一種新型的鹽堿土改良劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于土壤改良技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型的鹽堿土改良劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 鹽堿土包含有堿土、鹽土以及其它不同程度的堿化、鹽化的土壤。依據(jù)聯(lián)合國教科 文組織以及糧農(nóng)組織的不完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)(2005)表明，目前全世界鹽堿地的面積為8 X 103萬 公頃，其中我國的鹽堿地占土地面積高達3.6 X103萬公頃（楊勁松，2009)。在我國沿海地 區(qū)，土地的鹽堿化和鹽漬化形式十分嚴峻。鹽堿土具有引起植物的生理干早、影響植物營養(yǎng) 元素吸收、引起植物組織損傷、破壞土壤團粒結(jié)構(gòu)及改變理化性質(zhì)等不利因素，使植物正常 生長發(fā)育受到抑制，甚至導(dǎo)致植物萎蔫或枯死。
[0003] 土壤鹽堿化一直以來受到廣泛關(guān)注，對鹽堿土的改良及開發(fā)也得到廣泛研究。鹽 堿地的改良措施和技術(shù)包括：（1)、物理改良技術(shù):通過改變土壤的物理結(jié)構(gòu)來調(diào)控土壤中 的水鹽運動，其主要目的是為了提高入滲淋鹽、抑制土壤水分的蒸發(fā)。（2)、化學(xué)改良技術(shù)： 調(diào)節(jié)堿性鹽類物質(zhì)如碳酸鈉、重碳酸鈉等，改善土壤通透性及土壤結(jié)構(gòu)。（3)、水利工程改良 技術(shù):主要采取的是灌溉和排水防鹽工程措施(例如挖渠、鋪設(shè)暗管、打井等），淋溶土壤多 余的鹽分，使土壤含水量保持在一定的范圍內(nèi)。（4)、生物工程改良技術(shù):一是在鹽堿地上引 種、馴化具有經(jīng)濟效益的耐鹽植物和鹽生植物;二是研究植物的耐鹽生理和提高植物耐鹽 能力;三是利用基因雜交技術(shù)和遺傳育種工程等方法培育新的耐鹽性品種和含有耐鹽性基 因的植物。
[0004] 近幾十年來，國內(nèi)外在重金屬污染土壤植物修復(fù)方面的研究得到迅猛發(fā)展。植物 修復(fù)是一個長期過程，由此產(chǎn)生出大量富含重金屬的植物材料。銅污染土壤修復(fù)植物黃花 月見草(Oenothera glazioviana Mich.)，經(jīng)厭氧發(fā)酵，不僅產(chǎn)生能源物質(zhì)--沼氣，厭氧 發(fā)酵后大量的富銅沼肥也具有可觀的利用價值。
[0005] 沼氣發(fā)酵殘留物（沼渣和沼液）中除含有大量N、P、K等大量元素外，還有多種微量 元素，富含有機質(zhì)、腐植酸及植物生長物質(zhì)，養(yǎng)分結(jié)構(gòu)易于被植物吸收。Cu為植物生長必需 元素，而黃花月見草厭氧發(fā)酵后的富銅沼肥含有大量可被植物吸收利用的Cu元素。以Cu污 染土壤修復(fù)植物黃花月見草原料，厭氧發(fā)酵后的富銅沼肥改良鹽堿土，可將富銅沼肥再次 利用，并實現(xiàn)土壤理化性質(zhì)的改善并促進作物生長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種利用富銅沼肥制備的鹽堿土改良劑及其制備方法?？蓪?富銅沼肥再次利用，并實現(xiàn)土壤理化性質(zhì)的改善并促進作物生長。
[0007] 本發(fā)明將富銅沼肥制備的鹽堿土改良劑施入鹽堿土，使鹽堿土有利于作物生長， 且農(nóng)作物可食用部分的銅含量處于安全范圍。環(huán)保，安全，且對環(huán)境無污染，還能解決能源 和肥源問題。
[0008] 鹽堿土改良劑制備方法：
[0009] 發(fā)酵材料:污水處理廠泥、黃花月見草秸桿
[0010] 發(fā)酵方法:發(fā)酵所用污泥取自南京自污水處理廠，黃花月見草秸桿來自于南京湯 山銅礦污染區(qū)。污泥在使用之前要先將其進行活化處理，每個厭氧發(fā)酵罐裝5L污泥，放在37 °(：水浴環(huán)境，每3天加30ml營養(yǎng)液?；罨廖勰啾砻娉尸F(xiàn)大片白色菌斑，并且存在沼氣揮發(fā) 的大氣泡，污泥呈亮黑色稠油狀。在活化好的污泥中加入粉碎的銅污染黃花月見草秸桿，將 其攪拌均勻后，進行厭氧發(fā)酵。在發(fā)酵過程中同時測定發(fā)酵罐的甲烷產(chǎn)量，查看厭氧發(fā)酵是 否正常。正常發(fā)酵50天后停止發(fā)酵。將發(fā)酵后發(fā)酵罐中所得的產(chǎn)物，自然風(fēng)干后即可獲得富 銅沼肥。將風(fēng)干后的富銅沼肥研磨并過20目篩，以備施肥使用。
[0011] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，上述鹽堿土改良劑與鹽堿土的比例為2%。
[0012] 有益效果：
[0013] (1)銅污染土壤的一個重要修復(fù)技術(shù)是植物修復(fù)，而植物修復(fù)后富含銅的植物殘 體如何進行合理處置也是需要解決的關(guān)鍵問題。本發(fā)明將銅污染土壤修復(fù)的銅污染植物材 料黃花月見草進行厭氧沼氣發(fā)酵，通過先進的發(fā)酵工藝將其轉(zhuǎn)化成為高效生物有機肥一沼 肥，通過這種方法大大降低了污泥中污染物的含量與生物有效性，同時污泥的質(zhì)量得到有 效改善，使污泥達到農(nóng)用安全標準范圍。
[0014] (2)將沼肥作為肥料連續(xù)施用能夠改善土壤的理化性質(zhì)，不僅補充土壤的營養(yǎng)還 可以增加種植層深度，有利于土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，為土壤耕作和農(nóng)作物生長創(chuàng)造了良好 的土壤條件，提高土壤氮、磷鉀和有機質(zhì)的含量，可以提高土壤的肥力，從而促進植物的生 長；
[0015] (3)沼肥容易被作物直接吸收利用，促進植株的生長發(fā)育，提高作物的產(chǎn)量及品 質(zhì)，作為肥料作用時間持久，可以直接作為土壤肥料，施用于糧食作物、水果、蔬菜等。2%沼 肥處理對小麥幼苗生長促進效應(yīng)最大，
[0016] (3)隨著城市工業(yè)化的進一步發(fā)展，城市污水處理率的不斷提高，污泥的產(chǎn)量急劇 增加，而利用污泥與作物秸桿進行厭氧發(fā)酵，通過先進的發(fā)酵工藝將其轉(zhuǎn)化成為高效生物 有機肥--沼肥，通過這種方法大大降低了污泥中污染物的含量與生物有效性，同時污泥 的質(zhì)量得到有效改善，使污泥達到農(nóng)用安全標準范圍；
[0017] (4)沼肥對作物中大約30種病蟲害具有較好的防治效果，能夠防治水稻、小麥、玉 米、棉花等19種農(nóng)作物的螟蟲、蚜蟲、棉鈴蟲等多種蟲害;對多種致病菌包括大腸桿菌、副傷 寒桿菌等的抑制效果非常明顯，對多種青霉和曲霉有不同程度的抑制效果，施用沼肥可減 少農(nóng)藥的副作用，為農(nóng)產(chǎn)品的安全及綠色生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
[0018] (5) -般鹽堿土中可利用的Cu含量較低，容易造成作物缺Cu，降低作物中葉綠素的 濃度，作物的光合作用減弱，抑制蛋白質(zhì)的合成，作物的抗逆性減弱，從而影響作物的生長 和產(chǎn)量。而黃花月見草厭氧發(fā)酵后的富銅沼肥含有大量可被植物吸收利用的Cu元素。以Cu 污染土壤修復(fù)植物黃花月見草原料，厭氧發(fā)酵后的富銅沼肥改良鹽堿土，可將沼肥再次利 用，并實現(xiàn)土壤理化性質(zhì)的改善并促進作物生長。
[0019] (6)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣可作為清潔能源利用。黃花月見草厭氧發(fā)酵過程中沼氣 產(chǎn)量可觀，40g黃花月見草(干樣)產(chǎn)生5.8L沼氣，其中甲烷產(chǎn)量3.0L。甲烷完全燃燒熱值為 39.82MJ/Nm 3，以40%的電能轉(zhuǎn)化效率與40 %的熱能轉(zhuǎn)化效率計算，每噸黃花月見草厭氧發(fā) 酵可產(chǎn)生75Nm3甲烷，完全燃燒獲得2986.5MJ能量，用于沼氣發(fā)電及供暖，則可產(chǎn)生 331.8KWh 電能及1.2 X 106KJ 熱能。
【附圖說明】
[0020] 圖1為鹽堿土施用不同濃度沼肥的小麥發(fā)芽率
[0021] 圖2為鹽堿土施用不同濃度沼肥的小麥生物量
[0022]圖3為鹽堿土施用不同濃度沼肥的小麥幼苗地上部Cu含量 [0023]圖4為鹽堿土施用不同濃度沼肥的小白菜地上部干重 [0024]圖5為鹽堿土施用不同濃度沼肥的小白菜地上部Cu含量 [0025]圖6為鹽堿土施用不同濃度沼肥的小麥單粒重 [0026]圖7為鹽堿土施用不同濃度沼肥的小麥籽粒Cu含量
【具體實施方式】
[0027]實施例1:鹽堿土與富銅沼肥基本成分測定
[0028]供試鹽堿土:取自南通市海濱鹽堿土，并向其中混入一部分非鹽堿的土 (采自江蘇 常熟水稻田）以減少鹽堿土的毒性。土壤混合均勻后裝盆備用。
[0029]供試富銅沼肥：
[0030]發(fā)酵材料:污水處理廠泥、黃花月見草秸桿
[0031 ]發(fā)酵方法:發(fā)酵所用污泥取自南京自污水處理廠，黃花月見草秸桿來自于南京湯 山銅礦污染區(qū)。污泥在使用之前要先將其進行活化處理，每個厭氧發(fā)酵罐裝5L污泥，放在37 °(：水浴環(huán)境，每3天加30ml營養(yǎng)液?；罨廖勰啾砻娉尸F(xiàn)大片白色菌斑，并且存在沼氣揮發(fā) 的大氣泡，污泥呈亮黑色稠油狀。在活化好的污泥中加入粉碎的銅污染黃花月見草秸桿，將 其攪拌均勻后，進行厭氧發(fā)酵。在發(fā)酵過程中同時測定發(fā)酵罐的甲烷產(chǎn)量，查看厭氧發(fā)酵是 否正常。正常發(fā)酵50天后停止發(fā)酵。將發(fā)酵后發(fā)酵罐中所得的產(chǎn)物，自然風(fēng)干后即可獲得富 銅沼肥。將風(fēng)干后的富銅沼肥研磨并過20目篩，以備施肥使用。
[0032]營養(yǎng)液中提供污泥中微生物生長所需的碳源、氮源、磷源以及K、Ca、Mg元素，可以 使污泥迅速達到活化狀態(tài)?；罨廖勰啾砻娉尸F(xiàn)大片白色菌斑，并且存在沼氣揮發(fā)的大氣 泡，污泥呈亮黑色稠油狀，則污泥活化至可接種程度，可使活化污泥作為接