本发明属于土壤调理剂
技术领域：
，尤其涉及一种环保型多功能土壤调理剂。
背景技术：
：随着农业经济的发展及农业结构的调整，土地复种指数大大提高，耕地承载力加大，偏施和长期施用化肥导致的土壤板结、肥力下降直接降低了土地生产率。近年来，特别重金属污染已经成为对人类危害最大、难以治理的环境问题之一，遭受重金属污染的耕地近2000万hm2，土壤重金属污染形势已相当严峻，重金属污染土壤的治理已经刻不容缓。目前农业生产中已经应用的土壤调理剂种类较多，如沃特壮牌土壤调理剂，含硅≥22％，钙≥23％，镁≥9％，钾≥6％；微量元素：铜、铁、锌、硼、锰、钼、氯≥2％，总养分≥60％，虽然硅钙镁钾是作物生长必须的营养元素，但是该调理剂在重金属去除，防治病虫害，调节PH值等方面不够理想。赛众牌土壤调理剂不仅能根治根腐病，还能治疗农作物的腐烂病，并能防止土壤酸化，土壤板结等，但重金属去除能力差，养分不够充足。海天生物牌盐碱土壤调理剂能调节土壤酸碱度，改良盐碱土壤，具有解磷、解钾作用，还具有刺激协调作物生长，提高作物抗性的作用，肥料中的益生菌可抵抗杀除土壤中的致病菌、线虫，减轻土壤病害，增强作物的抗逆能力、防沤根、死棵、烂秧，但重金属去除能力差，杀虫能力及防病能力有限。基于以上原因，本申请人经过多年的实践经验，根据我国土壤污染的现状，利用农林废弃物变废为宝，研制出一种既具有改良土壤结构，防止土传病害，还能去除土壤重金属的环保型多功能土壤调理剂。技术实现要素：本发明的目的是提供一种环保型多功能土壤调理剂。本发明的目的是通过以下技术方案实现的，本环保型多功能土壤调理剂由稻草和松针制成，将干净干燥的稻草和松针粉碎至70-90目筛，加入到锐钛矿型纳米二氧化钛水分散液中，浸渍20h后，在90℃下干燥3h去除自由水分后，得到生物质材料；将生物质材料加入到热解反应器中，在无氧条件下，升温至420-480℃，进行热解炭化反应，保温40min后，以6℃/min的升温速度，升温至850-900℃保温1h，当温度降低至60℃时出料粗破碎得本发明生物质炭，将本发明生物质炭浸入生物质液中20h后干燥，加工至直径0.2-0.8mm得本发明环保型多功能土壤调理剂。作为一种优选，生物质原料粉碎至80目，粉碎的颗粒太大，二氧化钛负载量下降，颗粒太小时，粉碎工序的成本增高。作为一种优选，将生物质材料加入到热解反应器中，无氧条件为1L/min的氮气保护的条件下，升温至450℃，进行热解炭化反应，并保温40min。以稻草和松针为前驱物制备的生物质炭比表面积和孔体积虽然随着裂解温度的升高而升高，但当升温至420-480℃时，我们发现其热解炭化时的比表面积和孔结构变化不大，主要由于松针中含有大量的松针油不断溢出将微孔封堵，使其比表面积、总孔体积和微孔孔容变化不大，因此需要保温40min，为松针油全部溢出提供了足够的时间，在松针油的作用下使两种物料有足够的时间紧密结合，同时大量的松针油具有很好的粘性和延展性，为下一步高温热解时微孔的膨胀变大和微孔数量的增加提供了有利条件。作为一种优选，以6℃/min的升温速度，升温至870℃保温1h，当温度降低至60℃时出料粗破碎得生物质炭。大量实践证明，以6℃/min的升温速度升温制得的生物质炭比表面积、总孔体积较好，如果升温速度过快，得到的生物质炭裂纹现象严重，内部微孔不能最大限度的膨胀扩大，产生的微孔数量较少，膨大后的孔隙结构不够均匀；升温速度过慢影响生产率，增加生产费用。升温至860℃保温1h可得到理想的生物质炭，如果温度过高保温时间太长，生物质炭的产率降低，灰分含量上升，随着裂解温度的升高，酸性基团的数量减少，而碱性基团的数量增加，酸性基团减少量大于碱性基团增量，生物质炭的官能团总量逐渐减少；如果温度过低保温时间太短，得到的生物质炭比表面积、总孔体积和微孔孔容较小，达不到理想的使用效果。所述生物质液是由紫花鱼灯草500g、酒药花600g、麻柳叶550g、博落回650g加入180L水，先以武火煮沸后，改用文火加热1h过滤制得。作为一种优选，稻草和松针按重量比1∶1.3混合，如果松针含量过高，将产生过多的焦油阻塞内部孔隙结构，使的总孔体积较小，如果松针含量过低，产生的松针油较少，两物质间结合不够牢固，微孔不能最大限度的膨胀扩大，总孔体积较小。本土壤调理剂呈碱性，施用后可以提高土壤的pH值并降低重金属对植物的毒性，其表面含有丰富的含氧官能团，具有较高的阳离子交换量，施入土壤后可以提高土壤的阳离子交换量；具有高度的孔隙结构，可以增加土壤的孔隙度和持水性，改善土壤环境，有利植物根系生长；具有较高的化学和生物学稳定性，可以增强土壤的固碳作用，减少土壤碳排放量；有延缓肥料养分释放、降低肥料及土壤养分的损失及提高微生物活性、保水保肥的应用效果；同时也为土壤微生物和植物提供了良好的生长环境，增加土壤微生物的数量，显著改善微生物群落的组成，对养分循环、植物病原菌和植物生长起到了重要的调节作用。试验资料1、为了更好地说明本发明的有益效果，特做以下实验，将本发明的环保型多功能土壤调理剂设为A组；将稻草和松针按重量比1∶1混合，利用大型炭化设备在750℃缺氧条件下持续热解3h制备而成的生物质炭设为B组；利用实验室小型热解装置将稻草于600℃缺氧条件下热解50min制成的稻草炭设为C组；利用实验室小型热解装置将松针于600℃缺氧条件下热解50min制成的松针炭设为D组。采用物理吸附仪在77K下测定活性炭的氮气吸附-脱附等温线，通过BET方程、Langmuir方程、BJH和DFT法计算各种不同制备方法下活性炭的比表面积、总孔容、平均孔径。各种生物质炭的实验数据如下表。组别比表面积总孔容平均孔径碘吸附值亚甲基蓝吸附值A组1622.151m2/g0.9854cm3/g5.029nm2477.982mg/g389mg/gB组1031.551m2/g0.6009cm3/g3.679nm1711.786mg/g303mg/gC组998.453m2/g0.5999cm3/g3.342nm1609.112mg/g289mg/gD组1033.663m2/g0.5855cm3/g3.549nm1988.977mg/g324mg/g2、称150kg风干的供试污染土壤分成10份，分别置于塑料盆中，以不添加生物质炭的处理为空白对照(CK)，将本发明的环保型多功能土壤调理剂与各组生物质炭分别施入塑料盆内混匀，共5个处理，每个处理重复2次，2个月后实验结果如下表。组别PH值每份添加量交换性铝含量速效氮含量速效钾含量速效磷含量有机质含量(％)A组6.8300g65mg/kg69.1mg/kg45.8mg/kg64.9mg/kg1.69B组6.2300g112mg/kg54.2mg/kg39.9mg/kg51.5mg/kg1.60C组6.1300g143mg/kg51.8mg/kg40.1mg/kg55.2mg/kg1.64D组5.9300g154mg/kg57.6mg/kg38.8mg/kg49.6mg/kg1.61CK5.70387mg/kg31.1mg/kg30.4mg/kg36.6mg/kg1.523、采用原子荧光光谱法(AFS)，对土壤中几种重金属的检测结果见下表。组别Pb(mg/kg)Cd(mg/kg)Cr(mg/kg)As(mg/kg)A组250.1489B组1430.39919C组1220.410327D组1340.411125CK2600.620040研究表明，添加本发明的环保型多功能土壤调理剂可提高土壤pH，增强对Cd和Ni的吸附。因此引起了土壤中重金属有效态含量的降低，说明土壤pH的升高是降低土壤中重金属有效态含量的一个重要因素。在土壤中添加本发明环保型多功能土壤调理剂后，土壤有效磷含量增加，磷酸盐可与重金属发生反应生成稳定的沉淀物或络合物，从而降低重金属有效态含量。4、挑选均匀一致的辣椒种子，用0.1％的次氯酸钠消毒后，播于育苗钵中，2周后移植，每盆2株。辣椒成熟时收获，收获时测定辣椒挂果数、单果重、产量以及辣椒V-C含量；并观察记录生长情况。组别单果重(g)挂果数V-C(mg/100g)发病率(％)虫害率(％)产量增幅(％)A组15.3282840087B组13.121206252535C组12.519200252533D组12.319198252524CK11.61518025500通过以上实验可知，在相同条件下，使用本发明的环保型多功能土壤调理剂取得了理想的实验效果，有效的控制了植株的发病率和虫害率，减少了农药的使用量，提高了产品的质量和产量。5、采用原子荧光光谱法(AFS)，对采收的辣椒中几种重金属的检测结果见下表。组别Pb(mg/kg)Cd(mg/kg)Hg(mg/kg)As(mg/kg)A组0.10.030.0060.2B组0.30.060.0150.5C组0.20.070.0150.5D组0.20.060.0200.4CK0.30.090.0250.6通过上表可知，使用本发明环保型多功能土壤调理剂生产的辣椒质量最好，符合NY/T655-2002食品茄果类蔬菜质量要求，本发明的环保型多功能土壤调理剂制得推广应用。具体实施方式本环保型多功能土壤调理剂由稻草和松针按重量比1∶1.3制成，其制备方法为；将干净干燥的稻草和松针粉碎至80目筛，加入到锐钛矿型纳米二氧化钛水分散液中，浸渍20h后，在90℃下干燥3h去除自由水分后，得到生物质材料；将生物质材料加入到热解反应器中，在无氧条件下，升温至450℃，进行热解炭化反应，保温40min后，以6℃/min的升温速度，升温至870℃保温1h，当温度降低至60℃时出料粗破碎得本发明生物质炭，将本发明生物质炭浸入由紫花鱼灯草500g、酒药花600g、麻柳叶550g、博落回650g加入180L水，先以武火煮沸后，改用文火加热1h过滤制得的生物质液中20h后干燥，加工至直径0.2-0.8mm得本发明环保型多功能土壤调理剂。当前第1页1 2 3