本发明属于场地修复和固废资源化再利用领域，具体涉及一种基于铁循环调控的定向腐殖化强化造土。
本发明还涉及制备上述定向腐殖化强化造土的方法。
本发明还涉及上述定向腐殖化强化造土的应用。
背景技术：
土壤贫瘠造成了严重的生态环境恶化，影响了人类和动植物的栖息地，导致局部区域生态功能散失。急需对贫瘠土地进行修复。
赤泥是一种常见的工业固体废弃物，每年的产量高达几千万吨，而赤泥本身具有强碱性，大量产生和存放导致越来越严重的环境风险问题。常规处理赤泥的方式主要包括用于制备建筑、环保和农业材料。但是在这些应用过程中，需要克服赤泥的强碱性，脱碱成本太高。为了克服脱碱成本高，专利201911366994.8(一种利用生物质的赤泥生态修复方法和修复系统)提出了一种用生物质和赤泥共水热的方式制备赤泥土壤基质的方法和修复系统，为赤泥的再利用提供了一种新的方案。但是该方案制备的赤泥土壤基质只有ph指标，并且会产生废液，不能很好的说明土壤团粒结构或赤泥土壤基质的功能。
为了更好的利用赤泥再造土壤，解决我国土壤贫瘠严重的问题，本发明将开发一种新的赤泥造土方案。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于铁循环调控的定向腐殖化强化造土。
本发明的又一目的是提供一种制备上述定向腐殖化强化造土的方法。
为实现上述目的，本发明是利用有机分子酸调控赤泥中铁矿物的形态，形成吸附态铁离子和有机分子酸，吸附态铁离子通过化学键作用诱导糖类物质在矿物界面水热腐殖化，腐殖化过程中产生的酸能够中和赤泥的强碱性，同时铁循环调控和水热过程耦合能够精准调控新造土的团粒结构和功能。
具体地说，本发明提供的基于铁循环调控的定向腐殖化强化造土，具有生态恢复功能，通过下述方法得到：
1)将有机分子酸和赤泥按质量比搅拌均匀，使有机分子酸调控赤泥中铁矿物形成表面吸附态铁离子；
2)添加糖类物质和水，搅拌后水浸湿赤泥，其中糖类物质作为腐殖化前驱体；
3)装入反应釜水热，实现糖类物质和有机分子酸的耦合定向腐殖化过程。
本发明提供的制备上述定向腐殖化强化造土的方法：
1)将有机分子酸和赤泥按质量比搅拌均匀，使有机分子酸调控赤泥中铁矿物形成表面吸附态铁离子；
2)添加糖类物质和水，搅拌后水浸湿赤泥，其中糖类物质作为腐殖化前驱体；
3)装入反应釜水热，实现糖类物质和有机分子酸的耦合定向腐殖化过程。
所述的方法中，有机分子酸包括草酸、柠檬酸和苹果酸中的一种或几种；赤泥为铝业制造所产生的固体废弃物。
所述的方法中，有机分子酸添加的质量为赤泥质量的0.5-2％。
所述的方法中，糖类物质包括单糖、二糖和多糖中的一种或几种；糖类物质添加的质量为赤泥质量的20-200％。
所述的方法中，糖类物质包括葡萄糖、蔗糖和淀粉中的一种或几种。
所述的方法中，水的添加量至全部固体赤泥被浸湿，没有明显水流即停止加水。
所述的方法中，水热反应温度为160-240℃，水热反应时间为5-18h。
本发明上述定向腐殖化强化造土可用于需要生态修复的贫瘠土壤区域中。
所述的应用中，定向腐殖化强化造土原位喷撒于需要生态修复的贫瘠土壤区域中，用原位搅拌装置搅拌均匀，稳定化一周后，种植植被。
本发明的有益效果是：
本发明的定向腐殖化强化造土方法和应用，通过有机分子酸调控赤泥中铁矿物形态，定向改性糖类物质水热腐殖化过程，再造结构合理和性能优异土壤，并将其用于贫瘠土壤或重金属污染土壤修复，进一步通过植被栽培，恢复区域生态功能。该技术方案在利用赤泥的同时，制造了一种腐殖化土壤，并能够有效修复不良土地，实现区域生态恢复，种植植被存活率提升90％以上。
具体实施方式
本发明的技术方案如下：
1)首先将有机分子酸和赤泥按照一定质量比搅拌均匀，有机分子酸调控赤泥中铁矿物形成表面吸附态铁离子；然后添加适量糖类物质和水，搅拌后水刚好浸湿赤泥，糖类物质作为腐殖化前驱体；接着装入反应釜水热一定时间，实现糖类物质和有机分子酸的耦合定向腐殖化过程，腐殖质能够有效改善土壤团粒结构；最后将水热反应产物直接收集备用，产物即为具有生态恢复功能新造土。
2)将新造土用于需要生态修复的贫土区域，直接原位喷撒于待恢复区域，用原位搅拌装置搅拌均匀，稳定化一周后，种植植被，实现区域生态功能恢复。
按上述方案，有机分子酸包括草酸、柠檬酸和苹果酸等。有机分子酸按照赤泥质量的0.5-2％添加。赤泥来源于铝业制造所产生的固体废弃物。
按上述方案，糖类物质包括葡萄糖、蔗糖和淀粉等单糖、二糖和多糖。糖类物质的投加量为赤泥用量的20-200％。
按上述方案，缓慢添加水，边加水边搅拌，直到全部固体赤泥被浸湿，没有明显水流就停止加水。
按上述方案，水热反应温度为160-240℃，水热反应时间为5-18h，水热产物为腐殖酸包裹的矿物基新土，有机质和速效钾含量提升两倍以上，速效磷含量提升50％以上，土壤肥力各指标良好，土壤团粒结构合理。
按上述方案，新造土直接用于待修复区域，搅拌均匀后放置7天，种植植被存活率提升90％以上，显著提升了待修复区域的生态功能。
实施例1
首先称量400g赤泥和8g草酸，搅拌2分钟，加入80g葡萄糖，搅拌1分钟，逐滴加入25ml水，搅拌2分钟，放入反应釜中200℃反应12h。反应结束后收集腐殖化土壤，测试土壤ph为7.23，土壤团粒结构合理，与原始赤泥对比，发现种植紫穗槐存活率提升100％，紫穗槐在原始赤泥基底中无法生长。
实施例2
首先称量400g赤泥和2g柠檬酸，搅拌2分钟，加入800g蔗糖，搅拌1分钟，逐滴加入20ml水，搅拌2分钟，放入反应釜中160℃反应18h。反应结束后收集腐殖化土壤，测试土壤ph为4.62，土壤团粒结构合理，与山东某盐碱地土壤(ph＝8.35)按照质量比1:3混合均匀，共4公斤土壤，混合均匀后种植10颗玉米粒。分析土壤理化性质发现，相对于盐碱地土壤，有效组分(k和有机质)显著提升约70％，土壤保水率提升43％，玉米发芽率提升90％，即混合土壤10颗玉米粒全部发芽。
实施例3
首先称量400g赤泥和4g苹果酸，搅拌2分钟，加入200g淀粉，搅拌1分钟，逐滴加入20ml水，搅拌2分钟，放入反应釜中240℃反应5h。反应结束后收集腐殖化土壤，测试土壤ph为6.25，土壤团粒结构合理，与山东某盐碱地土壤(ph＝8.35)按照质量比1:2混合均匀，共6公斤土壤，混合均匀后种植20颗玉米粒。分析土壤理化性质发现，相对于盐碱地土壤，有效组分(k和有机质)显著提升约90％，土壤保水率提升57％，玉米发芽率提升95％，即混合土壤20颗玉米粒全部发芽。
1.一种基于铁循环调控的定向腐殖化强化造土，通过下述方法得到：
1)将有机分子酸和赤泥按质量比搅拌均匀，使有机分子酸调控赤泥中铁矿物形成表面吸附态铁离子；
2)添加糖类物质和水，搅拌后水浸湿赤泥，其中糖类物质作为腐殖化前驱体；
3)装入反应釜水热，实现糖类物质和有机分子酸的耦合定向腐殖化过程。
2.制备权利要求1所述定向腐殖化强化造土的方法：
1)将有机分子酸和赤泥按质量比搅拌均匀，使有机分子酸调控赤泥中铁矿物形成表面吸附态铁离子；
2)添加糖类物质和水，搅拌后水浸湿赤泥，其中糖类物质作为腐殖化前驱体；
3)装入反应釜水热，实现糖类物质和有机分子酸的耦合定向腐殖化过程。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，有机分子酸包括草酸、柠檬酸和苹果酸中的一种或几种；赤泥为铝业制造所产生的固体废弃物。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，有机分子酸添加的质量为赤泥质量的0.5-2％。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，糖类物质包括单糖、二糖和多糖中的一种或几种；糖类物质添加的质量为赤泥质量的20-200％。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，糖类物质包括葡萄糖、蔗糖和淀粉中的一种或几种。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，水的添加量至全部固体赤泥被浸湿，没有明显水流即停止加水。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，水热反应温度为160-240℃，水热反应时间为5-18h。
9.权利要求1所述的定向腐殖化强化造土在需要生态修复的贫瘠土壤区域中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其中，定向腐殖化强化造土原位喷撒于需要生态修复的贫瘠土壤区域中，用原位搅拌装置搅拌均匀，稳定化后种植植被。