一种改良土壤质量的方法
【专利摘要】本发明涉及一种改良土壤质量的方法，其特征在于包括将砒砂岩与需要改良的土壤混合在一起的步骤，其中砒砂岩与土的比例为(1:2)?(1:6)，优选1:4；在所述方法中，砒砂岩与需要改良的土壤混合之前，还包括一个将砒砂岩进行粉碎的步骤，粉碎后的砒砂岩的粒度小于20mm；进一步本发明所述方法的特征在于所述混合步骤为将所述砒砂岩平铺在需要改良的土壤上，然后通过人工或机械装置将砒砂岩和土混合均匀，其中所述机械装置为旋耕机，使用旋耕机进行旋耕的次数为2?3次；本发名还涉及砒砂岩在改良土壤质量中的用途。
【专利说明】
_种改良土壤质量的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种改良土壤质量的方法，特别涉及一种利用砒砂岩改良土壤质量的 方法。
【背景技术】
[0002] 我国目前煤炭资源大规模的露天开采对地表土地及生态系统造成了极其严重的 破坏，开采后的土地复垦及生态系统恢复是当前该地区极其重要的生态任务。根据国家土 地复垦技术标准，复垦土地土层厚度不少于50cm，但有些地区尤其是晋陕蒙地区主要土壤 类型为质地较粗的沙黄土和风沙土，保水保肥能力较差，加上这些地区地处半干旱地区，降 雨量仅有400mm左右，且降雨时间分布极其不均，主要分布在7-9月份，致使矿区复垦土地贫 瘠，储水能力弱，抗旱能力差，严重影响了矿区土地植被恢复质量和速度，制约了矿区生态 和社会经济的可持续发展。因此，急需改善矿区复垦土地土壤质量，提高其保水保肥能力， 保障复垦土地生态系统的迅速恢复。
[0003] 常用的土壤质量改良剂从原料来源可分为天然改良剂、合成改良剂、天然-合成共 聚物改良剂和生物改良剂。其中天然改良剂无机物中如膨润土和沸石，可以提高土壤的保 水能力和保肥能力，但膨润土和沸石主要分布于我国南方地区，利用成本昂贵，不具有可行 性。粉煤灰主要用于改良质地较为粘重土壤，不适合矿区质地较粗土壤。有机物中的污泥、 绿肥、畜禽粪便等材料适合提高土壤肥力，而对于提高土壤保水保肥性能作用有限。其他天 然有机物如多糖、纤维素、腐殖酸、泥炭等，或者获取困难，或者成本较高，限制了其大规模 应用。人工合成改良剂和天然-合成改良剂如聚丙烯酰胺(PAM，保水剂）、腐殖酸-聚丙烯酸 等材料具有成本高、时效短等缺点，也不适合矿区土地复垦的大规模应用。生物改良剂如微 生物菌肥、蚯蚓等主要用于改良土壤的生物特性，对于解决土壤保水保肥性能作用有限。目 前晋陕蒙等矿区在土地复垦中关于大规模土壤质地改良方法尚未报道。
[0004] 因此，提出一种经济节约、可就地取材且对土壤改良效果好的土壤改良剂及配套 的简便易行的土壤改良方法成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在针对上述现有技术的缺陷，提出一种能变废为宝、经济节约、就地取 材、工程易于实现效果持久的土壤质地改良材料与方法。
[0006] 为实现上述技术目的，本发明采用如下的技术方案：
[0007] -种改良土壤质量的方法，其特征在于，包括将砒砂岩与需要改良的土壤混合在 一起的步骤。
[0008] 进一步，本发明方法的特征在于舭砂岩与土的比例为(1:2)_(1:6)。
[0009] 优选地，所述砒砂岩与土的比例为1:4。
[0010] 进一步，本发明方法的特征在于在所述砒砂岩与需要改良的土壤混合之前，还包 括一个将砒砂岩进行粉碎的步骤。
[0011] 优选地，粉碎后的砒砂岩的粒度小于20mm。
[0012] 进一步，本发明方法的特征在于所述混合步骤为将所述砒砂岩平铺在需要改良的 土壤上，然后通过人工或机械装置将砒砂岩和土混合均匀。
[0013] 优选地，所述混合步骤中的机械装置为旋耕机。
[0014] 优选地，所述混合步骤中使用旋耕机进行旋耕的次数为2-3次。
[0015] 砒砂岩在改良土壤质量中的用途。
[0016] 本发明的有益效果在于：
[0017] 提供了一种经济节约、可就地取材、简易节约的土壤改良方法。
[0018] 晋陕蒙矿区不仅是我国重要煤炭能源基地，也是我国砒砂岩主要分布地区。晋陕 蒙地区分布的砒砂岩面积约1.6万平方公里，为发育于古生代二叠纪、中生代三叠纪、侏罗 纪和白垩纪的陆相碎肩沉积物。因为砒砂岩的存在，且大面积裸露地表，致使该地区成为我 国强烈的水土流失地区。经分析砒砂岩含有较多的蒙脱石矿物(砒砂岩蒙脱石含量见表1)， 为2:1型硅铝酸盐层状矿物，其阳离子代换量(CEC)高达460cmol/kg(代换量越大，土地越肥 沃），分别为风沙土和沙黄土的2.0倍和1.5倍。
[0019] 表1砒砂岩风化物主要矿物含量（％ )
[0020]
[0021]本发明将砒砂岩添加至风沙土和沙黄土中，尤其按本发明的比例添加后，可显著 提尚后者的持水能力，降低其失水速率。 具体实施方案：
[0022]为了评估使用砒砂岩作为土壤改性剂的功效，进行如下研究：
[0023]在内蒙古准旗永利排土场修建12个5mX5m试验小区，其为晋陕蒙矿区沙黄土，土 层厚度为50cm，改良土壤深度为20cm。实验所用砒砂岩为白色砒砂岩风化物，其含有52.0 % 的石英、30.0%的蒙脱石以及10.0%的斜长石，不含有高岭石和伊利石。实验实施前利用粉 碎机将砒砂岩进行粉碎，并过20mm筛。试验中，根据1:2、1:4和1:6的添加比例将砒砂岩平铺 于地表，之后利用旋耕机反复旋耕3次。试验期间利用中子水分仪对各处0-50cm 土层进行了 12个月水分动态监测，监测频率为1次/月。
[0024] 实施例1
[0025]将粉碎后的砒砂按砒砂岩:土 =1:2的比例平铺在需改良土地上，然后利用旋耕机 进行深度旋耕，旋耕次数控制在3次。按改良土壤深度范围为20cm，原土壤容重1.35g/cm3计 算，每公顷土地需要砒砂岩1350t。改良后，中子水分仪检测结果表明与对照相相比，本实施 例下0-50cm土层的储水量提高了22· 3% 〇
[0026] 实施例2
[0027] 利用粉碎机将砒砂岩进行粉碎，粒度控制在<20mm以下。
[0028]将粉碎后的砒砂按砒砂岩:土 =1:4的比例平铺在需改良土地上，然后利用旋耕机 进行深度反复旋耕，旋耕次数控制在3次。按改良土壤深度范围为20cm，原土壤容重1.35g/ cm3计算，每公顷土地需要砒砂岩675t。改良后，中子水分仪检测结果表明与对照相相比，本 实施例下0-50cm土层的储水量提高了 19·8% 〇 [0029] 实施例3
[0030] 利用粉碎机将砒砂岩进行粉碎，粒度控制在<20mm以下。
[0031]将粉碎后的砒砂按砒砂岩:土= 1:6的比例平铺在需改良土地上，然后利用旋耕机 进行深度反复旋耕，旋耕次数控制在3次。按改良土壤深度范围为20cm，原土壤容重1.35g/ cm3计算，每公顷土地需要砒砂岩450t。改良后，中子水分仪检测结果表明与对照相相比，本 实施例下0-50cm 土层的储水量提高了 9.6%〇
[0032]实施例1中砒砂岩的添加比例（砒砂岩:土 = 1: 2)尽管大于实施例2的（砒砂岩:土 = 1:4)，但由于1:2处理下的蒸发作用也较强于1:4处理，因此实际情况下的保水作用并不 显著强于1:4处理的效果。但1:4处理的保水作用显著高于实施例3中1:6处理的效果。综合 认为，舭砂岩与土的比例为1:4是更优选的比例。
[0033]砒砂岩还包括红色和灰色砒砂岩风化物，其也而可被用于风沙土和沙黄土的改 良，达到与白色砒砂岩风化物相同的技术效果，在此不做累述。
【主权项】
1. 一种改良土壤质量的方法，其特征在于，包括将砒砂岩与需要改良的土壤混合在一 起的步骤。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述砒砂岩与土的比例为（1:2)-(1:6)。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述砒砂岩与土的比例为1:4。4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述砒砂岩与需要改良的 土壤混合之前，还包括一个将砒砂岩进行粉碎的步骤。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述粉碎后的砒砂岩的粒度小于20mm。6. 根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述混合步骤为将所述砒砂 岩平铺在需要改良的土壤上，然后通过人工或机械装置将砒砂岩和土混合均匀。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述机械装置为旋耕机。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使用旋耕机进行旋耕的次数为2-3次。9. 砒砂岩在改良土壤质量中的用途。
【文档编号】A01B79/00GK105993255SQ201610320387
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】郭洋楠, 郑纪勇, 何瑞敏
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 神华神东煤炭集团有限责任公司, 西北农林科技大学