，所述無機肥選自尿素、硫酸鉀、硫酸鋅、磷酸一銨和磷酸二銨中的一種或幾種。優選尿素。也就是說本發明所述的土壤改良劑，包括以下重量份的原料脫硫廢棄物6(Γ95份，無機促進劑O. 5^20份，有機促進劑O. 5^30份，無機肥(Tl份和有機肥(Tl份。本發明所述的土壤改良劑，優選地，包括以下重量份的原料脫硫廢棄物90份，無機促進劑3飛份，有機促進劑Γ8份，無機肥O. 0Γ1份和有機肥(Tl份。本發明所述的土壤改良劑，優選地，包括以下重量份的原料脫硫廢棄物90份，無機促進劑3飛份，有機促進劑Γ8份，有機肥O. 0Γ1份和無機肥(Tl份。本發明所述的土壤改良劑，優選地，包括以下重量份的原料脫硫廢棄物90份，無機促進劑3飛份，有機促進劑4 8份，無機肥O. 0Γ1份和有機肥O. 0Γ1份。本發明所述的土壤改良劑，更優選地，包括以下重量份的原料脫硫廢棄物90份，無機促進劑3飛份，有機促進劑Γ8份，無機肥O. 05、.1份和有機肥(Γ0.1份。本發明所述的土壤改良劑，更優選地，包括以下重量份的原料脫硫廢棄物90份，無機促進劑3飛份，有機促進劑Γ8份，有機肥O. ΟΓΟ. 05份和無機肥(Γ0.1份。本發明所述的土壤改良劑，更優選地，包括以下重量份的原料脫硫廢棄物90份，無機促進劑3飛份，有機促進劑Γ8份，無機肥O. 05、.1份和有機肥O. ΟΓΟ. 05份。上述土壤改良劑，其中使用到的有機促進劑，優選地，包括糠醛渣和生物質焦，兩者的重量比為(廣3):(3 5)。本發明所述的土壤改良劑，更優選地，包括以下重量份的原料脫硫石膏90份，糠醛渣I 3份，生物質焦3飛份，風化煤3飛份，尿素0. 05、.1份和微生物肥0. 0Γ0. 05份。該土壤改良劑尤其應用於鹼土的改良，適用於北方乾旱或半乾旱的鹽鹼地區。本發明還提供了一種脫硫石膏，其重量的709Γ90%是二水硫酸鈣CaSO4 · 2Η20,顆粒粒度為3(Γ50微米。它可以用在上述土壤改良劑中。本發明提供的上述土壤改良劑的加工方法，包括將原料混合後造粒，得到所述土壤改良劑。上述加工方法，若使用到有機肥和秸杆，在原料混合前可以先將它們進行粉碎。其中，所述粉碎粒度要過30 60目篩。優選40目。本發明提供的土壤改良劑可用於土壤的改良，當重量份優選時，尤其應用於鹼土的改良，適用於北方乾旱或半乾旱的鹽鹼地區。 所述鹼土的pH值> 9. 0，鹼化度> 30%，含鹽量< O. 5%。本發明提供的土壤改良劑在土壤改良方面的應用。其中，所述應用包括將土壤改良劑施入需改良的土壤，然後實施灌溉。其中，本發明的土壤改良劑施入土壤單位面積的量根據該地塊的pH值和鹼化度確定。施入量為200(T3000kg/畝，優選2000 2800kg/畝。其中，所述土壤改良劑的施入時間為距土壤耕作時間三個月以上，最佳使用時期為上一年的秋季。施入深度為耕作層深度30cm以上，優選3(T40cm。其中，所述灌溉為土壤改良劑施入後立即灌水，根據作物所需水量分兩次灌入，第一次為所需總水量的80%,第二次為餘下的20%。其中，兩次灌溉時間間隔不小於7天，優選7或8天。灌溉完成一定時間後，進行其他農業操作。本發明所述土壤改良劑的應用，在施入土壤改良劑之前，還包括土地的平整和雷射平地。其中，改良的土地首先進行粗平整，目的是去除土地上明顯的凹凸區域。其中，所述雷射平地，使耕作區塊的坡度貝獻。6)可以解決我國燃煤電廠每年幾千萬噸的含過量水分的脫硫廢棄物的處置問題，同時又可以將鹽鹼地或鹼土改良成可耕地，改良後作物生長良好，具有明顯的經濟效益。
具體實施例方式以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。本發明所使用到的物料均為可以從市場上購買得到的常規物料，未提及的技術內容也均為本領域的常規選擇。實施例11、改良劑脫硫石膏90g,糠醒洛3g,生物質焦5g,風化煤5g,尿素O. 05g,微生物肥 O.Olg。2、加工方法( I)分別將微生物肥用粉碎機粉碎，過60目篩；(2)將粉碎後的微生物肥和上述其他原料加入到攪拌機中混合均勻，然後加入到圓盤造粒機中造粒，得到顆粒狀鹼土改良劑。3、改良工藝(土壤改良劑的應用)(I)改良的土地首先進行粗平整，去除土地上明顯的凹凸區域；(2)進行雷射平地，使耕作區塊的坡度為O. 05% ；(3)上述改良劑混合均勻施入土壤表層(施入深度為耕作層深度30cm)，其單位面積的量根據該地塊的PH值和鹼化度確定，為2000kg/畝；(4)實施灌溉(施入後立即灌水)，作物所需水量分兩次灌入，第一次為所需總水量的80%，第二次為餘下的20%，兩次間隔時間8天；(5)灌溉完成一定時間後，進行其他農業操作。實施例21、改良劑脫硫石膏90g，糠醛渣lg，生物質焦3g，風化煤3g，尿素O.1g,微生物肥
O.05go2、加工方法(I)分別將微生物肥用粉碎機粉碎，過30目篩；(2)將粉碎後的微生物肥和上述其他原料加入到攪拌機中混合均勻，然後加入到圓盤造粒機中造粒，得到顆粒狀鹼土改良劑。
3、改良工藝(土壤改良劑的應用)(I)改良的土地首先進行粗平整，去除土地上明顯的凹凸區域；(2)進行雷射平地，使耕作區塊的坡度為O. 05% ；(3)上述改良劑混合均勻施入土壤表層(施入深度為耕作層深度35cm)，其單位面積的量根據該地塊的PH值和鹼化度確定，為2500kg/畝；(4)實施灌溉(施入後立即灌水)，作物所需水量分兩次灌入，第一次為所需總水量的80%，第二次為餘下的20%，兩次間隔時間7天；
(5)灌溉完成一定時間後，進行其他農業操作。實施例31、改良劑脫硫石膏90g，糠醛渣2g，生物質焦4g，風化煤4g，尿素O. 08g，微生物肥 O. 03g。2、加工方法( I)分別將微生物肥用粉碎機粉碎，過40目篩；(2)將粉碎後的微生物肥和上述其他原料加入到攪拌機中混合均勻，然後加入到圓盤造粒機中造粒，得到顆粒狀鹼土改良劑。3、改良工藝(土壤改良劑的應用)(I)改良的土地首先進行粗平整，去除土地上明顯的凹凸區域；(2)進行雷射平地，使耕作區塊的坡度為O. 05% ；(3)上述改良劑混合均勻施入土壤表層(施入深度為耕作層深度40cm)，其單位面積的量根據該地塊的PH值和鹼化度確定，為2800kg/畝；(4)實施灌溉(施入後立即灌水)，作物所需水量分兩次灌入，第一次為所需總水量的80%，第二次為餘下的20%，兩次間隔時間7天；(5)灌溉完成一定時間後，進行其他農業操作。實驗例1:鹽鹼地的試驗與示範1、試驗示範區概況試驗示範區土壤鹽化、鹼化分布不均，pH值大於9. O (一般在9. (T9. 5之間，最高的達9. 77)，並且鹽分含量也較高，最高超過15g/kg。水溶性鹽分離子分析結果表明，含量最高的陽離子是Na+，含量最高的陰離子是S042—，其次是Cl—。供試作物為水稻、油葵和玉米。水稻播種量為每畝25公斤，採用旱直播方式。油葵播種量為每畝O. 5公斤。2、田間試驗結果試驗示範區用土壤改良劑(本發明實施例3)改良後的各種作物出苗率和產量明顯高於未施用任何土壤改良劑的對照區，改良後示範區水稻、油葵和玉米的平均出苗率分別達到90. 3%,52. 9%和72. 1%，未改良的對照區水稻、油葵和玉米的平均出苗率分別為36. 9%、4. 5%和43. 3% ;改良後示範區水稻、油葵和玉米的籽粒產量分別平均達到了 290. 6公斤/畝、98. 2公斤/畝和269. 2公斤/畝，未改良的對照區水稻、油葵和玉米籽粒產量平均分別為39. 9公斤/畝、1. 8公斤/畝和109. 9公斤/畝。這充分說明土壤改良劑的施入能夠改良鹽鹼土壤，提高作物出苗率和產量。實驗例2 :含有脫硫石膏的土壤改良劑改良土壤的生態環境影響1、土壤中重金屬的檢測結果
( I) 土壤pH值和鹽分的變化經過施用含有脫硫石膏的土壤改良劑，無論是種植水稻、玉米還是油葵(如實驗例1)，其PH值和鹽分都有不同程度的降低，pH值的降幅為2，而鹽分的降幅為70%，土壤鹼化度從改良前的30%以上降低到改良後的10%以下；土壤板結硬度得到明顯降低，滲透性提高了 8倍；鹽分的降低主要由於水的作用。(2) 土壤中重金屬的檢測結果本發明的土壤改良劑中，脫硫石膏主要成分是硫酸鈣，同時含有重金屬等其它微量和痕量元素。為了研究它們對土壤環境和作物的影響，申請人先後委託內蒙古環境保護監測站和內蒙古農科院測試中心(均為國家批准、有資質的檢測單位)，對土壤和玉米籽粒進行分析。表I為內蒙試驗地(鹽鹼地)施用含有脫硫石膏的土壤改良劑(本發明實施例3)後 處理區的土壤中重金屬的含量，結果表明，內蒙試驗施用土壤後處理區的土壤中重金屬的含量遠小於國家土壤質量標準(GB15618-1995)規定的允許值。施用土壤改良劑的處理區和未施土壤改良劑的對照區的土壤中重金屬的含量沒有明顯差別。處理區土壤中的Pb和Cd還比對照區的低。Cd含量超過國家土壤質量標準(GB15618-1995)的允許值的都是在對應的未施土壤改良劑的對照區。表1:內蒙試驗地土壤中重金屬含量的檢測結果及其對照
權利要求
1.一種土壤改良劑，其特徵在於，包括以下重量份的原料脫硫廢棄物6(Γ95份，無機促進劑O. 5 20份和有機促進劑O. 5 30份。
2.根據權利要求1所述的土壤改良劑，其特徵在於，包括以下重量份的原料脫硫廢棄物90份，無機促進劑3飛份和有機促進劑Γ8份。
3.根據權利要求1或2所述的土壤改良劑，其特徵在於，脫硫廢棄物為脫硫石膏。
4.根據權利要求Γ3任意一項所述的土壤改良劑，其特徵在於，所述無機促進劑選自貝殼粉、甲殼粉、風化煤和膨潤土中的一種或幾種；所述有機促進劑選自秸杆、糠醛渣、生物質焦和活性炭中的一種或幾種。
5.根據權利要求4所述的土壤改良劑，其特徵在於，所述有機促進劑為糠醛渣和生物質焦，兩者的重量比為(I 3) : (3 5)。
6.根據權利要求f5任意一項所述的土壤改良劑，其特徵在於，所述土壤改良劑還包括有機肥和無機肥；所述有機肥選自動物糞便、聚順丁烯二酸、烷基苯磺酸鈉、胺基酸和微生物肥中的一種或幾種；所述無機肥選自尿素、硫酸鉀、硫酸鋅、磷酸一銨和磷酸二銨中的一種或幾種。
7.根據權利要求6所述的土壤改良劑，其特徵在於，所述有機肥的重量份為O.Of I份，優選O. 0Γ0. 05份；所述無機肥的重量份為O. 0Γ1份，優選O. 05、.1份。
8.一種土壤改良劑，其特徵在於，包括以下重量份的原料脫硫石膏90份，糠醛渣f 3份，生物質焦3 5份，風化煤3 5份，尿素O. 05、.1份和微生物肥O. θΓθ. 05份。
9.根據權利要求3或8所述的土壤改良劑，其特徵在於，所述脫硫石膏重量的709Γ90%是二水硫酸鈣CaSO4 · 2Η20，其顆粒粒度為3(Γ50微米。
10.權利要求廣8任意一項所述的土壤改良劑的加工方法，其特徵在於，包括將原料混合後造粒，得到所述土壤改良劑。
全文摘要
本發明涉及一種土壤改良劑及其加工方法。所述土壤改良劑包括以下重量份的原料脫硫廢棄物60～95份，無機促進劑0.5～20份和有機促進劑0.5～30份。本發明提供的土壤改良劑，利用脫硫廢棄物中的鈣離子置換土壤膠體上的交換性鈉，從而降低土壤的鹼化度；同時利用有機促進劑的優良的孔隙結構和物理性能，改善土壤的物理性狀和土壤的團粒結構，降低土壤的pH值，增加土壤肥力；無機促進劑也可以改善土壤的團粒結構；再輔助無機肥和有機肥可以進一步提高土壤肥力，為作物生長提供營養成分。總之，本發明能夠有效克服土壤中營養元素失衡，改善地力，疏鬆土壤，增加肥效，使土壤鹽鹼化現象逐步得到根本治理。
文檔編號C09K17/40GK103013529SQ20121059028
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年1月4日
發明者陳昌和, 劉嘉, 李彥, 王淑娟, 陳群, 趙博, 禚玉群 申請人:清華大學