一種玉米秸稈制備鹽堿土改良劑及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種玉米秸稈制備鹽堿土改良劑及制備方法，方法步驟如下：步驟一：干燥粉碎：將玉米秸稈風(fēng)干，水分含量小于10％，然后粉碎至20目；步驟二：高溫改性：250?300℃高溫厭氧改性3?5小時；步驟三：酸化：按秸稈與質(zhì)量濃度5％～8％硝酸重量比1:10～25比例混合，浸泡24小時后分離出秸稈，60℃烘干；步驟四：表面活化：按秸稈與質(zhì)量濃度5％的氯化鋁溶液重量比1:25比例混合，不斷攪拌，24小時后60℃烘干即制成。按此方法制備的玉米秸稈制備鹽堿土改良劑。本發(fā)明使寸草不生的草甸堿土(堿斑)的土壤的理化性質(zhì)得到改善。具有成本低，使鹽漬土得到持續(xù)、逐步的改良，推廣適應(yīng)性強(qiáng)的顯著等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種玉米秸稈制備鹽堿土改良劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種玉米秸桿制備鹽堿土改良劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 土壤鹽漬化是一個世界性的資源和生態(tài)問題，同時也是世界上難以解決的土地退 化問題。當(dāng)前，全球鹽漬土分布廣，面積大，除南極洲尚待調(diào)查研究外，其余五大洲及其大多 數(shù)主要島嶼的海濱地區(qū)和干旱、半干旱地帶，涉及100多個國家和地區(qū)，都有各種類型的鹽 漬土分布。鹽脅迫幾乎影響植物所有的重要生命過程。中國鹽漬土總面積約2X10 8hm2,是當(dāng) 今世界受荒漠化危害最為嚴(yán)重的國家之一，主要分布在華北、東北、西北內(nèi)陸地區(qū)以及長江 以北的沿海地帶。在人口不斷增加、耕地日趨減少和淡水資源不足的嚴(yán)重壓力下，如何利用 和開發(fā)我國上億畝鹽漬土壤，發(fā)展高科技農(nóng)業(yè)，提高作物產(chǎn)量就成為國際上生物科學(xué)領(lǐng)域 迫切需要解決的問題之一。
[0003] 目前，鹽漬土改良措施主要有：（1)化學(xué)改良：主要利用酸性物質(zhì)或高分子化合物 等，通過土壤溶液的酸堿中和反應(yīng)、高分子化合物螯合反應(yīng)、土壤膠體離子代換反應(yīng)，來降 低土壤酸堿度、減少有害離子活度，以改善土壤理化性質(zhì)。例如利用木醋液、硫酸、草酸、水 楊酸、丁烯二酸、硫磺、硫酸鋁、石膏、磷石膏、脫硫石膏、醋糟、酒糟、氯化鈣、檸檬酸渣、硫酸 亞鐵、風(fēng)化煤、泥炭、褐煤、腐植酸、沸石、菌糠、糠醛渣、污泥等物質(zhì)，有的單一物質(zhì)或幾種按 比例混合施用、也有的通過高溫或酸化等改性技術(shù)復(fù)合營養(yǎng)元素制成改良劑后使用?；瘜W(xué) 改良存在著資源消耗大、成本高，某些改良材料含有植物生長有毒害物質(zhì)，效果難以長久保 持等不足。（2)水利工程措施:主要通過排水、沖洗、灌溉淋鹽等工程措施，建立區(qū)域性灌水 排鹽系統(tǒng)，使其起到淋鹽排鹽的作用。水利工程措施人力和物力投量大，有些地方水資源短 缺難以實(shí)施，灌溉淋洗會使土壤中養(yǎng)分流失，利用不當(dāng)還會引發(fā)土壤次生鹽漬化。（3)農(nóng)藝 措施:通過調(diào)節(jié)土壤水、肥、氣、熱，保證作物正常生長的改良技術(shù)。在鹽堿地區(qū)，農(nóng)業(yè)生物措 施還具有調(diào)節(jié)土壤水鹽動態(tài)的作用。其主要的農(nóng)業(yè)生物措施包括:平整土地、深翻窖鹽、水 旱輪作、培肥抑鹽、種稻改良、草原圍欄禁牧等。農(nóng)藝措施有的只適用于鹽漬化程度不高土 壤，對于重度鹽漬土顯得無能為力;利用有機(jī)肥培肥土壤效果雖好，但易受到有機(jī)肥資源短 缺問題。（4)生物措施:選擇種植耐鹽作物品種或耐鹽植物，適應(yīng)鹽漬化土壤生長。耐鹽作物 包括向日葵、堿谷、糜子、大麥、高粱、甜菜等;耐鹽牧草包括田青、苦草、草木犀、紫花苜蓿、 星星草、堿茅等;耐鹽的經(jīng)濟(jì)植物包括大米草、咸水草、蘆葦、羅布麻、沙棘等;高抗鹽植物包 括鹽地堿蓬和花花柴、鹽爪爪等。此外，應(yīng)用微生物改良鹽堿土，例如氧化硫硫桿菌、排硫 桿菌等。利用耐鹽植物改良，大多以恢復(fù)地表植被為主，有些耐鹽植物本身的鹽分含量很 高，當(dāng)枯枝葉腐爛時，其所含的大量鹽分就會遺留在土壤表面，而且，這些植物也不具備飼 用價(jià)值。目前，培育新的抗鹽品種或提高植物的耐鹽能力的研究處在實(shí)驗(yàn)室的研究階段，未 能大面積應(yīng)用推廣。微生物改良易受土壤環(huán)境影響，需要添加單質(zhì)硫物質(zhì)和載體，使用不當(dāng) 會造成環(huán)境污染。（5)覆蓋改良鹽漬土:利用覆蓋物覆蓋土壤表面，控制土壤水分蒸發(fā)就可 減輕鹽分表聚，達(dá)到改良的目的。覆蓋物有塑料、秸桿和沙子等。此方法投入量大，見效緩 慢，持久性差。
[0004] 上述措施改良鹽漬土進(jìn)行長期的研究和應(yīng)用，其顯現(xiàn)一定的效果，這些措施主要 通過降低土壤鹽分和改善土壤理化性質(zhì)，適宜植物生長，促進(jìn)了植被恢復(fù)和作物產(chǎn)量的提 高。針對松嫩平原富含碳酸鹽和重碳酸鹽的鹽漬土，有的土壤pH高達(dá)10以上、鈉離子含量 高，分布著寸草不生的"堿斑"，其改良難度大?，F(xiàn)有改良措施難以實(shí)施和改良效果難以維 持，造成大量的資源浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)效益低，推廣應(yīng)用性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有鹽漬土改良技術(shù)中的投入成本太高，改良難以持續(xù)，秸桿資源 利用等問題，提供了一種玉米秸桿制備鹽堿土改良劑及制備方法。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)如下：
[0007] 一種玉米秸桿制備鹽堿土改良劑的制備方法，步驟如下：
[0008] 步驟一:干燥粉碎:將玉米秸桿風(fēng)干，水分含量小于10%，然后粉碎至20目；
[0009] 步驟二:高溫改性:250-300°C高溫厭氧改性3-5小時；
[0010] 步驟三:酸化:按秸桿與質(zhì)量濃度5 %~8 %硝酸重量比1:10~25比例混合，浸泡24 小時后分離出秸桿，60 °C烘干；
[0011] 步驟四：表面活化:按秸桿與質(zhì)量濃度5 %的氯化鋁溶液重量比1:25比例混合，不 斷攪拌，24小時后60°C烘干即制成。
[0012] 本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征:按如上所述的方法制備的一種玉米秸桿制備鹽堿土 改良劑。
[0013] 本發(fā)明的有益效果：
[0014] 本發(fā)明的秸桿改良劑使寸草不生的草甸堿土 (堿斑)的土壤的理化性質(zhì)得到改善， 重建了人工植被，土地生產(chǎn)力大幅提高。具有成本低，使鹽漬土得到持續(xù)、逐步的改良，推廣 適應(yīng)性強(qiáng)的顯著等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 實(shí)施例1
[0016] 原料:玉米秸桿、質(zhì)量濃度8 %硝酸、質(zhì)量濃度5 %氯化鋁溶液
[0017]第一步:干燥粉碎:將玉米秸桿風(fēng)干，水分含量小于10%，然后粉碎至20目；
[0018] 第二步:高溫改性:250 °C高溫厭氧5小時；
[0019]第三步：酸化:按秸桿與質(zhì)量濃度8 %硝酸重量比1:15比例混合，浸泡24小時后分 離出秸桿，60 °C烘干；
[0020]第四步:表面活化:按秸桿與質(zhì)量濃度5 %氯化鋁溶液重量比1: 25比例混合，不斷 攪拌，24小時后60 °C烘干即可。
[0021] 實(shí)施例2
[0022]原料:玉米秸桿、質(zhì)量濃度5 %硝酸、質(zhì)量濃度5 %氯化鋁溶液
[0023]第一步:干燥粉碎:將玉米秸桿風(fēng)干，水分含量小于10%，然后粉碎至20目；
[0024] 第二步:高溫活化:300 °C高溫厭氧3小時；
[0025]第三步：酸化:按秸桿與質(zhì)量濃度5 %硝酸重量比1: 25比例混合，浸泡24小時后分 離出秸桿，60 °C烘干；
[0026]第四步:表面活化:按秸桿與質(zhì)量濃度5 %氯化鋁溶液重量比1: 25比例混合，不斷 攪拌，24小時后60 °C烘干即可。
[0027]應(yīng)用效果：
[0028]改良鹽堿地試驗(yàn)點(diǎn)位于肇州縣永樂鎮(zhèn)太豐村鹽堿化草原，分布著大小不等寸草不 生的堿斑，其土壤性質(zhì)（〇-l〇cm)為:？!1=10.10 43? = 69.8，有機(jī)質(zhì)3.(^/1^。5月20日實(shí)施， 每平方米按堿茅種子1.5克撒播。每平方米施用秸桿改良劑2kg，與O-lOcm表土混勻。8月25 日測生物量和采取土壤，其結(jié)果如下：
[0029] (1)改良后的堿斑牧草覆蓋率大于90%，而未改良仍然為光板地，寸草不生；改良 后每公頃牧草產(chǎn)量l〇〇〇〇kg以上(見表1)，有利于促進(jìn)農(nóng)牧民增收。
[0030] 表1改良后牧草生長狀況及產(chǎn)量
[0031]
[0032] 注："一"表示未見植被。
[0033] (2)鹽漬化土壤的理化性質(zhì)得到改善:改良劑能改善鹽漬土的理化性質(zhì)，主要表現(xiàn) 在:秸桿改良劑能顯著提高土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效氮磷鉀的含量、陽離子代換量 (CEC)，同時降低土壤pH、土壤電導(dǎo)率(EC)、堿化度(見表2~表3)。由此表明，秸桿改良劑能 夠有效地降低了鹽分對作物危害，提高了 土壤供肥保肥性能。
[0034] 表2改良劑對草甸堿土 (堿斑)化學(xué)性質(zhì)的影響
[0035]
[0036] 注:*表不p<0 · 01差異顯著性，**表不p<0 · 05差異顯著性 [0037]表3改良劑對草甸堿土 (堿斑)土壤肥力的影響
[0038]
[0039] 注:*表不p<0 · 01差異顯著性，**表不p<0 · 05差異顯著性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種玉米秸桿制備鹽堿土改良劑的制備方法，其特征在于，步驟如下： 步驟一:干燥粉碎:將玉米秸桿風(fēng)干，水分含量小于10 %，然后粉碎至20目； 步驟二:高溫改性:250-300 °C高溫厭氧改性3-5小時； 步驟三:酸化:按秸桿與質(zhì)量濃度5%~8%硝酸重量比1:10~25比例混合，浸泡24小時 后分離出秸桿，60 °C烘干； 步驟四：表面活化：按秸桿與質(zhì)量濃度5 %的氯化鋁溶液重量比1:25比例混合，不斷攪 拌，24小時后60 °C烘干即制成。2. 按權(quán)利要求1所述的方法制備的一種玉米秸桿制備鹽堿土改良劑。
【文檔編號】C05F11/00GK105906386SQ201610250500
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】馬獻(xiàn)發(fā), 孫福海, 陳樂 , 李偉彤, 夏雪蓮, 楊夢 , 孟慶峰
【申請人】東北農(nóng)業(yè)大學(xué)