一种土壤改良剂及其制备方法

1.本发明涉及土壤改良技术领域，具体为一种土壤改良剂及其制备方法。


背景技术：

2.土壤改良剂又名土壤调理剂，是指可以改善土壤物理性，促进作物养分吸收，而本身不提供植物养分的一种物料。根据中华人民共和国农业行业标准ny/t3034-2016的定义，土壤调理剂是指加入障碍土壤中以改善土壤物理、化学和/或生物性状的物料，适用于改良土壤结构、降低土壤盐碱危害、调节土壤酸碱度、改善土壤水分状况或修复污染土壤等。
3.目前市场上有各种不同类型的土壤改良剂，但大多数土壤改良剂都掺杂有大量的化学药剂(特别是聚丙烯酰胺)，虽然可以起到土壤改良修复作用，但存在难降解，土壤污染风险增大的问题，沼渣是沼气工程厌氧发酵的主要剩余产物，富含有机质、腐殖质、微量营养元素、多种氨基酸、酶类和有益微生物，质地疏松、保墒性能好，特别是沼渣中含有的腐殖质具有较强的吸持水分及阳离子吸附能力，可以增强土壤保水(墒)保肥能力和提高营养元素释放的持久，是制备土壤改良剂的良好材料。醋糟、糠醛渣、木醋液都是生物质废弃物,是一种高效有机酸性调节肥。槐糖脂是主要由非致病球拟假丝酵母以六碳糖和脂肪酸为碳源，经一定发酵工艺产生的微生物次级代谢产物，具有无毒、100％可生物降解、耐高温、耐高盐、适应ph范围广及对环境友好等特性，将它们应用于改良土壤,不仅消除了对环境污染，还增加他们的经济附加值，达到清洁生产、循环利用的目的,对解决农业废弃物资源化利用具有促进作用。沼渣和醋槽都是十分常见的有机废弃物，目前对沼渣和醋槽的处理都是大量堆放，少量用于农田土壤，既容易造成二次污染，同时也容易造成有机废弃物的浪费，无法实现废物的回收再利用。
4.鉴于此，本项研究以沼渣为研究对象，以糠醛渣为辅料，结合沼渣腐殖质含量高、吸水性能好、有机质含量高等优点，通过室内试验和大田试验结合的方式，制备沼渣土壤调理剂，其目的在于改善土壤的物理、化学及生物性状，改善土壤结构、增加土壤有机质含量、提高土壤蓄水保墒能力，从而改良土壤，提高土壤的生产力，促进植物生长和发育。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种土壤改良剂及其制备方法，解决了目前对沼渣和醋槽的处理都是大量堆放，少量用于农田土壤，既容易造成二次污染，同时也容易造成有机废弃物的浪费，无法实现废物的回收再利用的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种土壤改良剂，包括以下重量份数的原料组分：腐熟沼渣30-35份、草炭20-24份、调酸剂25-30份、碳酸钙1-3份、硫酸亚铁1-3份、活化壳聚糖1-3份、生物表面活性剂0.5-2份、附着剂1-3份和补水剂2-4份；
9.所述调酸剂采用醋糟、糠醛渣、木醋液、衣康酸或柠檬酸中的一种；
10.所述生物表面活性剂采用酸性槐糖脂；
11.所述附着剂采用膨润土；
12.所述补水剂采用羧甲基纤维素和普鲁兰多酶。
13.所述土壤改良剂按以下重量份数的原料配制：腐熟沼渣30份、草炭20份、醋糟25份、碳酸钙1份、硫酸亚铁1份、活化壳聚糖1份、酸性槐糖脂0.5份、膨润土1份、羧甲基纤维素1份和普鲁兰多酶1份。
14.所述土壤改良剂按以下重量份数的原料配制：腐熟沼渣32份、草炭22份、醋槽28份、碳酸钙2份、硫酸亚铁2份、活化壳聚糖2份、酸性槐糖脂1份、膨润土2份、羧甲基纤维素1.5份和普鲁兰多酶1.5份。
15.所述土壤改良剂按以下重量份数的原料配制：腐熟沼渣35份、草炭24份、醋槽30份、碳酸钙3份、硫酸亚铁3份、活化壳聚糖3份、酸性槐糖脂2份、膨润土3份、羧甲基纤维素2份和普鲁兰多酶2份。
16.一种土壤改良剂的制备方法，包括以下具体步骤：
17.步骤一：按配制比例进行备料；
18.步骤二：将腐熟沼渣为腐殖质内芯，复配醋槽和草炭利用混合搅拌机进行混合搅拌，醋糟、糠醛渣、木醋液、衣康酸或柠檬酸作为调酸剂，调整混合物的ec值和ph值；
19.步骤三：待上述混合物充分混合后依次加入碳酸钙、硫酸亚铁、活化壳聚糖和酸性槐糖脂，继续搅拌10-15mi n，活化壳聚糖溶液(1％的乙酸作为活化壳聚糖活化剂，使活化壳聚糖的氨基质子化，活化壳聚糖溶于水)，酸性槐糖脂作为生物性非离子表面活性剂，有效调节有机废弃物斥水性，增加混合物比表面积；
20.步骤四：加入膨润土作为附着剂，搅拌15-20min，使膨润土与混合物充分混合；
21.步骤五：加入羧甲基纤维素和普鲁兰多酶作为补水剂，继续搅拌15-20mi n；
22.步骤六：利用烘干造粒机进行烘干造粒，即制得土壤改良剂成品(具有有机质内芯，复合多级孔隙结构补水)；
23.步骤七：利用真空包装机进行真空密封包装。
24.优选的，所述混合搅拌机的搅拌转速控制在120-150r/mi n，既能保证搅拌加工质量，同时也能防止过高的转速导致混合搅拌机的混合物被甩出。
25.一种土壤改良剂加工设备，包括支撑底座，所述支撑底座顶部边角处均固定连接有支撑柱，多个所述支撑柱的顶端均固定连接有固定块，多个所述固定块之间固定连接有搅拌箱；
26.所述搅拌箱内安装有搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌组件，所述搅拌组件转动连接在搅拌箱内，所述搅拌箱一端的中心安装有与搅拌组件相对应的伺服电机，伺服电机工作时可以通过其输出轴带动搅拌组件进行同步转动，搅拌组件在转动时可以对搅拌箱内的混合物进行均匀的搅拌混合，所述搅拌箱底部中心滑动安装有密封条，密封条能够完成搅拌箱底端的开合；
27.所述搅拌箱顶部的前端转动连接有上料机构，所述支撑底座的前端中心固定连接有与上料机构相对应的液压顶升机构。
28.优选的，所述搅拌箱包括箱体，所述箱体固定于多个固定块之间，所述箱体底部中心开设有出料口，所述出料口底部的前后端对称设置有限位导轨。
29.通过上述技术方案，箱体用于盛放各种混合原料，滑动抽出密封条后，搅拌完成后的混合物可以经出料口向下排出，从而实现下料，限位导轨的设计可以对密封条起到滑动支撑和限位作用。
30.优选的，所述上料机构包括上料斗，所述上料斗转动连接于箱体顶部的前端，所述上料斗上固定连接有多个均匀分布的导料板，所述上料斗的底部中心固定连接有转动支架。
31.通过上述技术方案，在需要向搅拌箱内加注大量的原料时，由于搅拌箱的开口较高，可以将待投放的原料倒入较低位置的上料斗内，然后再由液压顶升机构驱动其进行旋转，进而可以将上料斗内的原料倒入搅拌箱内，由于上料斗上固定连接有多个均匀分布的导料板，多个导料板可以起到一定的限位和导料作用，使得上料斗内的原料能够均匀的倒入搅拌箱内，以保证后续的搅拌加工质量。
32.优选的，所述液压顶升机构包括支撑板，所述支撑板固定于支撑底座前端的中心，所述支撑板的顶部固定连接有转动支座，所述转动支座上转动连接有液压缸，所述液压缸活塞杆的顶端与转动支架转动连接。
33.通过上述技术方案，液压缸工作时，可以通过其活塞杆带动上料斗进行抬升或下降，从而可以实现方便快速的自动投料，无需人工操作，更加省时省力。
34.(三)有益效果
35.本发明提供了一种土壤改良剂及其制备方法。具备以下有益效果：
36.1、该种土壤改良剂及其制备方法，通过采用绿色材料，不仅更加环保，而且所有材料均可以降解，每个制备环节都不会造成土体负担，安全无毒害，解决了沼渣、醋槽二次污染问题，延伸了产业链，实现了沼渣多级利用。
37.2、该种土壤改良剂及其制备方法，通过采用绿色复合材料，既补充了有机质，增加土壤蓬松性，而且使囧菌具有多样性和平衡性，可以对土壤起到更好的修复作用，工作效率大大提高。
附图说明
38.图1为本发明的第一视角结构图；
39.图2为本发明的第二视角结构图；
40.图3为本发明的主视图；
41.图4为本发明的俯视图；
42.图5为本发明的右视图；
43.图6为图5中a-a向剖视图；
44.图7为本发明搅拌箱的结构示意图。
45.其中，1、支撑底座；2、支撑柱；3、固定块；4、搅拌箱；401、箱体；402、出料口；403、限位导轨；5、搅拌机构；501、搅拌组件；502、伺服电机；6、密封条；7、上料机构；701、上料斗；702、导料板；703、转动支架；8、液压顶升机构；801、支撑板；802、转动支座；803、液压缸。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.实施例一：
48.本发明实施例提供一种土壤改良剂，包括以下重量份数的原料组分：腐熟沼渣30-35份、草炭20-24份、调酸剂25-30份、碳酸钙1-3份、硫酸亚铁1-3份、活化壳聚糖1-3份、生物表面活性剂0.5-2份、附着剂1-3份和补水剂2-4份；
49.调酸剂采用醋糟、糠醛渣、木醋液、衣康酸或柠檬酸中的一种，醋糟、糠醛渣、木醋液、衣康酸或柠檬酸作为调酸剂可以调整土壤改良剂的ec值和ph值；
50.生物表面活性剂采用酸性槐糖脂，由于土壤改良剂的有机质含量高，而且存在斥水性问题，酸性槐糖脂作为生物表面活性剂可以起到增溶、润湿、分散等性能，而且还具有无毒、100％可生物降解、耐温、耐高盐、适应ph范围广以及对环境友好等特性；
51.附着剂采用膨润土，膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附8-15倍于自身体积的水量，膨润土与水、泥或细沙的掺和物还具有可塑性和黏结性，使得土壤改良剂具有一定的粘附性，更便于后续的加工造粒；
52.补水剂采用羧甲基纤维素和普鲁兰多酶，由羧甲基纤维素和普鲁兰多酶作为补水剂添加至土壤改良剂中，可以增强土壤改良剂的湿润性。
53.土壤改良剂按以下重量份数的原料配制：腐熟沼渣30份、草炭20份、醋糟25份、碳酸钙1份、硫酸亚铁1份、活化壳聚糖1份、酸性槐糖脂0.5份、膨润土1份、羧甲基纤维素1份和普鲁兰多酶1份。
54.土壤改良剂的制备方法，包括以下具体步骤：
55.步骤一：按配制比例进行备料；
56.步骤二：将腐熟沼渣为腐殖质内芯，复配醋槽和草炭利用混合搅拌机进行混合搅拌，醋糟、糠醛渣、木醋液、衣康酸或柠檬酸作为调酸剂，调整混合物的ec值和ph值；
57.步骤三：待上述混合物充分混合后依次加入碳酸钙、硫酸亚铁、活化壳聚糖和酸性槐糖脂，继续搅拌10-15mi n；
58.步骤四：加入膨润土作为附着剂，搅拌15-20min，使膨润土与混合物充分混合；
59.步骤五：加入羧甲基纤维素和普鲁兰多酶作为补水剂，继续搅拌15-20mi n；
60.步骤六：利用烘干造粒机进行烘干造粒，即制得土壤改良剂成品；
61.步骤七：利用真空包装机进行真空密封包装。
62.如图1-图7所示，土壤改良剂加工设备，包括支撑底座1，支撑底座1顶部边角处均固定连接有支撑柱2，多个支撑柱2的顶端均固定连接有固定块3，多个固定块3之间固定连接有搅拌箱4，如图7所示，搅拌箱4包括箱体401，箱体401固定于多个固定块3之间，箱体401底部中心开设有出料口402，出料口402底部的前后端对称设置有限位导轨403，箱体401用于盛放各种混合原料，滑动抽出密封条6后，搅拌完成后的混合物可以经出料口402向下排出，从而实现下料，限位导轨403的设计可以对密封条6起到滑动支撑和限位作用；
63.如图4或图6所示，搅拌箱4内安装有搅拌机构5，搅拌机构5包括搅拌组件501，搅拌组件501转动连接在搅拌箱4内，搅拌箱4一端的中心安装有与搅拌组件501相对应的伺服电机502，伺服电机502工作时可以通过其输出轴带动搅拌组件501进行同步转动，搅拌组件
501在转动时可以对搅拌箱4内的混合物进行均匀的搅拌混合，搅拌箱4底部中心滑动安装有密封条6，密封条6能够完成搅拌箱4底端的开合；
64.如图1-图2所示，搅拌箱4顶部的前端转动连接有上料机构7，上料机构7包括上料斗701，上料斗701转动连接于箱体401顶部的前端，上料斗701上固定连接有多个均匀分布的导料板702，上料斗701的底部中心固定连接有转动支架703，在需要向搅拌箱4内加注大量的原料时，由于搅拌箱4的开口较高，可以将待投放的原料倒入较低位置的上料斗701内，然后再由液压顶升机构8驱动其进行旋转，进而可以将上料斗701内的原料倒入搅拌箱4内，由于上料斗701上固定连接有多个均匀分布的导料板702，多个导料板702可以起到一定的限位和导料作用，使得上料斗701内的原料能够均匀的倒入搅拌箱4内，以保证后续的搅拌加工质量；
65.如图1所示，支撑底座1的前端中心固定连接有与上料机构7相对应的液压顶升机构8；液压顶升机构8包括支撑板801，支撑板801固定于支撑底座1前端的中心，支撑板801的顶部固定连接有转动支座802，转动支座802上转动连接有液压缸803，液压缸803活塞杆的顶端与转动支架703转动连接，液压缸803工作时，可以通过其活塞杆带动上料斗701进行抬升或下降，从而可以实现方便快速的自动投料，无需人工操作，更加省时省力。
66.实施例二：
67.本实施例在基于实施例一的基础上：土壤改良剂按以下重量份数的原料配制：腐熟沼渣32份、草炭22份、醋槽28份、碳酸钙2份、硫酸亚铁2份、活化壳聚糖2份、酸性槐糖脂1份、膨润土2份、羧甲基纤维素1.5份和普鲁兰多酶1.5份。
68.土壤改良剂的制备方法，包括以下具体步骤：
69.步骤一：按配制比例进行备料；
70.步骤二：将腐熟沼渣为腐殖质内芯，复配醋槽和草炭利用混合搅拌机进行混合搅拌，醋糟、糠醛渣、木醋液、衣康酸或柠檬酸作为调酸剂，调整混合物的ec值和ph值；
71.步骤三：待上述混合物充分混合后依次加入碳酸钙、硫酸亚铁、活化壳聚糖和酸性槐糖脂，继续搅拌10-15mi n；
72.步骤四：加入膨润土作为附着剂，搅拌15-20min，使膨润土与混合物充分混合；
73.步骤五：加入羧甲基纤维素和普鲁兰多酶作为补水剂，继续搅拌15-20mi n；
74.步骤六：利用烘干造粒机进行烘干造粒，即制得土壤改良剂成品；
75.步骤七：利用真空包装机进行真空密封包装。
76.实施例三：
77.本实施例在基于实施例一的基础上：土壤改良剂按以下重量份数的原料配制：腐熟沼渣35份、草炭24份、醋槽30份、碳酸钙3份、硫酸亚铁3份、活化壳聚糖3份、酸性槐糖脂2份、膨润土3份、羧甲基纤维素2份和普鲁兰多酶2份。
78.土壤改良剂的制备方法，包括以下具体步骤：
79.步骤一：按配制比例进行备料；
80.步骤二：将腐熟沼渣为腐殖质内芯，复配醋槽和草炭利用混合搅拌机进行混合搅拌，醋糟、糠醛渣、木醋液、衣康酸或柠檬酸作为调酸剂，调整混合物的ec值和ph值；
81.步骤三：待上述混合物充分混合后依次加入碳酸钙、硫酸亚铁、活化壳聚糖和酸性槐糖脂，继续搅拌10-15mi n；
82.步骤四：加入膨润土作为附着剂，搅拌15-20min，使膨润土与混合物充分混合；
83.步骤五：加入羧甲基纤维素和普鲁兰多酶作为补水剂，继续搅拌15-20mi n；
84.步骤六：利用烘干造粒机进行烘干造粒，即制得土壤改良剂成品；
85.步骤七：利用真空包装机进行真空密封包装。
86.通过对上述三个实施例制得的土壤改良剂进行实际检测，其检测结果如下表所示：
87.指标名称指标值实施例一实施例二实施例三ph值3.0-4.03.33.53.5活菌总数，cfu/ml》107》107》107》107大肠菌群，cfu/ml《10788沙门氏菌，cfu/ml不得检出无无无总砷，ng/l≤3010.012.213.05铅，mg/l≤605.05.34.8
88.综上所述，本发明的各项原料均为绿色、环保、可降解材料，每个制备环节均不会造成土体负担，且安全无毒害，有效解决了沼渣、醋槽二次污染问题，延伸了产业链，实现了沼渣多级利用，该土壤改良剂可以增加土壤蓬松性以及囧菌多样性、平衡性。
89.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种土壤改良剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料组分：腐熟沼渣30-35份、草炭20-24份、调酸剂25-30份、碳酸钙1-3份、硫酸亚铁1-3份、活化壳聚糖1-3份、生物表面活性剂0.5-2份、附着剂1-3份和补水剂2-4份；所述调酸剂采用醋糟、糠醛渣、木醋液、衣康酸或柠檬酸中的一种；所述生物表面活性剂采用酸性槐糖脂；所述附着剂采用膨润土；所述补水剂采用羧甲基纤维素和普鲁兰多酶。2.根据权利要求1所述的一种土壤改良剂，其特征在于：所述土壤改良剂按以下重量份数的原料配制：腐熟沼渣30份、草炭20份、醋糟25份、碳酸钙1份、硫酸亚铁1份、活化壳聚糖1份、酸性槐糖脂0.5份、膨润土1份、羧甲基纤维素1份和普鲁兰多酶1份。3.根据权利要求1所述的一种土壤改良剂，其特征在于：所述土壤改良剂按以下重量份数的原料配制：腐熟沼渣32份、草炭22份、醋槽28份、碳酸钙2份、硫酸亚铁2份、活化壳聚糖2份、酸性槐糖脂1份、膨润土2份、羧甲基纤维素1.5份和普鲁兰多酶1.5份。4.根据权利要求1所述的一种土壤改良剂，其特征在于：所述土壤改良剂按以下重量份数的原料配制：腐熟沼渣35份、草炭24份、醋槽30份、碳酸钙3份、硫酸亚铁3份、活化壳聚糖3份、酸性槐糖脂2份、膨润土3份、羧甲基纤维素2份和普鲁兰多酶2份。5.根据权利要求1所述的一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：步骤一：按配制比例进行备料；步骤二：将腐熟沼渣为腐殖质内芯，复配醋槽和草炭利用混合搅拌机进行混合搅拌，醋槽作为调酸剂，调整混合物的ec值和ph值；步骤三：待上述混合物充分混合后依次加入碳酸钙、硫酸亚铁、活化壳聚糖和酸性槐糖脂，继续搅拌10-15min；步骤四：加入膨润土作为附着剂，搅拌15-20min，使膨润土与混合物充分混合；步骤五：加入羧甲基纤维素和普鲁兰多酶作为补水剂，继续搅拌15-20min；步骤六：利用烘干造粒机进行烘干造粒，即制得土壤改良剂成品；步骤七：利用真空包装机进行真空密封包装。6.根据权利要求5所述的一种土壤改良剂及其制备方法，其特征在于：所述混合搅拌机的搅拌转速控制在120-150r/min。7.一种土壤改良剂加工设备，包括支撑底座(1)，其特征在于：所述支撑底座(1)顶部边角处均固定连接有支撑柱(2)，多个所述支撑柱(2)的顶端均固定连接有固定块(3)，多个所述固定块(3)之间固定连接有搅拌箱(4)；所述搅拌箱(4)内安装有搅拌机构(5)，所述搅拌机构(5)包括搅拌组件(501)，所述搅拌组件(501)转动连接在搅拌箱(4)内，所述搅拌箱(4)一端的中心安装有与搅拌组件(501)相对应的伺服电机(502)，所述搅拌箱(4)底部中心滑动安装有密封条(6)；所述搅拌箱(4)顶部的前端转动连接有上料机构(7)，所述支撑底座(1)的前端中心固定连接有与上料机构(7)相对应的液压顶升机构(8)。8.根据权利要求7所述的一种土壤改良剂及其制备方法，其特征在于：所述搅拌箱(4)包括箱体(401)，所述箱体(401)固定于多个固定块(3)之间，所述箱体(401)底部中心开设
有出料口(402)，所述出料口(402)底部的前后端对称设置有限位导轨(403)。9.根据权利要求8所述的一种土壤改良剂及其制备方法，其特征在于：所述上料机构(7)包括上料斗(701)，所述上料斗(701)转动连接于箱体(401)顶部的前端，所述上料斗(701)上固定连接有多个均匀分布的导料板(702)，所述上料斗(701)的底部中心固定连接有转动支架(703)。10.根据权利要求9所述的一种土壤改良剂及其制备方法，其特征在于：所述液压顶升机构(8)包括支撑板(801)，所述支撑板(801)固定于支撑底座(1)前端的中心，所述支撑板(801)的顶部固定连接有转动支座(802)，所述转动支座(802)上转动连接有液压缸(803)，所述液压缸(803)活塞杆的顶端与转动支架(703)转动连接。

技术总结
本发明提供一种土壤改良剂及其制备方法，涉及土壤改良技术领域。该土壤改良剂，包括以下重量份数的原料组分：腐熟沼渣30-35份、草炭20-24份、调酸剂25-30份、碳酸钙1-3份、硫酸亚铁1-3份、活化壳聚糖1-3份、生物表面活性剂0.5-2份、附着剂1-3份和补水剂2-4份；所述调酸剂采用醋糟、糠醛渣、木醋液、衣康酸或柠檬酸中的一种；所述生物表面活性剂采用酸性槐糖脂；所述附着剂采用膨润土；所述补水剂采用羧甲基纤维素和普鲁兰多酶。通过采用绿色材料，不仅更加环保，而且所有材料均可以降解，每个制备环节都不会造成土体负担，安全无毒害，解决了沼渣、醋槽二次污染问题，延伸了产业链，实现了沼渣多级利用。沼渣多级利用。沼渣多级利用。


技术研发人员：周静 李琳 许子荣 史向远 王保平 王秀红 张晓晨 张纪涛 焦翔翔 申妍颖
受保护的技术使用者：山西农业大学
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/9