技术领域
[0001] 本
发明属于
土壤改良剂领域，具体涉及一种盐碱地
土壤改良剂制备和施用方法。
背景技术
[0002] 土壤盐碱化形成主要由
气候、土壤、
水、地形
地貌及人类活动综合作用的结果，盐碱化土壤具有pH值高、透气性和透水性差、表层易结板、养分低和富含有害盐分等特点。大多数
植物在盐碱土壤中难以存活，盐碱地的有效改良对农牧业发展及生态环境的改善大有益处。
[0003] 国内外关于盐碱地改良的
现有技术主要有：物理改良技术、化学改良技术、
生物改良技术及水利排水工程技术等。物理改良技术和水利排水工程改良技术得到广泛应用，但存在工程量大、投资成本高及维持时间较短等问题；生物改良技术环保性能好，但周期长，见效较慢；化学改良技术主要是采用施加土壤改良剂的方法。
[0004] 近年来，化学改良技术得到一定研究示范，采用加入含
钙物质来置换土壤胶体表面
吸附的钠或采用加酸或酸性物质的方法改良成为碱化土壤的改良重要方向。授权公告号为CN105462596B的中国发明
专利公开了一种盐碱地土壤改良剂及其制备方法与应用，该盐碱地土壤改良剂由
脱硫石膏45-65％、腐植酸25-35％和
柠檬酸5-30％组成，可调节土壤pH，增加土壤有机质，促进土壤团粒结构的形成，增强土壤的通透性。该盐碱地土壤改良剂含有工业柠檬酸成分，成本较高，而且仅适用于pH值为10-12的盐碱地土壤，适用范围有限。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种盐碱地土壤改良剂，以解决现有土壤改良剂成本较高的问题。
[0006] 本发明的第二个目的在于提供一种盐碱地土壤改良剂的制备方法，以解决现有土壤改良剂的制备方法存在的成本较高的问题。
[0007] 本发明的第三个目的在于提供一种盐碱地土壤改良剂的施用方法，以解决现有土壤改良剂施用方法存在与排水不配套、效果不稳定和适用范围有限的问题。
[0008] 为实现上述目的，本发明的盐碱地土壤改良剂所采用的技术方案是：
[0009] 一种盐碱地土壤改良剂，由以下
质量百分比的组分组成：改良脱硫石膏84-88％，
氨化腐植酸10.8-15％，100-200万分子量的阴离子线型聚丙烯酰胺0.8-1.2％；所述改良脱硫石膏由蛇纹石和脱硫石膏按质量比1:18-22混合而成。
[0010] 本发明提供的盐碱地土壤改良剂，由改良脱硫石膏、氨化腐植酸、阴离子线型聚丙烯酰胺组成。改良脱硫石膏中钙离子可与土壤胶体表面结合的钠离子交换，促进土壤中的钠离子快速脱离随水排出，同时土壤胶体的微粒团形成加剧，减少土壤颗粒的板结，促进作物根系生长，降低盐碱土壤危害；氨化腐植酸是一种天然的有机高分子混合物，阳离子代换量是土壤黏土矿物的5-100倍，加之腐植酸是一种弱酸，能与土壤中各种阳离子结合形成腐植酸-腐植酸盐相互转化缓冲系统，调节
土壤酸碱度。此外，氨化腐植酸的添加可增加土壤有机质，为植物生长提供肥
力；阴离子线型聚丙烯酰胺可减少因土壤水分
蒸发而导致的盐分表聚现象和养分流失现象，同时提高土壤渗透系数，减少水土流失。
[0011] 蛇纹石是一种富镁
硅酸盐矿物，表面含有羟基、Al-O-Si、含
氧镁键等活性基团，表面电负性较大，对土壤铅、镉、砷具有
钝化作用，可降低其生物可利用性。
[0012] 氨化腐植酸与改良脱硫石膏同时施用，可显著增大脱硫石膏的溶解量，减少土壤中的NaCl含量和土壤胶体表面的吸水层，促进土壤团粒结构的形成；阴离子线型聚丙烯酰胺与氨化腐植酸同时施用，能够强化氨化腐植酸的对土壤团粒的胶结，同时增加土壤表面官能团的数量，促进土壤的改土保肥效应。将改良脱硫石膏、氨化腐植酸、阴离子线型聚丙烯酰胺合用，具有功能互补、提质增效和经济适用的特点，可降低土壤胶体表面钠离子含量过高造成的板结，改良土壤团粒结构和增加土壤中的有机质，提升土壤抗逆返盐和缓冲外界逆境的能力，增加
土壤肥力和促进作物生长。同时，该土壤改良剂的成本较低，属于环境友好
型材料，在保证修复盐碱土壤的同时，不会对土壤造成二次污染。
[0013] 为更进一步优化土壤改良剂对盐碱地的土壤改良效果，优选的，上述盐碱地土壤改良剂由以下质量百分比的组分组成：改良脱硫石膏86％，氨化腐植酸13％，100-200万分子量的阴离子线型聚丙烯酰胺1％。
[0014] 为进一步提高土壤改良剂的原料的安全性，防止对土壤造成二次污染，优选的，所述改良脱硫石膏中Cd、As、Cr的含量分别不超过3、15、150mg·kg-1。
[0015] 为进一步降低土壤改良剂的成本，优选的，所述氨化腐植酸由以下步骤的方法制得：将质量含量为10-15％的
氨水与有机质质量含量大于50％的
风化
煤，按照风化煤与氨水的质量比4-6:1混合，密闭熟化5天以上，即得。
[0016] 为防止造成土壤粘结及环境危害，优选的，所述阴离子线型聚丙烯酰胺的
水解度为10-30％。
[0017] 本发明的盐碱地土壤改良剂的制备方法所采用的技术方案是：
[0018] 一种盐碱地土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：将改良脱硫石膏、氨化腐植酸、阴离子线型聚丙烯酰胺按比例混合均匀，即得。
[0019] 本发明提供的盐碱地土壤改良剂的制备方法，将原料干燥后
粉碎，可避免水分过高导致改良材料结
块，制得材料颗粒大小协调一致的产品，促进产品功能的充分发挥。该制备方法的生产工艺简单，成本较低，适宜推广应用。
[0020] 本发明的盐碱地土壤改良剂的施用方法所采用的技术方案是：
[0021] 一种盐碱地土壤改良剂的施用方法，土壤改良剂的施用需与
地块的供水和排水相结合，以保障土壤改良剂中所含成分将“脱盐”和“改土”相结合，具体包括以下步骤：将土壤改良剂均匀铺洒在地表，通过旋耕机或者人工翻耕，使得土壤改良剂与地
表土层混合均匀，保障土壤改良剂与土壤达到最大
接触；然后整地划畦，
灌溉使得土壤含水达到土壤饱和持水量以上，保障土壤改良剂中钙离子最大限度置换土壤表面的钠离子；在重力作用下含盐水分下渗土壤底层，通过地下排盐管道或者地边的排盐渠排出含盐水分；待土壤含水降低到土壤饱和持水量以下，保障土壤改良剂促进土壤团粒结构形成；然后进行
施肥和作物种植。
[0022] 现有改良剂中只是考虑了供水促进土壤脱盐，缺少排水洗盐的配套环节，以及添加材料促进土壤改良的技术环节，因而技术整体性不足。该盐碱地土壤改良剂的施用方法，关键在于通过土壤改良剂施用和排水工程配合，发挥脱盐和改土的组合作用。
[0023] 翻耕的深度可控制为20-40cm以达到较好的混合效果。为达到更好的脱盐效果，优选的，灌溉及排出含盐水分的处理持续2天以上，保障改良剂对土壤脱盐、洗盐和改土得到充分反应。
[0024] 从改良成本及改良效果方面综合考虑，优选的，盐碱地土壤改良剂施用量为每亩盐碱地上，土壤改良剂的施用量为600-1200公斤。相对于传统盐碱地施用脱硫石膏施用1500-3000公斤，本发明的产品和使用方法的成本有较大降低。
具体实施方式
[0025] 下面结合具体
实施例对本发明的实施方式作进一步说明。以下对实施例所用原料的规格进行简单说明，“％”如无特殊说明，均为质量百分比。
[0026] 脱硫石膏，为燃煤电厂
烟气脱硫技术的副产品，CaSO4·2H2O的含量在80％以上，自由水含量低于10％，添加重金属钝化剂进行改良，参照《国家有机
肥料标准(NY525-2012)》相关要求，使污染物Cd、As、Cr最高含量分别不超过3、15、150mg.kg-1。改良脱硫石膏的制备过程如下：燃煤电厂脱硫石膏与蛇纹石按照20：1重量比，均匀混合后直接利用。
[0027] 氨化腐植酸，采用以下方法进行制备：将风化煤和市售氨水(浓度为10-15％)按质量比4-6:1混合均匀，密闭熟化5天以上，即得。其中，N含量不低于5％，有机质含量大于45％。
[0028] 分子量100-200万的阴离子线型聚丙烯酰胺，其游离
单体≤0.05％，水解度为10-30％。
[0029] 一、本发明的盐碱地土壤改良剂的具体实施例如下：
[0030] 实施例1
[0031] 本实施例的盐碱地土壤改良剂，由以下质量百分比的组分组成：改良脱硫石膏86％，氨化腐植酸13％，分子量100-200万的阴离子线型聚丙烯酰胺1％。
[0032] 实施例2
[0033] 本实施例的盐碱地土壤改良剂，由以下质量百分比的组分组成：改良脱硫石膏84.2％，氨化腐植酸15％，分子量100-200万的阴离子线型聚丙烯酰胺0.8％。
[0034] 实施例3
[0035] 本实施例的盐碱地土壤改良剂，由以下质量百分比的组分组成：改良脱硫石膏88％，氨化腐植酸10.8％，分子量100-200万的阴离子线型聚丙烯酰胺1.2％。
[0036] 二、本发明的盐碱地土壤改良剂的制备方法的具体实施例如下：
[0037] 实施例4
[0038] 本实施例的盐碱地土壤改良剂的制备方法，对盐碱地土壤改良剂实施例1的制备进行说明，将改良脱硫石膏、氨化腐植酸、阴离子线型聚丙烯酰胺按配比混合，干燥至含水率不大于5％，即得。
[0039] 实施例5
[0040] 本实施例的盐碱地土壤改良剂的制备方法，对盐碱地土壤改良剂实施例2的制备进行说明，将改良脱硫石膏、氨化腐植酸、阴离子线型聚丙烯酰胺分别干燥至含水率不大于5％，按配比混合，即得。
[0041] 实施例6
[0042] 本实施例的盐碱地土壤改良剂的制备方法，制备盐碱地土壤改良剂实施例3的产品，具体步骤与实施例4的方法相同。
[0043] 三、本发明的盐碱地土壤改良剂的施用方法的具体实施例如下：
[0044] 实施例7
[0045] 本实施例的盐碱地土壤改良剂的施用方法，使用盐碱地土壤改良剂实施例1的产品，按1200kg/亩的施用量将土壤改良剂均匀铺洒在地表，使用旋耕机交叉作业旋耕2次，旋耕深度为20cm，之后制作田间灌溉小畦，按照每亩灌溉量100立方灌溉达到土壤饱和持水量，通过地块边的排盐渠排盐，持续5天，待土壤含水用重量法测定达到降到土壤饱和持水量的60％，开始进行作物种植。
[0046] 实施例8
[0047] 本实施例的盐碱地土壤改良剂的施用方法，使用盐碱地土壤改良剂实施例2的产品，按1000kg/亩的施用量将土壤改良剂均匀铺洒在地表，使用旋耕机交叉作业旋耕2次，旋耕深度为20cm，之后制作田间灌溉小畦，按照每亩灌溉量100立方灌溉达到土壤饱和持水量，通过地块边的排盐渠排盐，持续5天，待土壤含水降到土壤饱和持水量的60％，开始进行作物种植。
[0048] 实施例9
[0049] 本实施例的盐碱地土壤改良剂的施用方法，使用盐碱地土壤改良剂实施例3的产品，按1500kg/亩的施用量将土壤改良剂均匀铺洒在地表，使用旋耕机交叉作业旋耕2次，旋耕深度为20cm，之后制作田间灌溉小畦，按照每亩灌溉量100立方灌溉达到土壤饱和持水量，通过地块边的排盐渠排盐，持续5天，待土壤含水降到土壤饱和持水量的60％，开始进行作物种植。
[0050] 四、相关实验例
[0051] 实验例为盆栽实验，在山东滨州的
温室大棚中进行，供试土壤为山东滨州的黄河三
角洲中度盐碱化土壤(0-20cm)，种植作物为玉米和
棉花，供试土壤理化性质见表1。
[0052] 实验时，每种作物各设2种处理，每种处理3次重复。各处理具体设置如下：CK：污染土壤；A：参考实施例7的盐碱地土壤改良剂的施用方法。
[0053] 表1供试土壤理化性质
[0054]
[0055] 3个月后，检测玉米和棉花盆栽实验土壤的化学指标和肥力指标，分别如表2-表5所示。
[0056] 表2玉米盆栽实验土壤的化学指标
[0057]
[0058] 表3棉花盆栽实验土壤的化学指标
[0059]
[0060] 表4玉米盆栽实验的土壤肥力指标
[0061]
[0062] 表5棉花盆栽实验的土壤肥力指标
[0063]
[0064] 由表2、表3、表4、表5的结果可知，采用本发明的方法进行土壤改良后，玉米盆栽土壤pH降低了3％，有机质增加了37％，铵态氮含量增加了83％；含盐量增加了55％，碱化度降低了65％。棉花盆栽土壤pH降低了1.2％，有机质增加了41％，铵态氮增加了191％；其中，与CK相比，玉米盆栽土壤含盐量增加了124％，棉花盆栽土壤含盐量增加了152％，这是由于脱硫石膏的加入导致土壤中钙盐的含量增加，Ca2+有利于植物细胞壁的合成，可对植物生长起促进作用。
[0065] 盐碱土改良的核心是去除土壤胶体表面的钠离子。添加土壤改良剂后，土壤胶体2+
微粒的外层的钠离子被Ca 置换，由于土壤胶体的钙离子不吸附水分子，胶体微粒互相靠近聚团，土壤就不会板结。水分子渗入微粒间时会使微粒团膨胀，然后在干燥过程中使土层龟裂。该过程反复进行后，土壤即形成团粒结构，从而有利于
农作物根系生长和吸收水肥。同时，Na+被置换下来后形成Na2SO4随水移动排除出土壤，降低碱化度和土壤的pH。加上腐植酸和高分子聚丙烯酰胺的促进，土壤团聚体形成得到保障，且促进土壤肥力提升，为作物生长提供良好环境。
[0066] 检测玉米和棉花的生长情况，结果如表6和表7所示。
[0067] 表6玉米的生长情况
[0068]
[0069] 表7棉花的生长情况
[0070]
[0071] 由表6、表7的结果可知，使用本发明的方法进行土壤改良后，玉米和棉花的株高、叶面积得到显著提高，玉米的植物干重和鲜重分别增加了49％、45％；棉花的植物干重和鲜重分别增加了25％、36％，各作物生长情况良好。
