本发明涉及一种农林废弃物的利用方法，特别涉及一种利用农林有机废弃物堆肥基质改良土壤的方法及由该方法制备的改良土壤。
背景技术：
：土壤污染主要是指土壤中收容的有机废弃物或含毒废弃物过多，影响或超过了土壤的自净能力，从而在卫生学上和流行病学上产生了有害的影响。土壤污染对地下水、地表水造成二次污染，会通过饮用水或土壤—植物系统经由食物链进入人体，危及人类健康。土壤质量涉及到动植物生产力，大气、水的质量和人类的健康，关注生态系统中的土壤管理与保护问题意义重大。如何修复受污染的土壤成为当前研究的重要课题。土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施，通过转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。从根本上说，污染土壤修复的技术原理可概括为：1、改变污染物在土壤中的存在形态或其与土壤的结合方式，降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性；2、降低土壤中有害物质的浓度。污染土壤的修复技术研究成为当今环境保护工程科学和技术研究的重点。目前常用的污染土壤修复方法多为物理和化学方法，虽然直接、快速，但持效性差，使用方法或用量不当，造成土壤板结，养分循环被中断，土壤中质量不断下降，降低了对环境的净化能力，同时直接导致植物生长量减少，寿命也相应缩短，增加了绿化植被移除、更换和客土置换的成本。本发明采用农林废弃物(如园林废弃物、秸秆、菇渣)堆肥产物为原料，并添加一定数量的腐殖酸和氧化石墨烯，通过简单、经济的合成技术，制得土壤改良剂，具有较强的吸附性和离子交换性，可达到修复被污染土壤的效果，同时将有机质和养分归还土壤，增加土壤肥力，提高养分利用率，缓解土壤贫瘠现状，对改善土壤质量和促进植物生长起到重要作用。技术实现要素：本发明的首要目的是针对现有土壤改良技术中存在的技术问题，提供一种利用农林废弃 物(如园林废弃物、秸秆、菇渣)堆肥产物、腐殖酸和氧化石墨烯制备土壤改良剂和改良土壤的方法。本发明的土壤改良剂价格低廉，为污染土壤修复及土壤质量提升提供技术支撑。本发明不仅使农林有机废弃物得到资源化再利用，而且制备的土壤改良剂性质稳定，持久性好，对促进生态系统平衡将起到重要作用。为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种土壤的改良方法，包括如下的步骤：1)对农林废弃物进行堆肥发酵处理，获得农林废弃物堆肥基质；2)将腐殖酸、氧化石墨烯和农林废弃物堆肥基质混合均匀，进行改性处理，制得土壤改良剂；3)将土壤改良剂添加到土壤中，混合均匀。其中，步骤1)中所述农林废弃物是农、林、牧、渔各业，生产、加工及日常生活过程中产生的废弃物。特别是，所述的农林废弃物选择树枝、树皮、落叶、麦秸、稻秸秆、玉米秸秆，菇渣中的一种或多种。其中，步骤1)中所述堆肥发酵处理包括如下步骤：1A)向农林废弃物中喷洒水，调节农林废弃物含水率；1B)向农林废弃物中加入微生物菌剂，搅拌均匀后，进行发酵处理。特别是，所述调节农林废弃物含水率为50-65％。尤其是，还包括步骤1A-1)将所述农林废弃物粉碎至粒径≤5cm的颗粒后，再调节农林废弃物的含水率。特别是，所述粉碎后的农林废弃物颗粒的粒径为2-5cm。尤其是，还包括步骤1A-2)向农林废弃物中添加畜禽粪便或/和氮肥、调节所述农林废弃物的碳氮比为20-40:1之后，再进行所述的调节废弃物含水率。特别是，所述畜禽粪便选择鸡粪、猪粪或牛粪；所述氮肥选择尿素。其中，步骤1B)中所述发酵处理过程中每100kg农林废弃物中加入的所述微生物菌剂的体积0.15-0.25L，优选为0.2L。特别是，步骤1B)中所述微生物菌剂选择VT-1000菌剂、EM菌剂，优选为VT-1000菌剂。尤其是，所述VT-1000菌剂中有效活菌数≥2×108个/ml，主要由光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌等菌株构成。其中，步骤1B)中所述发酵处理包括如下顺序进行的步骤：1B-1)将搅拌均匀的微生物菌剂、农林废弃物堆成堆，进行堆置发酵，并在堆置发酵过程中监控堆体的温度和含水率；1B-2)当堆体温度升高至55℃时，进行翻堆处理；1B-3)当堆体温度升高至60℃以上时，每2-5天进行一次翻堆处理，并调节堆体含水率；1B-4)当堆体温度降低至55℃以下时，每7-12天进行一次翻堆处理；1B-5)当堆体温度下降至35℃以下，且连续两天温度差不超过0.5℃时，停止翻堆；1B-6)将停止翻堆的发酵混合堆体继续堆置30-60天，即得。特别是，步骤1B-1)中所述控制堆体的含水率为50-60％；步骤1B-3)中堆体温度在60-68℃时，每2-5天进行一次翻堆处理；步骤1B-3)中调节堆体含水率为50-60％。其中，步骤2)中所述农林废弃物堆肥基质、腐殖酸、氧化石墨烯的重量份配比为70-95：0.001-1:0.001-1，优选为70-95：0.001-0.08:0.001-0.08，进一步80-95:0.005-0.01：0.005-0.01。特别是，步骤2)中所述改性处理的温度为100-120℃，改性处理时间为≥2h，优选为2-5h。尤其是，步骤2)中所述改性处理是将农林废弃物堆肥基质、腐殖酸、氧化石墨烯混合均匀后于温度为100-120℃的条件下，搅拌至少2h。其中，所述土壤改良剂按照如下方法进行改性处理：2-1)配制腐殖酸溶液将腐殖酸加入到碱性溶液中，搅拌，溶解，制得腐殖酸溶液；2-2)配制氧化石墨烯溶液将氧化石墨烯加入到去离子水中，超声分散成氧化石墨烯溶液；2-3)制备土壤改良剂将农林废弃物堆肥基质、腐殖酸溶液、氧化石墨烯溶液混合、拌匀，在100-120℃下进行改性处理，得到土壤改良剂。特别是，步骤2-1)中所述碱性溶液选择浓度为0.15-0.25mol/L的氢氧化钠溶液，优选为0.2mol/L的氢氧化钠溶液。尤其是，所述腐殖酸溶液的质量体积浓度为1-25g/L，优选为1g/L。特别是，所述腐殖酸重量与碱性溶液的体积之比为1-25:1，优选为1:1，即将每1-25g腐殖酸溶于1L碱性溶液或将每1-25kg腐殖酸溶液1000L碱性溶液。其中，步骤2-2)中所述氧化石墨烯溶液的质量体积浓度为0.05-5g/L，优选为5g/L。特别是，所述氧化石墨烯的重量与水的体积之比为0.05-5:1，优选为5:1，即将每0.05-5g氧化石墨烯溶于1L水或将每0.05-5kg氧化石墨烯溶于1000L水。其中，步骤2-3)中所述农林废弃物堆肥基质、腐殖酸溶液、氧化石墨烯溶液的重量份配比为70-95：1-15：1-20，优选为80-95：5-10：5-10。特别是，步骤2-3)中所述农林废弃物堆肥基质、腐殖酸溶液中的腐殖酸、氧化石墨烯溶 液中的氧化石墨烯的重量份配比为70-95：0.001-1:0.001-1，优选为70-95：0.001-0.08:0.001-0.08，进一步80-95:0.005-0.01：0.005-0.01。特别是，步骤2-3)中所述改性处理的温度为100-120℃，改性处理时间为≥2h，优选为2-5h。其中，步骤3)中所述土壤改良剂与土壤的重量份配比为1-30:100，优选为5-25:100。特别是，所述土壤选择碱性土壤。尤其是，所述碱性土壤的pH>7.5，优选为7.5-9.5。本发明另一方面提供一种按照上述改良方法制成的改良土壤。与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、本发明方法改良处理制备的改良土壤物理性质稳定，制备的栽培基质酸碱适度，且基质营养均衡，养分离子浓度适宜花卉生长。2、本发明的改良土壤中添加了由腐殖酸、氧化石墨烯、农林废弃物堆肥基质改性处理制得的土壤改良剂，优化了植物生长土壤的环境条件，使土壤生态系统的养分循环紧密进行，增加土壤有机质含量，土壤有机质含量增加了将近1倍，有效NPK含量增幅较大，而土壤有机质是植物所需的氮、磷、硫、微量元素等各种养分的主要来源，促进植物生长发育。3、本发明的改良土壤中添加了由腐殖酸、氧化石墨烯、农林废弃物堆肥基质改性处理制得的土壤改良剂，增加腐殖酸含量，改善酸碱环境，对土壤矿质部分有一定的溶解能力，促进矿物岩石风化，利于养分有效化；氧化石墨烯表面含有多种功能性官能团，如羧基、羟基和环氧基等，可提高农林废弃物(如园林废弃物、秸秆、菇渣)堆肥产物的亲水性，改善土壤有效持水量，使更多的水能为植物利用；本发明的土壤改良剂中的腐殖质疏松多孔，又是亲水性胶体，能吸持大量水分。4、本发明的土壤改良剂对土壤热状况也有一定影响。新加入的土壤改良剂是深色物质，添加到土壤中少量即可明显加深土壤颜色，颜色越深，升温越快。5、本发明的土壤改良剂有巨大表面积与表面能，其-OH和-COOH可以解离H+，使其带有负电，同时-NH2可以捕获H+使其带有正电，这种带电性可以将土壤重金属吸附到其表面，暂时保存起来，避免流失，增强对土壤重金属离子和有害物质的吸附能力，降低土壤重金属含量。6、本发明的土壤改良剂使土壤微生物数量(细菌、真菌、放线菌)有较大幅度的增加，通过微生物代谢活动的氧气和二氧化碳的交换，以及分泌的有机酸等有助于土壤粒子形成大的团粒结构，同时增强固氮作用，并促进有机质和矿物质的分解，其中细菌增幅最大，土壤 改良剂增加土壤微生物量及酶活性，加速种子发芽，增强根系活力，达到促进植物生长的效果；而且本发明的土壤改良剂还能杀灭有害病菌、病毒及根际线虫，减少病虫危害能力，给土壤和植物创造良好的生态环境。7、本发明在农林废弃物堆肥基质中添加有机环保和纳米材料制得土壤改良剂，通过离子置换与化学吸附，解决了土壤pH和EC值高的瓶颈问题，配方稳定、无毒性，为土壤改良提供了新方法。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步描述本发明所述配方的有益效果，这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的配方思路、用途范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。本发明实施例中所采用的腐殖酸：购自河北保定万国生化集团腐殖酸研发中心，结晶状颗粒，HA≥60％，有机质≥80％。含水量18％，全氮0.16％，有机碳40.60％；微生物菌剂为VT-1000菌剂，购自北京沃土天地生物科技有限公司，主要由光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌等近10个菌株构成，有效活菌不少于2×108个/ml；氧化石墨烯：购自苏州恒球氧化石墨烯科技有限公司，棕黄色粉末，厚度：3.4-8nm，层数：5-10层，具有超大的比表面积(100-300m2/g)和亲水性，属应用前景广泛的碳基纳米材料。实施例11、农林废弃物原料的预处理1-1)采用粉碎机对园林废弃物枝干(柳树、槐树、杨树等修剪的枝干)进行粉碎处理，过孔径为2cm的筛，制成粒径≤2cm的废弃物颗粒；1-2)向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为30：1，制得堆肥发酵颗粒。本发明中除了使用尿素调节废弃物颗粒C/N比之外，还可以使用畜禽粪便(如牛粪、鸡粪、马粪等)来增加废弃物的含氮量。在发酵过程中，本发明选择的发酵颗粒为20-50mm粒级的发酵基质，此粒级范围内的发酵颗粒是最适宜农林废弃物高效发酵的初始颗粒粒级范围，形成一个良好的好氧发酵环境，能够有效促进堆肥过程中的氧气和二氧化碳的交换，增加孔隙度，提高堆肥保水和持水能力，改善堆肥过程中物料的通气透水性和容重，加快堆肥过程的升温速度，为微生物的繁殖和分解活动提供一个良好的物理化学环境，优化堆肥过程的工艺控制条件，适宜的颗粒粒级可以 使农林废弃物中的木质素、纤维素等难以分解的物质快速被微生物分解，显著缩短堆肥发酵处理时间。2、堆肥处理2-1)向堆肥发酵颗粒中喷洒水，制得含水率为60％的堆肥发酵颗粒；2-2)将微生物菌剂加入到含水率为60％的堆肥发酵颗粒中，搅拌混匀，制得发酵混合物，其中，堆肥发酵颗粒中每100kg废弃物颗粒的重量(干重)中添加0.20L微生物菌剂，其中，VT菌剂中有效活菌≥2×108个/ml，有效活菌主要由光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌等近10个菌株构成；2-3)将发酵混合物堆置在发酵槽内，进行堆置发酵处理，并监控堆体的温度和含水率，其中每个堆体宽度2m，堆体高度1.5m。本发明中废弃物发酵混合堆体的宽度应不小于1m，堆体高度根据发酵的具体类型确定，室内堆肥，不低于1m，室外堆肥，不低于2m。2-4)从发酵混合物堆置在发酵槽内开始计算堆置发酵时间，并监控堆体温度和含水率，随着发酵的进行，堆体温度先升高然后下降，在堆置过程中当堆体温度上升至55℃时，翻堆一次；随着发酵的进行，堆肥进入高温期，当堆体温度升高至60℃以上，堆体温度在60～68℃时，每2d翻堆一次，同时向堆体喷水使堆体含水率保持在60％；如果堆体温度超过68℃时立即翻堆，降低堆体温度，同时翻堆时控制堆体含水率使保持为60％；当堆体温度降低，进入堆肥降温期，当堆体温度降低至45℃以下时，每12d翻堆一次；当堆体温度下降至35℃以下，且连续两天温度差不超过0.5℃时，停止翻堆；2-5)将停止翻堆的发酵混合堆体移出堆肥场地继续堆置45d，获得农林废弃物堆肥基质。3、制备土壤改良剂3-1)配制腐殖酸溶液将腐殖酸加入到碱性溶液(浓度为0.20mol/L的氢氧化钠溶液)中，搅拌，溶解均匀，制成腐殖酸溶液，其中腐殖酸溶液的浓度为1g/L，即将1g腐殖酸溶于0.2mol/L的氢氧化钠溶液，并定容到1L，也就是说，腐殖酸溶液中腐殖酸的重量与碱性溶液的体积之比为1:1，即每1g腐殖酸溶于1L碱性溶液或每1kg腐殖酸溶于1000L碱性溶液。本发明实施例中碱性溶液除了选择浓度为0.20mol/L的氢氧化钠溶液之外，其余浓度为0.15-0.25mol/L的氢氧化钠溶液均适用于本发明；腐殖酸重量与碱性溶液的体积之比除了为1:1之外，其余1-25:1也适用于本发明。3-2)配制氧化石墨烯溶液将氧化石墨烯加入到去离子水中，超声分散成氧化石墨烯水溶液，其中氧化石墨烯溶液 的的浓度为1g/L，即将1g氧化石墨烯溶于去离子水中，并定容到1L，也就是说，氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的重量与水溶液的体积之比为1:1，即每1g氧化石墨烯溶于1L水或每1kg氧化石墨烯溶于1000L水。该溶液可保持长时间稳定，若长时间放置后底部产生沉淀或溶液发生团聚现象，超声15-30分钟即可消除。本发明实施例中氧化石墨烯重量与水溶液的体积之比除了为1:1之外，其余0.05-5:1也适用于本发明。3-3)改性制备土壤改良剂将农林废弃物堆肥基质、腐殖酸溶液、氧化石墨烯溶液混合、拌匀，放入反应釜中，在100-120℃(优选为110℃)下搅拌混合，进行改性处理2小时，得到土壤改良剂，经过简单的改性，腐殖酸到达氧化石墨烯内部，增大其片层结构，产生的土壤改良剂层间距、比表面积和吸附性增大，有较强的亲水性、离子交换性，络合性和较高的吸附能力，其中，农林废弃物堆肥基质、腐殖酸溶液、氧化石墨烯溶液的重量配比为80:10:10，即农林废弃物堆肥基质的重量、腐殖酸溶液中腐殖酸的重量、氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的重量之比为80：0.01：0.01。4、土壤改良处理将土壤改良剂添加到土壤中，混合均匀，即得改良土壤，其中土壤改良剂与土壤的重量之比为25:100。采用电位法测定改良土壤的pH值，具体测定方法如下：将本实施例制备的风干的改良土壤与水采用固液比为10:25(W/V)的比例混合，用玻璃棒搅动1min，放置10min后，使用酸度计来测定上清液的pH值。采用电导率仪测定改良土壤的EC值，具体测定方法如下：将本实施例制备的风干的改良土壤与水采用固液比为10:50(W/V)的比例混合，振荡10min后过滤，使用电导率仪来测定滤液的EC值。采用重铬酸钾容量法——外加热法测定改良土壤的有机质含量，具体测定方法如下：向干燥的硬质试管中加入风干土壤后，加入K2Cr2O7标准溶液和浓H2SO4，接着将试管在170-180℃下使试管内液体沸腾5min，然后倒出试管内容物，用硫酸亚铁标准溶液进行滴定，根据硫酸亚铁的消耗量，计算出有机质含量。采用碱解扩散法测定土壤的碱解氮含量，具体测定方法如下：称取风干土样2.00克和1克硫酸亚铁，均匀铺在扩散皿外室中，水平轻轻旋转扩散皿，使样品均匀铺平，接着在扩散皿内室中加入2ml2％硼酸溶液，并滴加1滴定氮混合指示剂，然后再扩散皿的外室边缘均匀涂上凡士林，然后盖上毛玻璃，并旋转数次，使毛玻璃与皿边缘完全粘合，无气泡，以防漏 气，再慢慢转开毛玻璃的一边，使扩散皿露出一条狭缝，迅速加入1.8mol/L氢氧化钠溶液10ml于皿的外室中，立即用毛玻璃盖严，水平的轻轻旋转扩散皿，使溶液与土壤充分混匀，用橡皮筋固定，随后放入40度恒温箱中，24小时后取出扩散皿，用0.01mol/L盐酸标准溶液，半微量滴定管滴定内室硼酸中所吸收的氨量，由蓝色到微红色为终点，记下盐酸标准溶液消耗的体积，同时做空白实验，计算土壤的碱解氮含量。采用NaHCO3浸提钼锑抗比色法测定改良土壤的速效磷；采用NH4OAc浸提火焰光度法测定改良土壤的速效钾。采用稀释平板培养计数法测定改良土壤的细菌、真菌、放线菌含量，具体测定方法如下：称取改良土壤样品5g,装入90ml无菌水中，振荡30min，取1ml土壤悬液于装有9ml无菌水的试管中，充分混匀，再取1ml土壤悬液于装有9ml无菌水的试管中，充分混匀，反复稀释5次。然后吸取不同稀释度的菌悬液各0.1ml至培养基已凝固的培养皿中，用刮铲涂布均匀，细菌计数采用牛肉膏蛋白胨培养基，35℃恒温箱保湿培养2-3d；放线菌采用改良的高氏一号培养基，28℃恒温箱保湿培养5-7d；真菌用PDA培养基，25℃恒温箱中保湿培养2-4d。根据菌落形成单位(cfu)进行土壤中微生物的数量计数。改良土壤的性能指标检测结果如表1、2所示。实施例21、农林废弃物原料的预处理1-1)采用粉碎机对园林废弃物枝干(柳树、槐树、杨树等修剪的枝干)进行粉碎处理，过孔径为3cm的筛，制成粒径≤3cm的废弃物颗粒；1-2)向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为20：1，制得堆肥发酵颗粒。2、堆肥处理2-1)向堆肥发酵颗粒中喷洒水，制得含水率为65％的堆肥发酵颗粒；2-2)将微生物菌剂加入到含水率为65％的堆肥发酵颗粒中，搅拌混匀，制得发酵混合物，其中，堆肥发酵颗粒中每100kg废弃物颗粒的重量(干重)中添加0.25L微生物菌剂，其中，VT菌剂中有效活菌≥2×108个/ml，有效活菌主要由光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌等近10个菌株构成；2-3)将发酵混合物堆置在发酵槽内，进行堆置发酵处理，并监控堆体的温度和含水率，其中每个堆体宽度2m，堆体高度1.5m。2-4)从发酵混合物堆置在发酵槽内开始计算堆置发酵时间，并监控堆体温度和含水率，随着发酵的进行，堆体温度先升高然后下降，在堆置过程中当堆体温度上升至55℃时，翻 堆一次；随着发酵的进行，堆肥进入高温期，当堆体温度升高至60℃以上，堆体温度在60～68℃时，每5d翻堆一次，同时向堆体喷水使堆体含水率保持在60％；如果堆体温度超过68℃时立即翻堆，降低堆体温度，同时翻堆时控制堆体含水率使保持为60％；当堆体温度降低，进入堆肥降温期，当堆体温度降低至45℃以下时，每12d翻堆一次；当堆体温度下降至35℃以下，且连续两天温度差不超过0.5℃时，停止翻堆；2-5)将停止翻堆的发酵混合堆体移出堆肥场地继续堆置30d，获得农林废弃物堆肥基质。3、制备土壤改良剂3-1)配制腐殖酸溶液将腐殖酸加入到碱性溶液(浓度为0.20mol/L的氢氧化钠溶液)中，搅拌，溶解均匀，制成腐殖酸溶液，其中腐殖酸溶液的浓度为1g/L，即将1g腐殖酸溶于0.2mol/L的氢氧化钠溶液，并定容到1L，也就是说，腐殖酸溶液中腐殖酸的重量与碱性溶液的体积之比为1:1，即每1g腐殖酸溶于1L碱性溶液或每1kg腐殖酸溶于1000L碱性溶液。3-2)配制氧化石墨烯溶液将氧化石墨烯加入到去离子水中，超声分散成氧化石墨烯水溶液，其中氧化石墨烯溶液的的浓度为1g/L，即将1g氧化石墨烯溶于去离子水中，并定容到1L，，也就是说，氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的重量与水溶液的体积之比为1:1，即每1g氧化石墨烯溶于1L水或每1kg氧化石墨烯溶于1000L水。该溶液可保持长时间稳定，若长时间放置后底部产生沉淀或溶液发生团聚现象，超声15-30分钟即可消除。3-3)改性制备土壤改良剂将所述农林废弃物堆肥产物、腐殖酸溶液、氧化石墨烯溶液混合、拌匀，放入反应釜中，在100-120℃(优选为120℃)下搅拌混合反应2小时，得到土壤改良剂，经过简单的改性，腐殖酸到达氧化石墨烯内部，增大其片层结构，产生的土壤改良剂层间距、比表面积和吸附性增大，有较强的亲水性、离子交换性，络合性和较高的吸附能力。其中，农林废弃物堆肥基质、腐殖酸溶液、氧化石墨烯溶液的重量配比为90:5:5，即农林废弃物堆肥基质的重量、腐殖酸溶液中腐殖酸的重量、氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的重量之比为90:0.005:0.005。4、土壤改良处理将土壤改良剂添加到土壤中，混合均匀，即得改良土壤，其中土壤改良剂与土壤的重量之比为15：100。改良土壤的性能指标检测结果如表1、2所示。实施例31、农林废弃物原料的预处理1-1)采用粉碎机对园林废弃物枝干(柳树、槐树、杨树等修剪的枝干)进行粉碎处理，过孔径为2.5cm的筛，制成粒径≤2.5cm的废弃物颗粒；1-2)向废弃物颗粒中添加尿素，调节废弃物颗粒的C/N比为40：1，制得堆肥发酵颗粒。2、堆肥处理2-1)向堆肥发酵颗粒中喷洒水，制得含水率为50％的堆肥发酵颗粒；2-2)将微生物菌剂加入到含水率为50％的堆肥发酵颗粒中，搅拌混匀，制得发酵混合物，其中，堆肥发酵颗粒中每100kg废弃物颗粒的重量(干重)中添加0.15L微生物菌剂，其中，VT菌剂中有效活菌≥2×108个/ml，有效活菌主要由光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌等近10个菌株构成；2-3)将发酵混合物堆置在发酵槽内，进行堆置发酵处理，并监控堆体的温度和含水率，其中每个堆体宽度2m，堆体高度1.5m。2-4)从发酵混合物堆置在发酵槽内开始计算堆置发酵时间，并监控堆体温度和含水率，随着发酵的进行，堆体温度先升高然后下降，在堆置过程中当堆体温度上升至55℃时，翻堆一次；随着发酵的进行，堆肥进入高温期，当堆体温度升高至60℃以上，堆体温度在60～68℃时，每3d翻堆一次，同时向堆体喷水使堆体含水率保持在50％；当堆体温度降低，进入堆肥降温期，当堆体温度降低至45℃以下时，每9d翻堆一次；当堆体温度下降至35℃以下，且连续两天温度差不超过0.5℃时，停止翻堆；2-5)将停止翻堆的发酵混合堆体移出堆肥场地继续堆置60d，获得农林废弃物堆肥基质。3、制备土壤改良剂3-1)配制腐殖酸溶液将腐殖酸加入到碱性溶液(浓度为0.20mol/L的氢氧化钠溶液)中，搅拌，溶解均匀，制成腐殖酸溶液，其中腐殖酸溶液的浓度为1g/L，即将1g腐殖酸溶于0.2mol/L的氢氧化钠溶液，并定容到1L，也就是说，腐殖酸溶液中腐殖酸的重量与碱性溶液的体积之比为1:1，即每1g腐殖酸溶于1L碱性溶液或每1kg腐殖酸溶于1000L碱性溶液。3-2)配制氧化石墨烯溶液将氧化石墨烯加入到去离子水中，超声分散成氧化石墨烯水溶液，其中氧化石墨烯溶液的的浓度为1g/L，即将1g氧化石墨烯溶于去离子水中，并定容到1L，，也就是说，氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的重量与水溶液的体积之比为1:1，即每1g氧化石墨烯溶于1L水或每1kg氧化石墨烯溶于1000L水。该溶液可保持长时间稳定，若长时间放置后底部产生沉淀或溶液发生团聚现象，超声15-30分钟即可消除。3-3)改性制备土壤改良剂将所述农林废弃物堆肥产物、腐殖酸溶液、氧化石墨烯溶液混合、拌匀，放入反应釜中，在100-120℃(优选为100℃)下搅拌混合反应2小时，得到土壤改良剂，经过简单的改性，腐殖酸到达氧化石墨烯内部，增大其片层结构，产生的土壤改良剂层间距、比表面积和吸附性增大，有较强的亲水性、离子交换性，络合性和较高的吸附能力。其中，农林废弃物堆肥基质、腐殖酸溶液、氧化石墨烯溶液的重量配比为85:10:5，即农林废弃物堆肥基质的重量、腐殖酸溶液中腐殖酸的重量、氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的重量之比为85：0.01：0.005。4、土壤改良处理将土壤改良剂添加到土壤中，混合均匀，即得改良土壤，其中土壤改良剂与土壤的重量之比为5：100。改良土壤的性能指标检测结果如表1、2所示。对照例11、农林废弃物原料的预处理与实施例1相同。2、堆肥处理与实施例1相同。3、土壤改良处理将农林废弃物堆肥基质直接添加到土壤中，混合均匀，即得改良土壤，其中添加到土壤中的农林废弃物堆肥基质的重量与土壤的重量之比为25:100。改良土壤的性能指标检测结果如表1、2所示。对照例21、农林废弃物原料的预处理与实施例1相同。2、堆肥处理与实施例1相同。3、土壤改良处理3-1)将腐殖酸加入到碱性溶液(浓度为0.20mol/L的氢氧化钠溶液)中，搅拌，溶解均匀，制成腐殖酸溶液，其中腐殖酸溶液的浓度为1g/L，即将1g腐殖酸溶于0.2mol/L的氢氧化钠溶液，并定容到1L，也就是说，腐殖酸溶液中腐殖酸的重量与碱性溶液的体积之比为1:1， 即每1g腐殖酸溶于1L碱性溶液或每1kg腐殖酸溶于1000L碱性溶液。3-2)将农林废弃物堆肥基质、腐殖酸溶液混合搅拌混合，制得堆肥基质-腐殖酸混合物，其中，农林废弃物堆肥基质、腐殖酸溶液的重量配比为80:10，即农林废弃物堆肥基质的重量、腐殖酸溶液中腐殖酸的重量之比为80：0.01；3-3)将堆肥基质-腐殖酸混合物添加到土壤中，混合均匀，即得改良土壤，其中堆肥基质-腐殖酸混合物与土壤的重量之比为25:100。改良土壤的性能指标检测结果如表1、2所示。对照例31、农林废弃物原料的预处理与实施例1相同。2、堆肥处理与实施例1相同。3、土壤改良处理3-1)将氧化石墨烯加入到去离子水中，超声分散成氧化石墨烯水溶液，其中氧化石墨烯溶液的的浓度为1g/L，即将1g氧化石墨烯溶于去离子水中，并定容到1L，，也就是说，氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的重量与水溶液的体积之比为1:1，即每1g氧化石墨烯溶于1L水或每1kg氧化石墨烯溶于1000L水。该溶液可保持长时间稳定，若长时间放置后底部产生沉淀或溶液发生团聚现象，超声15-30分钟即可消除。3-2)将农林废弃物堆肥基质、氧化石墨烯溶液混合搅拌混合，制得堆肥基质-氧化石墨烯混合物，其中，农林废弃物堆肥基质、氧化石墨烯溶液的重量配比为80:10，即农林废弃物堆肥基质的重量、氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的重量之比为80：0.01；3-3)将堆肥基质-氧化石墨烯混合物添加到土壤中，混合均匀，即得改良土壤，其中堆肥基质-腐殖酸混合物与土壤的重量之比为25:100。改良土壤的性能指标检测结果如表1、2所示。对照例41、农林废弃物原料的预处理与实施例1相同。2、堆肥处理与实施例1相同。3、土壤改良处理3-1)将腐殖酸加入到碱性溶液(浓度为0.20mol/L的氢氧化钠溶液)中，搅拌，溶解均匀，制成腐殖酸溶液，其中腐殖酸溶液的浓度为1g/L，即将1g腐殖酸溶于0.2mol/L的氢氧化钠溶液，并定容到1L，也就是说，腐殖酸溶液中腐殖酸的重量与碱性溶液的体积之比为1:1，即每1g腐殖酸溶于1L碱性溶液或每1kg腐殖酸溶于1000L碱性溶液。3-2)将氧化石墨烯加入到去离子水中，超声分散成氧化石墨烯水溶液，其中氧化石墨烯溶液的的浓度为1g/L，即将1g氧化石墨烯溶于去离子水中，并定容到1L，，也就是说，氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的重量与水溶液的体积之比为1:1，即每1g氧化石墨烯溶于1L水或每1kg氧化石墨烯溶于1000L水。该溶液可保持长时间稳定，若长时间放置后底部产生沉淀或溶液发生团聚现象，超声15-30分钟即可消除。3-3)将农林废弃物堆肥基质、腐殖酸溶液、氧化石墨烯溶液搅拌混匀，制得堆肥基质-腐殖酸-氧化石墨烯混合物，其中，农林废弃物堆肥基质、腐殖酸溶液、氧化石墨烯溶液的重量配比为80:10：10，即农林废弃物堆肥基质的重量、腐殖酸溶液中腐殖酸的重量、氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的重量之比为80：0.01：0.01；3-4)将堆肥基质-腐殖酸-氧化石墨烯混合物添加到土壤中，混合均匀，即得改良土壤，其中堆肥基质-腐殖酸混合物与土壤的重量之比为25:100。改良土壤的性能指标检测结果如表1、2所示。对照例5以实施例1-3中所使用的待改良的土壤作为对照例5，土壤的性能测定结果如表1、2所示。表1改良土壤的基本化学性质表2改良土壤的基本化学性质表1、2的检测结果表明:1、本发明的土壤改良剂(实施例1-3)使土壤pH值比对照例5降低2.2个单位，EC值降低1.4ms·cm-1；直接使用农林废弃物堆肥基质作为土壤改良物质的对照例1与对照例5相比，pH值和EC值升高，说明单独使用农林废弃物堆肥基质反而使土壤状况恶化；未经过改性处理(对照例4)的土壤改良剂使pH值降低1.7个单位，但对EC值影响不大；不添加石墨烯(对照例2)、不添加腐殖酸(对照例3)的土壤改良剂pH值和EC值略有降低，但仍然达不到植物生长的理想指标(一般来说，植物理想的pH值在4.50-8.50之间，EC值在0.12-1.20mS/cm之间)。2、土壤改良剂作为植物与土壤的中间环节能使土壤生态系统的养分循环紧密进行。本发明的土壤改良剂使土壤有机质含量增加了将近1倍，有效NPK含量增幅也较大，原因可能是土壤改良剂的螯合作用，降低了土壤中Fe的活性，或是土壤改良剂中的多种有机酸促进了土壤中难溶性物质的溶解，从而提高了土壤中有效养分的含量。3、本发明的土壤改良剂使土壤微生物数量(细菌、真菌、放线菌)有较大幅度的增加，其中细菌增幅最大。4、本发明在农林废弃物堆肥基质中添加有机环保和纳米材料制得土壤改良剂，通过离子置换与化学吸附，解决了土壤pH和EC值高的瓶颈问题，配方稳定、无毒性，为土壤改良提供了新方法。试验例1扦插试验在北京市北林科技股份有限公司温室中分别采用本发明实施例1-3和对照例1-5的改良土壤进行新几内亚凤仙‘蜜月’的扦插试验。温室内全自动控温、换气设施，能够保证在试验期间，为供试材料提供一个相对稳定的适宜生长环境。选取株高约8cm，叶片生长健壮一致、根系完整、无病虫害的新几内亚凤仙(佳娃系列)插穗，每处理100个插穗，在50孔穴盘中扦插，每处理使用2个穴盘，15d后统计各处理的插穗生根率，并将各处理的穴盘苗移栽至同一规格的塑料花盆中，上盆65d后在各处理中分别随机调查5株植物，并将根坨从花盆中取出，分别置于水桶中洗净，进行叶片叶绿素含量、根长、根尖数、根系表面积等指标的测定。叶片叶绿素含量用SPAD-502Plus便携式叶绿素测定仪测定，根长、根尖数、根系表面积等指标用WinRHIZO根系扫描仪测定，测定结果分别如表3所示。表3扦插生根情况处理生根率(％)总根长(cm)根尖数根系表面积(cm2)实施例1100293.88110818.97实施例2100256.90107519.13实施例3100303.66103318.64对照例170198.7257215.63对照例292225.6760316.79对照例386213.8964117.05对照例489200.4069817.66对照例572153.2149613.21由表3的测定结果可知：1、据研究表明：本发明制备的土壤改良剂扦插生根率达到100％，说明本发明产品无毒、无害。2、本发明制备的土壤改良剂使新几内亚凤仙生根情况得到明显改善，说明本发明制备的土壤改良剂更适于植物生根。3、采用本发明制备的土壤改良剂进行土壤改良，并用新几内亚凤仙‘蜜月’扦插试验进行验证，生根率、总根长、根尖数、根系表面积、与相应的对照例相比，显著增加，根系生长粗壮，根尖数多，总根长度长，根系表面积大，外观品质好。表明本发明制备的土壤改良 剂改良土壤，生成利于植物根系吸收的有效成分，对植物生长具有增效的作用。4、使用本发明方法制备的土壤改良剂进行土壤改良，并用新几内亚凤仙‘蜜月’扦插试验进行验证，生根率、总根长、根尖数、根系表面积、与相应的对照例相比，显著增加，表明采用本发明方法在农林废弃物发酵堆肥制备过程中添加腐殖酸改性膨润土作为发酵催化剂对农林废弃物的降解具有增效的作用，使得废弃物发酵降解充分，生成利于植物根系吸收的有效成分，制备的废弃物堆肥品质高。5、土壤作为植物生长载体，发挥栽培介质的作用。花卉对土壤理化性质要求较高，有研究提出，新几内亚凤仙扦插可作为验证栽培基质生长适应性的指示性植物。采用本发明的栽培基质进行新几内亚凤仙扦插生根状况良好，说明本发明方法制备的土壤改良剂进行土壤改良能显著促进植物新几内亚凤仙‘蜜月’扦插生根，从原料易得性、经济性等角度考虑，本发明的土壤改良剂应用前景广阔。试验例2栽培试验在北京市北林科技股份有限公司温室中分别采用本发明实施例1-3和对照例1-5的改良土壤进行勋章菊(美国亲吻系列)的栽培试验。勋章菊(Gazaniasunshine)，菊科，勋章花属。性喜温暖、干燥、光照充足，不耐寒，怕积水。温室内温度6℃-36℃，湿度10％-95％。对盆栽植物进行统一管理，采取“见干则浇，浇则浇透”原则。幼苗移栽后一周至开花后，每1个月根施0.2％浓度的复合肥1L(N：P2O5：K2O＝15％：15％：15％)。取样方法：分别于勋章菊苗期、花期及花后三个栽培阶段进行破坏性取样，随机抽取具有代表性的植株每个处理各3株，观测记录勋章菊生长开花指标，并对植株杀青烘干粉碎，测定叶片氮、磷、钾养分含量。统计指标包括：生物量、株高、叶片数、花头数、叶绿素、叶片氮、磷、钾养分含量。株高:选择最高的花枝，不开花植株测量从花枝的基部到花枝顶芽，开花植株测量从花枝的基部到花蕾最下端的高度。叶片叶绿素含量用SPAD-502Plus便携式叶绿素测定仪测定。叶片氮、磷、钾养分含量：H2SO4-H2O2法消煮后，氮采用凯氏定氮仪测定；磷采用钼锑抗比色法测定；钾采用火焰光度计法测定，测定结果分别如表4所示。表4勋章菊生长指标由测定结果可知：1、据研究表明：本发明制备的土壤改良剂使勋章菊生长情况得到明显改善，说明本发明制备的土壤改良剂使土壤理化性质得到改善明显，更适于植物生长。2、采用本发明制备的土壤改良剂进行土壤改良，并用勋章菊生长试验进行验证，植物生物量、株高、叶片数、花头数和叶绿素含量与相应的对照例相比，显著增加，根系生长粗壮，根尖数多，总根长度长，根系表面积大，外观品质好。表明本发明制备的土壤改良剂改良土壤，生成利于植物根系吸收的有效成分，对植物生长具有增效的作用。3、采用本发明制备的土壤改良剂进行土壤改良，并用勋章菊生长试验进行验证，勋章菊叶片全氮磷钾含量与对照例相比，可能是因为本发明土壤改良剂的使用使得土壤中有效养分增加，从而促进了植物对有效养分的吸收。当前第1页1 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