本发明涉及一种无重金属土壤调理剂的制备方法，属于土壤调理剂制备领域。
背景技术：
土壤调理剂是由农用保水剂及富含有机质、腐殖酸的天然泥炭或其他有机物为主要原料，辅以生物活性成分及营养元素组成，经科学工艺加工而成的产品，有极其显著的“保水、增肥、透气”三大土壤调理性能，能够打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性、降低土壤容重，促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力；具有改良土壤，治理荒漠。保水抗旱，增强农作物抗病能力，提高农作物产量，改善农产品品质，恢复农作物原生态等功能，大幅度提高植树成活率和农产品产量；改善农林产品品质，恢复农林产品的天然风貌。完全无公害，无污染，无生物激素，不同于国际市场上各种化肥、农药、叶面肥和生物激素，是世界农林业种植的新型绿色生产资料。
目前国内生产的土壤调理剂主要是以麦饭石、蒙脱石、牡蛎壳、硅钙矿、炉渣以及粉煤灰并添加絮凝剂或保水剂配制而成，基本上以物理混拌或添加形式完成，工艺简单，但原料中的各种重金属含量无法消除，长期施用于土壤无疑会造成土壤重金属富积，对土壤生态产生一种危害，更不利于土壤的长期可持续利用生产，同时对农产品品质产生不良影响。
蚯蚓粪是一种黑色、均一、有自然泥土味的细碎类物质，具有很好的孔性、通气性、排水性和高的持水量。微小的颗粒状还能帮助增进土壤与空气尽可能地接触，因为它们同土壤混合后使土壤不再板结和坚硬。蚯蚓粪因有很大的表面积，使得许多有益微生物得以生存，并具有吸收和保持营养物质的能力。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对目前国内生产的土壤调理剂主要是矿物质并添加絮凝剂或保水剂配制而成，基本上以物理混拌或添加形式完成，工艺简单，但原料中的各种重金属含量无法消除，长期使用会造成土壤中重金属富集，危害生态环境的缺陷，提供了一种无重金属土壤调理剂的制备方法。该方法将白米蒸熟发霉作为活化剂，用矿物质和腐殖质作为栽培基质，种植植物处理后取表层基质，接种蚯蚓进一步生物处理后得到蚯蚓粪，发酵改性后得到土壤调理剂，本发明利用曲霉发酵产生曲酸对栽培基质中的重金属进行活化络合，再通过植物根际分泌物进一步活化，减少基质对重金属的吸附并增加其水溶性与扩散性，再通过根冠分泌的大分子有机物络合重金属，实现重金属在其根部的富集，最后拔除植物得以去除重金属离子，将去除重金属离子的基质再通过蚯蚓取食处理，得到蚯蚓粪，通过蚯蚓吸收进一步去除重金属，最后利用蚯蚓粪发酵改性最终制得不含重金属的土壤调理剂，具有广阔的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）将白米和水按质量比为1:2混合后放入铁锅中在95～110℃下蒸煮30～40min，得到蒸熟的白米，在干净的竹筛表面铺上一层甘草，将蒸熟的白米平铺在甘草上，按接种量为5%向白米上接入曲霉，再将竹筛放置在25～30℃下自然发霉2～3周，得到自制活化剂，备用；
（2）用挖土机挖出一个边长为20m，深0.5～0.8m的正方形处理池，在池底铺上一层厚度为10cm的锯木屑，按重量份数计称取30～40份河底淤泥、15～20份枯树叶、10～15份粉煤灰、2～5份无花果和10～20份麦饭石依次装入混凝土搅拌机中以60～65r/min转速搅拌混合1～2h得到混合物料；
（3）将上述得到的混合物料铺设在处理池的锯末屑层上，控制铺设厚度为30～40cm，铺设完成后向处理池中注入自来水，直至将混合物料完全浸没为止，将备用的自制活化剂按10～15g/m2的投加量投入处理池中，自然静置2～3天；
（4）待静置结束后向处理池中种植高度为5～10cm的天门冬苗，控制天门冬苗种植间距为8～10cm，并在每颗天门冬苗旁边扦插一根长度为1m的竹竿供其攀附，每隔5～8天对天门冬进行灌溉，每次灌溉水量以浸没混合物料为标准，待天门冬自然生长至株高为0.5～0.8m后人工拔除天门冬；
（5）收集处理池中表层深度3～5cm的混合物料并将其堆置成底面直径为1m的圆锥形料堆，按质量比为1:10将鲜活蚯蚓接入料堆中，用纱布将料堆掩盖，并用砖块将纱布底部压牢，每隔3～5天向料堆上撒入其总质量30%的自来水，静置培养30～40天直至蚯蚓将物料完全转化为蚯蚓粪为止；
（6）待上述培养结束后人工挑除蚯蚓，得到蚯蚓粪，按质量比为8:1:1将蚯蚓粪和百香果和葡萄皮依次装入气流粉碎机中粉碎，将粉碎后的产物装入发酵罐中，在30～40℃下自然发酵15～20天，发酵结束后将发酵物取出并自然风干后装袋，即得无重金属土壤调理剂。
本发明的具体应用方法：在农作物播种前，将上述制备的无重金属土壤调理剂按施用量为70～80kg/亩均匀的撒入土壤表层，用翻耕机进行翻耕，待播撒完毕后，即可播种农作物，与传统的土壤调理剂相比，本发明制得的调理剂持水量提高30～40％，土壤容重下降0.1～0.2g/cm3，农作物产量提高20～30%。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制备的无重金属土壤调理剂制备步骤简单易操作，原材料易得，成本低廉；
（2）本发明制备的无重金属土壤调理剂不含重金属，不会造成土壤中重金属富集，对生态环境无任何危害；
（3）本发明制备的无重金属土壤调理剂施用后可以调节土壤理化性质，土壤持水量提高30～40％，土壤容重下降0.0～0.2g/cm3，农作物产量提高20～30%。
具体实施方式
将白米和水按质量比为1:2混合后放入铁锅中在95～110℃下蒸煮30～40min，得到蒸熟的白米，在干净的竹筛表面铺上一层甘草，将蒸熟的白米平铺在甘草上，按接种量为5%向白米上接入曲霉，再将竹筛放置在25～30℃下自然发霉2～3周，得到自制活化剂，备用；用挖土机挖出一个边长为20m，深0.5～0.8m的正方形处理池，在池底铺上一层厚度为10cm的锯木屑，按重量份数计称取30～40份河底淤泥、15～20份枯树叶、10～15份粉煤灰、2～5份无花果和10～20份麦饭石依次装入混凝土搅拌机中以60～65r/min转速搅拌混合1～2h得到混合物料；将上述得到的混合物料铺设在处理池的锯末屑层上，控制铺设厚度为30～40cm，铺设完成后向处理池中注入自来水，直至将混合物料完全浸没为止，将备用的自制活化剂按10～15g/m2的投加量投入处理池中，自然静置2～3天；待静置结束后向处理池中种植高度为5～10cm的天门冬苗，控制天门冬苗种植间距为8～10cm，并在每颗天门冬苗旁边扦插一根长度为1m的竹竿供其攀附，每隔5～8天对天门冬进行灌溉，每次灌溉水量以浸没混合物料为标准，待天门冬自然生长至株高为0.5～0.8m后人工拔除天门冬；收集处理池中表层深度3～5cm的混合物料并将其堆置成底面直径为1m的圆锥形料堆，按质量比为1:10将鲜活蚯蚓接入料堆中，用纱布将料堆掩盖，并用砖块将纱布底部压牢，每隔3～5天向料堆上撒入其总质量30%的自来水，静置培养30～40天直至蚯蚓将物料完全转化为蚯蚓粪为止；待上述培养结束后人工挑除蚯蚓，得到蚯蚓粪，按质量比为8:1:1将蚯蚓粪和百香果和葡萄皮依次装入气流粉碎机中粉碎，将粉碎后的产物装入发酵罐中，在30～40℃下自然发酵15～20天，发酵结束后将发酵物取出并自然风干后装袋，即得无重金属土壤调理剂。
实例1
将白米和水按质量比为1:2混合后放入铁锅中在95℃下蒸煮30min，得到蒸熟的白米，在干净的竹筛表面铺上一层甘草，将蒸熟的白米平铺在甘草上，按接种量为5%向白米上接入曲霉，再将竹筛放置在25℃下自然发霉2周，得到自制活化剂，备用；用挖土机挖出一个边长为20m，深0.5m的正方形处理池，在池底铺上一层厚度为10cm的锯木屑，按重量份数计称取30份河底淤泥、15份枯树叶、10份粉煤灰、2份无花果和10份麦饭石依次装入混凝土搅拌机中以60r/min转速搅拌混合1h得到混合物料；将上述得到的混合物料铺设在处理池的锯末屑层上，控制铺设厚度为30cm，铺设完成后向处理池中注入自来水，直至将混合物料完全浸没为止，将备用的自制活化剂按10g/m2的投加量投入处理池中，自然静置2天；待静置结束后向处理池中种植高度为5cm的天门冬苗，控制天门冬苗种植间距为8cm，并在每颗天门冬苗旁边扦插一根长度为1m的竹竿供其攀附，每隔5天对天门冬进行灌溉，每次灌溉水量以浸没混合物料为标准，待天门冬自然生长至株高为0.5m后人工拔除天门冬；收集处理池中表层深度3cm的混合物料并将其堆置成底面直径为1m的圆锥形料堆，按质量比为1:10将鲜活蚯蚓接入料堆中，用纱布将料堆掩盖，并用砖块将纱布底部压牢，每隔3天向料堆上撒入其总质量30%的自来水，静置培养30天直至蚯蚓将物料完全转化为蚯蚓粪为止；待上述培养结束后人工挑除蚯蚓，得到蚯蚓粪，按质量比为8:1:1将蚯蚓粪和百香果和葡萄皮依次装入气流粉碎机中粉碎，将粉碎后的产物装入发酵罐中，在30℃下自然发酵15天，发酵结束后将发酵物取出并自然风干后装袋，即得无重金属土壤调理剂。
在农作物播种前，将上述制备的无重金属土壤调理剂按施用量为70kg/亩均匀的撒入土壤表层，用翻耕机进行翻耕，待播撒，即可播种农作物，与传统的土壤调理剂相比，本发明制得的调理剂持水量提高30％，土壤容重下降0.1g/cm3，农作物产量提高20%。
实例2
将白米和水按质量比为1:2混合后放入铁锅中在105℃下蒸煮35min，得到蒸熟的白米，在干净的竹筛表面铺上一层甘草，将蒸熟的白米平铺在甘草上，按接种量为5%向白米上接入曲霉，再将竹筛放置在28℃下自然发霉2周，得到自制活化剂，备用；用挖土机挖出一个边长为20m，深0.6m的正方形处理池，在池底铺上一层厚度为10cm的锯木屑，按重量份数计称取35份河底淤泥、18份枯树叶、13份粉煤灰、4份无花果和15份麦饭石依次装入混凝土搅拌机中以63r/min转速搅拌混合1h得到混合物料；将上述得到的混合物料铺设在处理池的锯末屑层上，控制铺设厚度为35cm，铺设完成后向处理池中注入自来水，直至将混合物料完全浸没为止，将备用的自制活化剂按13g/m2的投加量投入处理池中，自然静置2天；待静置结束后向处理池中种植高度为8cm的天门冬苗，控制天门冬苗种植间距为9cm，并在每颗天门冬苗旁边扦插一根长度为1m的竹竿供其攀附，每隔6天对天门冬进行灌溉，每次灌溉水量以浸没混合物料为标准，待天门冬自然生长至株高为0.7m后人工拔除天门冬；收集处理池中表层深度4cm的混合物料并将其堆置成底面直径为1m的圆锥形料堆，按质量比为1:10将鲜活蚯蚓接入料堆中，用纱布将料堆掩盖，并用砖块将纱布底部压牢，每隔4天向料堆上撒入其总质量30%的自来水，静置培养35天直至蚯蚓将物料完全转化为蚯蚓粪为止；待上述培养结束后人工挑除蚯蚓，得到蚯蚓粪，按质量比为8:1:1将蚯蚓粪和百香果和葡萄皮依次装入气流粉碎机中粉碎，将粉碎后的产物装入发酵罐中，在35℃下自然发酵18天，发酵结束后将发酵物取出并自然风干后装袋，即得无重金属土壤调理剂。
在农作物播种前，将上述制备的无重金属土壤调理剂按施用量为75kg/亩均匀的撒入土壤表层，用翻耕机进行翻耕，待播撒，即可播种农作物，与传统的土壤调理剂相比，本发明制得的调理剂持水量提高35％，土壤容重下降0.2g/cm3，农作物产量提高25%。
实例3
将白米和水按质量比为1:2混合后放入铁锅中在110℃下蒸煮40min，得到蒸熟的白米，在干净的竹筛表面铺上一层甘草，将蒸熟的白米平铺在甘草上，按接种量为5%向白米上接入曲霉，再将竹筛放置在30℃下自然发霉3周，得到自制活化剂，备用；用挖土机挖出一个边长为20m，深0.8m的正方形处理池，在池底铺上一层厚度为10cm的锯木屑，按重量份数计称取40份河底淤泥、20份枯树叶、15份粉煤灰、5份无花果和20份麦饭石依次装入混凝土搅拌机中以65r/min转速搅拌混合2h得到混合物料；将上述得到的混合物料铺设在处理池的锯末屑层上，控制铺设厚度为40cm，铺设完成后向处理池中注入自来水，直至将混合物料完全浸没为止，将备用的自制活化剂按15g/m2的投加量投入处理池中，自然静置3天；待静置结束后向处理池中种植高度为10cm的天门冬苗，控制天门冬苗种植间距为10cm，并在每颗天门冬苗旁边扦插一根长度为1m的竹竿供其攀附，每隔8天对天门冬进行灌溉，每次灌溉水量以浸没混合物料为标准，待天门冬自然生长至株高为0.8m后人工拔除天门冬；收集处理池中表层深度5cm的混合物料并将其堆置成底面直径为1m的圆锥形料堆，按质量比为1:10将鲜活蚯蚓接入料堆中，用纱布将料堆掩盖，并用砖块将纱布底部压牢，每隔5天向料堆上撒入其总质量30%的自来水，静置培养40天直至蚯蚓将物料完全转化为蚯蚓粪为止；待上述培养结束后人工挑除蚯蚓，得到蚯蚓粪，按质量比为8:1:1将蚯蚓粪和百香果和葡萄皮依次装入气流粉碎机中粉碎，将粉碎后的产物装入发酵罐中，在40℃下自然发酵20天，发酵结束后将发酵物取出并自然风干后装袋，即得无重金属土壤调理剂。
在农作物播种前，将上述制备的无重金属土壤调理剂按施用量为80kg/亩均匀的撒入土壤表层，用翻耕机进行翻耕，待播撒，即可播种农作物，与传统的土壤调理剂相比，本发明制得的调理剂持水量提高40％，土壤容重下降0.2g/cm3，农作物产量提高30%。