以含盐弃渣土制备高寒及沙漠化地区种植土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种以含盐弃渣土制备高寒及沙漠化地区种植土壤的方法，其由以下质量百分比的组成物制得：含盐弃渣土60%～85%、持水材料1%～8%、有机固废5%～20%、营养液3%～25%；本发明专利技术方法制得的土壤具备在高寒地区满足植物生长的能力，其具有在温度

【技术实现步骤摘要】
以含盐弃渣土制备高寒及沙漠化地区种植土壤的方法


[0001]本专利技术属于高寒及沙漠化地区固体废物土壤化利用领域，具体涉及一种以含盐固废制备高寒及沙漠化地区种植土壤的方法。

技术介绍

[0002]高寒及沙漠化地区土壤特征：1.在自然地理学由于气温低、生长季节短，而无法长出较高植株，其根茎受到寒冻之后，植物体内的部分水分损失，一些生理机能也随之丧失冰冻会让它们的细胞结冰，导致细胞内壁产生破裂，从而让植物的细胞过快地水分散失，造成植物的局部或全部死亡。2.盐渍化土壤分布区域普遍具有降水量低、蒸发强烈、地形地貌低洼平坦、地下水埋深浅和地下水矿化度高、成土母质含盐等特点。盐渍化土壤由于土壤盐浓度过高，会导致作物根系无法有效吸收土壤中的水分、养分，出现缺素症状，表现为植株长势弱、发黄、发蔫、根系不牢等症状，严重时根系死亡，导致整株枯死。3.由于自然因素和人类活动的影响而引起生态系统的破坏，使原来非沙漠地区出现了类似沙漠环境的变化。而沙漠化的土壤由于沙漠呈现昼夜温差大，水分冻融与挥发行为剧烈，导致植物无法正常生长，且沙漠化的土壤其含水和保水能力下降，导致植物生长过程中缺水而无法种植。
[0003]针对现有高寒冻土修复技术主要分为两种：其中一种是对其添加防冻剂以达到降低土壤中水冰点，达到满足植物正常生长所需的流动水，另一种为用化学制剂喷洒于植物表面，固化成膜以抑制植物自身热量的散失，同时供给植物营养以起到健株的作用从而有效地防止冻害发生；针对盐碱化土壤现有的修复技术有选择种植耐盐植物、培肥土壤、科学灌溉等技术；针对沙漠化土壤的问题，现有技术方法有“沙漠土壤化”是赋予沙子土壤的力学状态即给沙子颗粒之间施加万向结合约束，从而改变沙子的力学状态，使沙子获得土壤的生态力学属性，使其在湿时是流变状态，干时是固体状态，且这两种状态之间能够随着土壤干湿状况的改变而持续、稳定转换。
[0004]在CN201710490468.7中，其专利技术者提供了一种多功能营养土配方及制备方法，包括沙壤土、蚯蚓粪、梅花鹿粪、尿素、过磷酸钙、凹凸棒土、碳酸氢钠、优质泥碳、珍珠岩份、腐熟秸秆、食用菌棒、草木灰、控释肥、酒糟、稻壳、芦荟、去离子水；虽然该专利技术采用沙土和天然动植物有机精肥的结合制造出多功能营养土，提升保水保肥能力，有效改善土壤透气性，抗逆防病强，但其根本的现状没有改变，其吸水保水的能力并不能充分发挥作用和改变沙土失水的缺点，无法保证其在极端环境下的性能。在CN201910364159.4中提供了一种沙漠沙土改良剂及其制备方法，由如下原料制成：粉煤灰、膨润土、有机肥、腐植酸、甲壳素纤维、海藻提取液、木质素磺酸钠和微生物菌剂。该专利技术对沙漠沙土添加改良剂，具有一定增加沙土的吸水保水性能，但其根本的现状没有改变，其吸水保水的能力并不能充分发挥作用和改变沙土失水的缺点，及无法保证其在极端环境下的性能。
[0005]现有的土壤改良剂和修复剂的相关技术与方法在解决高寒及沙漠化地区极端冻融条件下水土与营养保持方面的问题仍具有较大缺陷，以及现有盐渍化土壤改良技术在高原地区存在巨大缺陷。如：1.在高寒高海拔地区以及沙漠化地区会出现常年或季节性冻土，
导致土壤硬化、自由水的凝固和昼夜温差急剧变化使土壤中的水份挥发快速，现有的技术和方法都未解决相关的问题；2.盐碱土壤的高盐性未被根本改变，并且现有技术没有将其开发和资源化，造成土壤环境的进一步恶化。
[0006]中国西部以及北方高原地区盐化土壤及含盐固废的再利用，以及减少冻土周期和限制沙漠化是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]针对现有盐化土壤洗盐及改良成本高，含盐固废利用率低，高海拔高寒及沙漠化地区极端冻融条件下耕垦期短、水土与营养保持性能差等问题，本专利技术提供了一种以含盐弃渣土制备高寒及沙漠化地区种植土壤的方法。
[0008]本方法是利用含盐弃渣土为土壤主体（提供盐类降低冻点、其中主要为植物生长所需重金属，但同时对重金属有稳定化作用），将其破碎筛分后与外加材料充分混匀，在发酵罐中发酵完全后曝晒制备成营养土，从而获得在自然环境下使土壤不结冰、不冻土，且能在高温地区保持较高的含水量，保持土壤中水的自然流通，以此满足植物所需的生长条件；以外加材料的方式实现土壤化利用，同时具有较高的抗冻、持水保肥性能，既实现了弃渣土就近资源化的目的，同时也大大提高了高营养种植土壤的适用性。
[0009]本专利技术高寒及沙漠化地区种植土壤的方法是由以下质量百分比的组成物制得：含盐弃渣土60%～85%、持水材料1%～8%、有机固废5%～20%、营养液3%～25%。
[0010]具体是将粒径小于2.5mm的含盐弃渣土与持水材料、有机固废和营养液混合倒入发酵罐中，发酵罐填料量为其容积的1/3～2/3，混合物含水率为45%～65%，发酵温度为30～55℃，发酵天数为15～25天，发酵完成后物料通过曝晒将含水率降至20%～32%，并将其粉碎至粒径2.5mm以下制得。
[0011]所述含盐弃渣土为磷石膏、脱硫石膏、铜尾矿、铁尾矿、金尾矿、盐渍化土壤中的一种或多种，或者在含盐弃渣土中添加沙化土壤，其中盐渍化土壤包括重碳酸盐钠质土壤、重碳酸盐土壤、硫酸盐钙质土壤、硫酸盐镁钠质土壤。
[0012]所述持水材料为生物炭、稻壳、菌渣、椰糠、蔗渣、锯末屑中的一种或几种。
[0013]所述有机固废为城市生活污水污泥、猪粪肥、牛粪肥、园林绿化废物、沼渣中的一种或多种。
[0014]所述每升营养液含四水硝酸钙0.1～0.8g、磷酸二氢钾0.04～0.3g、硫酸亚铁0.05～0.4g、硫酸镁0.05～0.3g、以及添加量0.01g的硫酸锌、硼酸、氯化铵中的一种或多种，pH为6～8.5。
[0015]本专利技术高寒及沙漠化地区种植土壤利用含盐弃渣土中含有的营养元素，充分发挥其经济环保价值，重金属元素可在一定程度下起到钠盐和外加抗冻剂降低土壤中水的冰点能力，达到降低土壤中自由水的冰点的作用，保证植物生长所需的水，土壤防冻机理为冰晶畸变理论。纯水在0℃时结冰，由于氢键的作用，水分子聚合成巨大的分子集合体，冻胀力很强。掺入了可利用的重金属（Cu、Zn、Mo、Fe、Mn等）和盐类的水溶液，在温度低于其冰点时开始有冰析出，由于可利用的重金属（Cu、Zn、Mo、Fe、Mn等）和盐类对水分子间氢键的干扰作用，析出的冰晶细小且呈絮状结构，在宏观上表现非常松软，冻胀应力大大下降。防冻功能其作用方式为：可利用的重金属（Cu、Zn、Mo、Fe、Mn等）和盐类与水有很低的共熔温度，具有
能降低水的冰点而使土壤在负温下仍在进行水化作用如亚硝酸钠、氯化钠。
[0016]持水材料的施用对所制土壤具有提高其含水能力、保护土壤水分在高寒沙漠地区温度剧烈变化降低其反应和固定耐寒旱性土壤中游离的重金属离子；有机固废施用的作用是促进高营养土壤的形成和调节所培养土壤的理化性质；营养液的使用一方面是为了添加土壤中的营养元素，满足植物正常生长发育的需要和增加土壤的含水量，促进土壤发酵；另一方面是为了调节持水材料、营养液和弃渣土壤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以含盐弃渣土制备高寒及沙漠化地区种植土壤的方法，其特征在于，由以下质量百分比的组成物制得：含盐弃渣土60%～85%、持水材料1%～8%、有机固废5%～20%、营养液3%～25%。2.根据权利要求1所述的以含盐弃渣土制备高寒及沙漠化地区种植土壤的方法，其特征在于：含盐弃渣土为磷石膏、脱硫石膏、铜尾矿、铁尾矿、金尾矿、盐渍化土壤中的一种或多种，或者在含盐弃渣土中添加沙化土壤，含盐弃渣土的粒径小于2.5mm。3.根据权利要求1所述的以含盐弃渣土制备高寒及沙漠化地区种植土壤的方法，其特征在于：持水材料为生物炭、稻壳、菌渣、椰糠、蔗渣、锯末屑中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的以含盐弃渣土制备高寒及沙漠化地区种植土壤的方法，其特征在于：有机固废为城市生活污水污泥、猪粪肥、牛粪肥、园林...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿广飞，李海林，陈帮金，金彩悦，吴丰辉，王作亮，邝凌睿，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：