本发明涉及土壤修复剂技术领域，具体涉及一种高效土壤修复剂及其制备方法。
背景技术：
从环境污染方面所说的重金属，主要是指汞、砷、铅、铬、镉等，这些重金属污染土壤，不但导致土壤生产力下降而使粮食减产，而且能够在植物和动物体内积累并进入食物链，或通过污染空气进入人的呼吸道，进入人体后和蛋白质、酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的一些器官中累积并危害健康。
土壤重金属污染主要来源有工业污染源、农业污染源和交通运输等。因工业生产和矿业开发的加剧以及人类日益增长的物质需要所带来的重金属污染呈逐年增加之势。
土壤重金属污染不仅因直接造成粮食减产而带来巨大的经济损失，而且经水、大气、植物等介质或食物链最终危害人体健康。更为严重的是这种污染具有长期性、隐蔽性和不可逆性的特点，因此，对土壤重金属污染修复是一个棘手的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种高效土壤修复剂及其制备方法，可高效吸附土壤中的重金属离子，对土壤修复和改良作用显著，作用全面、实用性强，对作物种子、根系无害，还可以刺激作物生长，增强作物免疫力。
本发明提供了如下的技术方案：一种高效土壤修复剂，包括以下份计的原料：凹凸棒土90~110份、改性麦饭石70~80份、生物质原料55~65份、复合菌液45~55份、有机肥30~40份、碳酸盐25~30份、粘结剂15~25份和水100~120份；
所述有机肥包括以下份计的原料：谷壳碳10~25份、大豆饼2~10份、螃蟹壳粉2~8份、草木灰1~3份、木薯渣1~2份、牛粪1~2份和发酵剂0.2~1.2份。
优选地，包括以下份计的原料：凹凸棒土100份、改性麦饭石75份、生物质原料60份、复合菌液50份、有机肥35份、碳酸盐27份、粘结剂20份和水110份；
所述有机肥包括以下份计的原料：谷壳碳18份、大豆饼6份、螃蟹壳粉5份、草木灰2份、木薯渣1.5份、牛粪1.5份和发酵剂0.8份。
优选地，所述改性麦饭石包括以下份计的原料：麦饭石25~35份、壳聚糖15~20份、过硫酸钾2~10份、植酸2~8份和去离子水10~20份。
优选地，所述改性麦饭石的制备方法为：将麦饭石在400~500℃条件下高温煅烧2~3h，取出后放入反应容器中，加入过硫酸钾、壳聚糖和去离子水，混合搅拌反应20~30min，然后加入植酸继续搅拌反应10~20min得到混合物料，混合物料经干燥和粉碎得到改性麦饭石。
优选地，所述生物质原料为农作物秸秆或者竹木废弃物。
优选地，所述复合菌液为芽孢杆菌、木霉菌、益生菌和酵母菌混合物，所述碳酸盐为碳酸钙或者碳酸镁。
优选地，所述粘结剂为羧甲基淀粉、糊精和硅藻土中的一种或几种。
优选地，所述发酵剂为酿酒酵母或者绿色木霉。
本发明还提供一种高效土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）、凹凸棒土提纯处理：将凹凸棒土研磨粉碎成粒径0.5~2mm的颗粒，然后浸泡于1~2%的氢氧化钠溶液中3~4h进行提纯，过滤干燥得提纯处理后的凹凸棒土粉末；
（2）、凹凸棒土改性处理：将步骤（2）得到的凹凸棒土粉末加入质量浓度为10~15%的乙醇溶液中，以转速200~300r/min搅拌15~25min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为6~8，再过滤，干燥得到改性处理的凹凸棒土粉末，备用；
（3）、将生物质原料放入粉碎机粉碎，纤维长度控制为5～10mm，干燥至含水率为5~8%，得到生物质原料粉末，备用；
（4）、将步骤（2）得到的改性处理的凹凸棒土粉末和步骤（3）得到的生物质原料粉末混合，按照配比依次加入剩余原料，混合均匀后送入圆盘造粒机中，并配合加入适量的水蒸气造粒，造出的颗粒经烘干、冷却、筛分后得到所述高效土壤修复剂。
本发明的有益效果：可高效吸附土壤中的重金属离子，对土壤修复和改良作用显著，作用全面、实用性强，对作物种子、根系无害，还可以刺激作物生长，增强作物免疫力，具体如下：
（1）、本发明的土壤修复剂各原料成分对人体和环境均无害，绿色环保，其中，以凹凸棒土为主要原料，能够稳定和提高、平衡土壤的物理机能，凹凸棒土资源丰富、原料廉价，制造成本低，对凹凸棒土做改性处理，利用化学反应的原理提高了凹凸棒土的改性活跃度，使得凹凸棒土的改性更为彻底，最大限度的活化凹凸棒土，使其层间距离增大，吸附作用增强，可以高效地吸附土壤中的重金属离子；
（2）、本发明中用壳聚糖对麦饭石进行改性处理，用过硫酸钾作为引发剂，壳聚糖分子表面含有大量的氢键，植酸分子与壳聚糖分子通过氢键相互结合，从而使植酸分子结合在麦饭石分子表面，其中，植酸对绝大数金属离子具有极强的络合能力，具体地，植酸对二价金属离子均可生成沉淀，植酸分子通过壳聚糖分子作为中间载体连结在麦饭石分子上，提高了本发明土壤修复剂对土壤中重金属的吸附力度；
（3）、本发明中添加生物质原料，是原始的有机肥源，作为土壤修复剂的原料之一用于土壤，能够提高土壤的有机质含量，增大土壤孔隙度，协调土壤中的热量和湿度，另外，生物质原料也为复合菌液的活动创造良好环境条件，协同作用，相互促进，加上有机肥的作用，使得本发明的土壤修复剂在修复土壤的基础上，还可以促进作物生长，提高了土壤肥力；
（4）、本发明制备的土壤修复剂为颗粒状，颗粒圆滑且硬度大，对农作物的种子无危害，可与其它肥料一起做底肥，也可以与种子同播，适用范围广。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种高效土壤修复剂，包括以下份计的原料：
凹凸棒土90份；
改性麦饭石70份；
生物质原料55份；
复合菌液45份；
有机肥30份；
碳酸盐25份；
粘结剂15份；
水100份；
所述有机肥包括以下份计的原料：谷壳碳10份、大豆饼2份、螃蟹壳粉2份、草木灰1份、木薯渣1份、牛粪1份和发酵剂0.2份。
其中，所述改性麦饭石包括以下份计的原料：麦饭石25份、壳聚糖15份、过硫酸钾2份、植酸2份和去离子水10份。
其中，所述改性麦饭石的制备方法为：将麦饭石在400℃条件下高温煅烧2h，取出后放入反应容器中，加入过硫酸钾、壳聚糖和去离子水，混合搅拌反应20min，然后加入植酸继续搅拌反应10min得到混合物料，混合物料经干燥和粉碎得到改性麦饭石。
其中，所述生物质原料为农作物秸秆。
其中，所述复合菌液为芽孢杆菌、木霉菌、益生菌和酵母菌混合物，所述碳酸盐为碳酸钙。
其中，所述粘结剂为羧甲基淀粉。
其中，所述发酵剂为酿酒酵母。
本实施例中还提供一种高效土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）、凹凸棒土提纯处理：将凹凸棒土研磨粉碎成粒径0.5mm的颗粒，然后浸泡于1%的氢氧化钠溶液中3h进行提纯，过滤干燥得提纯处理后的凹凸棒土粉末；
（2）、凹凸棒土改性处理：将步骤（2）得到的凹凸棒土粉末加入质量浓度为10%的乙醇溶液中，以转速200r/min搅拌15min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为6，再过滤，干燥得到改性处理的凹凸棒土粉末，备用；
（3）、将生物质原料放入粉碎机粉碎，纤维长度控制为5mm，干燥至含水率为5%，得到生物质原料粉末，备用；
（4）、将步骤（2）得到的改性处理的凹凸棒土粉末和步骤（3）得到的生物质原料粉末混合，按照配比依次加入剩余原料，混合均匀后送入圆盘造粒机中，并配合加入适量的水蒸气造粒，造出的颗粒经烘干、冷却、筛分后得到所述高效土壤修复剂。
实施例2
一种高效土壤修复剂，包括以下份计的原料：
凹凸棒土110份；
改性麦饭石80份；
生物质原料65份；
复合菌液55份；
有机肥40份；
碳酸盐30份；
粘结剂25份；
水120份；
所述有机肥包括以下份计的原料：谷壳碳25份、大豆饼10份、螃蟹壳粉8份、草木灰3份、木薯渣2份、牛粪2份和发酵剂1.2份。
其中，所述改性麦饭石包括以下份计的原料：麦饭石35份、壳聚糖20份、过硫酸钾10份、植酸8份和去离子水20份。
其中，所述改性麦饭石的制备方法为：将麦饭石在500℃条件下高温煅烧3h，取出后放入反应容器中，加入过硫酸钾、壳聚糖和去离子水，混合搅拌反应30min，然后加入植酸继续搅拌反应20min得到混合物料，混合物料经干燥和粉碎得到改性麦饭石。
其中，所述生物质原料为竹木废弃物。
其中，所述复合菌液为芽孢杆菌、木霉菌、益生菌和酵母菌混合物，所述碳酸盐为碳酸镁。
其中，所述粘结剂为糊精。
其中，所述发酵剂为绿色木霉。
本实施例中还提供一种高效土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）、凹凸棒土提纯处理：将凹凸棒土研磨粉碎成粒径2mm的颗粒，然后浸泡于2%的氢氧化钠溶液中4h进行提纯，过滤干燥得提纯处理后的凹凸棒土粉末；
（2）、凹凸棒土改性处理：将步骤（2）得到的凹凸棒土粉末加入质量浓度为15%的乙醇溶液中，以转速300r/min搅拌25min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为8，再过滤，干燥得到改性处理的凹凸棒土粉末，备用；
（3）、将生物质原料放入粉碎机粉碎，纤维长度控制为10mm，干燥至含水率为8%，得到生物质原料粉末，备用；
（4）、将步骤（2）得到的改性处理的凹凸棒土粉末和步骤（3）得到的生物质原料粉末混合，按照配比依次加入剩余原料，混合均匀后送入圆盘造粒机中，并配合加入适量的水蒸气造粒，造出的颗粒经烘干、冷却、筛分后得到所述高效土壤修复剂。
实施例3
一种高效土壤修复剂，包括以下份计的原料：
凹凸棒土100份；
改性麦饭石75份；
生物质原料60份；
复合菌液50份；
有机肥35份；
碳酸盐27份；
粘结剂20份；
水110份；
所述有机肥包括以下份计的原料：谷壳碳18份、大豆饼6份、螃蟹壳粉5份、草木灰2份、木薯渣1.5份、牛粪1.5份和发酵剂0.8份。
其中，所述改性麦饭石包括以下份计的原料：麦饭石30份、壳聚糖17份、过硫酸钾6份、植酸5份和去离子水15份。
其中，所述改性麦饭石的制备方法为：将麦饭石在450℃条件下高温煅烧2.5h，取出后放入反应容器中，加入过硫酸钾、壳聚糖和去离子水，混合搅拌反应25min，然后加入植酸继续搅拌反应15min得到混合物料，混合物料经干燥和粉碎得到改性麦饭石。
其中，所述生物质原料为农作物秸秆。
其中，所述复合菌液为芽孢杆菌、木霉菌、益生菌和酵母菌混合物，所述碳酸盐为碳酸钙。
其中，所述粘结剂为硅藻土。
其中，所述发酵剂为酿酒酵母。
本实施例还提供一种高效土壤修复剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）、凹凸棒土提纯处理：将凹凸棒土研磨粉碎成粒径1mm的颗粒，然后浸泡于1.5%的氢氧化钠溶液中3.5h进行提纯，过滤干燥得提纯处理后的凹凸棒土粉末；
（2）、凹凸棒土改性处理：将步骤（2）得到的凹凸棒土粉末加入质量浓度为12.5%的乙醇溶液中，以转速250r/min搅拌20min，再经过超声处理，静置后得到高悬浮凹凸棒土乙醇悬浊液，过滤，水洗至ph值为7，再过滤，干燥得到改性处理的凹凸棒土粉末，备用；
（3）、将生物质原料放入粉碎机粉碎，纤维长度控制为8mm，干燥至含水率为6%，得到生物质原料粉末，备用；
（4）、将步骤（2）得到的改性处理的凹凸棒土粉末和步骤（3）得到的生物质原料粉末混合，按照配比依次加入剩余原料，混合均匀后送入圆盘造粒机中，并配合加入适量的水蒸气造粒，造出的颗粒经烘干、冷却、筛分后得到所述高效土壤修复剂。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。