一种生物质炭‑脱硫石膏土壤改良剂及其制备方法与应用与流程

文档序号:11106626阅读:1539来源:国知局
一种生物质炭‑脱硫石膏土壤改良剂及其制备方法与应用与制造工艺

本发明属于盐碱地土壤改良领域,具体涉及一种生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂及其制备方法与应用。



背景技术:

土地盐碱化是一个世界性的难题,全球盐碱地面积约为9.5×109hm2,中国约有3.7×107hm2,占可耕地面积约5%,主要分布在沿海和内陆地区,严重制约本地区的农牧业生产和社会经济发展。

目前盐碱地土壤改良措施多种多样,其中脱硫石膏改良盐碱化土壤的化学措施,得到广泛的关注和研究。

专利CN103069944A中公开了一种重度苏打盐碱土快速改良方法。但脱硫石膏由于吸湿性比较强,导致其易结块、抛洒不均匀、施用较困难、与土壤混合不均匀。



技术实现要素:

本发明的目的是提出一种生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂及其制备方法与应用,具体技术方案如下:

一种生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂,其生物质炭与脱硫石膏的质量比为(15~50):100,生物质炭粉的颗粒直径小于1mm。

一种生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂的制备方法,具体包括如下步骤:

1)将生物质原料粉碎成粉末;

2)将步骤1)中的生物质原料粉末置于耐高温的密闭容器中,在300~700℃、缺氧条件下进行碳化处理1~3h;

3)将步骤2)中碳化处理后的粉末冷却至室温后,粉碎,制得生物质炭粉;

4)步骤3)中生物质炭粉与脱硫石膏混合均匀,即制得生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂。

3、根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中生物质原料为小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆、花生壳、果树剪枝、灌木枝条中的一种及以上。

步骤3)中生物质炭粉的颗粒直径小于1mm。

步骤4)中生物质炭与脱硫石膏的质量比为(15~50):100。

所述的生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂在盐碱地改良方面的应用。

在盐碱地改良时,生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂的施用量为15~45t/hm2

本发明的有益效果为:本发明通过向脱硫石膏中掺入生物质炭,制备生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂,该土壤改良剂解决了单独使用脱硫石膏时易结块、抛撒不均、效率低的问题,同时能够降低土壤pH和碱化度、改善土壤物理化学性状、加快盐渍化土壤盐分的淋洗、提高土壤肥力。本发明原料来源广泛、技术简单、成本低。

附图说明

图1为实施例1制备的生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂。

图2为实施例2制备的生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂。

图3为实施例3制备的生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂。

具体实施方式

本发明提出了一种生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂及其制备方法与应用,下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将小麦秸秆粉碎成0.5mm大小的颗粒;

(2)将步骤(1)中小麦秸秆颗粒置于马弗炉内,300℃碳化处理2h;

(3)将步骤(2)中碳化处理后的小麦秸秆颗粒冷却至室温,粉碎成直径小于0.25mm的粉末,比重为0.5~0.8g/cm3,得到生物质炭;

(4)将生物质炭掺入脱硫石膏中,两者的质量比为1:3,混合均匀,即制得生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂,记为BG1。制备的生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂如图1。

实施例2

一种生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将果树剪枝粉碎成0.5mm大小的粉末;

(2)将步骤(1)中果树剪枝粉末置于马弗炉内,300℃碳化处理3h;

(3)将步骤(2)中碳化处理后的果树剪枝粉末冷却至室温,粉碎成直径小于0.25mm的颗粒,比重为1.0~1.2g/cm3,得到生物质炭;

(4)将生物质炭掺入脱硫石膏中,两者的质量比为1:5,混合均匀,即制得生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂,记为BG2。制备的生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂如图2。

实施例3

一种生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将玉米秸秆粉碎成1mm大小的粉末;

(2)将步骤(1)中玉米秸秆粉末置于马弗炉内,700℃碳化处理1h;

(3)将步骤(2)中碳化处理后的玉米秸秆粉末冷却至室温,粉碎成直径小于0.5mm的颗粒,得到生物质炭;

(4)将生物质炭掺入脱硫石膏中,两者的质量比为1:2,混合均匀,即制得生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂。制备的生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂如图3。

实施例4

称取粒径<1mm、<0.5mm和<0.25mm的生物质炭,分别按照一定质量比与脱硫石膏混合均匀。称取一定量混合物,分别按照4g/kg、8g/kg、12g/kg的比例与盐渍化土壤混合均匀,再装填土柱约10cm,每次装填2cm,适度压实。底部先用石英砂(粒径2mm)堆制作成漏斗状,上下各加入双层纱布,一来避免石英砂漏出,二来减少石英砂与土壤界面张力。顶部同样处理,石英砂厚度约1cm厚。用医用吊瓶,按照120滴/min的速度向土柱滴加去离子水,淋出液承接于量筒内,记录淋出液首次出现时间。每10mL测定一次淋出液的电导率,直至电导率3次测定值的平均值相对偏差<5%,淋出液电导率用5:1的水土比浸提后用电导率仪(雷磁DDS-307A)测定。试验结果如表1。从表1可知生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂对盐渍化土壤盐分淋洗有明显的影响。

表1 加入不同量生物质炭与脱硫石膏土壤改良剂后土柱淋出液出流时间、EC值降低速率和EC值降低至最小值所用的淋洗液体积

实施例5

称取3kg土样(氯化钠和硫酸钠盐渍化土壤)12份,分为3组平行试验,每组的4份土样分别加入BG1 4g/kg、BG2 4g/kg、脱硫石膏(G)8g/kg和不施用任何物料(CK),混合均匀后,装入塑料盆(宽口直径为20cm、窄口直径为15cm,高10cm)。加入自来水至约田间持水量,过夜后播种,每盘播种燕麦(Avena sativa L.)30粒,播种后盖土约2cm。出苗后留长势基本一致的幼苗20株。将盆钵放在温室中,定期浇水,约50天后,采集土壤样品,风干过筛,测定pH,EC,8大离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、Cl-、SO42-),钠饱和度,有机质,全氮,速效磷,速效钾。

pH和EC用5:1的水土比浸提,分别用UB-7精密pH计和雷磁DDS-307A电导率仪测定(鲍士旦,2000)。

土壤8大离子:称取小于1mm风干土样40.00g于500mL三角瓶中,加入200mL无CO2蒸馏水(水土比5:1),充分振荡3min,滤液中的K+、Na+用火焰光度法测定,Ca2+、Mg2+用EDTA滴定法测定,SO42-用EDTA间接络合滴定法测定,Cl-用硝酸银滴定法测定,HCO3-、CO32-用双指示剂-中和滴定法测定。

钠饱和度采用NH4OAc-NH4OH火焰光度法测定;速效P采用NaHCO3浸提,钼锑抗比色法测定;速效K采用NH4OAC浸提,火焰光度法测;有机碳采用重铬酸钾外加热容量法测定;全氮采用凯式定氮法测定。

表2为施用不同生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂并种植燕麦后土壤pH、EC值、碱化度和盐分离子含量

从表2可知,施用脱硫石膏与生物质炭土壤改良剂(BG1,BG2),提高了土壤EC、K+、Ca2+、Mg2+和SO42-含量,降低了pH、碱化度和HCO3-含量。

表2 施用不同生物质炭-脱硫石膏混合物并种植燕麦后土壤pH、EC值、碱化度和盐分离子含量

*:同一列不同字母表示处理之间的显著性差异(P<0.05)。

表3为施用不同生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂并种植燕麦后土壤养分含量。从表3可知,施用脱硫石膏与生物质炭土壤改良剂(BG1,BG2),提高了盐渍化土壤肥力。

表3 施用不同生物质炭-脱硫石膏土壤改良剂并种植燕麦后土壤养分含量

*:同一列不同字母表示处理之间的显著性差异(P<0.05)。

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