本发明涉及盐碱地改良剂领域，特别涉及一种基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂及其制备和使用方法。
背景技术：
盐碱地的主要特点是含有较多的水溶性盐或碱性物质。由于盐分多、碱性大，使土壤腐殖质遭到淋湿，土壤结构受到破坏，表现为湿时黏，干时硬，土表常有盐分积淀，通气、通水不良，严重的会造成植物萎蔫、中毒或烂根死亡。
燃煤烟气脱硫石膏是一种工业副产品，主成份与天然石膏相同，为caso4·2h2o，还含有caso3和粉煤灰等成份，脱硫石膏中含有丰富的s、ca、si等，这些物质是植物必需或有益的矿质营养，同时脱硫石膏本身特性可以改变土壤盐碱度，常可用于盐碱地改良剂使用。但是燃煤烟气脱硫石膏由于燃煤烟气中成份的复杂性，也含有pb、cd、cr、as、se、ni、cu等重金属，这些重金属随脱硫石膏进入土壤后，会对植物产生危害。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂。
本发明的技术方案为：基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂，包括以下质量的各组分：烟气脱硫石膏100～120份，硅藻土8～12份，两性淀粉5～8份，羧基壳聚糖5～8份，热性腐熟有机肥20～30份，花生麸5～8份，过磷酸钙5～10份，硫磺2～3份。
进一步的，基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂，包括以下质量的各组分：烟气脱硫石膏100～120份，硅藻土8～12份，两性淀粉5～8份，羧基壳聚糖5～8份，热性腐熟有机肥20～30份，花生麸5～8份，过磷酸钙5～10份，硫磺2～3份。
进一步的，各组分的质量份数为：烟气脱硫石膏70份，硅藻土10份，两性淀粉7份，羧基壳聚糖7份，热性腐熟有机肥25份，花生麸7份，过磷酸钙8份，硫磺3份。
进一步的，所述羧基壳聚糖为羧甲基壳聚糖。
进一步的，所述两性淀粉为羧甲基化和磷酸酯化的两性淀粉。
进一步的，所述热性腐熟有机肥包括马粪、羊粪、禽类、秸杆堆肥发酵物。
进一步的，包含所述的基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将烟气脱硫石膏、硅藻土、两性淀粉、过磷酸钙、硫磺混合烘干粉碎过50～80目筛，以袋封装；(2)热性腐熟有机肥与花生麸混合均匀，沤制发酵2～3周，烘干粉碎、与羧基壳聚糖搅拌混合以袋封装。
进一步的，包含所述的基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂的使用方法，包括：将以袋封装的烟气脱硫石膏、硅藻土、过磷酸钙、硫磺、两性淀粉混合烘干粉碎物与以袋封装热性腐熟有机肥、花生麸沤制发酵烘干粉碎物和羧基壳聚糖混合物混合后，在3小时以内施于盐碱地土壤20～35cm深处，每亩用量500～1000kg/亩。
本发明各主要组分：
硅藻土：主要化学成份是sio2，含有少量的al2o3、fe2o3、cao、mgo等和有机质。ph值中性、无毒，在土壤中能起到保湿、疏松土质、延长药效肥效时间，助长农作物生长效果。
两性淀粉：是指既有阳离子取代基又有阴离子取代基的淀粉.它可以通过羧甲基化和磷酸酯化实现两性化，对重金属的阳离子和阴离子均有作用的一类改性淀粉。
羧基壳聚糖：是一种水溶性壳聚糖衍生物，有许多特性，如抗菌性强，具有保鲜作用，是一种两性聚电解质等。在化妆品、保鲜、医药等方面有多种应用，也是近年来研究得较多的壳聚糖衍生物之一，而其稳定的性质和抗菌抗感染，降脂和防治动脉硬化等药理作用注定了它在人类未来的日常生活中将发挥更大作用。
花生麸：榨油后的副产物，含磷、钾量较高，含铁钙、锌、锰等微量元素，可补充有机质，疏松土壤，改善土壤环境，可改善土壤理化性状，增加对根系生长有益的微生物数量，改变土壤板结状况。
本发明的原理：燃煤烟气脱硫石膏是一种常用的盐碱地土壤改良剂，由于燃煤烟气中成份的复杂性，也含有pb、cd、cr、as、se、ni、cu等重金属，当燃煤烟气脱硫石膏进入土壤后，不可避免的对土壤产生一定的危害，为防止这种危害，本发明在改良剂中加入了两性淀粉，这种物质有较强的吸附性，对土壤中的重金属产生螯合吸附，防止重金属离子游离在土壤中被植物吸收。在对重金属吸附后，两性淀粉产生的h+，对改良剂成份中的硅藻土和土壤进行作用，使硅藻土的孔隙度、比表面积积增大，进而可以改善土壤的通透度，改善土壤结构，同时使土壤碱性程度下降。
在加入两性淀粉对重金属进行吸附后，当两性淀粉进入土壤，土壤中原来存在的一些有用的金属微量无素也受到一定的吸附，所以改良剂中加入了花生麸，由于花生麸中含有丰富的铁、钙、锌、锰等微量元素，可以对土壤微量元素进行补充，同时由羧基壳聚糖与花生麸中微量金属的元素的螯合作用，可以加速自身的分解，变为植物容易吸收的壳寡糖，壳寡糖本身能增强植物的抗病能力，并且携带微量金属元素有利于植物吸收微量元素，同时羧基壳聚糖对微量金属元素螯合后产生的h+与热性腐熟有机肥产生的腐质酸可以降低土壤碱度，并有利于增加硅藻土孔隙度和比表面积。而花生麸和热性腐熟有机肥也会提供给土壤各种植物营养成份和改善盐碱地土壤结构。
本发明效果：根据盐碱地土壤结构性差，土壤黏重、透气性差、使用脱硫石膏改良剂带入重金属杂质污染土壤的问题，巧妙设计以脱硫石膏为主体的改良剂，在改良剂中增加硅藻土、羧基壳聚糖、花生麸等成份，能够较好的降低盐份和碱性程度，改善土壤结构，增加透气性和通水性，并且将重金属成份吸附，防止对重金属对植物的危害。本发明具有潜在的市场价值。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂，包括以下质量的各组分：烟气脱硫石膏100份，硅藻土8份，两性淀粉5份，羧基壳聚糖5份，热性腐熟有机肥20份，花生麸5份，过磷酸钙5份，硫磺2份。所述羧基壳聚糖为羧甲基壳聚糖。所述两性淀粉为羧甲基化和磷酸酯化的两性淀粉。所述热性腐熟有机肥包括马粪、羊粪、禽类、秸杆堆肥发酵物。
所述的基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将烟气脱硫石膏、硅藻土、两性淀粉、过磷酸钙、硫磺混合烘干粉碎过50～80目筛，以袋封装；(2)热性腐熟有机肥与花生麸混合均匀，沤制发酵2～3周，烘干粉碎、与羧基壳聚糖搅拌混合以袋封装。
所述的基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂的使用方法，包括：将以袋封装的烟气脱硫石膏、硅藻土、过磷酸钙、硫磺、两性淀粉混合烘干粉碎物与以袋封装热性腐熟有机肥、花生麸沤制发酵烘干粉碎物和羧基壳聚糖混合物混合后，在3小时以内施于盐碱地土壤20～35cm深处，每亩用量500kg/亩。
实施例2
基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂，包括以下质量的各组分：烟气脱硫石膏70份，硅藻土10份，两性淀粉7份，羧基壳聚糖7份，热性腐熟有机肥25份，花生麸7份，过磷酸钙8份，硫磺3份。所述羧基壳聚糖为羧甲基壳聚糖。所述两性淀粉为羧甲基化和磷酸酯化的两性淀粉。所述热性腐熟有机肥包括马粪、羊粪、禽类、秸杆堆肥发酵物。
所述的基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将烟气脱硫石膏、硅藻土、两性淀粉、过磷酸钙、硫磺混合烘干粉碎过50～80目筛，以袋封装；(2)热性腐熟有机肥与花生麸混合均匀，沤制发酵2～3周，烘干粉碎、与羧基壳聚糖搅拌混合以袋封装。
所述的基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂的使用方法，包括：将以袋封装的烟气脱硫石膏、硅藻土、过磷酸钙、硫磺、两性淀粉混合烘干粉碎物与以袋封装热性腐熟有机肥、花生麸沤制发酵烘干粉碎物和羧基壳聚糖混合物混合后，在3小时以内施于盐碱地土壤20～35cm深处，每亩用量700kg/亩。
实施例3
基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂，其特征在于包括以下质量的各组分：烟气脱硫石膏120份，硅藻土12份，两性淀粉8份，羧基壳聚糖8份，热性腐熟有机肥30份，花生麸8份，过磷酸钙10份，硫磺3份。所述羧基壳聚糖为羧甲基壳聚糖。所述两性淀粉为羧甲基化和磷酸酯化的两性淀粉。所述热性腐熟有机肥包括马粪、羊粪、禽类、秸杆堆肥发酵物。
所述的基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将烟气脱硫石膏、硅藻土、热性腐熟有机肥、过磷酸钙混合烘干粉碎过50～80目筛，以袋封装；(2)将两性淀粉、羧基壳聚糖搅拌混合均匀，以袋封装。
所述的基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将烟气脱硫石膏、硅藻土、两性淀粉、过磷酸钙、硫磺混合烘干粉碎过50～80目筛，以袋封装；(2)热性腐熟有机肥与花生麸混合均匀，沤制发酵2～3周，烘干粉碎、与羧基壳聚糖搅拌混合以袋封装。
所述的基于燃煤烟气脱硫石膏的盐碱地土壤改良剂的使用方法，包括：将以袋封装的烟气脱硫石膏、硅藻土、过磷酸钙、硫磺、两性淀粉混合烘干粉碎物与以袋封装热性腐熟有机肥、花生麸沤制发酵烘干粉碎物和羧基壳聚糖混合物混合后，在3小时以内施于盐碱地土壤20～35cm深处，每亩用量1000kg/亩。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，但不含两性淀粉。
对比例1
对比例1与实施例2基本相同，所不同的是，硅藻土17份，不含两性淀粉。
对比例2
对比例2与实施例3基本相同，所不同的不含花生麸、羧基壳聚糖。
对比例3
对比例3与实施例3基本相同，所不同的不含羧基壳聚糖。
实验情况
(1)实施例1与实施例4的实验情况：
以东营海边盐碱地为实验对象，海边盐碱地的ph值为8.4，实施例1土壤改良剂和实施例4在两块相邻的盐碱地进行实验，实施例1与实施例4于前一年的秋季施入，来年在4～5月份均种植棉花，在种植前与收获后按gb15618-2018的方法对土壤的重金属进行检测，检测结果如下表1。
表1土壤重金属含量变化表
由表1可以看出，实施例1与实施例4在种植前原土的重金属含量基本相同，在经过种植期后，由于两性淀粉的加入，施用实施例1的土壤重金属含量减少程度较小，而在没有加入两性淀粉的实施例4的土壤中重金属含量减少程度较高，说明有一部分被植物吸收。
(2)实施例2与对比例1的实验情况
以东营海边盐碱地为实验对象，海边盐碱地的ph值为8.4，实施例2土壤改良剂和对比例1在两块相邻的盐碱地进行实验，实施例2与对比例1于前一年的秋季施入，来年在4～5月份均种植棉花，在秋季未施入改良剂的原土和棉花收获后按土壤检测标准ny/t1121-2006土壤检测系列标准规定的方法进行检测，检测结果如表2所示。
表2实施例2与对比例1检测结果对比表
由表2可以看出，实施例2、对比例1对应的原土基本指标值基本相同，实施例2中几种组份的组合，使ph值、盐分ec有了较大程度的降低，而土壤透气度与渗透系数有了较明显的提高。而对比例1由于只包括单一的相同质量的硅藻土，其ph值、盐分ec降低程度较小，而土壤透气度与渗透系数提高不如实施例2明显。
(3)实施例3与对比例2、3的实验情况
以东营海边盐碱地为实验对象，海边盐碱地的ph值为8.4，原土、实施例3土壤改良剂和对比例2、3在四块相邻的盐碱地进行实验，实施例3与对比例2、3于前一年的秋季施入，来年在4～5月份均种植棉花，对生长期内的棉花的生长情况进行对比，结果如表3所示。
表3实施例3与对比例2、3结果对比表
由表3可以看出，实施例3相对于原土与对比例2、3在棉花的出苗率、叶片黄化植株比例等指标上均效果良好，实施例3与对比例3相比，由于对比例3缺少羧基壳聚糖，使棉花生长的相关指标均较实施例3差，说明羧基壳聚糖的加入对于棉花生长具有不可忽视的作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。