[发明专利]一种滨海盐碱地用生物炭基土壤改良剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种滨海盐碱地用生物炭基土壤改良剂及其制备方法。该生物炭基土壤改良剂包括以下重量份的原料：氮硫共掺杂改性生物质炭材料50～75份、脱硫石膏15～25份、氨基酸修饰的聚丙烯酰胺7～25、黄腐酸螯合铁0.1～0.5份。本发明通过将特定用量的改性生物质炭材料、脱硫石膏、黄腐酸螯合铁以及氨基酸修饰的聚丙烯酰胺混合制备了生物炭基土壤改良剂，将其应用于滨海盐碱地，通过上述各个原料之间协同配合不仅有效地降低了盐碱土壤的pH、含盐量和土壤的容重，同时提高了土壤的通气保水性能，而且还能够提供营养物质，改善土壤团聚体结构，进而提高了盐碱地上种植的作物产量。

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，尤其涉及一种滨海盐碱地用生物炭基土壤改良剂及其制备方法。

背景技术

滨海盐碱地，其土壤质地板结黏重，具有结构差、含盐量及pH 高、肥力低、不保水不保肥等特点，植物或作物在这种土壤中难以正常生长，因此，开展滨海盐碱土的改良对于农业生产意义重大。对于滨海盐碱地的治理，化学改良是一种较为传统且应用相对广泛的措施。

目前，常用的盐碱地化学改良剂主要有以下三类：一是含钙物质，如石膏、磷石膏、脱硫石膏、氯化钙、过磷酸钙等；第二类是酸性物质，如硫酸、硫酸亚铁、硫磺、磷酸、盐酸、腐殖酸、黄腐酸及风化煤等；第三类为聚合有机改良剂，如聚丙烯酰胺等。目前，市场上化学改良剂种类较多、成分较为单一，导致改良效果单一，只注重对土壤的改良，忽视了对土壤的培肥及提高作物的耐盐能力，同时改良后土壤反盐碱现象严重，长期使用易过度调节，甚至造成二次污染等问题。

近年来，生物质热解制得的生物质炭材料因其环保、成本低、结构多样(如多孔结构、芳香结构、丰富的官能团等)而受到广泛关注。将生物质炭施加至盐碱地土壤中时，不仅能够有效降低土壤的容重，增加土壤的孔隙度，增强土壤的呼吸性，同时可提高土壤团聚体的含量，减少土壤矿化现象，使土层结构不易板结，且还具有持水保肥、固碳减排的作用。

鉴于此，本发明提供了一种滨海盐碱地用生物炭基土壤改良剂以及制备方法。

发明内容

本发明为解决上述问题，而提出的一种滨海盐碱地用生物炭基土壤改良剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种滨海盐碱地用生物炭基土壤改良剂，包括以下重量份的原料：氮硫共掺杂改性生物质炭材料50～75份、脱硫石膏15～25份、氨基酸修饰的聚丙烯酰胺7～25、黄腐酸螯合铁0.1～0.5份。

优选的，所述氮硫共掺杂改性生物质炭材料，其制备包括以下步骤：(1)将废弃秸秆干燥，粉粹，得到废料粉末；(2)将干燥粉碎后的废渣粉末、去离子水、硝酸与植酸形成的混合酸倒入水热反应釜内衬中，再把反应釜移至干燥箱中进行水热反应，得到粘稠物；(3)将得到的粘稠物和硫脲一起超声分散于去离子水中，经干燥，炭化，研磨，过筛，得到粒径为120～560μm的氮硫共掺杂改性生物质炭材料。

优选的，所述硝酸与植酸形成的混合酸中硝酸与植酸的质量比为 1～5：2～5，所述废弃秸秆包括废弃荷叶杆和废弃农作物秸秆，例如小麦、水稻、玉米、芦苇等任意一种或多种。

优选的，所述废弃秸秆、硫脲和混合酸三者的质量体积配比为15～25g：3～6g：3～8ml。

优选的，所述水热反应温度为100～200℃，所述水热反应时间为 2～6h；所述干燥温度为100～125℃，干燥的时间为8～12h；所述炭化在保护性气体氛围下进行，炭化温度为750～900℃，炭化时间为 8～12h。

优选的，所述氨基酸修饰的聚丙烯酰胺的制备，包括以下步骤：将聚丙烯酰胺采用蒸馏水稀释，然后向聚丙烯酰胺水溶液中边搅拌边依次加入碳酸钠和甲醛，加热至40～45℃，保温反应2～4h；然后再加入甘氨酸溶液，持续搅拌并保温反应2～4h，反应结束后将反应液加入丙酮溶液中沉淀纯化，真空干燥，得到氨基酸修饰的聚丙烯酰胺。