一种盐碱地改良剂及其加工工艺和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及盐碱地的改良技术领域，具体来说，涉及一种盐碱地改良剂及其加工 工艺和应用。
【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 良剂"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剂，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剂及其制造和使用方法，该改良剂有磷石膏、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。但该改良剂成本相对较高，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盐碱地改良剂及其加工工艺和应用，该改良 剂主要是有磷石膏、油枯、菌糠、累托石、甘蔗渣、野地瓜茎以及聚硅酸硫酸铁制备而成，该 改良剂能够有效改良盐碱地的土壤结构、降低土壤pH。
[0006] 本发明的具体技术方案如下：
[0007] -种盐碱地改良剂，以重量份计，由以下原料制备而成：
[0008] 磷石膏 200~300份 油枯 120~180份 累托石 40~60份 纤维素酶 1.8~2.3份 菌糠 40~80份 甘蔗渣 30~50份 磷灰石 20~30份 酸 1Φ-30份 EM菌 0.05~0.09份 聚硅酸硫酸铁40~60份 乙醇 10~14份 野地瓜茎 12~24份 仙人掌 8~16份。
[0009] 所述的盐碱地改良剂，以重量份计，由以下原料制备而成：
[0010] 磷石膏 220~280份 油枯 140~160份 累托石 45~55份 纤维素酶 2~2.2份 菌糠 55~65份 甘蔗渣 37~42份 磷灰石 25份 酸 18~24份 EM菌 0.06~0.08份 聚硅酸硫酸铁45~55份 乙醇 11-13份 野地瓜茎 1^20份 仙人掌 10~14份。
[0011] 所述的盐碱地改良剂，以重量份计，由以下原料制备而成：
[0012] 磷石膏 250份 油枯 150份 累托石 50份 纤维素酶 2.1份 菌糠 60份 甘蔗渣 40份 磷灰石 25份 酸 20份 EM菌 0.07份 聚硅酸硫酸铁50份 乙醇 12份 野地瓜茎 18份 仙人掌 12份。
[0013] 所述的盐碱地改良剂的加工工艺，包括以下步骤：
[0014] (1)将磷石膏和磷灰石分别烘干至水分含量为5~10%，然后粉碎成60~200目 的细粉，获得磷石膏粉以及磷灰石粉；
[0015] (2)将野地瓜茎切成1~3cm长的小段，然后烘干至水分含量为3~6%，获得野 地瓜茎杆；将仙人掌肉质茎切成长和宽分别1~3cm、厚为0. 5~2cm的薄片，然后烘干至 水分含量为3~5%，得仙人掌片；
[0016] (3)将累托石用球磨机球磨成细粉，送入超声设备中进行超声处理后，再送入煅烧 塔中用300~600°C的高温煅烧2~3h，冷却后送入反应槽中，再按比例添加酸进行酸化处 理，获得累托石粉；
[0017] (4)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] (5)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] (6)将磷石膏粉、发酵物料、聚硅酸硫酸铁以及磷灰石粉在搅拌槽中混合均匀后， 送入造粒机中造粒，再将造粒获得的物料与野地瓜茎杆、仙人掌片、甘蔗渣吸附剂以及累托 石粉混合均匀，即得盐碱地改良剂。
[0020] 所述步骤（3)中，将累托石用球磨机球磨成细度< 0. 05mm的细粉，接着送入超声 设备中，在超声功率为600~1000 w下处理20~40min，再送入煅烧塔中用300~600°C的 高温煅烧2~3h，冷却后送入反应槽中，再按累托石与酸的重量比为（40~60) : (10~20) 的比例添加酸进行酸化处理30~lOOmin，获得累托石粉。
[0021] 所述步骤（4)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60~80min后，过滤取滤渣，将滤渣与酸按 照重量比为（30~50) : (4~10)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的碎末，获得甘蔗渣吸 附剂。
[0022] 所述野地瓜茎杆和仙人掌片的烘干温度为400~600 °C。
[0023] 所述酸为硝酸或者硫酸，且硝酸浓度为20~40 %，硫酸浓度为10~20 %。
[0024] 所述步骤（5)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。
[0025] 所述的盐碱地改良剂的应用，先调节盐碱地中的水分含量为40~50%，接着进行 旋耕处理，再施改良剂，接着进行旋耕处理，覆薄膜14~30天后，将薄膜取走并进行淋溶处 理即可。
[0026] 所述的盐碱地改良剂的应用，改良剂的施用量为400~1200kg/亩，对于轻度盐碱 地，改良剂的施用量为400~600kg/亩；对于中度盐碱地，改良剂的施用量为600~800kg/ 亩；对于重度盐碱地，改良剂的施用量为800~1200kg/亩。
[0027] 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