本发明属于土壤改良剂技术领域，具体涉及一种土壤改良剂及其制备方法。
背景技术：
农田土壤有机碳化释放二氧化碳是温室气体排放的重要途径，随着温室气体排放任务实施的日益简单，如何减少土地中温室气体的排放、增加陆地生态系统碳汇成为当前研究的热点问题。
生物质炭是生物质在无氧或者限氧条件下热解得到一种细粒度、多孔性碳质材料。生物质炭的主要成分为碳、氢、氧，还有钾、钙、钠、镁和硅等灰分元素。生物质炭的元素组成与炭化温度以及织物的生长地的土壤类型、植物种类有关。生物质炭具有发达的孔隙结构，巨大的比表面积，还含有羧基、羟基、醛基等含氧官能团，因此生物炭具有较高的阳离子交换量和较强的吸附性能，对土壤中的水分、无机离子、极性或者非极性有机化合物具有很好的吸附作用，还可以改良土壤结构，降低农田温室气体排放，持留土壤养分，修复土壤污染，特别适合用于土壤改良。
现有技术中生物碳土壤改良剂多是以枯叶树枝或者污泥作为生物碳的原料，这种生物碳虽然是对废物进行利用，但是生物碳的功能性也十分有限。
技术实现要素：
本发明提供了一种土壤改良剂及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述土壤改良剂采用活性淤泥、玉米芯、猪毛菜等为原料，原料之间相互协同作用，不仅可以改良土壤的理化性能，降低温室气体排放，还具有杀菌抑菌，调节植物生长的功效。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种土壤改良剂，包括如下重量份的原料：活性淤泥10～20份、玉米芯15～30份、脱硫石膏8～17份、猪毛菜10～50份、硅质石化粉9～17份、氨基酸粉5～13份、米糠6～12份、腐殖酸10～20份、沸石粉9～15份、改性硅藻土5～11份、水溶性高分子聚合物7～14份、菌丝体3～5份、蛋白渣2～4份、冬葵子1～3份、泽兰2～3份、川楝子1～2份。
优选的，所述土壤改良剂，包括如下重量份的原料：活性淤泥13～18份、玉米芯19～27份、脱硫石膏10～15份、猪毛菜20～40份、硅质石化粉13～16份、氨基酸粉7～11份、米糠8～10份、腐殖酸14～17份、沸石粉11～13份、改性硅藻土8～10份、水溶性高分子聚合物9～13份、菌丝体3.5～4.3份、蛋白渣2.7～3.5份、冬葵子1.8～2.4份、泽兰2.5～2.8份、川楝子1.3～1.8份。
优选的，所述土壤改良剂，包括如下重量份的原料：活性淤泥16份、玉米芯25份、脱硫石膏13份、猪毛菜30份、硅质石化粉14份、氨基酸粉10份、米糠9份、腐殖酸16份、沸石粉12份、改性硅藻土9份、水溶性高分子聚合物12份、菌丝体3.9份、蛋白渣3.3份、冬葵子2.1份、泽兰2.6份、川楝子1.6份。
优选的，所述改性硅藻土由以下方法制得：
（1）将硅藻土用12～18%盐酸浸泡3.5～4.7小时，去离子水洗涤，再用11～14%氢氧化钠溶液浸泡3.5～4.5小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干；
（2）将部分物料溶于水中，再加入硅藻土重量2～3%的环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、1～2%的抗氧剂dstp、2～3%的柠檬酸三丁酯、3～5%氧化铝，高速1300～1600转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干粉碎成超细粉末，即为所述改性硅藻土。
优选的，所述菌丝体和蛋白渣为衣康酸、柠檬酸、葡萄糖酸或氨基酸生产过程中产生的菌丝体和蛋白渣。
优选的，所述水溶性高分子聚合物为聚丙烯酰胺、聚乙烯乙醇、聚马来酸酐中的一种以上。
一种制备所述土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取活性淤泥、玉米芯、脱硫石膏、猪毛菜、硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉、改性硅藻土、水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣、冬葵子、泽兰、川楝子，备用；
（2）将活性污泥先干燥，再粉碎，最后过筛得到粒径≤150μm的活性污泥粉体，玉米芯先后依次经过清洗、干燥、粉碎、过筛，得到粒径为≤2000μm的玉米芯粉体；
（3）将步骤（2）得到的活性污泥粉体与玉米芯粉体混合后，再在400～600℃的氮气气氛下热解2～5h，冷却，得混合物a；
（4）将猪毛菜风干，切成1～2厘米的小段，置于耐高温的密闭容器中，炭化处理，冷却至室温后，粉碎过筛形成猪毛菜生物碳；
（5）将将脱硫石膏和硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉及改性硅藻土混合均匀，形成辅料；
（6）将冬葵子、泽兰、川楝子粉碎，先加温水浸泡10～20小时，再加入步骤（3）得到的混合物a、步骤（4）得到的猪毛菜生物炭及步骤（5）得到的辅料搅拌混合均匀，再加入水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣，搅拌混合均匀，得母料；
（7）将步骤（6）得到的母料置于造粒机中挤压造粒，即得所述土壤改良剂。
优选的，所述步骤（4）中炭化处理的条件为在缺氧条件下，以400～800℃下处理2～3h。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述土壤改良剂采用活性淤泥、玉米芯、猪毛菜等为原料，原料之间相互协同作用，不仅可以改良土壤的理化性能，降低温室气体排放，还具有杀菌抑菌，调节植物生长的功效，具体如下：
（1）本发明所述的土壤改良剂采用活性淤泥和玉米芯作为原料，玉米芯以及活性污泥热解后产生较多的孔隙结构，土壤改良剂中不同孔径的孔隙结构能够有效地保持较高的含水率和肥力，增强土壤养分的综合利用，可以有效改善土壤结构，促进土壤肥力的增强，而且热解后的玉米芯能够吸附重金属从而减少了活性污泥中重金属对土壤的二次污染，实现废弃物的综合利用；
（2）本发明所述的土壤改良剂采用猪毛菜作为原料，猪毛菜经高温缺氧裂解炭化后，氢元素、氧元素、氮元素、氢氮比、氧氮比、水溶性有机碳、水溶性氮、水溶性磷和二价镁离子的含量都降低，而且裂解温度越高，这些元素的含量会随之降低，但是钾离子、钠离子的含量、ph值、ec、灰分的含量都增加，说明猪毛菜生物碳随着裂解温度的升高，炭化程度变高，芳香度越高，表面会带有更多的负电荷，因此猪毛菜生物碳的吸附性能更加优异，也赋予一定的矿物营养元素，补充土壤中的营养元素；
（3）本发明所述的土壤改良剂中还含有氨基酸、硅藻土和沸石，调节土地的酸碱度，提高土壤中细菌和放线菌的活力，加快有机物的矿化，而且改善土壤的通透性、蓄水性和结持性，而且锁住大量的二氧化碳和热量，促进织物根系的生长，防止过多的二氧化碳流失到空气中，加剧温室污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种土壤改良剂，包括如下重量份的原料：活性淤泥10份、玉米芯15份、脱硫石膏8份、猪毛菜10份、硅质石化粉9份、氨基酸粉5份、米糠6份、腐殖酸10份、沸石粉9份、改性硅藻土5份、水溶性高分子聚合物7份、菌丝体3份、蛋白渣2份、冬葵子1份、泽兰2份、川楝子1份。
其中，所述改性硅藻土由以下方法制得：
（1）将硅藻土用12%盐酸浸泡3.5小时，去离子水洗涤，再用11%氢氧化钠溶液浸泡3.5小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干；
（2）将部分物料溶于水中，再加入硅藻土重量2%的环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、1%的抗氧剂dstp、2%的柠檬酸三丁酯、3%氧化铝，高速1300转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干粉碎成超细粉末，即为所述改性硅藻土。
其中，所述菌丝体和蛋白渣为衣康酸生产过程中产生的菌丝体和蛋白渣。
其中，所述水溶性高分子聚合物为聚丙烯酰胺。
一种制备所述土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取活性淤泥、玉米芯、脱硫石膏、猪毛菜、硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉、改性硅藻土、水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣、冬葵子、泽兰、川楝子，备用；
（2）将活性污泥先干燥，再粉碎，最后过筛得到粒径≤150μm的活性污泥粉体，玉米芯先后依次经过清洗、干燥、粉碎、过筛，得到粒径为≤2000μm的玉米芯粉体；
（3）将步骤（2）得到的活性污泥粉体与玉米芯粉体混合后，再在400℃的氮气气氛下热解2h，冷却，得混合物a；
（4）将猪毛菜风干，切成1～2厘米的小段，置于耐高温的密闭容器中，炭化处理，冷却至室温后，粉碎过筛形成猪毛菜生物碳；
（5）将将脱硫石膏和硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉及改性硅藻土混合均匀，形成辅料；
（6）将冬葵子、泽兰、川楝子粉碎，先加温水浸泡10小时，再加入步骤（3）得到的混合物a、步骤（4）得到的猪毛菜生物炭及步骤（5）得到的辅料搅拌混合均匀，再加入水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣，搅拌混合均匀，得母料；
（7）将步骤（6）得到的母料置于造粒机中挤压造粒，即得所述土壤改良剂。
其中，所述步骤（4）中炭化处理的条件为在缺氧条件下，以400℃下处理2h。
实施例2
本实施例涉及一种土壤改良剂，包括如下重量份的原料：活性淤泥20份、玉米芯30份、脱硫石膏17份、猪毛菜50份、硅质石化粉17份、氨基酸粉13份、米糠12份、腐殖酸20份、沸石粉15份、改性硅藻土11份、水溶性高分子聚合物14份、菌丝体5份、蛋白渣4份、冬葵子3份、泽兰3份、川楝子2份。
其中，所述改性硅藻土由以下方法制得：
（1）将硅藻土用18%盐酸浸泡4.7小时，去离子水洗涤，再用14%氢氧化钠溶液浸泡4.5小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干；
（2）将部分物料溶于水中，再加入硅藻土重量3%的环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、2%的抗氧剂dstp、3%的柠檬酸三丁酯、5%氧化铝，高速1600转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干粉碎成超细粉末，即为所述改性硅藻土。
其中，所述菌丝体和蛋白渣为柠檬酸生产过程中产生的菌丝体和蛋白渣。
其中，所述水溶性高分子聚合物为聚丙烯酰胺、聚乙烯乙醇的混合物。
一种制备所述土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取活性淤泥、玉米芯、脱硫石膏、猪毛菜、硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉、改性硅藻土、水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣、冬葵子、泽兰、川楝子，备用；
（2）将活性污泥先干燥，再粉碎，最后过筛得到粒径≤150μm的活性污泥粉体，玉米芯先后依次经过清洗、干燥、粉碎、过筛，得到粒径为≤2000μm的玉米芯粉体；
（3）将步骤（2）得到的活性污泥粉体与玉米芯粉体混合后，再在600℃的氮气气氛下热解5h，冷却，得混合物a；
（4）将猪毛菜风干，切成1～2厘米的小段，置于耐高温的密闭容器中，炭化处理，冷却至室温后，粉碎过筛形成猪毛菜生物碳；
（5）将将脱硫石膏和硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉及改性硅藻土混合均匀，形成辅料；
（6）将冬葵子、泽兰、川楝子粉碎，先加温水浸泡20小时，再加入步骤（3）得到的混合物a、步骤（4）得到的猪毛菜生物炭及步骤（5）得到的辅料搅拌混合均匀，再加入水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣，搅拌混合均匀，得母料；
（7）将步骤（6）得到的母料置于造粒机中挤压造粒，即得所述土壤改良剂。
其中，所述步骤（4）中炭化处理的条件为在缺氧条件下，以800℃下处理3h。
实施例3
本实施例涉及一种土壤改良剂，包括如下重量份的原料：活性淤泥13份、玉米芯19份、脱硫石膏10份、猪毛菜20份、硅质石化粉13份、氨基酸粉7份、米糠8份、腐殖酸14份、沸石粉11份、改性硅藻土8份、水溶性高分子聚合物9份、菌丝体3.5份、蛋白渣2.7份、冬葵子1.8份、泽兰2.5份、川楝子1.3份。
其中，所述改性硅藻土由以下方法制得：
（1）将硅藻土用13%盐酸浸泡3.8时，去离子水洗涤，再用12%氢氧化钠溶液浸泡3.7小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干；
（2）将部分物料溶于水中，再加入硅藻土重量2%的环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、1.5%的抗氧剂dstp、2.3%的柠檬酸三丁酯、4%氧化铝，高速1350转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干粉碎成超细粉末，即为所述改性硅藻土。
其中，所述菌丝体和蛋白渣为葡萄糖酸生产过程中产生的菌丝体和蛋白渣。
其中，所述水溶性高分子聚合物为聚乙烯乙醇、聚马来酸酐的混合物。
一种制备所述土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取活性淤泥、玉米芯、脱硫石膏、猪毛菜、硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉、改性硅藻土、水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣、冬葵子、泽兰、川楝子，备用；
（2）将活性污泥先干燥，再粉碎，最后过筛得到粒径≤150μm的活性污泥粉体，玉米芯先后依次经过清洗、干燥、粉碎、过筛，得到粒径为≤2000μm的玉米芯粉体；
（3）将步骤（2）得到的活性污泥粉体与玉米芯粉体混合后，再在450℃的氮气气氛下热解3h，冷却，得混合物a；
（4）将猪毛菜风干，切成1～2厘米的小段，置于耐高温的密闭容器中，炭化处理，冷却至室温后，粉碎过筛形成猪毛菜生物碳；
（5）将将脱硫石膏和硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉及改性硅藻土混合均匀，形成辅料；
（6）将冬葵子、泽兰、川楝子粉碎，先加温水浸泡13小时，再加入步骤（3）得到的混合物a、步骤（4）得到的猪毛菜生物炭及步骤（5）得到的辅料搅拌混合均匀，再加入水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣，搅拌混合均匀，得母料；
（7）将步骤（6）得到的母料置于造粒机中挤压造粒，即得所述土壤改良剂。
其中，所述步骤（4）中炭化处理的条件为在缺氧条件下，以450℃下处理2.7h。
实施例4
本实施例涉及一种土壤改良剂，包括如下重量份的原料：活性淤泥18份、玉米芯27份、脱硫石膏15份、猪毛菜40份、硅质石化粉16份、氨基酸粉11份、米糠10份、腐殖酸17份、沸石粉13份、改性硅藻土10份、水溶性高分子聚合物13份、菌丝体4.3份、蛋白渣3.5份、冬葵子2.4份、泽兰2.8份、川楝子1.8份。
其中，所述改性硅藻土由以下方法制得：
（1）将硅藻土用15%盐酸浸泡4.2小时，去离子水洗涤，再用13%氢氧化钠溶液浸泡4小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干；
（2）将部分物料溶于水中，再加入硅藻土重量2.5%的环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、1.5%的抗氧剂dstp、2.5%的柠檬酸三丁酯、4%的氧化铝，高速1450转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干粉碎成超细粉末，即为所述改性硅藻土。
其中，所述菌丝体和蛋白渣为氨基酸生产过程中产生的菌丝体和蛋白渣。
其中，所述水溶性高分子聚合物为聚丙烯酰胺和聚马来酸酐的混合物。
一种制备所述土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取活性淤泥、玉米芯、脱硫石膏、猪毛菜、硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉、改性硅藻土、水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣、冬葵子、泽兰、川楝子，备用；
（2）将活性污泥先干燥，再粉碎，最后过筛得到粒径≤150μm的活性污泥粉体，玉米芯先后依次经过清洗、干燥、粉碎、过筛，得到粒径为≤2000μm的玉米芯粉体；
（3）将步骤（2）得到的活性污泥粉体与玉米芯粉体混合后，再在500℃的氮气气氛下热解3.5h，冷却，得混合物a；
（4）将猪毛菜风干，切成1～2厘米的小段，置于耐高温的密闭容器中，炭化处理，冷却至室温后，粉碎过筛形成猪毛菜生物碳；
（5）将将脱硫石膏和硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉及改性硅藻土混合均匀，形成辅料；
（6）将冬葵子、泽兰、川楝子粉碎，先加温水浸泡15小时，再加入步骤（3）得到的混合物a、步骤（4）得到的猪毛菜生物炭及步骤（5）得到的辅料搅拌混合均匀，再加入水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣，搅拌混合均匀，得母料；
（7）将步骤（6）得到的母料置于造粒机中挤压造粒，即得所述土壤改良剂。
其中，所述步骤（4）中炭化处理的条件为在缺氧条件下，以600℃下处理2.5h。
实施例5
本实施例涉及一种土壤改良剂，包括如下重量份的原料：活性淤泥16份、玉米芯25份、脱硫石膏13份、猪毛菜30份、硅质石化粉14份、氨基酸粉10份、米糠9份、腐殖酸16份、沸石粉12份、改性硅藻土9份、水溶性高分子聚合物12份、菌丝体3.9份、蛋白渣3.3份、冬葵子2.1份、泽兰2.6份、川楝子1.6份。
其中，所述改性硅藻土由以下方法制得：
（1）将硅藻土用16%盐酸浸泡4.3小时，去离子水洗涤，再用13%氢氧化钠溶液浸泡4.2小时，再用去离子水洗涤至中性，烘干；
（2）将部分物料溶于水中，再加入硅藻土重量2.5%的环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、1.5%的抗氧剂dstp、2.5%的柠檬酸三丁酯、4%氧化铝，高速1500转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干粉碎成超细粉末，即为所述改性硅藻土。
其中，所述菌丝体和蛋白渣为氨基酸生产过程中产生的菌丝体和蛋白渣。
其中，所述水溶性高分子聚合物为聚丙烯酰胺、聚乙烯乙醇、聚马来酸酐的混合物。
一种制备所述土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取活性淤泥、玉米芯、脱硫石膏、猪毛菜、硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉、改性硅藻土、水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣、冬葵子、泽兰、川楝子，备用；
（2）将活性污泥先干燥，再粉碎，最后过筛得到粒径≤150μm的活性污泥粉体，玉米芯先后依次经过清洗、干燥、粉碎、过筛，得到粒径为≤2000μm的玉米芯粉体；
（3）将步骤（2）得到的活性污泥粉体与玉米芯粉体混合后，再在550℃的氮气气氛下热解4h，冷却，得混合物a；
（4）将猪毛菜风干，切成1～2厘米的小段，置于耐高温的密闭容器中，炭化处理，冷却至室温后，粉碎过筛形成猪毛菜生物碳；
（5）将将脱硫石膏和硅质石化粉、氨基酸粉、米糠、腐殖酸、沸石粉及改性硅藻土混合均匀，形成辅料；
（6）将冬葵子、泽兰、川楝子粉碎，先加温水浸泡17小时，再加入步骤（3）得到的混合物a、步骤（4）得到的猪毛菜生物炭及步骤（5）得到的辅料搅拌混合均匀，再加入水溶性高分子聚合物、菌丝体、蛋白渣，搅拌混合均匀，得母料；
（7）将步骤（6）得到的母料置于造粒机中挤压造粒，即得所述土壤改良剂。
其中，所述步骤（4）中炭化处理的条件为在缺氧条件下，以700℃下处理2.8h。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。