本發(fā)明涉及一種利用沼渣和貧瘠砂土為主要原料合成的高肥力壤土及其合成方法，屬于固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
沼渣是沼氣發(fā)酵剩余物沉降后的底層泥狀沉渣部分，主要含有發(fā)酵過程中未分解的原料和新生的微生物菌體，富有作物生長(zhǎng)發(fā)育所必須的大量元素、微量元素和有機(jī)物質(zhì)等，是一種優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。沼渣因?yàn)楦缓鞣N營(yíng)養(yǎng)成分和有機(jī)物質(zhì)而引起了許多科研學(xué)者的重視。研究表明，沼渣在作物栽培、土壤改良、養(yǎng)殖等方面都有顯著的效果。
隨著石油危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益加劇，沼氣發(fā)酵技術(shù)已在世界范圍內(nèi)得到廣泛的重視。厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣工藝在我國(guó)廣大農(nóng)村得到了廣泛的應(yīng)用，給村民生活帶來了便利和清潔的能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)農(nóng)村沼氣池的數(shù)量已從2006年底的2200萬戶增加到2015年的5200萬戶，沼氣產(chǎn)量從80億m3增加到230億m3，估計(jì)到2020年，農(nóng)村地區(qū)在普及沼氣技術(shù)后沼氣產(chǎn)量可以達(dá)到400億m3。而越來越多沼氣池的建立，必然會(huì)產(chǎn)生大量的厭氧發(fā)酵殘留物，也就是沼液和沼渣，沼渣作為發(fā)酵后不溶解或難分解的有機(jī)物和無機(jī)物的混合物，如不妥善處置，將會(huì)造成二次污染。因此，沼渣的無害化消納問題已到了迫切需要解決的境地。大量的試驗(yàn)證明，沼渣不僅可以保證作物品質(zhì)，還可以減少病蟲害，提高作物產(chǎn)量，改善土壤膠體的性質(zhì)、降低土壤容重、增加總孔隙度，提高土壤肥力，且能改善土壤環(huán)境、有效調(diào)節(jié)土壤中的水、肥、氣、熱，促進(jìn)土壤生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)。
砂土是指土壤顆粒組成中砂粒含量較高的土壤。中國(guó)規(guī)定，砂粒(粒徑1-0.05毫米)含量大于50％為砂土。砂土保水保肥能力較差，養(yǎng)分含量少，含水少，抗旱能力弱。貧瘠砂土是指砂粒含量一般在八成以上，土體松散，無結(jié)構(gòu)，易沉緊，肥力較低的一種土壤。
壤土的性質(zhì)則介于砂土與粘土之間，其耕性和肥力較好。這種質(zhì)地的土壤，水與氣之間的矛盾不那么強(qiáng)烈，通氣透水，供肥保肥能力適中，耐旱耐澇，抗逆性強(qiáng)，適種性廣，適耕期長(zhǎng)，易培育成高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)土壤。
近些年來，人口數(shù)量的激增，對(duì)土地資源的需求大幅度提高，由于片面追求經(jīng)濟(jì)效益而忽視土壤保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，引發(fā)土壤肥力退化、土壤環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降等問題。因此利用沼渣和貧瘠砂土合成高肥力壤土的制備方法能有效改善土壤肥力退化的問題，且實(shí)現(xiàn)固體廢棄物資源化利用的途徑，減少沼渣隨意堆積引起的環(huán)境污染問題。本發(fā)明在固體廢棄物資源化利用技術(shù)上有重大突破，創(chuàng)新性顯著。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種用沼渣-貧瘠砂土合成的高肥力壤土及其合成方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
一種利用沼渣和貧瘠砂土合成的高肥力壤土，是由基料和添加成分構(gòu)成，基料是沼渣及貧瘠砂土的混合物、按體積百分比沼渣20-40％，貧瘠砂土為60-80％；基料中有添加量的土壤結(jié)構(gòu)改良劑、秸稈、快腐菌劑、螯合物、ph調(diào)節(jié)劑。
其中所述的添加成分，是按基料的質(zhì)量百分比計(jì)添加有下列成分：土壤結(jié)構(gòu)改良劑0.01-0.5％、秸稈0.1-1％、快腐菌劑0.01-0.1％、螯合物0.01-1％、ph調(diào)節(jié)劑0.01-1％。
本發(fā)明還公開了用沼渣和貧瘠砂土合成高肥力壤土的方法，包括以下步驟：
(1)將沼渣、碾壓粉碎過的貧瘠砂土體積百分比沼渣20-40％，貧瘠砂土60-80％混合為基料，再在基料中添加土壤結(jié)構(gòu)改良劑，并攪拌混合均勻得混合物，置于避光處穩(wěn)定3-5天；
(2)將秸稈、快腐菌劑和螯合劑添加到步驟(1)的混合物中，在一定條件下進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵天數(shù)在5天以上；
(3)在步驟(2)中得到的混合物中，添加ph調(diào)節(jié)劑，并混合均勻。
(4)將步驟(3)中得到的混合物碾壓粉碎，進(jìn)而使合成后土壤的粒徑組成在壤土的粒徑組成范圍內(nèi)，最終保持混合物的含水率達(dá)到20-30％之間。
本發(fā)明中所述的添加成分，均為常規(guī)物質(zhì)。例如：土壤結(jié)構(gòu)改良劑包括但不限于聚丙烯酰胺；快腐菌劑即有機(jī)物料腐熟劑或在市場(chǎng)購(gòu)買，可參照微生物肥(2014)準(zhǔn)字(1364)號(hào)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)gb20287-2006)；螯合物即重金屬螯合物，根據(jù)實(shí)際需要，沼渣中哪種重金屬含量高就使用哪種重金屬螯合物，如銅、鋅螯合劑等。
本發(fā)明通過利用沼渣和貧瘠砂土合成高肥力壤土的制備方法不僅能有效改善土壤肥力退化的問題，而且能實(shí)現(xiàn)固體廢棄物資源化利用，減少沼渣隨意堆積引起的環(huán)境污染問題。本發(fā)明在固體廢棄物資源化利用技術(shù)上有重大突破，創(chuàng)新性顯著。針對(duì)利用沼渣和貧瘠砂土合成高肥力壤土的研究已經(jīng)進(jìn)行了前期的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，在試驗(yàn)過程中，材料來源廣泛，制作工藝簡(jiǎn)單。經(jīng)過數(shù)天的發(fā)酵穩(wěn)定后，通過種植小白菜已經(jīng)驗(yàn)證了合成土壤的肥力，跟小白菜長(zhǎng)勢(shì)情況與對(duì)照(貧瘠砂土)相比明顯提高，根系長(zhǎng)勢(shì)也顯著高于對(duì)照，合成的高肥力壤土效果已經(jīng)得到初步的驗(yàn)證。在大規(guī)模的試驗(yàn)中，沼渣和貧瘠砂土廉價(jià)意得，生產(chǎn)設(shè)備、發(fā)酵條件均能夠滿足，因此在實(shí)踐過程中的生產(chǎn)也是可行的且經(jīng)濟(jì)效益高。
附圖說明
圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例
參照?qǐng)D1的流程，
(1)設(shè)置五個(gè)處理，以不加沼渣的貧瘠砂土為對(duì)照(t0組)，其余4種處理為貧瘠砂土中加沼渣，沼渣的添加比例(按體積計(jì)算)分別為20％(t1組)、40％(t2組)、60％(t3組)和80％(t4組)，其他添加物(土壤結(jié)構(gòu)改良劑、快腐菌劑、螯合劑和ph調(diào)節(jié)劑)用量均保持相同。
(2)將五種處理按上述技術(shù)方案中處理好后，置于塑料周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，種植小白菜，生長(zhǎng)一周后來驗(yàn)證各處理的肥力狀況，進(jìn)行生物量測(cè)定與根系掃描分析，鮮樣測(cè)定植株葉片葉綠素含量和養(yǎng)分含量。
(3)結(jié)果如表1，表明沼渣添加體積比為20％時(shí)，肥力狀況達(dá)到最佳，沼渣添加體積比超過60％，小白菜生長(zhǎng)狀況反而受到抑制。
表1.不同沼渣添加比例對(duì)小白菜根系形態(tài)指標(biāo)的影響