技术领域
[0001] 本
发明属于
土壤修复、改良方面，具体涉及一种
土壤改良剂及其制备方法。
背景技术
[0002] 目前，我国土壤问题已影响到工农业生产的发展和资源的永续利用。作物连续栽培、防治病虫草害技术的提高等使土壤养分状况发生了不同程度的变化，导致土壤肥
力不断下降，土壤结构变差；由于燃
煤烟尘和工业粉尘引起的地表重金属污染较为常见，日本的“骨痛病”就是由于镉污染而导致糙米中镉超标而引起的。因此，必须采取有效措施，保护农业生态环境。
[0003] 河道底泥不仅影响河道美观，而且底泥中存在大量
微生物，释放出恶臭气味，严重影响河道周边居民的生活环境。清理河道底泥，保持河道景观已经是河道治理中最基本的工程，但对清理出来的底泥如何加以利用，目前研究鲜少。由于
水体富营养化，导致水中
植物大量繁殖，间接造成大量水草根腐烂。氮磷营养物大部分富集在植物根系中，将这些营养物质利用起来用于土壤中，可增加
土壤肥力。树叶、谷皮都是自然资源中的废弃物，经
碳化可最为土壤的碳源。植物中“叶绿素”主要依赖于土壤中的
铁元素，生锈的废铁可最为土壤的铁源，来补充土壤中铁元素的缺失。以上废物混合利用不仅能提高了土壤的肥力、解决了土壤板结，而且对土壤重金属具有良好的
吸附作用。
发明内容
[0004] 本发明目的在于提供一种
土壤改良剂，同时提供其制备方法是本发明的又一发明目的。
[0005] 基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：
[0006] 一种土壤改良剂，由以下重量份的原料制成：底料30～40份、外加碳源20～30份、铁源5～10份、CMC 3～5份、水60～80份，所述底料为河道底泥和水草根
粉碎后经曝气、通
风驯化后的产物。
[0007] 所述水份保持剂为CMC(羧甲基
纤维素)和HPMC(羟丙基甲基
纤维素)的混合物，其中CMC和HPMC的混合重量比为(1.5～2)：1。采用这样的比例混合，可显著提高保护水分的性能，同时可实现在溶液
温度高时，CMC起主导作用；在溶液温度低时，CMC和HPMC共同作用。克服了单独采用HPMC时，当溶液温度低时保水性差的
缺陷。
[0008] 所述底料采用以下方法制得：先将河道底泥和水草根粉碎成直径为1mm～5mm的颗粒物，再将河道底泥与水草根按重量比(3～4):1混合并曝气处理直至形成絮状物，结束曝气，曝气处理中控制含水率为30％～40％；曝气结束后
通风驯化，通风驯化过程中每天翻堆1～2次以避免局部厌
氧，过程持续1周～2周即可。
[0009] 所述外加碳源为树叶和谷皮的碳化物。
[0010] 所述外加碳源采用以下方法制得：将树叶和谷皮置按重量比(1～2):1混合于
马弗炉中，于400～500℃下碳化。
[0011] 所述铁源为1～2mm的废铁粉。
[0012] 所述的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
[0013] 1)将底料、外加碳源、铁源、CMC、水按比例混合并搅拌30min～60min得混合料；
[0014] 2)将所得混合料进行堆肥
发酵处理，控制温度为45～65℃，控制含水率为50％～60％，每天翻堆1～2次以避免局部厌氧，发酵时间20～30天；
[0015] 3)发酵后的混合料经干燥、粉碎即得。
[0016] 步骤3)中，干燥温度为70～80℃，干燥后粉碎至1mm以下。
[0017] 本发明中，铁源用量是关键，若铁源过低，则对植物叶绿素的补充达不到很好的效果；若铁源过高，则会对土壤微生物起到抑制作用，因此本发明将其用量选择5～10份。
[0018] 堆肥发酵时控制温度为45～65℃，控制含水率为50～60％，经试验证实，采用该条件下堆肥发酵得到的发酵物使用效果最好。
[0019] 与
现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0020] 1)本发明充分利用了河道
污泥、腐烂的水草根、树叶、谷皮和生锈的废铁，不仅解决了河道污泥对环境污染的问题，而且实现了自然废物和生活废物的资源化，同时，提高了土壤的肥力、解决了土壤板结、减轻了土壤重金属污染；因此本发明土壤改良剂对土壤修复更为全面；
[0021] 2)制备方法简单，成本低。
具体实施方式
[0022] 下面结合具体
实施例，对本发明作进一步的说明。
[0023] 实施例1
[0024] 一种土壤改良剂，由以下重量份的原料制成：底料35份、外加碳源25份、铁源8份、水份保持剂4份、水70份，所述底料为河道底泥和水草根粉碎后经曝气、通风驯化后的产物。所述水份保持剂为CMC和HPMC的混合物，其中，CMC和HPMC的混合重量比为2：1。
[0025] 所述底料采用以下方法制得：先将河道底泥和水草根粉碎成直径为1mm的颗粒物，再将河道底泥与水草根按重量比3:1混合并曝气处理直至形成絮状物，结束曝气，曝气处理中控制含水率为30％；曝气结束后通风驯化，通风驯化过程中每天翻堆1次以避免局部厌氧，过程持续2周即可。所述外加碳源采用以下方法制得：将树叶和谷皮置按重量比1:1混合于马弗炉中，于400℃下碳化；所述铁源为1～2mm的废铁粉。
[0026] 所述的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
[0027] 1)将底料、外加碳源、铁源、CMC、水按比例混合并搅拌60min得混合料；
[0028] 2)将所得混合料进行堆肥发酵处理，控制温度为50℃，控制含水率为50％，每天翻堆1次以避免局部厌氧，发酵时间20天；
[0029] 3)发酵后的混合料经干燥、粉碎即得。
[0030] 步骤3)中，干燥温度为75℃，干燥后粉碎至1mm以下。
[0031] 实施例2
[0032] 一种土壤改良剂，由以下重量份的原料制成：底料30份、外加碳源20份、铁源5份、水份保持剂3份、水60份，所述底料为河道底泥和水草根粉碎后经曝气、通风驯化后的产物。所述水份保持剂为CMC和HPMC的混合物，其中，CMC和HPMC的混合重量比为2：1。
[0033] 所述底料采用以下方法制得：先将河道底泥和水草根粉碎成直径为5mm的颗粒物，再将河道底泥与水草根按重量比4:1混合并曝气处理直至形成絮状物，结束曝气，曝气处理中控制含水率为40％；曝气结束后通风驯化，通风驯化过程中每天翻堆2次以避免局部厌氧，过程持续1周即可。所述外加碳源采用以下方法制得：将树叶和谷皮按重量比2:1混合于马弗炉中，于500℃下碳化；所述铁源为2mm的废铁粉。
[0034] 所述的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
[0035] 1)将底料、外加碳源、铁源、CMC、水按比例混合并搅拌30minmin得混合料；
[0036] 2)将所得混合料进行堆肥发酵处理，控制温度为45℃，控制含水率为50％，每天翻堆1次以避免局部厌氧，发酵时间20天；
[0037] 3)发酵后的混合料经干燥、粉碎即得。
[0038] 步骤3)中，干燥温度为80℃，干燥后粉碎至1mm以下。
[0039] 实施例3
[0040] 一种土壤改良剂，由以下重量份的原料制成：底料40份、外加碳源30份、铁源10份、水份保持剂5份、水80份，所述底料为河道底泥和水草根粉碎后经曝气、通风驯化后的产物。所述水份保持剂为CMC和HPMC的混合物，其中，CMC和HPMC的混合重量比为1.5：1。
[0041] 所述铁源、外加碳源、底料均同实施例1。
[0042] 所述的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
[0043] 1)将底料、外加碳源、铁源、CMC、水按比例混合并搅拌30min～60min得混合料；
[0044] 2)将所得混合料进行堆肥发酵处理，控制温度为65℃，控制含水率为60％，每天翻堆2次以避免局部厌氧，发酵时间20天；
[0045] 3)发酵后的混合料经干燥、粉碎即得。
[0046] 步骤3)中，干燥温度为70℃，干燥后粉碎至1mm以下。
[0047] 效果试验
[0048] 以下各试验例中的均以实施例1所得的土壤改良剂为例，说明本发明效果。
[0049] 试验例1
[0050] 取一些肥力效果较差、缺少铁元素且无镉污染的土壤，通过一部分土壤和本发明的改良剂混合，使改良后土壤的C/N＝25：1。取等量改良后土壤和未改良的土壤，分别投加等量镉，使两份土壤中镉的含量为1.5mg/L。将掺杂镉的两份土壤分别置于相同的花盆中，种植同类、等株、长势一样的植物，放置相同的光照条件下，每日浇等量的水。一个月之后，观察植物的叶色，通过透水性间接判断土壤的疏松程度，通过淋洗方式间接测出土壤中有机质、总氮、总磷和镉的含量。结果如表1所示：
[0051] 表1试验例1测定结果
[0052]
[0053] 试验例2
[0054] 取一些肥力效果较差、缺少铁元素且无镉污染的土壤，通过一部分土壤和本发明的改良剂混合，使改良后土壤的C/N＝30：1。取等量改良后土壤和未改良的土壤，分别投加等量镉，使两份土壤中镉的含量为1.5mg/L。将掺杂镉的两份土壤分别置于相同的花盆中，种植同类、等株、长势一样的植物，放置相同的光照条件下，每日浇等量的水。一个月之后，观察植物的叶色，通过透水性间接判断土壤的疏松程度，通过淋洗方式间接测出土壤中有机质、总氮、总磷和镉的含量。结果如表2所示：
[0055] 表2试验例2测定结果
[0056]
[0057] 试验例3
[0058] 取一些肥力效果较差、缺少铁元素且无镉污染的土壤，通过一部分土壤和本发明的改良剂混合，使改良后土壤的C/N＝35：1。取等量改良后土壤和未改良的土壤，分别投加等量镉，使两份土壤中镉的含量为1.5mg/L。将掺杂镉的两份土壤分别置于相同的花盆中，种植同类、等株、长势一样的植物，放置相同的光照条件下，每日浇等量的水。一个月之后，观察植物的叶色，通过透水性间接判断土壤的疏松程度，通过淋洗方式间接测出土壤中有机质、总氮、总磷和镉的含量。结果如表3所示：
[0059] 表3试验例3测定结果
[0060]
[0061] 试验例4
[0062] 取一些肥力效果较差、缺少铁元素且无镉污染的土壤，取一部分土壤和本发明的改良剂混合，使改良后土壤的C/N＝30：1，此改良土壤记为改良土壤1；取一部分土壤和市场采购的土壤改良剂混合，使改良后土壤的C/N＝30：1，此改良土壤记为改良土壤2；取等量改良土壤1和改良土壤2，分别投加等量镉，使两份土壤中镉的含量为1.5mg/L。将掺杂镉的两份土壤分别置于相同的花盆中，种植同类、等株、长势一样的植物，放置相同的光照条件下，每日浇等量的水。一个月之后，观察植物的叶色，通过透水性间接判断土壤的疏松程度，通过淋洗方式间接测出土壤中有机质、总氮、总磷和镉的含量。结果如表4所示：
[0063] 表4试验例4测定结果
[0064]
[0065] 通过试验例1、试验例2和试验例3可以看出，添加本发明的改良剂后，土壤肥力效果显著，土壤透水性良好，疏松，且吸附重金属能力强。其中，试验例2中，通过未改良土壤和本发明的改良剂混合，使改良后土壤的C/N＝30：1时，改良土壤的肥力效果最好。从试验例4可以看出，本发明的土壤改良剂和市场土壤改良剂对贫瘠重金属污染土壤增强土壤肥力、改良土壤板结效果相当，但本发明土壤改良剂在对植物叶绿素的补充、以及对重金属的吸附效果方面要比市场土壤改良剂的更为显著，因此，本发明土壤改良剂对土壤修复更为全面。
