本发明涉及土壤改良技术领域，尤其是涉及一种修复农田污染物的土壤调理剂及其制备方法。
背景技术：
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染。凡是妨碍土壤正常功能，降低作物产量和质量，还通过粮食、蔬菜，水果等间接影响人体健康的物质，都叫做土壤污染物。
土壤的污染，一般是通过大气与水污染的转化而产生，它们可以单独起作用，也可以相互重叠和交叉进行，属于点污染的一类。随着农业现代化，特别是农业化学化水平的提高，大量化学肥料及农药散落到环境中，土壤遭受非点污染的机会越来越多，其程度也越来越严重。在水土流失和风蚀作用等的影响下，污染面积不断地扩大。根据污染物质的性质不同，土壤污染物分为无机物和有机物两类：无机物主要有汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非金属；有机物主要有酚、有机农药、油类、苯并芘类和洗涤剂类等。以上这些化学污染物主要是由污水、废气、固体废物、农药和化肥带进土壤并积累起来的。1.污水排放：生活污水和工业废水中，含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分，所以合理地使用污水灌溉农田，一般有增产效果。但污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质，如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉，会将污水中有毒有害的物质带至农田，污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染；石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。2.废气：大气中的有害气体主要是工业中排出的有毒废气，它的污染面大，会对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类：气体污染，如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等；气溶胶污染，如粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾，雾气等液体粒子，它们通过沉降或降水进入土壤，造成污染。例如，有色金属冶炼厂排出的废气中含有铬、铅、铜、镉等重金属，对附近的土壤造成污染；生产磷肥、氟化物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污染和氟污染。3.化肥：施用化肥是农业增产的重要措施，但不合理的使用，也会引起土壤污染。长期大量使用氮肥，会破坏土壤结构，造成土壤板结，生物学性质恶化，影响农作物的产量和质量。过量地使用硝态氮肥，会使饲料作物含有过多的硝酸盐，妨碍牲畜体内氧的输送，使其患病，严重的导致死亡。4.农药：农药能防治病、虫、草害，如果使用得当，可保证作物的增产，但它是一类危害性很大的土壤污染物，施用不当，会引起土壤污染。喷施于作物体上的农药（粉剂、水剂、乳液等），除部分被植物吸收或逸入大气外，约有一半左右散落于农田，这一部分农药与直接施用于田间的农药（如拌种消毒剂、地下害虫熏蒸剂和杀虫剂等）构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药，在根、茎、叶、果实和种子中积累，通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。此外，农药在杀虫、防病的同时，也使有益于农业的微生物、昆虫、鸟类遭到伤害，破坏了生态系统，使农作物遭受间接损失。5.固体污染：工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如，各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用，如果管理、回收不善，大量残膜碎片散落田间，会造成农田“白色污染”。这样的固体污染物既不易蒸发、挥发，也不易被土壤微生物分解，是一种长期滞留土壤的污染物。
污染防治措施如下：1.科学污水灌溉：工业废水种类繁多，成分复杂，有些工厂排出的废水可能是无害的，但与其他工厂排出的废水混合后，就变成有毒的废水。因此在利用废水灌溉农田之前，应按照规定的标准进行净化处理，这样既利用了污水，又避免了对土壤的污染。2.合理使用农药：合理使用农药，这不仅可以减少对土壤的污染，还能经济有效地消灭病、虫、草害，发挥农药的积极效能。在生产中，不仅要控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间，提高喷洒技术，还要改进农药剂型，严格限制剧毒、高残留农药的使用，重视低毒、低残留农药的开发与生产。3.合理施用化肥：根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点，配方施肥，严格控制有毒化肥的使用范围和用量。增施有机肥，提高土壤有机质含量，可增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯杂苯除草剂及某些农药，腐殖质能促进镉的沉淀等。同时，增加有机肥还可以改善土壤微生物的流动条件，加速生物降解过程。4.施用化学改良剂：在受重金属轻度污染的土壤中施用抑制剂，可将重金属转化成为难溶的化合物，减少农作物的吸收。常用的抑制剂有石灰、碱性磷酸盐、碳酸盐和硫化物等。例如，在受镉污染的酸性、微酸性土壤中施用石灰或碱性炉灰等，可以使活性镉转化为碳酸盐或氢氧化物等难溶物，改良效果显著。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种修复农田污染物的土壤调理剂及其制备方法，是由豆粕、泥炭腐植酸、苦楝素、氧化镁、硝酸钾、硫酸锌、缓释硼、肉桂、微生物菌剂、藻朊酸钠、中药原料组成的，其中，所述的中药原料包括景天三七、倒扣草、艾纳香、白八角莲、白栎蔀、马桂花、黄荆根，经过选料、除杂、研磨、烘干、混匀等工艺流程制备而成，具有改善土壤理化性状、提高土壤肥力、增加作物产量、提高作物品质的作用。
本发明目的是通过以下技术方案实现的：
一种修复农田污染物的土壤调理剂，由如下重量份比例的原料药制成：豆粕120-200份、泥炭腐植酸20-40份、苦楝素10-30份、氧化镁20-30份、硝酸钾10-30份、硫酸锌10-30份、缓释硼20-40份、肉桂10-30份、微生物菌剂20-30份、藻朊酸钠20-40份、中药原料50-90份，其中，所述的中药原料包括景天三七10-20份、倒扣草10-20份、艾纳香40-50份、白八角莲30-50份、白栎蔀15-40份、马桂花20-40份、黄荆根20-30份。
在本发明的一个优选的实施方案中，所述一种修复农田污染物的土壤调理剂由如下重量份的原料制成：豆粕120-150份、泥炭腐植酸20-30份、苦楝素10-20份、氧化镁20-25份、硝酸钾10-20份、硫酸锌10-20份、缓释硼20-30份、肉桂10-20份、微生物菌剂20-25份、藻朊酸钠20-30份、中药原料50-80份，其中，所述的中药原料包括景天三七10-15份、倒扣草10-15份、艾纳香40-45份、白八角莲30-40份、白栎蔀15-30份、马桂花20-30份、黄荆根20-25份。
在本发明的另一个优选的实施方案中，所述一种修复农田污染物的土壤调理剂由如下重量份的原料药制成：豆粕150-200份、泥炭腐植酸30-40份、苦楝素20-30份、氧化镁25-30份、硝酸钾20-30份、硫酸锌20-30份、缓释硼30-40份、肉桂20-30份、微生物菌剂25-30份、藻朊酸钠30-40份、中药原料60-90份，其中，所述的中药原料包括景天三七15-20份、倒扣草15-20份、艾纳香45-50份、白八角莲45-50份、白栎蔀20-40份、马桂花30-40份、黄荆根25-30份。
在本发明的另一个优选的实施方案中，所述一种修复农田污染物的土壤调理剂由如下重量份的原料药制成：豆粕200份、泥炭腐植酸40份、苦楝素30份、氧化镁30份、硝酸钾30份、硫酸锌30份、缓释硼40份、肉桂30份、微生物菌剂30份、藻朊酸钠40份、中药原料90份，其中，所述的中药原料包括景天三七20份、倒扣草10份、艾纳香50份、白八角莲50份、白栎蔀40份、马桂花40份、黄荆根30份。
在本发明的一个优选的实施方案中，所述一种修复农田污染物的土壤调理剂由如下重量份的原料药制作成：豆粕120份、泥炭腐植酸20份、苦楝素10份、氧化镁20份、硝酸钾10份、硫酸锌10份、缓释硼20份、肉桂10份、微生物菌剂20份、藻朊酸钠20份、中药原料50份，其中，所述的中药原料包括景天三七10份、倒扣草20份、艾纳香40份、白八角莲40份、白栎蔀20份、马桂花20份、黄荆根20份。
所述一种修复农田污染物的土壤调理剂的加工工艺，包括以下步骤：
步骤一：选料、称取，按上述原料重量份数配比称取优质的豆粕、泥炭腐植酸、苦楝素、氧化镁、硝酸钾、硫酸锌、缓释硼、肉桂、微生物菌剂、藻朊酸钠，以及上述中药原料，备用；
步骤二：除杂，将所述步骤一称取的中药原料，用过滤筛分装置进行分类除杂，得到净化后的中药原料；
步骤三：研磨，将所述步骤一中的肉桂、泥炭腐植酸，以及中药原料分别进行研磨，所述泥炭腐植酸采用高通量组织研磨机进行研磨，得到研磨后的泥炭腐植酸；所述肉桂、中药原料采用立式超细纳米研磨机进行研磨，得到研磨后的肉桂、中药粉渣；
步骤四：初步混匀、二次混匀
将所述步骤一称取的硝酸钾、硫酸锌、氧化镁在高速搅拌设备中搅拌混匀，加入所述步骤一中的豆粕、缓释硼、苦楝素，与所述步骤三获得的中药粉渣以及研磨后的肉桂、泥炭腐植酸，于三维混合机中混匀，得初步混匀原料，将所述步骤一称取的微生物菌剂溶于水中，均匀喷洒至所述初步混匀原料，得到二次混匀原料；
步骤五：烘干、造粒
将所述步骤四所得的二次混匀原料采用干法造粒设备进行烘干、造粒处理，得原料颗粒；
步骤六：最终混合
将所述步骤一所称取的藻朊酸钠置于冷水中混匀，并形成粘稠溶液，与所述步骤五所得原料颗粒均匀混合，使所述藻朊酸钠均匀覆盖在原料颗粒表面，得土壤调理剂颗粒；
步骤七：包装
对所述步骤六所得的土壤调理剂颗粒进行包装处理，即得到一种修复农田污染物的土壤调理剂。
进一步地，所述步骤一中的微生物菌剂是由胶质芽孢杆菌菌剂、解磷巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉培养物、植物乳杆菌等构成的，其制备方法包括：将所述胶质芽孢杆菌菌剂、解磷巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉培养物、植物乳杆菌等分别依次进行斜面培养、摇床培养、发酵罐培养，将得到的各发酵液按等重量混合，经过浓缩制备而成；
进一步地，所述步骤五烘干的温度控制在105--115℃。
各原料的功效作用如下：
豆粕：易吸收利用、防病、提高饲料利用率、促生长，豆粕富含多种营养物质如乳酸、维生素、氨基酸、未知促生长因子等，具有特有的发酵香味，参与机体的新陈代谢，促进生长。
泥炭腐植酸：培肥改良土壤，提高化肥利用率，增产提质，增强作物抗病性、抗逆性、抗旱性，刺激作物生长，消除土壤污染和农产品污染，泥炭腐殖酸本身对土壤的改良具有重要作用，可有力解决耕地地力下降、贫瘠土壤、沙漠、盐碱地等的改造和利用问题，腐殖酸的螯合作用可提高化肥利用率，降低化肥用量，节约投肥成本，同时可消除或降低化肥污染，提高农产品品质，腐殖酸的刺激作物生长和增强作物抗逆性和抗病性方面的作用明显。
苦楝素：对多种害虫有毒杀作用，主要表现为使虫忌避、拒食，抑制昆虫生长发育、触杀、内吸制毒作用等。
氧化镁：具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生长、提高农作物产量和改善农作物品质的功能。
硝酸钾：具有高溶解性，其有效成分氮和钾均能迅速被作物吸收，无化学物质残留，可互相促进被作物吸收并促进其他营养元素的吸收，水溶性好但不吸湿，养份含量高，能提高产量，减少盐度，使植物更加健壮。
缓释硼：促进细胞壁的形成，核酸和蛋白质的合成，糖类运输，维持细胞膜功能，参与植物体内酶和生长调节剂反应、授粉和结实过程等具有特殊生理生化功能，同时促进氮、磷、钾等元素在植物体内的转移和吸收，影响作物的光合性能，增强作物的逆能力。
肉桂：促进发芽生长，具有植物生长调节作用，它能显著地促进植物茎、叶生长，特别是对遗传型和生理型的矮生植物有明显的促进作用，能代替某些种子萌发所需要的光照和低温条件，从而促进发芽，可使长日照植物在短日照条件下开花，缩短生活周期。
硫酸锌：促进植物的光合作用，参与生长素吲哚乙酸的合成，能促进作物蛋白质的合成，是稳定作物细胞核糖的必要成分。
微生物菌剂：能够分解出长石、云母等矿物中的钾、硅，也能分解出磷灰石中的磷，以及分泌植物生长刺激素及多种酶，以增强作物对一些病害的抵抗力，菌体内的钾在菌体死亡后，游离出来，又可被植物吸收利用，可提高土壤速效钾、磷含量，提高作物产量和品质等多种效，能分泌生长素物质和赤霉素物质等促生长物质，增根壮苗，提高植物保水能力，能促进土壤团粒结构形成，防止土壤板结，破坏土壤毛细现象，防止土壤水分蒸发，黑曲霉具有解磷的特性，可以利用固定态、吸附态的磷，有效缓解土壤中缺磷的现状，而且对提高磷肥利用率，减少磷肥的使用所造成的环境污染。
藻朊酸钠：是从海藻中生物提取的天然物质，是天然的土壤调理剂，市场有售，施入土壤后，具有促进土壤团粒结构的形成，改善土壤内部孔隙空间，增加土壤透气性，疏松改良土壤，恢复由于土壤负担过重和化学污染而失去的天然胶质平衡，提高根际微生物活动，促进作物生根等显著功效。
景天三七、倒扣草、艾纳香、白八角莲、白栎蔀、马桂花、黄荆根：中药煎煮后的粉渣是一种很好的调理剂，因为中药大多是植物的根、茎、叶、花、实、皮以及禽兽的肢体、脏器、外壳、部分矿物质，含有丰富的有机物和无机物质，能适当延长营养物质的释放时间，更有利于植物体吸收，同时还能够灭菌杀虫，对土壤中的有害物质进行缓释吸收。
本发明的有益效果：本发明的一种修复农田污染物的土壤调理剂，是由豆粕、泥炭腐植酸、苦楝素、氧化镁、硝酸钾、硫酸锌、缓释硼、肉桂、微生物菌剂、藻朊酸钠、中药原料组成的，其中，所述的中药原料包括景天三七、倒扣草、艾纳香、白八角莲、白栎蔀、马桂花、黄荆根，经过选料、除杂、研磨、烘干、混匀等工艺流程制备而成，藻朊酸钠是从海藻中生物提取的天然物质，是天然的土壤调理剂，施入土壤后，具有促进土壤团粒结构的形成，改善土壤内部孔隙空间，增加土壤透气性，疏松改良土壤，恢复由于土壤负担过重和化学污染而失去的天然胶质平衡，提高根际微生物活动，促进作物生根等显著功效，本发明一种修复农田污染物的土壤调理剂，通过提高土壤ph(使ph提高至6.5以上)，从而降低了重金属在土壤中的移动性，并起到固定作用；提高土壤有机质含量，有机质表面的多种官能团，对重金属有较强富集和配位能力，对重金属在土壤中的迁移和固定起到重要作用；土壤调理剂中有机质的官能团能使土壤中的重金属由交换态和水溶态转变为碳酸盐结合态、氧化物结合态或残渣态，从而起到固定沉淀或钝化作用，减弱或清除重金属的化学活性和对植物的危害性，该土壤调理剂含有丰富的有机质、螯合态有机钙及小分子多肽，具有改善土壤理化性状、提高土壤肥力、增加作物产量、提高作物品质的作用。
具体实施方式
通过以下实施方式进一步详细说明本发明的技术方案。需要指出的是，以下说明仅仅是对本发明要求保护的技术方案的举例说明，并非对这些技术方案的任何限制。本发明的保护范围以所附权利要求书记载的内容为准。
实施例1
一种修复农田污染物的土壤调理剂，由如下重量份比例的原料药制成：豆粕120-200份、泥炭腐植酸20-40份、苦楝素10-30份、氧化镁20-30份、硝酸钾10-30份、硫酸锌10-30份、缓释硼20-40份、肉桂10-30份、微生物菌剂20-30份、藻朊酸钠20-40份、中药原料50-90份，其中，所述的中药原料包括景天三七10-20份、倒扣草10-20份、艾纳香40-50份、白八角莲30-50份、白栎蔀15-40份、马桂花20-40份、黄荆根20-30份。
实施例2
在本发明的一个优选的实施方案中，所述一种修复农田污染物的土壤调理剂由如下重量份的原料制成：豆粕120-150份、泥炭腐植酸20-30份、苦楝素10-20份、氧化镁20-25份、硝酸钾10-20份、硫酸锌10-20份、缓释硼20-30份、肉桂10-20份、微生物菌剂20-25份、藻朊酸钠20-30份、中药原料50-80份，其中，所述的中药原料包括景天三七10-15份、倒扣草10-15份、艾纳香40-45份、白八角莲30-40份、白栎蔀15-30份、马桂花20-30份、黄荆根20-25份。
实施例3
在本发明的另一个优选的实施方案中，所述一种修复农田污染物的土壤调理剂由如下重量份的原料药制成：豆粕150-200份、泥炭腐植酸30-40份、苦楝素20-30份、氧化镁25-30份、硝酸钾20-30份、硫酸锌20-30份、缓释硼30-40份、肉桂20-30份、微生物菌剂25-30份、藻朊酸钠30-40份、中药原料60-90份，其中，所述的中药原料包括景天三七15-20份、倒扣草15-20份、艾纳香45-50份、白八角莲45-50份、白栎蔀20-40份、马桂花30-40份、黄荆根25-30份。
实施例4
在本发明的另一个优选的实施方案中，所述一种修复农田污染物的土壤调理剂由如下重量份的原料药制成：豆粕200份、泥炭腐植酸40份、苦楝素30份、氧化镁30份、硝酸钾30份、硫酸锌30份、缓释硼40份、肉桂30份、微生物菌剂30份、藻朊酸钠40份、中药原料90份，其中，所述的中药原料包括景天三七20份、倒扣草10份、艾纳香50份、白八角莲50份、白栎蔀40份、马桂花40份、黄荆根30份。
实施例5
在本发明的一个优选的实施方案中，所述一种修复农田污染物的土壤调理剂由如下重量份的原料药制作成：豆粕120份、泥炭腐植酸20份、苦楝素10份、氧化镁20份、硝酸钾10份、硫酸锌10份、缓释硼20份、肉桂10份、微生物菌剂20份、藻朊酸钠20份、中药原料50份，其中，所述的中药原料包括景天三七10份、倒扣草20份、艾纳香40份、白八角莲40份、白栎蔀20份、马桂花20份、黄荆根20份。
实施例6
本发明提供了所述一种修复农田污染物的土壤调理剂的加工工艺：
所述一种修复农田污染物的土壤调理剂的加工工艺，包括以下步骤：
步骤一：选料、称取，按上述原料重量份数配比称取优质的豆粕、泥炭腐植酸、苦楝素、氧化镁、硝酸钾、硫酸锌、缓释硼、肉桂、微生物菌剂、藻朊酸钠，以及上述中药原料，备用；
步骤二：除杂，将所述步骤一称取的中药原料，用过滤筛分装置进行分类除杂，得到净化后的中药原料；
步骤三：研磨，将所述步骤一中的肉桂、泥炭腐植酸，以及中药原料分别进行研磨，所述泥炭腐植酸采用高通量组织研磨机进行研磨，得到研磨后的泥炭腐植酸；所述肉桂、中药原料采用立式超细纳米研磨机进行研磨，得到研磨后的肉桂、中药粉渣；
步骤四：初步混匀、二次混匀
将所述步骤一称取的硝酸钾、硫酸锌、氧化镁在高速搅拌设备中搅拌混匀，加入所述步骤一中的豆粕、缓释硼、苦楝素，与所述步骤三获得的中药粉渣以及研磨后的肉桂、泥炭腐植酸，于三维混合机中混匀，得初步混匀原料，将所述步骤一称取的微生物菌剂溶于水中，均匀喷洒至所述初步混匀原料，得到二次混匀原料；
步骤五：烘干、造粒
将所述步骤四所得的二次混匀原料采用干法造粒设备进行烘干、造粒处理，得原料颗粒；
步骤六：最终混合
将所述步骤一所称取的藻朊酸钠置于冷水中混匀，并形成粘稠溶液，与所述步骤五所得原料颗粒均匀混合，使所述藻朊酸钠均匀覆盖在原料颗粒表面，得土壤调理剂颗粒；
步骤七：包装
对所述步骤六所得的土壤调理剂颗粒进行包装处理，即得到一种修复农田污染物的土壤调理剂。
实施例7
进一步地，所述步骤一中的微生物菌剂是由胶质芽孢杆菌菌剂、解磷巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉培养物、植物乳杆菌等构成的，其制备方法包括：将所述胶质芽孢杆菌菌剂、解磷巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉培养物、植物乳杆菌等分别依次进行斜面培养、摇床培养、发酵罐培养，将得到的各发酵液按等重量混合，经过浓缩制备而成；
进一步地，所述步骤五烘干的温度控制在105--115℃。
一、本发明一种修复农田污染物的土壤调理剂的试验设计：
1.稻田试验设计
选择4块相邻稻田，镉含量在1ppm左右，面积平均150m2/块。每个田块划分两小区块，共8个小区块，其中，分别对应5个实施例和3个对照例，稻米品种为中五优稻2号。对应5个实施例的小区块施加本发明的土壤调理剂，对应3个对照例的小区块施加普通修复土壤调理剂，并于水稻播种前施土壤调理剂每亩29.6kg，与土壤混匀，插秧，收割，采集0－10cm土壤、水稻植株，分析土壤、稻米镉含量。
2.实验结果：
表一
由表一可知，施用本实施例的土壤调理剂29.6kg/亩，可提高土壤ph值0.14～0.24个单位，降低土壤有效态镉的含量38.8％～45.4％，实施例1-5的土壤调理剂对镉含量的下降起到明显作用，可以看出本发明对镉的吸收起到促进的作用，同时ph值的提高，更能降低重金属在土壤中的移动性，并起到固定作用。
本发明内容仅仅举例说明了要求保护的一些具体实施方案，其中一个或更多个技术方案中所记载的技术特征可以与任意的一个或多个技术方案相组合，这些经组合而得到的技术方案也在本申请保护范围内，就像这些经组合而得到的技术方案已经在本发明公开内容中具体记载一样。