一种生物炭基盐碱地土壤改良剂及其制备方法与应用

本发明涉及土壤改良，具体涉及一种生物炭土壤改良剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、盐碱地的形成主要是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配，从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。对于盐碱地的改良，现有手段主要通过排水、灌溉、施肥等措施逐渐降低土壤中的盐分含量。施肥一般是指施用有机肥如堆肥、厩肥等改善土壤结构，增加土壤中的有机质含量，促进土壤微生物的繁殖和活动，从而降低土壤中的盐分含量。有机肥经微生物分解、转化形成腐殖质，提高土壤的缓冲能力，促进团粒结构形成，增加孔度，增强透水性，从而有利于盐分淋洗。除此之外，使用化学改良剂或土壤调理剂也可达到一定的效果，比如使用石灰、石膏可以改善盐碱地的土壤性质，增加土壤中的养分含量，促进植物的生长和发育。而使用土壤调理剂能促进土壤中金属离子交换释放出来，降低盐分含量，同时其含有的植物源提取酸性物质能有效中和土壤中的碱性成分。

2、然而，现有的水利改良、物化改良技术在现实使用中的确存在一些问题，排水与灌溉处理需要消耗大量的水，大大增加土壤改良成本；其次，现有的盐碱地改良剂虽然在短期内能够显著改善土壤的盐碱状况，但从长期看效果并不明显，并未从土壤结构和性质上进行改变。为此，本发明提供一种生物炭基盐碱地土壤改良剂及其制备方法与应用。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种生物炭基盐碱地土壤改良剂及其制备方法与应用，能够高效并持久改良盐碱地土壤，调节土壤结构和性质。

2、本发明第一个目的是提供了一种生物炭基盐碱地土壤改良剂，其特征在于，由以下重量份原料组成：

3、复合生物炭10～20份，腐叶土4～8份，黏土3～9份，微生物菌剂1～4份，壳聚糖5～8份；

4、所述复合生物炭由花生壳、果渣和农作物秸秆组成；

5、所述微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、蒙氏假单胞菌、泡囊短波单胞菌制成的固体微生物菌剂。

6、作为一种优选的实施方式，所述生物炭基盐碱地土壤改良剂由以下重量份原料组成：复合生物炭14份，腐叶土4～8份，黏土6份，微生物菌剂2份，壳聚糖6份。

7、作为一种优选的实施方式，所述复合生物炭的制备过程为：将花生壳、果渣和农作物秸秆粉碎混合后于30～50℃水中浸泡，沥干后置于惰性气体环境中升温至500～600℃，保温2～4h，获得复合生物炭。

8、作为一种优选的实施方式，所述微生物菌剂的制备过程为：首先分别活化枯草芽孢杆菌、蒙氏假单胞菌和泡囊短波单胞菌后制成菌液，混合后加入到固化基料中搅拌均匀，然后于40～50℃条件下烘干，获得微生物菌剂；

9、所述固化基料制备过程为：将新鲜的玉米淀粉渣加入h2so4处理的麸皮和玉米面，然后加入硫酸铵和尿素，均匀搅拌至含水量达到45-65％，用质量分数为1％的石灰水调节ph至5.5-6.5，获得固化基料。

10、本发明的第二个目的是提供一种上述生物炭基盐碱地土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

11、将花生壳、果渣和农作物秸秆粉碎混合后于30～50℃的热水中浸泡4-6h，然后沥干后置于惰性气体环境中以6-8℃/min的速率升温至500～600℃，保温2～4h，获得复合生物炭；

12、将新鲜的玉米淀粉渣加入h2so4处理的麸皮和玉米面，然后加入硫酸铵和尿素，均匀搅拌至含水量达到45-65％，用质量分数为1％的石灰水调节ph至5.5-6.5，获得固化基料，然后在固化基料中加入枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌和泡囊短波单胞菌的混合菌液，干燥后获得微生物菌剂；

13、按重量份配比称取复合生物炭、微生物菌剂与壳聚糖，并将它们混合均匀，然后加入质量分数为1％的羧甲基纤维素钠溶液，继续搅拌均匀后烘干，然后加入黏土和腐叶土混合均匀，获得生物炭基盐碱地土壤改良剂。

14、作为一种优选的实施方式，所述花生壳、果渣和农作物秸秆的质量比1～2:0.3～1:1。

15、作为一种优选的实施方式，所述枯草芽孢杆菌、蒙氏假单胞菌、泡囊短波单胞菌混合质量比为0.6～1:1～2:1。

16、作为一种优选的实施方式，所述羧甲基纤维素钠溶液与所述复合生物炭的用量比为12ml:30～40g。

17、本发明的第三个目的是提供一种上述生物炭基盐碱地土壤改良剂在盐碱地土壤改良中的应用。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

19、本发明中利用花生壳、果渣和农作物秸秆制成复合生物炭，三种生物炭均为孔隙结构，与壳聚糖混合能够增大蓬松度，增加孔隙度，通过微生物菌剂混合，能够将枯草芽孢杆菌、蒙氏假单胞菌和泡囊短波单胞菌固定在孔隙中，通过复合生物炭和壳聚糖，一方面降低土壤盐分，增加土壤有机质含量，另一方面通过向土壤中释放微生物菌剂促进土壤团粒结构的形成，从根本上改变土壤性质，从而改良土壤。本发明中使用的枯草芽孢杆菌、蒙氏假单胞菌和泡囊短波单胞菌均能够产生较多的胞外多糖，从而高效地联结土壤，增加大团聚体的比例，进而改善盐碱土壤的物理性质。本发明通过多孔隙的复合生物炭和壳聚糖和黏土以特定的比例配合，使得制备的生物炭基盐碱地土壤改良剂在增加土壤保水性的同时提供一定的孔隙度促进微生物活动。

技术特征：

1.一种生物炭基盐碱地土壤改良剂，其特征在于，由以下重量份原料组成：

2.根据权利要求1所述的一种生物炭基盐碱地土壤改良剂，其特征在于，由以下重量份原料组成：复合生物炭14份，腐叶土4～8份，黏土6份，微生物菌剂2份，壳聚糖6份。

3.根据权利要求1所述的一种生物炭基盐碱地土壤改良剂，其特征在于，所述复合生物炭的制备过程为：将花生壳、果渣和农作物秸秆粉碎混合后于30～50℃水中浸泡，沥干后置于惰性气体环境中升温至500～600℃，保温2～4h，获得复合生物炭。

4.根据权利要求1所述的一种生物炭基盐碱地土壤改良剂，其特征在于，所述微生物菌剂的制备过程为：首先分别活化枯草芽孢杆菌、蒙氏假单胞菌和泡囊短波单胞菌后制成菌液，混合后加入到固化基料中搅拌均匀，然后于40～50℃条件下烘干，获得微生物菌剂；

5.一种权利要求1～4任一项所述的生物炭基盐碱地土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述花生壳、果渣和农作物秸秆的质量比1～2:0.3～1:1。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌、蒙氏假单胞菌、泡囊短波单胞菌混合质量比为0.6～1:1～2:1。

8.根据权利要求5所述的一种生物炭土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠溶液与所述复合生物炭的用量比为12ml:30～40g。

9.一种权利要求1所述的生物炭基盐碱地土壤改良剂在盐碱地土壤改良中的应用。

技术总结
本发明公开了一种生物炭基盐碱地土壤改良剂及其制备方法与应用，属于土壤改良技术领域，本发明中利用花生壳、果渣和农作物秸秆制成复合生物炭，三种生物炭均为孔隙结构，与壳聚糖混合能够增大蓬松度，增加孔隙度，通过微生物菌剂混合，能够将枯草芽孢杆菌、蒙氏假单胞菌和泡囊短波单胞菌固定在孔隙中，通过复合生物炭和壳聚糖，一方面降低土壤盐分，增加土壤有机质含量，另一方面通过向土壤中释放微生物菌剂促进土壤团粒结构的形成，从根本上改变土壤性质，从而改良土壤。

技术研发人员：吴云艳
受保护的技术使用者：辽东学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23