1.本发明涉及有机肥技术领域，具体涉及一种改良土壤的有机肥及其制备方法。
背景技术：
2.土壤不合理应用是近年来我国土地退化的主要原因，北方土壤盐碱化严重，南方土壤酸化严重，已经成为我国土壤退化的现状。盐碱化土壤对作物减产等方面的危害已经引起众多专家学者及劳动人民的重视，为此，发明出各种方法以应对耕地土壤盐碱化，然而，土壤的酸化问题，并没有引气足够的重视，对酸化土壤的处理方法仍然采用传统的在土壤中添加生石灰，生石灰能够在一定阶段内迅速改变土壤的ph值，改善土壤酸化问题，但是，不同酸化土地生石灰使用量不同，难以把握，并且，短时间内过快的改变土壤属性，会使得土壤中微生物迅速失衡，甚至在短时间内大量杀死土壤中的微生物，长时间内导致土壤肥力下降。
3.近年来，对盐碱化土壤改良的实践中发现，减少化肥的使用，改用有机肥，能在较大程度上改善土壤状况，增强土壤的肥力，尤其是带有缓释效果的有机肥在缓慢改良土壤方面具有独特的优势。基于有机肥的优点，专家学者提出了有机肥在改良酸化土壤方面具有潜在应用价值。然而，现有有机肥，多为偏酸性，改良酸性土壤的有机肥需要减弱现有有机肥的酸性，增强有机肥中潜在的碱性物质含量，同时要求碱性物质不能过快的释放，需要缓慢改善土壤的性质，以达到改良土壤，不减弱肥力的效果。此外，有机肥中碱性物质与偏酸性有机质的稳定存在问题需要解决，以满足在实际运输和使用过程中，肥料的长效保存问题。为此，需要发展一种用于改善酸性土壤的有机肥，且此有机肥能够长时间保存，在使用过程中能够长效改善土壤性质。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种改良土壤的有机肥及其制备方法，制得的有机肥具有调节酸性土壤以及持续改善土壤养分的作用，能够有效改良土壤，并且是形成二次包裹层，两层包裹层配合，起到稳定化肥颗粒形状的作用，也能起到有机肥缓释的作用，又有利于有机肥在运输或保存过程中不易变性。
5.为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种改良土壤的有机肥，包括以下质量份数的原料：猪粪60～80份，豆渣10～20份，贝壳30～40份，碳量子点2～3份，秸秆40～60份，林业废弃物30～40份，微生物菌剂3～5份，腐殖酸10～20份，煤泥10～20份，木薯淀粉20～30份，沼液20～30份，k2co3溶液30～60份；
7.改良土壤有机肥的制备方法，包括以下步骤：
8.步骤一：取质量份数的贝壳，破碎并过20目筛，得到贝壳粉末，加入质量份数的k2co3溶液，浸泡24h后，晾干，放置在马弗炉中，600～800℃炭化1～2h，得到炭化贝壳，然后取质量份数的碳量子点和15～30倍碳量子点质量的去离子水，超声分散，分三次喷洒到炭
化贝壳上，待炭化贝壳自然干燥后再次喷洒，得到贝壳炭；
9.步骤二：取质量份数的林业废弃物，破碎并过10～20目筛，加入1～2倍林业废弃物质量的水，浸泡24h后，放置在马弗炉中，400～600℃炭化2～3h，得到生物质炭；
10.步骤三：取质量份数的猪粪、秸秆、豆渣，加入质量份数的微生物菌剂，混合均匀后，放入发酵罐中，调节湿度和温度，恒温发酵10～18天，加入步骤二中得到的生物质炭，混合均匀后，继续发酵8～10天，得到发酵物；
11.步骤四：取步骤三中得到的发酵物与步骤二中得到的贝壳炭，加入质量份数的腐殖酸混合均匀后，转移到滚筒造粒机中，造粒，然后取质量份数的木薯淀粉均匀撒在湿润的颗粒表面，以40～60r/min的速度搅拌20～30min后，再均匀喷洒质量份数的沼液，干燥，得到颗粒混合物，取质量份数的煤泥，加水润湿，加入到颗粒混合物中，搅拌混合均匀后，再次造粒并干燥，得到改良土壤的有机肥。
12.优选，碳量子点为水溶性碳量子点，为用乙酸溶解壳聚糖后转移到水热反应釜中，在180℃下水热反应12h，冷却到室温后，水洗2次，18000r/min离心后得到，其中乙酸为分析纯，乙酸用量为10～20倍壳聚糖质量。
13.优选，林业废弃物为枝桠、枝条、伐根、削头、锯末中的一种或多种。
14.优选，微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌、黑霉菌、青霉菌、解淀粉芽孢杆菌中的一种或几种。
15.优选，沼液为餐厨废物厌氧发酵后所产生的废液经过紫外灭菌得到。
16.优选，木薯淀粉为羟基化木薯淀粉，为木薯淀粉在碱性条件下与缩水甘油发生醚化反应，生成二羟基丙基木薯淀粉。
17.优选，有机肥制备方法的步骤三中，发酵罐温度为60～80℃，湿度为60～80％。
18.优选，微生物菌剂在使用前，使用质量分数为0.3～0.5％的红糖水浸泡30～120min，红糖水的质量为3～5倍微生物菌剂的质量。
19.优选，有机肥制备方法的步骤四中，加入质量份数的腐殖酸后，混合造粒尺寸为0.3～0.4cm，加入煤泥后，再次混合造粒尺寸为0.6～0.8cm，最后干燥后水分含量为30～40％。
20.优选，k2co3溶液为0.1mol/l的k2co3溶液。
21.本发明的有益效果：
22.1、使用贝壳制备成贝壳炭，并将水溶性碳量子点分散在贝壳炭孔道内，使用林业废弃物制备成生物质炭，以猪粪、豆渣、秸秆为主要原料混合发酵后再与生物质炭二次发酵，使得发酵后的产物被吸附到生物质炭孔道内，形成具有缓释作用的发酵物，发酵物与腐殖酸和贝壳炭混合均匀后，造粒，形成湿润的颗粒，与羟基化木薯淀粉混合，使木薯淀粉包裹在所造的颗粒上，形成包覆层，再喷淋上沼液，再次包裹上煤泥，二次造粒，形成二次包裹层，干燥后得到改良土壤的有机肥；其中贝壳炭制备前使用碳酸钾浸泡，成炭后具有弱碱性，具有调节酸性土壤的作用，发酵物具有持续改善土壤养分的作用，能够有效改良土壤；羟基化木薯淀粉上游离的羟基能够与被包裹物发生氢键键合或者与羧酸官能团发生酯化反应，形成紧密的第一包裹层，起到稳定化肥颗粒形状的作用，煤泥的二次包裹，与第一包裹层配合，既能起到有机肥缓释的作用，又有利于有机肥在运输或保存过程中不易变性。
23.2、猪粪为有机肥的基础原料，与豆渣、秸秆一起在微生物菌剂的作用下，发酵后，
富含氮、磷、钙，少量的钾，能够为土壤提供充足的营养物质；豆渣的加入混合发酵，为发酵物提高较高的蛋白质成分；秸秆的加入，使得发酵过程中，发酵物疏松，有利于猪粪、豆渣的充分发酵，同时，秸秆作为有机肥的天然原料，同样为有机肥能够提供无机酸、脂肪类、无机盐等成分，植物和动物废弃物共同发酵，为有机肥提供全方面充分的养分，发酵菌剂在使用前使用红糖水浸泡，后同时加入，红糖水有利于激活发酵菌剂的活性，有利于发酵的迅速进行和充分发酵。
24.3、贝壳主要成分是碳酸钙，含有有机成分，具有一定的孔隙结构，使用碳酸钾浸泡贝壳，碳酸钾进入到贝壳的孔道结构内，在高温炭化过程时，钾蒸汽和由碳酸钾分解产生的二氧化碳对贝壳起到造孔作用，使制备得到的贝壳炭为疏松多孔结构，且残留的钾元素遇水呈碱性，贝壳本身的碳酸钙变薄，易被分解成更小的颗粒，容易被作物吸收，炭质的贝壳炭分解缓慢，参与酸性土壤的调节和改良时能够长效缓慢改良酸性土壤。
25.4、碳量子点为水溶性，由一步水热法制备得到，基于其原料为壳聚糖，制备得到的碳量子点表面具有羟基和氨基，易于溶解在水中，分批喷洒在贝壳炭上，随着水溶液进入到贝壳炭孔道内部，易于富集在贝壳炭孔道内，后在贝壳炭分解或坍塌后，逐步释放在土壤中，逐步增加土壤中可水溶性碳源，纳米级碳能够被作物吸收，作为作物生长所需要的碳，充分保证有机肥对土壤中碳源的补充，碳量子点上的氨基能够为有机肥提供氮元素，有利于增加土壤中总氮含量。
26.5、林业废弃物用水浸泡，后炭化成生物质炭，生物质炭参与发酵过程，使得发酵后的成分进入到生物炭的孔道内部，一方面对发酵后的成分起到缓释的效果，另一方面，使得发酵后的成分与贝壳炭不完全接触，避免了贝壳炭对发酵后的成分的破坏，如避免碱性的贝壳炭对有机酸的破坏，保障了发酵物与偏碱性的贝壳炭的稳定存在。
27.6、腐殖酸的使用，作为有机肥的组成成分之一，与其它发酵产物配合，进一步保证有机肥中所富含的养分，同时，腐殖酸的使用，填充在贝壳炭和发酵混合物之间，有利于造粒过程，使得有机肥成为一个整体的结构，制成颗粒状，颗粒状的有机肥，有利于有机肥的运输和保存。
28.7、沼液为餐厨废弃物厌氧发酵后所产生的废液，无害化处理后，含有溶容类无机物、有机养分等，用在有机肥中，为扩大餐厨废弃物资源化利用提供途径，同时沼液中所含的养分能够为有机肥进一步增加有利于植物吸收的营养物质，喷淋的加入方法，使沼液均匀渗透进入生物质炭、贝壳炭、腐殖酸、发酵混合物的孔隙内部或者孔隙间，有利于沼液中肥力的保存。
具体实施方式
29.下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例1
31.一种改良土壤的有机肥，包括以下质量份数的原料：猪粪60份，豆渣10份，贝壳30份，碳量子点2份，秸秆40份，林业废弃物30份，微生物菌剂3份，腐殖酸10份，煤泥10份，木薯淀粉20份，沼液20份，k2co3溶液30份；
32.所述改良土壤有机肥的制备方法，包括以下步骤：
33.步骤一：取质量份数的贝壳，破碎并过20目筛，得到贝壳粉末，加入质量份数的k2co3溶液，浸泡24h后，晾干，放置在马弗炉中，600℃炭化1h，得到炭化贝壳，然后取质量份数的碳量子点和15倍碳量子点质量的去离子水，超声分散，分三次喷洒到炭化贝壳上，待炭化贝壳自然干燥后再次喷洒，得到贝壳炭；
34.步骤二：取质量份数的林业废弃物，破碎并过10目筛，加入1倍林业废弃物质量的水，浸泡24h后，放置在马弗炉中，400℃炭化2h，得到生物质炭；
35.步骤三：取质量份数的猪粪、秸秆、豆渣，加入质量份数的微生物菌剂，混合均匀后，放入发酵罐中，调节湿度和温度，恒温发酵10天，加入步骤二中得到的生物质炭，混合均匀后，继续发酵8天，得到发酵物；
36.步骤四：取步骤三中得到的发酵物与步骤二中得到的贝壳炭，加入质量份数的腐殖酸混合均匀后，转移到滚筒造粒机中，造粒，然后取质量份数的木薯淀粉均匀撒在湿润的颗粒表面，以40r/min的速度搅拌20min后，再均匀喷洒质量份数的沼液，干燥，得到颗粒混合物，取质量份数的煤泥，加水润湿，加入到颗粒混合物中，搅拌混合均匀后，再次造粒并干燥，得到改良土壤的有机肥。
37.实施例2
38.一种改良土壤的有机肥，包括以下质量份数的原料：猪粪80份，豆渣20份，贝壳40份，碳量子点3份，秸秆60份，林业废弃物40份，微生物菌剂5份，腐殖酸20份，煤泥20份，木薯淀粉30份，沼液30份，k2co3溶液60份；
39.所述改良土壤有机肥的制备方法，包括以下步骤：
40.步骤一：取质量份数的贝壳，破碎并过20目筛，得到贝壳粉末，加入质量份数的k2co3溶液，浸泡24h后，晾干，放置在马弗炉中，800℃炭化2h，得到炭化贝壳，然后取质量份数的碳量子点和30倍碳量子点质量的去离子水，超声分散，分三次喷洒到炭化贝壳上，待炭化贝壳自然干燥后再次喷洒，得到贝壳炭；
41.步骤二：取质量份数的林业废弃物，破碎并过20目筛，加入2倍林业废弃物质量的水，浸泡24h后，放置在马弗炉中，600℃炭化3h，得到生物质炭；
42.步骤三：取质量份数的猪粪、秸秆、豆渣，加入质量份数的微生物菌剂，混合均匀后，放入发酵罐中，调节湿度和温度，恒温发酵18天，加入步骤二中得到的生物质炭，混合均匀后，继续发酵10天，得到发酵物；
43.步骤四：取步骤三中得到的发酵物与步骤二中得到的贝壳炭，加入质量份数的腐殖酸混合均匀后，转移到滚筒造粒机中，造粒，然后取质量份数的木薯淀粉均匀撒在湿润的颗粒表面，以60r/min的速度搅拌30min后，再均匀喷洒质量份数的沼液，干燥，得到颗粒混合物，取质量份数的煤泥，加水润湿，加入到颗粒混合物中，搅拌混合均匀后，再次造粒并干燥，得到改良土壤的有机肥。
44.实施例3
45.一种改良土壤的有机肥，包括以下质量份数的原料：猪粪70份，豆渣15份，贝壳35份，碳量子点2份，秸秆50份，林业废弃物35份，微生物菌剂4份，腐殖酸15份，煤泥15份，木薯淀粉25份，沼液25份，k2co3溶液45份；
46.所述改良土壤有机肥的制备方法，包括以下步骤：
47.步骤一：取质量份数的贝壳，破碎并过20目筛，得到贝壳粉末，加入质量份数的k2co3溶液，浸泡24h后，晾干，放置在马弗炉中，700℃炭化1h，得到炭化贝壳，然后取质量份数的碳量子点和15～30倍碳量子点质量的去离子水，超声分散，分三次喷洒到炭化贝壳上，待炭化贝壳自然干燥后再次喷洒，得到贝壳炭；
48.步骤二：取质量份数的林业废弃物，破碎并过15目筛，加入2倍林业废弃物质量的水，浸泡24h后，放置在马弗炉中，500℃炭化2，得到生物质炭；
49.步骤三：取质量份数的猪粪、秸秆、豆渣，加入质量份数的微生物菌剂，混合均匀后，放入发酵罐中，调节湿度和温度，恒温发酵15天，加入步骤二中得到的生物质炭，混合均匀后，继续发酵9天，得到发酵物；
50.步骤四：取步骤三中得到的发酵物与步骤二中得到的贝壳炭，加入质量份数的腐殖酸混合均匀后，转移到滚筒造粒机中，造粒，然后取质量份数的木薯淀粉均匀撒在湿润的颗粒表面，以50r/min的速度搅拌25min后，再均匀喷洒质量份数的沼液，干燥，得到颗粒混合物，取质量份数的煤泥，加水润湿，加入到颗粒混合物中，搅拌混合均匀后，再次造粒并干燥，得到改良土壤的有机肥。
51.取某酸化水稻土，ph为4.83，干燥后，打粉，过10目筛，平均分为四份，记为组1、组2、组3和组4，实施例1～3制备的改良土壤有机肥按照每立方米0.5kg的比例均匀参杂入组1～3的土壤中，对比例为组4不施加有机肥，每天同一时刻，在组1～4中喷淋等量的水，保存土壤湿润，30天后，取土壤进行测试，得到的结果如表所示：
[0052] 实施例1实施例2实施例3对比例1ph5.956.356.264.85孔隙度(％)50.752.451.346.2总有机质(g/kg)30.532.331.623.6全氮(g/kg)17.619.518.410.2速效磷(mg/kg)24.626.225.819.6速效钾(mg/kg)37.338.737.635.1
[0053]
由上表所示，本发明方法所制备的有机肥，在施用在土壤中，能够有效改善酸性土壤的ph值，提高土壤的ph值，土壤的孔隙度得到了提高，土壤中的氮、磷、钾及有机质的含量得到了提高，施加有机肥，有利于改善土壤的养分，增加土壤的肥力。
[0054]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。