本发明涉及盐碱土改良技术领域，特别是一种改善盐碱土的土壤改良剂、其制备方法及应用。
背景技术：
盐碱土是世界重要的土地资源，并且分布广泛，全球总面积约为10亿hm2，约占陆地面积的10％。我国盐渍土总面积约3600万hm2，占全国可利用土地面积的4.88％。近年来，由于人为的不合理灌溉、过度使用化肥、砍伐森林、破坏植被以及温室效应导致的气候变暖等因素，使土壤盐碱化问题日益严重。据估计，全球的盐碱土每年以0.1-0.15百万hm2的速度增长。随着世界人口增长、土地退化问题的出现，世界各国高度重视盐碱地改良、开发利用以及土地保护措施，以保护耕地资源和缓解粮食危机。国内外已有许多用于盐碱土改良的技术措施，如洗盐压盐的工程措施，种植耐盐植物和绿肥等的生物措施，添加改良剂降盐、降碱的化学措施等，但工程改良方法费用比较高,生物改良方法改良周期较长,见效慢。
另一方面，在农产品加工生产过程中，产生大量的如秸秆、糠皮、麦麸、食用菌菌渣等农业废弃物，若直接废弃或简单焚烧和填埋会对大气、土壤、地下水等造成污染，且浪费了资源。近年来水热炭化技术因其能够同时实现农业废弃物的破坏、水解和回收利用，为农业废弃物的资源化创造了新的发展方向。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提出一种改善盐碱土的土壤改良剂、其制备方法及应用，能够有效降低盐碱土的碱性与含盐量。
本发明采用以下方案实现：一种改善盐碱土的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤s1：将农业废弃物粉碎后通过筛网进行过滤，将贝壳进行粉碎得到贝壳粉，将过滤得到的农业废弃物、贝壳粉与水按比例制成混合液，对混合液进行搅拌；
步骤s2：在所述混合液中加入熟石灰和过磷酸钙联合催化剂进行水热炭化处理；
步骤s3：将水热碳化产物冷却后进行固液分离，分别得到固态的生物炭复合材料和分解液；
步骤s4：将所述生物炭复合材料、磷石膏、腐熟鸡粪、腐叶土、凹凸棒土混合得到混合物；
步骤s5：将所述分解液和木醋液混合后作为液相调节的溶液与所述混合物一起加入圆盘造粒机中进行圆盘造粒与烘干，得到所述土壤改良剂。
进一步地，所述步骤s1中，所述农业废弃物包括植物秸秆、糠皮、麦麸、或食用菌菌渣中的一种或一种以上的任意混合物，对所述农业废弃物进行过滤的筛网为1-3mm的筛网，用以过滤得到长度或直径小于3mm的农业废弃物。
进一步地，所述步骤s1中，所述混合液中，农业废弃物、贝壳粉、水的质量比为10-20份：5-10份：70-85份；所述混合液的搅拌时间为20-30min。
进一步地，所述步骤s2中，所述熟石灰的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的0.1％-2％，所述过磷酸钙的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的0.1％-1％。
进一步地，所述步骤s2中，所述水热炭化的时间6～12小时；所述水热炭化的温度为200～250℃。
进一步地，所述步骤s4中，所述生物炭复合材料、腐熟鸡粪、磷石膏、腐叶土、凹凸棒土的质量比为30-50份：30-50份：5份：5份：10份。
进一步地，所述步骤s5中，所述分解液和木醋液的质量比为40-60份：40份-60份。
本发明还包括一种由上述制备方法得到的改善盐碱土的土壤改良剂。采用本发明的制备方法制得的土壤改良剂能够降低盐碱土的碱性与含盐量，进盐碱土进行有效改良。
本发明还包括一种上述改善盐碱土的土壤改良剂的应用，所述土壤改良剂用以施加到碱性土壤中，降低盐碱土的碱性与含盐量。
进一步地，所述土壤改良剂施用量为500公斤/亩-2000公斤/亩。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
1、本发明利用熟石灰与农业废弃物以及贝壳粉制成的混合液共同反应，通过熟石灰的石灰效应可提高生物炭的酸缓冲性，水热炭化后熟石灰与贝壳粉中的成分能够产生的大量ca2+可以通过离子代换将土壤中有害的na+代换出来，降低了土壤盐渍度，即降低碱性与含盐量。
2、本发明在水热炭化过程中添加过磷酸钙可减少水热炭化过程c、h、o等元素以小分子形式的产物损失，提高生物质炭的碳保留量和水热炭的产率。
3、本发明中水热炭化生成的生物炭是具有较高生物和化学稳定性的有机质，可以改善土壤结构和增加土壤碳汇。
4、本发明生成的含ca2+和磷酸盐的生物炭复合材料呈酸性，并在圆盘造粒时加入木醋液与分解液共同作为液相调节的溶液，可以快速中和盐碱土的碱性。
5、本发明将水热炭化制得的生物炭复合材料与腐熟鸡粪、磷石膏、腐叶土以及凹凸棒土共同混合后进行圆盘造粒，得到的土壤改良剂中含有多种有利于改良盐碱土的成分，改善效果更为显著。
6、本发明原料成本低廉，生产方法简单，在实现农业废弃物资源化的同时克服了传统焚烧填埋方式对环境造成的影响，同时将废弃贝壳、腐熟鸡粪等废弃物进行有效利用，更为环保。
具体实施方式
下面结合实施方式与实施例对本发明做进一步说明。
本实施方式提供了一种改善盐碱土的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤s1：将农业废弃物粉碎后通过筛网进行过滤，将贝壳进行粉碎得到贝壳粉，将过滤得到的农业废弃物、贝壳粉与水按比例制成混合液，对混合液进行搅拌；
步骤s2：在所述混合液中加入熟石灰和过磷酸钙联合催化剂进行水热炭化处理；
步骤s3：将水热碳化产物冷却后进行固液分离，分别得到固态的生物炭复合材料和分解液；
步骤s4：将所述生物炭复合材料、磷石膏、腐熟鸡粪、腐叶土、凹凸棒土混合得到混合物；
步骤s5：将所述分解液和木醋液混合后作为液相调节的溶液与所述混合物一起加入圆盘造粒机中进行圆盘造粒与烘干，得到所述土壤改良剂。
进一步地，所述步骤s1中，所述农业废弃物包括植物秸秆、糠皮、麦麸、或食用菌菌渣中的一种或一种以上的任意混合物，对所述农业废弃物进行过滤的筛网为1-3mm的筛网，用以过滤得到长度或直径小于3mm的农业废弃物。
在本实施方式中，所述步骤s1中，所述混合液中，农业废弃物、贝壳粉、水的质量比为10-20份：5-10份：70-85份；所述混合液的搅拌时间为20-30min。
在本实施方式中，所述步骤s2中，所述熟石灰的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的0.1％-2％，所述过磷酸钙的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的0.1％-1％。
在本实施方式中，所述步骤s2中，所述水热炭化的时间6～12小时；所述水热炭化的温度为200～250℃。
在本实施方式中，所述步骤s4中，所述生物炭复合材料、腐熟鸡粪、磷石膏、腐叶土、凹凸棒土的质量比为30-50份：30-50份：5份：5份：10份。
在本实施方式中，所述步骤s5中，所述分解液和木醋液的质量比为40-60份：40份-60份。
本实施方式中还包括一种由上述制备方法得到的改善盐碱土的土壤改良剂。采用本实施方式的制备方法制得的土壤改良剂能够降低盐碱土的碱性与含盐量，对盐碱土进行有效改良。
在本实施方式还包括一种上述改善盐碱土的土壤改良剂的应用，所述土壤改良剂用以施加到碱性土壤中，降低盐碱土的碱性与含盐量。
在本实施方式中，所述土壤改良剂施用量为500公斤/亩-2000公斤/亩。
以下为上述实施方式的不同实施例：
实施例1
本实施例提供一种改善盐碱土的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤s1：将农业废弃物粉碎后通过2mm的筛网进行过滤，将贝壳进行粉碎得到贝壳粉，将过滤得到的农业废弃物、贝壳粉与水按比例制成混合液，对混合液进行搅拌；其中，所述农业废弃物包括植物秸秆、糠皮、麦麸、或食用菌菌渣中的一种或一种以上的任意混合物，所述混合液中，农业废弃物、贝壳粉、水的质量比为10份：5份：85份；所述混合液的搅拌时间为25min；
步骤s2：在所述混合液中加入熟石灰和过磷酸钙联合催化剂进行水热炭化处理；所述熟石灰的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的0.5％，所述过磷酸钙的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的0.5％。
步骤s3：将水热炭化产物冷却后进行固液分离，分别得到固态的生物炭复合材料和分解液；所述水热炭化的时间12小时；所述水热炭化的温度为200℃；
步骤s4：将所述生物炭复合材料、磷石膏、腐熟鸡粪、腐叶土、凹凸棒土混合得到混合物；其中，所述生物炭复合材料、腐熟鸡粪、磷石膏、腐叶土、凹凸棒土的质量比为30份：50份：5份：5份：10份；
步骤s5：将所述分解液和木醋液混合后作为液相调节的溶液与所述混合物一起加入圆盘造粒机中进行圆盘造粒与烘干，得到所述土壤改良剂；其中，所述分解液和木醋液的质量比为40份：60份。
将上述制备方法得到的土壤改良剂以500公斤/亩的施用量施加到碱性土壤中，土壤改良剂施放30天后将盐碱土部分采集回实验室化验进行检测，检测结果为土壤ph值降低0.3个单位，土壤可溶性盐含量0.15％。
实施例2
本实施例提供一种改善盐碱土的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤s1：将农业废弃物粉碎后通过2mm的筛网进行过滤，将贝壳进行粉碎得到贝壳粉，将过滤得到的农业废弃物、贝壳粉与水按比例制成混合液，对混合液进行搅拌；其中，所述农业废弃物包括植物秸秆、糠皮、麦麸、或食用菌菌渣中的一种或一种以上的任意混合物，所述混合液中，农业废弃物、贝壳粉、水的质量比为15份：5份：80份；所述混合液的搅拌时间为25min；
步骤s2：在所述混合液中加入熟石灰和过磷酸钙联合催化剂进行水热炭化处理；所述熟石灰的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的1％，所述过磷酸钙的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的0.7％。
步骤s3：将水热炭化产物冷却后进行固液分离，分别得到固态的生物炭复合材料和分解液；所述水热炭化的时间10小时；所述水热炭化的温度为220℃；
步骤s4：将所述生物炭复合材料、磷石膏、腐熟鸡粪、腐叶土、凹凸棒土混合得到混合物；其中，所述生物炭复合材料、腐熟鸡粪、磷石膏、腐叶土、凹凸棒土的质量比为40份：40份：5份：5份：10份；
步骤s5：将所述分解液和木醋液混合后作为液相调节的溶液与所述混合物一起加入圆盘造粒机中进行圆盘造粒与烘干，得到所述土壤改良剂；其中，所述分解液和木醋液的质量比为40份：60份。
将上述制备方法得到的土壤改良剂以500公斤/亩的施用量施加到碱性土壤中，土壤改良剂施放30天后将盐碱土部分采集回实验室化验进行检测，检测结果为土壤ph值降低0.3个单位，土壤可溶性盐含量0.11％。
实施例3
本实施例提供一种改善盐碱土的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤s1：将农业废弃物粉碎后通过2mm的筛网进行过滤，将贝壳进行粉碎得到贝壳粉，将过滤得到的农业废弃物、贝壳粉与水按比例制成混合液，对混合液进行搅拌；其中，所述农业废弃物包括植物秸秆、糠皮、麦麸、或食用菌菌渣中的一种或一种以上的任意混合物，所述混合液中，农业废弃物、贝壳粉、水的质量比为15份：10份：75份；所述混合液的搅拌时间为25min；
步骤s2：在所述混合液中加入熟石灰和过磷酸钙联合催化剂进行水热炭化处理；所述熟石灰的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的1.3％，所述过磷酸钙的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的0.9％。
步骤s3：将水热炭化产物冷却后进行固液分离，分别得到固态的生物炭复合材料和分解液；所述水热炭化的时间8小时；所述水热炭化的温度为240℃；
步骤s4：将所述生物炭复合材料、磷石膏、腐熟鸡粪、腐叶土、凹凸棒土混合得到混合物；其中，所述生物炭复合材料、腐熟鸡粪、鸡蛋壳、磷石膏、腐叶土、凹凸棒土的质量比为45份：35份：5份：5份：10份；
步骤s5：将所述分解液和木醋液混合后作为液相调节的溶液与所述混合物一起加入圆盘造粒机中进行圆盘造粒与烘干，得到所述土壤改良剂；其中，所述分解液和木醋液的质量比为40份：60份。
将上述制备方法得到的土壤改良剂以500公斤/亩的施用量施加到碱性土壤中，土壤改良剂施放30天后将盐碱土部分采集回实验室化验进行检测，检测结果为土壤ph值降低0.4个单位，土壤可溶性盐含量0.09％。
实施例4
本实施例提供一种改善盐碱土的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤s1：将农业废弃物粉碎后通过2mm的筛网进行过滤，将贝壳进行粉碎得到贝壳粉，将过滤得到的农业废弃物、贝壳粉与水按比例制成混合液，对混合液进行搅拌；其中，所述农业废弃物包括植物秸秆、糠皮、麦麸、或食用菌菌渣中的一种或一种以上的任意混合物，所述混合液中，农业废弃物、贝壳粉、水的质量比为20份：10份：70份；所述混合液的搅拌时间为25min；
步骤s2：在所述混合液中加入熟石灰和过磷酸钙联合催化剂进行水热炭化处理；所述熟石灰的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的2％，所述过磷酸钙的添加量为所述混合液中所含有的农业废弃物总质量的1％。
步骤s3：将水热炭化产物冷却后进行固液分离，分别得到固态的生物炭复合材料和分解液；所述水热炭化的时间6小时；所述水热炭化的温度为250℃；
步骤s4：将所述生物炭复合材料、磷石膏、腐熟鸡粪、腐叶土、凹凸棒土混合得到混合物；其中，所述生物炭复合材料、腐熟鸡粪、磷石膏、腐叶土、凹凸棒土的质量比为50份：30份：5份：5份：10份；
步骤s5：将所述分解液和木醋液混合后作为液相调节的溶液与所述混合物一起加入圆盘造粒机中进行圆盘造粒与烘干，得到所述土壤改良剂；其中，所述分解液和木醋液的质量比为40份：60份。
将上述制备方法得到的土壤改良剂以500公斤/亩的施用量施加到碱性土壤中，土壤改良剂施放30天后将盐碱土部分采集回实验室化验进行检测，检测结果为土壤ph值降低0.4个单位，土壤含盐量0.08％。
通过实施例1-4可以看出，本实施方式中土壤改良剂的制备方法在不同实施例中制得的土壤改良剂均能够降低盐碱土的碱性与含盐量，对盐碱土进行有效改良。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。