一种利用磷石膏和甘蔗渣制备的盐碱地改良介质及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及盐碱地的改良技术领域，具体来说，涉及一种利用磷石膏和甘蔗渣制 备的盐碱地改良介质及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 盐碱地是盐地和碱地的总称。盐土主要指含氯化物或硫酸盐较高的盐渍化土壤， 土壤呈碱性，但pH值不一定很高。碱地是指含碳酸盐或重磷酸盐的土壤，pH值较高，土壤呈 碱性。盐碱地的有机质含量少，土壤肥力低，理化性状差，对作物有害的阴、阳离子多，作物 不易促苗。全世界盐碱地的面积为9. 5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。我国碱地和碱 化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱地地 区植物几乎不能生存。土地的盐碱化已经是世界范围内的生态问题，目前全球范围内的土 地盐碱化程度呈明显上升趋势，土地的盐碱化已经成为世界农业可持续发展的重要限制因 素。对于盐碱地的改良，常用的方法有：1、洗盐，洗盐就是把水灌到盐碱地里，使土壤盐分溶 解，通过下渗把表土层中的可溶性盐碱排到深层土中或淋洗出去，侧渗入排水沟加以排除； 2、平整土地，平整土地可使水分均匀下渗，提高降雨淋盐和灌溉洗盐的效果，防止土壤斑状 盐渍化；3、适时耙地，耙地可疏松表土，截断土壤毛细管水向地表输送盐分，起到防止返盐 的作用；4、增施有机肥，合理施用化肥，有机肥经微生物分解、转化形成腐殖质，能提高土壤 的缓冲能力，并可和碳酸钠作用形成腐殖酸钠，降低土壤碱性。5、可以用盐碱地专用土壤改 良介质"治碱"对土壤进行有效改良。
[0003] 磷石膏是磷酸生产过程中的副产物，每生产一吨五氧化二磷副产五吨磷石膏，目 前对于磷石膏的利用主要有四个方面，1、将磷酸膏用来回填矿坑，用磷石膏来填充矿山井 巷，填充成本约占采矿成本的1/5,不仅节约了填充成本，而且提高了三废利用率，减少了环 保污染。但是，由于磷石膏胶凝剂充填料粘度高、沉降快、凝结快、细颗粒多、易堵管、难清 理等因素；2、将磷石膏生产水泥絮凝剂，磷石膏的结晶形态与天然石膏相同，为棱形或柱形 板状结晶，化学成分与天然石膏成分基本相似，但由于含有可溶性五氧化二磷、磷酸盐、水 溶性氟化物、不溶性五氧化二磷以及有机杂质等，会延长水泥的水化时间、降低早期强度以 及延长凝结时间，因此不能将磷石膏直接用作水泥的缓凝剂；3、将磷石膏制硫铵和碳酸钙， 该方法是利用氨和二氧化碳将磷石膏转化成硫铵和碳酸钙，该方法对磷石膏的质量要求较 高，且生产流程长，投资大；4、将磷石膏用来改良碱性土壤，磷石膏中含有五氧化二磷，导致 磷石膏显酸性，其pH值为1. 5~4. 5,可用来中和土壤中的碱性，且磷石膏中含有的磷、铁、 镁、硅、锌、硫以及钙等成分是植物生长必须的营养元素。
[0004] 将磷石膏利用来改良盐碱地，磷石膏施入土壤后，可为土壤提供充足的可溶性钙， 将胶体复合体中钠离子替换出来，从而降低土壤中的碱化度，促进土壤团粒结构的形成，防 止土壤表皮结壳，降低土壤的pH值，增加土壤的渗透能力。目前，采用单独施用磷石膏来改 良盐碱地方法是将磷石膏施入盐碱地中后，立即进行淋溶处理，该方法能够在一定程度上 改善盐碱地的土壤结构，但耗时较长，一般需要两三年时间才能种植农作物，且在轻度盐碱 地上施用磷石膏处理后，农作物的发芽率依然较低且后期长势不好。有人利用磷石膏与粉 煤灰、腐殖酸以及高氮肥料等混合制备成改良介质，取得的效果比单独施用磷石膏要好，但 成本偏高，且效果依然欠佳。如申请号为201210522182.X的发明专利申请公开了以磷石 膏为原料生产的土壤改良介质及其制造和使用方法，该改良介质有磷石膏、腐殖酸、硫酸亚 铁、尿素以及硫酸混合制成，其具有在一定程度上改良土壤结构、调节土壤PH、激活土壤营 养元素和补充土壤中微量元素钙、硫、铁以及锌等特性。但该改良介质成本相对较高，对土 壤pH的调节力较低。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用磷石膏和甘蔗渣制备的盐碱地改良介质 及其制备方法和应用，该改良介质是由磷石膏、油枯、聚硅酸硫酸铁、纤维素酶、菌糠、甘蔗 渣、硅藻土、硝酸、EM菌、聚合硅酸铝铁以及乙醇制备而成，能够有效的改良盐碱地的土壤结 构、降低土壤pH。
[0006] 本发明具体是通过以下技术方案实现上述技术效果的。
[0007] -种利用磷石膏和甘蔗渣制备的盐碱地改良介质，以重量份计，由以下原料制备 而成：
[0008]
[0009] 所述的利用磷石膏和甘蔗渣制备的盐碱地改良介质，以重量份计，由以下原料制 备而成：
[0012] 所述的利用磷石膏和甘蔗渣制备的盐碱地改良介质，以重量份计，由以下原料制 备而成：
[0013]
[0014] 所述的利用磷石膏和甘蔗渣制备的盐碱地改良介质的应用，对于轻度盐碱地，改 良介质施用量为400~600kg/亩；对于中度盐碱地，改良介质施用量为600~800kg/亩； 对于重度盐碱地，改良介质施用量为800~1200kg/亩。
[0015] 所述的利用磷石膏和甘蔗渣制备的盐碱地改良介质的制备方法，包括以下步骤：
[0016] (1)磷石膏、硅藻土预处理：将磷石膏和硅藻土分别烘干至水分含量为5~10%， 然后粉碎成60~200目的细粉，获得磷石膏粉以及硅藻土粉；
[0017] (2)甘蔗渣预处理：将甘蔗渣送入高压灭菌锅中，并加入乙醇和水，灭菌处理一段 时间后，过滤取滤渣，将滤渣与硝酸混合后，再加水调节pH值为5~5. 5后，加入纤维素酶 进行酶解，将酶解获得的物料干燥以及粉碎，获得甘蔗渣吸附剂；
[0018] (3)发酵：将油枯、菌糠以及EM菌剂送入发酵池中混合均匀后，调节混合物的水分 含量50~60%，发酵12~15天后，获得发酵物料；
[0019] (4)造粒、混合：将磷石膏粉、发酵物料、聚硅酸硫酸铁、硅藻土粉以及聚合硅酸铝 铁在搅拌槽中混合均匀后，送入造粒机中造粒，获得物料再与甘蔗渣吸附剂混合均匀，即 得。
[0020] 所述硝酸的浓度为10~30%。
[0021] 所述乙醇的的浓度为20~40%。
[0022] 所述步骤（2)中，将甘蔗渣送入高压灭菌锅中，并加入乙醇和水，水的用量为漫过 甘蔗渣即可，在100~120°C的温度下灭菌处理60~SOmin后，过滤取滤渣，将滤渣与硝酸 混合后，再加水调节pH值为5~5. 5后，加入纤维素酶进行酶解，酶解的温度控制为55~ 60°C，酶解时间为8~10h，将酶解获得的物料在60~80°C的温度下干燥至水分含量为5~ 7%，再粉碎成细度为40~80目的碎末，获得甘蔗渣吸附剂。
[0023] 所述步骤⑶中，将油枯、菌糠以及EM菌剂送入发酵池中混合均匀后，调节混合物 的水分含量50~60%，发酵4~6天内，控制发酵温度为40~50°C，之后，控制发酵温度 为 55 ~70°C。
[0024] 所述甘蔗渣中含干物质91~92 %、粗蛋白质2. 0~2. 4 %、粗纤维44. 2~45. 2 %、 无氮浸出物43. 4~44. 1 %以及粗灰分2. 4~3. 6 %。
[0025] 所述油枯中含有有机质75~85%、氮I. 1~7. 0%、五氧化二磷0. 4~3. 0%、氧 化钾0.9~2. 1 %、蛋白质为1. 5~3. 7%、粗纤维6~10. 7%、钙0.8~11 %、胆碱0. 27~ 0. 70 %、烟酸0. 6~1. 2 %及其他维生素类物质1. 3~2. 0。
[0026] 所述磷石膏是贵州开磷集团息烽重钙厂产的磷石膏，其二水硫酸钙的含量为 50. 7~86. 2%，总五氧化二磷的含量为0. 01~13. 3%，可溶性五氧化二磷的含量为 0. 01~0. 68%，氧化镁的含量为0. 23~0. 53%，氟离子的含量为0. 12~0. 48%，pH值为 2. 1 ~4. 6〇
[0027] 所述菌糠中含有粗蛋白为9.0~11.0%、粗纤维6.0~7.0%、粗脂肪0. 1~ 〇? 2%、无氮浸出物45~50%、钙3. 0~3. 5%、磷2. 0~3. 0%、赖氨酸L0~L5%、色氨 酸0.5~0.8%、蛋氨酸十胱氨酸1.~1.5%以及粗灰分8.0~10.0%。
[0028] 本发明的有益效果在于：
[0029] 1.本发明通过将甘蔗渣经高压灭菌以及硝酸处理后，再加纤维素酶进行酶解，不 仅能够延长甘蔗渣被微生物分解的时间，可达1~2年，降低了甘蔗渣的pH值，将甘蔗渣施 在盐碱地中，可以降低盐碱地的PH值，而且能显著增加甘蔗渣对钠胶体的吸附能力。
[0030] 2.磷石膏能和土壤中游离的碳酸氢钠、碳酸钠充分反应，生成碳酸氢钙、磷酸钙 和硫酸钠以降低土壤碱性，钙离子将胶体复合体中钠离子代换出来，将钠一粘土变成钙一 粘土，降低土壤PH值，激活土壤营养元素活性和补充土壤中微量元素等，并促进土壤团粒 结构的形成，防止土壤表皮结壳。本发明通过将甘蔗渣吸附剂、聚硅酸硫酸铁、聚合硅酸铝