本发明涉及土壤调理剂技术领域，具体涉及一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂及其制备方法。
背景技术：
近年来，由于人口增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，汽车排放的废气、工业废气不断随雨水降落在土壤中，这些导致土壤重金属污染愈加严重，呈现出从土壤污染到食品链转移的态势，由逐步积累的污染正在进入突发性、连锁性、区域性的爆发阶段。土壤重金属污染对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁。
重金属在农田土壤系统中的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，重金属在土壤中逐渐积累，通过“土壤→植物 →人体”间接被人体吸收，已成为人体健康的“隐形杀手”。
基于这种情形，我国土壤重金属污染问题越来越受到人们的高度重视，并成为一个被广泛关注的世界性难题。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种可以有效改善土壤重金属污染的含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂及其制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂，它包括以下重量份的原料：
生物质炭 20-40份
钢渣 15-30份
黄磷渣 15-30份
钾长石 10-20份
硅藻土 10-20份
高岭土 10-20份
木质素磺酸钠 15-30份
贝壳粉 30-50份
骨粉 30-50份。
优选的，它包括以下重量份的原料：
生物质炭 20-40份
钢渣 20-30份
黄磷渣 20-30份
钾长石 10-20份
硅藻土 10-20份
高岭土 10-20份
木质素磺酸钠 15-20份
贝壳粉 30-40份
骨粉 30-40份。
所述生物质炭是由100重量份的原木废弃料、5-10重量份的碱渣、5-10重量份的黄磷渣、10-20重量份的菇渣在缺氧条件下500-700摄氏度裂解而成。生物质炭通过本身具有大量碱性物质及羟基、羧基等有机官能团可以通过络合、沉淀等化学机制有效实现土壤中重金属的固定，降低重金属的活性。
所述贝壳粉为贝壳类物质烘干、粉碎后，在900-1000℃高温条件下与纳米二氧化钛煅烧4-7小时得到的，纳米二氧化钛的添加量为贝壳类物质重量的0.01-0.1%。
优选的，所述骨粉为向每千克骨粉中加入100-200g豆渣、食物残渣100-200g、尿素5-20g、1-5g生物菌剂后发酵干燥后得到的发酵骨粉。所述生物菌剂包括如下组分：胶质芽孢杆菌0.5-1.5亿cfu/g、侧孢芽孢杆菌1-3亿cfu/g、嗜热脂肪芽孢杆菌0.5-1.5亿cfu/g、酵母菌0.2-0.8亿cfu/g。
一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、钢渣、黄磷渣、钾长石、生物质炭、硅藻土高岭土混合均匀，制备粒料；
步骤二、粒料与木质素磺酸钠、贝壳粉、骨粉搅拌均匀后得到含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂。
步骤一和步骤二之间还包括将粒料进行胶囊化，胶囊化的方法为：丙烯酸交联或者壳聚糖交联。胶囊化可以对重金属进行更为有效的吸附固定，降低这些有毒重金属在土壤中的化学活性和毒性，大幅度降低农作物对重金属的吸收。
壳聚糖交联具体为：将粒料先置于质量浓度为2%的壳聚糖乙酸溶液中，然后再加入质量浓度为25%的戊二醛溶液进程交联反应，其中粒料与壳聚糖乙酸溶液体积比为1:5。
丙烯酸交联具体为：称取10-20重量份氢氧化钾，加水配制成碱液，加入20-30重量份的丙烯酸，搅拌混匀；然后在依次加入40-50份的3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和60-70重量份的过硫酸钾，搅拌20-30min；最后再加入20-40质量份的粒料，在70-90℃聚合反应3-6h进行交联。
本发明的有益效果在于：本发明原料选用比表面积大、孔隙结构发达、富含多种有机官能团、对重金属具有较强吸附能力的生物质炭，并在此基础上，配以钢渣、黄磷渣、钾长石、硅藻土、高岭土、木质素磺酸钠、贝壳粉、骨粉这几种原料，不仅可以有效改善酸性土壤、提高土壤透气性，降低土壤容重，增强土壤肥水渗透力，还可通过吸附固定作用使有毒重金属固定在生物质炭等原料内，从而降低这些有毒重金属在土壤中的化学活性和毒性，大幅度降低农作物对重金属的吸收。同时，本发明的原料含有硅钙镁等微量元素，可以提高作物的抗病性、刺激作物生长，从而增加产量。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂，它包括以下重量份的原料：
生物质炭 20份
钢渣 15份
黄磷渣 15份
钾长石 10份
硅藻土 10份
高岭土 10份
木质素磺酸钠 15份
贝壳粉 30份
骨粉 30份。
所述生物质炭是由100重量份的原木废弃料、5重量份的碱渣、5重量份的黄磷渣、10重量份的菇渣在缺氧条件下500摄氏度裂解而成。
所述贝壳粉为贝壳类物质烘干、粉碎后，在900℃高温条件下与纳米二氧化钛煅烧4小时得到的，纳米二氧化钛的添加量为贝壳类物质重量的0.05%。
一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、钢渣、黄磷渣、钾长石、生物质炭、硅藻土高岭土混合均匀，制备粒料；
步骤二、粒料与木质素磺酸钠、贝壳粉、骨粉搅拌均匀后得到含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂。
实施例2
一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂，它包括以下重量份的原料：
生物质炭 25份
钢渣 20份
黄磷渣 20份
钾长石 15份
硅藻土 15份
高岭土 15份
木质素磺酸钠 20份
贝壳粉 40份
骨粉 40份。
所述生物质炭是由100重量份的原木废弃料、8重量份的碱渣、8重量份的黄磷渣、15重量份的菇渣在缺氧条件下600摄氏度裂解而成。
所述贝壳粉为贝壳类物质烘干、粉碎后，在950℃高温条件下与纳米二氧化钛煅烧5小时得到的，纳米二氧化钛的添加量为贝壳类物质重量的0.08%。
所述骨粉为向每千克骨粉中加入150g豆渣、食物残渣150g、尿素10g、4g生物菌剂后发酵干燥后得到的发酵骨粉。所述生物菌剂包括如下组分：胶质芽孢杆菌1.5亿cfu/g、侧孢芽孢杆菌2亿cfu/g、嗜热脂肪芽孢杆菌1亿cfu/g、酵母菌0.5亿cfu/g。
一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、钢渣、黄磷渣、钾长石、生物质炭、硅藻土高岭土混合均匀，制备粒料；
步骤二、粒料与木质素磺酸钠、贝壳粉、骨粉搅拌均匀后得到含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂。
步骤一和步骤二之间还包括将粒料进行胶囊化，胶囊化的方法为：壳聚糖交联。
壳聚糖交联具体为：将粒料先置于质量浓度为2%的壳聚糖乙酸溶液中，然后再加入质量浓度为25%的戊二醛溶液进程交联反应，其中粒料与壳聚糖乙酸溶液体积比为1:5。
实施例3
一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂，它包括以下重量份的原料：
生物质炭 30份
钢渣 25份
黄磷渣 25份
钾长石 15份
硅藻土 15份
高岭土 10份
木质素磺酸钠 25份
贝壳粉 35份
骨粉 35份。
所述生物质炭是由100重量份的原木废弃料、8重量份的碱渣、8重量份的黄磷渣、13重量份的菇渣在缺氧条件下650摄氏度裂解而成。
所述贝壳粉为贝壳类物质烘干、粉碎后，在950℃高温条件下与纳米二氧化钛煅烧6小时得到的，纳米二氧化钛的添加量为贝壳类物质重量的0.08%。
所述骨粉为向每千克骨粉中加入150g豆渣、食物残渣180g、尿素15g、3g生物菌剂后发酵干燥后得到的发酵骨粉。所述生物菌剂包括如下组分：胶质芽孢杆菌1.5亿cfu/g、侧孢芽孢杆菌1亿cfu/g、嗜热脂肪芽孢杆菌1.5亿cfu/g、酵母菌0.8亿cfu/g
一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、钢渣、黄磷渣、钾长石、生物质炭、硅藻土高岭土混合均匀，制备粒料；
步骤二、粒料与木质素磺酸钠、贝壳粉、骨粉搅拌均匀后得到含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂。
步骤一和步骤二之间还包括将粒料进行胶囊化，胶囊化的方法为：丙烯酸交联。
丙烯酸交联具体为：称取15重量份氢氧化钾，加水配制成碱液，加入25重量份的丙烯酸，搅拌混匀；然后在依次加入40份的3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和60重量份的过硫酸钾，搅拌20min；最后再加入20质量份的粒料，在70℃聚合反应6h进行交联。
实施例4
一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂，它包括以下重量份的原料：
生物质炭 40份
钢渣 30份
黄磷渣 30份
钾长石 20份
硅藻土 20份
高岭土 20份
木质素磺酸钠 30份
贝壳粉 50份
骨粉 50份。
所述生物质炭是由100重量份的原木废弃料、10重量份的碱渣、10重量份的黄磷渣、20重量份的菇渣在缺氧条件下700摄氏度裂解而成。
所述贝壳粉为贝壳类物质烘干、粉碎后，在1000℃高温条件下与纳米二氧化钛煅烧7小时得到的，纳米二氧化钛的添加量为贝壳类物质重量的0.1%。
一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、钢渣、黄磷渣、钾长石、生物质炭、硅藻土高岭土混合均匀，制备粒料；
步骤二、粒料与木质素磺酸钠、贝壳粉、骨粉搅拌均匀后得到含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂。
步骤一和步骤二之间还包括将粒料进行胶囊化，胶囊化的方法为：丙烯酸交联。
丙烯酸交联具体为：称取20重量份氢氧化钾，加水配制成碱液，加入30重量份的丙烯酸，搅拌混匀；然后在依次加入50重量份的3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和70重量份的过硫酸钾，搅拌30min；最后再加入40质量份的粒料，在90℃聚合反应3h进行交联。
实施例五
一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂，它包括以下重量份的原料：
生物质炭 30份
钢渣 25份
黄磷渣 25份
钾长石 15份
硅藻土 15份
高岭土 10份
木质素磺酸钠 25份
贝壳粉 35份
骨粉 35份。
所述生物质炭是由100重量份的原木废弃料、8重量份的碱渣、8重量份的黄磷渣、13重量份的菇渣在缺氧条件下650摄氏度裂解而成。
所述贝壳粉为贝壳类物质烘干、粉碎后，在950℃高温条件下与纳米二氧化钛煅烧6小时得到的，纳米二氧化钛的添加量为贝壳类物质重量的0.08%。
所述骨粉为向每千克骨粉中加入150g豆渣、食物残渣180g、尿素15g、3g生物菌剂后发酵干燥后得到的发酵骨粉。所述生物菌剂包括如下组分：胶质芽孢杆菌1.5亿cfu/g、侧孢芽孢杆菌1亿cfu/g、嗜热脂肪芽孢杆菌1.5亿cfu/g、酵母菌0.8亿cfu/g
一种含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、钢渣、黄磷渣、钾长石、生物质炭、硅藻土高岭土混合均匀，制备粒料；
步骤二、粒料与木质素磺酸钠、贝壳粉、骨粉搅拌均匀后得到含硅钙镁的生物质炭土壤调理剂。
步骤一和步骤二之间还包括将粒料进行胶囊化，胶囊化的方法为：将碳纳米管与β-环状糊精以重量比1：1的比例研磨，然后加去离子水超声分散2小时，离心分离，所得沉淀用去离子水洗涤，于70℃下真空干燥24小时，研成粉料；将聚乙烯醇加8倍的去离子水，于40℃下恒温搅拌溶胀4小时，然后加热至聚乙烯醇完全溶解，再待温度降至40℃时加入先加入粉料，再加入粒料，进行胶囊化。
本发明土壤调理剂的使用方法：可作为基肥或追肥，可以撒施、沟施或穴施，也可以与其他的肥料进行混合使用。亩用量：蔬菜、经济作物、果树等50-100kg。
委托某农业公司就本发明实施例1-4的土壤调理剂在某重金属污染农田进行试验，之前表层土镉含量1.5mg/kg，种植出的水稻镉含量大大超过国家标准，采用本实施例1-4的方法后，水稻增产6%，水稻中镉含量降低63.2%，并达到国家大米镉含量的标准（Cd≤0.2mg/kg）。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。