本發(fā)明屬于鹽堿地治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于改良碳酸鹽鹽堿地的脫硫石膏改良劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
鹽堿土是鹽土和堿土以及各種鹽化、堿化土壤的總稱。鹽土指土壤中可溶性鹽分含量達(dá)到一定程度，能夠?qū)χ参锏纳L和發(fā)育產(chǎn)生明顯危害的土類。堿土指土壤中含有大量交換性離子，數(shù)量達(dá)到能夠危害植物生長和發(fā)育的程度，并使土壤性質(zhì)發(fā)生改變的土壤。土壤的鹽堿化指由于土壤中鹽堿離子的大量積累，土壤類型逐漸向鹽堿土轉(zhuǎn)變的過程，其影響因素包括自然因素和人為因素。通常情況下鹽堿土壤容易出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，導(dǎo)致土壤的孔隙度變小，土壤透氣性和透水性變差，嚴(yán)重影響到土壤中微生物的代謝，降低各種酶的活性和碳、氮元素礦質(zhì)化程度，土壤中有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化變慢，最終會(huì)導(dǎo)致土壤日益貧瘠。土壤含有的大量鹽離子也會(huì)嚴(yán)重影響到鹽堿地植物正常的生理機(jī)能，抑制其生長和發(fā)育。另外，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類活動(dòng)的不斷加劇，鹽堿地資源越來越受到關(guān)注，不合理的灌溉制度也造成土壤次生鹽堿化加劇。第二屆國際可持續(xù)發(fā)展大會(huì)就指出，未來會(huì)嚴(yán)重威脅世界農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的是土地的鹽堿化、沙漠化和水土流失3大問題。
脫硫石膏(英文名稱desulfuration gypsum)又稱排煙脫硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一樣，為二水硫酸鈣CaSO4·2H2O，含量≥93％。脫硫石膏是FGD過程的副產(chǎn)品，F(xiàn)GD過程是一項(xiàng)采用石灰-石灰石回收燃煤或油的煙氣中的二氧化硫的技術(shù)。該技術(shù)是把石灰-石灰石磨碎制成漿液，使經(jīng)過除塵后的含SO2的煙氣通過漿液洗滌器而除去SO2。石灰漿液與SO2反應(yīng)生成硫酸鈣及亞硫酸鈣，亞硫酸鈣經(jīng)氧化轉(zhuǎn)化成硫酸鈣，得到工業(yè)副產(chǎn)石膏，稱為脫硫石膏。
石膏粉是五大凝膠材料之一，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，廣泛用于建筑、建材、工業(yè)模具和藝術(shù)模型、化學(xué)工業(yè)及農(nóng)業(yè)、食品加工和醫(yī)藥美容等眾多應(yīng)用領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原材料。脫硫石膏粉與一般石膏粉的區(qū)分在于物理成分的不同，脫硫石膏粉中還含有二氧化硅，氧化鈉，碳酸鈣，亞硫酸鈣，石灰石，氯化鈣，氯化鎂等。與其它石膏粉相比較，脫硫石膏粉具有可再生，粒度小，成分穩(wěn)定，有害雜質(zhì)含量少，純度高等特點(diǎn)。目前主要和天然石膏一起用于生產(chǎn)石膏板，另外在鹽堿地改良方面已有廣泛的應(yīng)用。其原理是利用離子置換理論，用脫硫石膏中的鈣離子置換土壤膠體中的鈉離子。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要提供了一種用于改良碳酸鹽鹽堿地的脫硫石膏改良劑及其制備方法，制備的改良劑適應(yīng)于鹽堿地的改良，脫鹽快速，治理成本低，使用效果顯著。其技術(shù)方案如下：
一種用于改良碳酸鹽鹽堿地的脫硫石膏改良劑，按重量百分比計(jì)，其包括以下重量份組分：脫硫石膏40-50份、畜禽糞便和枯草葉20-30份、檸檬酸渣5-10份、硫酸亞鐵1-5份、粉煤灰1-5份、珍珠巖1-5份、膨潤土5-10份、微生物菌劑1-3份、硝酸銨2-4份、磷酸二氫鉀0.5-1份、磷酸氫二鈉0.5-1份、硫酸鎂1-2份。
優(yōu)選的，所述有機(jī)肥還包括5-7重量份的醋渣。
優(yōu)選的，所述微生物菌劑為耐鹽巴西固氮螺菌、纖維素分解菌、幼套球囊霉和枯草芽孢桿菌的混合菌劑。
優(yōu)選的，耐鹽巴西固氮螺菌、纖維素分解菌、幼套球囊霉和枯草芽孢桿菌的菌液加入量為1:1:1:1。
優(yōu)選的，按重量百分比計(jì)，所述脫硫石膏改良劑包括以下重量份組分：脫硫石膏43-47份、畜禽糞便和枯草葉25-27份、檸檬酸渣7-8份、硫酸亞鐵3份、粉煤灰2份、珍珠巖2-3份、膨潤土7份、微生物菌劑1份、硝酸銨3份、磷酸二氫鉀0.8份、磷酸氫二鈉0.7份、硫酸鎂1.8份、醋渣6份。
優(yōu)選的，脫硫石膏的有效成分為CaSO4·2H2O，CaSO4·2H2O的含量≥93％。
一種用于改良碳酸鹽鹽堿地的脫硫石膏改良劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將脫硫石膏、檸檬酸渣、硫酸亞鐵、粉煤灰、珍珠巖、膨潤土進(jìn)行風(fēng)干粉碎，并過篩處理；
(2)稱取配方量的畜禽糞便和枯草葉，添加配方量的醋渣、微生物菌劑、硝酸銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉及硫酸鎂，進(jìn)行密封發(fā)酵15-20天，每隔3-5天翻推一次，生成腐化的混合物；
(3)向腐化的混合物中加入粉碎后的脫硫石膏、檸檬酸渣、硫酸亞鐵、粉煤灰、珍珠巖、膨潤土，攪拌混合均勻，即得脫硫石膏改良劑。
采用上述用于改良碳酸鹽鹽堿地的脫硫石膏改良劑及其制備方法，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)粉煤灰是火力發(fā)電廠的主要廢棄物，每年我國粉煤灰年排放量已超億，并且產(chǎn)量逐年增大。粉煤灰的大量堆積對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)帶來很大壓力，同時(shí)也給人們的生活和動(dòng)植物的生存、生長等方面造成嚴(yán)重危害。而粉煤灰中含有豐富的砝、硼、硫、鋅、銅、鈣、鎂、鐵等微量元素，而且質(zhì)地松散有存在較大空隙，在調(diào)節(jié)土壤溫度和pH值，增加和補(bǔ)充土壤營養(yǎng)成分方面作用獨(dú)特；檸檬酸渣本身顯弱酸性可以調(diào)節(jié)土壤，還含有一定量的有機(jī)質(zhì)，從綜合作用結(jié)果上比單純使用脫硫石膏效果也要好；
(2)本發(fā)明中的混合菌劑可以增加植被對(duì)Na+的吸收量，使其聚集在地下部分，抑制鹽分向上部的運(yùn)輸，降低相對(duì)含量，改善植株體內(nèi)的離子平衡，減輕鹽離子的毒害，混合菌劑的侵染能力和促進(jìn)寄主植物生長方面都要比接種單一菌種效果更好。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
1.用于改良碳酸鹽鹽堿地的脫硫石膏改良劑
一種脫硫石膏改良劑，按重量百分比計(jì)，其包括以下重量份組分：脫硫石膏47份、畜禽糞便和枯草葉25份、檸檬酸渣7份、硫酸亞鐵3份、粉煤灰2份、珍珠巖2份、膨潤土7份、微生物菌劑1份、硝酸銨3份、磷酸二氫鉀0.8份、磷酸氫二鈉0.7份、硫酸鎂1.8份、醋渣6份。
其中，微生物菌劑為為耐鹽巴西固氮螺菌、纖維素分解菌、幼套球囊霉和枯草芽孢桿菌按照1:1:1:1的菌液加入量制得。
2.改良劑的制備方法
(1)將脫硫石膏、檸檬酸渣、硫酸亞鐵、粉煤灰、珍珠巖、膨潤土進(jìn)行風(fēng)干粉碎，并過篩處理；
(2)稱取配方量的畜禽糞便和枯草葉，添加配方量的醋渣、微生物菌劑、硝酸銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉及硫酸鎂，進(jìn)行密封發(fā)酵15天，每隔3天翻推一次，生成腐化的混合物；
(3)向腐化的混合物中加入粉碎后的脫硫石膏、檸檬酸渣、硫酸亞鐵、粉煤灰、珍珠巖、膨潤土，攪拌混合均勻，即得脫硫石膏改良劑。
實(shí)施例2
1.用于改良碳酸鹽鹽堿地的脫硫石膏改良劑
一種脫硫石膏改良劑，按重量百分比計(jì)，其包括以下重量份組分：脫硫石膏40份、畜禽糞便和枯草葉20份、檸檬酸渣5份、硫酸亞鐵1份、粉煤灰5份、珍珠巖3份、膨潤土10份、微生物菌劑2份、硝酸銨2份、磷酸二氫鉀0.5份、磷酸氫二鈉1份、硫酸鎂2份、醋渣5份。
其中，微生物菌劑為為耐鹽巴西固氮螺菌、纖維素分解菌、幼套球囊霉和枯草芽孢桿菌按照1:1:1:1的菌液加入量制得。
2.改良劑的制備方法
(1)將脫硫石膏、檸檬酸渣、硫酸亞鐵、粉煤灰、珍珠巖、膨潤土進(jìn)行風(fēng)干粉碎，并過篩處理；
(2)稱取配方量的畜禽糞便和枯草葉，添加配方量的醋渣、微生物菌劑、硝酸銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉及硫酸鎂，進(jìn)行密封發(fā)酵20天，每隔5天翻推一次，生成腐化的混合物；
(3)向腐化的混合物中加入粉碎后的脫硫石膏、檸檬酸渣、硫酸亞鐵、粉煤灰、珍珠巖、膨潤土，攪拌混合均勻，即得脫硫石膏改良劑。
實(shí)施例3
1.用于改良碳酸鹽鹽堿地的脫硫石膏改良劑
一種脫硫石膏改良劑，按重量百分比計(jì)，其包括以下重量份組分：脫硫石膏50份、畜禽糞便和枯草葉30份、檸檬酸渣8份、硫酸亞鐵5份、粉煤灰1份、珍珠巖1份、膨潤土5份、微生物菌劑3份、硝酸銨4份、磷酸二氫鉀1份、磷酸氫二鈉0.5份、硫酸鎂1份、醋渣7份。
其中，微生物菌劑為為耐鹽巴西固氮螺菌、纖維素分解菌、幼套球囊霉和枯草芽孢桿菌按照1:1:1:1的菌液加入量制得。
2.改良劑的制備方法
(1)將脫硫石膏、檸檬酸渣、硫酸亞鐵、粉煤灰、珍珠巖、膨潤土進(jìn)行風(fēng)干粉碎，并過篩處理；
(2)稱取配方量的畜禽糞便和枯草葉，添加配方量的醋渣、微生物菌劑、硝酸銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉及硫酸鎂，進(jìn)行密封發(fā)酵17天，每隔4天翻推一次，生成腐化的混合物；
(3)向腐化的混合物中加入粉碎后的脫硫石膏、檸檬酸渣、硫酸亞鐵、粉煤灰、珍珠巖、膨潤土，攪拌混合均勻，即得脫硫石膏改良劑。
性能檢測(cè)
1.采用實(shí)施例1-3的改良劑對(duì)碳酸鹽鹽堿土進(jìn)行室內(nèi)模擬淋浴試驗(yàn)，20天后統(tǒng)計(jì)鹽分變化，結(jié)果見表1。
表1改良前后土壤指標(biāo)
由表1可知，施用實(shí)施例1-3的改良劑來處理碳酸鹽鹽堿地后，土壤中蘇打含量、含總鹽量、土壤孔隙率、土壤容重均有明顯改良。
2.采用實(shí)施例1-3的改良劑對(duì)碳酸鹽鹽堿土進(jìn)行改良，改良期間種植小白菜，同時(shí)在正常土壤和不添加改良劑的鹽堿土上種植小白菜，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示：
表2土壤改良結(jié)果
由表2可知，本發(fā)明制備的改良劑可以降低土壤的pH值和電導(dǎo)率，同時(shí)提高種植物的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)，利于對(duì)碳酸鹽鹽堿地的使用。
對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。