本發(fā)明屬于土壤改良領(lǐng)域，具體涉及一種重金屬污染鹽堿地改良劑及改良方法。
背景技術(shù)：
：土壤鹽堿化對土壤理化性質(zhì)破壞比較大，極不利于許多作物的生長，容易造成作物缺苗或死亡，從而阻礙農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。鹽堿地由于含鹽量多，有機(jī)質(zhì)量少，酸堿度高，使土壤腐殖質(zhì)遭到淋失，土壤結(jié)構(gòu)受到破壞，表現(xiàn)為濕時(shí)黏，干時(shí)硬，土表常有白色鹽分積淀，通氣、透水不良，嚴(yán)重的會造成植物萎蔫、中毒和爛根死亡。另外，土壤堿性太大，影響到土壤中的磷、鐵、錳、硼、鋅等營養(yǎng)元素的有效性，易造成大量氮、磷、鉀主要元素以及鐵、鈣、硼等微量元素的缺乏。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國鹽堿土面積約有20多萬平方公里，大約占我國國土總面積的2.1％。我國到目前為止大約還有80％左右鹽堿土沒有得到開發(fā)利用。在土地資源日益緊張的今天，大面積鹽堿荒地的開發(fā)利用和土壤鹽堿化的防治已經(jīng)成為影響我國經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的重要問題?，F(xiàn)有的常用的改良方法有化學(xué)改良、物理改良、有機(jī)肥改良以及生物改良等。土壤改良劑的品種有例如礦物類、有機(jī)質(zhì)、人工合成高分子化合物、有益微生物制劑、硫-膨潤土等。這些改良劑多為普通的液體肥料﹑農(nóng)家肥或有機(jī)質(zhì)，養(yǎng)分含量比較低，雖能為土壤補(bǔ)充一定的養(yǎng)分，但忽略了土壤理化性質(zhì)的改善，養(yǎng)分不易釋放，既不治標(biāo)也不治本。有益微生物制劑種類繁多，大多數(shù)已報(bào)道或生產(chǎn)的微生物菌劑的改良效果一般，主要是微生物菌劑在鹽堿地土壤環(huán)境下難以存活和繁殖從而限制了其作用發(fā)揮，有的微生物菌劑雖然效果較好，但是價(jià)格昂貴。CN106278705A公開了一種鹽堿地改良專用有機(jī)肥及其制備方法和應(yīng)用，有機(jī)肥由以下重量百分比的組分組成：食用油脂脫色廢白土90％～92％，中微量元素1％～6％，鹽堿地改良材料2％～9％；中微量元素由以下重量百分比的組分組成：硫酸鉀35～65％、硫酸銨30～60％、硫酸鋅1～4％、硼砂0.5～2％；鹽堿地改良材料由以下重量百分比的組分組成：脫硫石膏粉70～100％、硫黃粉0～30％。有機(jī)肥的制備方法為：將食用油脂脫色廢白土、中微量元素和鹽堿地改良材料按照所述的重量百分比混合攪拌均勻，然后添加經(jīng)過稀釋的pH值酸性調(diào)理劑，攪拌混合均勻，調(diào)整混合物的pH值為3～4，得鹽堿地改良專用有機(jī)肥，pH值酸性調(diào)理劑由以下重量百分比的組分組成：味精生產(chǎn)廢水60～80％、鋼鐵工業(yè)H2SO4酸洗廢液10～20％、鋼鐵工業(yè)HCL酸洗廢液10～20％，pH值酸性調(diào)理劑的用量為混合物總重量的5-20％。該專利的有機(jī)肥首次在鹽堿地改良中使用食用油脂脫色廢白土，但是其并未對食用油脂脫色廢白土中油脂的含量進(jìn)行說明。同時(shí)，其采用鋼鐵工業(yè)鹽酸和硫酸洗廢液調(diào)節(jié)pH，因?yàn)殇撹F酸洗廢液里面含有Cr，這會導(dǎo)致大量的Cr進(jìn)入土壤，造成土壤的二次污染，而且往廢白土中加入鹽酸和硫酸廢液，將廢白土中的微生物全部殺死，破壞微生物的生長的環(huán)境，廢白土中的多余的油脂不能被微生物分解，同時(shí)也不能將其轉(zhuǎn)化成植物易吸收的營養(yǎng)物質(zhì)，廢白土中的大量營養(yǎng)元素不能被植物吸收利用。此外，廢白土添加量高達(dá)90％以上，且油脂未經(jīng)消耗，含有大量的營養(yǎng)元素，一次性施肥過多，會造成植物的徒長，妨礙花芽形成和開花，此外配方整體上不利于土壤團(tuán)粒形成。總結(jié)而言，該專利的有機(jī)肥雖然采用廢白土為原料，但是卻沒有對廢白土進(jìn)行很好的利用，不能從根本上解決鹽堿地的治理要求。CN103320137B公開了一種復(fù)合微生物菌素鹽堿地改良劑，所述的改良劑包括微生物、有機(jī)液及基質(zhì)。所述的微生物包括枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)和巨大芽孢桿菌(Bacillusmegaterium)，所述的枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌的重量份數(shù)比為：枯草芽孢桿菌60～80；巨大芽孢桿菌20～40，所述枯草芽孢桿菌為所述枯草芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌CGMCC7296、枯草芽孢桿菌CGMCC7297、枯草芽孢桿菌CGMCC7298的混合物；所述巨大芽孢桿菌為CGMCC7337。所述的有機(jī)液中包括所述的微生物菌劑發(fā)酵產(chǎn)生的蛋白酶，脂肪酶，α-淀粉酶，氨基酸。所述的基質(zhì)包括雞糞或牛糞、褐煤、磷礦粉、麥飯石。所述的雞糞或牛糞經(jīng)過200～400℃高溫滅菌；所述的褐煤含20％的腐殖酸；所述磷礦粉、麥飯石均在300目以上。該專利配方復(fù)雜，生產(chǎn)不便，添加了大量微生物生長需要的營養(yǎng)物質(zhì)，成本較高，且鹽堿地的板結(jié)環(huán)境下，微生物生長和繁殖受限，治理效果不佳。相比一般的鹽堿地，重金屬污染的鹽堿地的改良治理更為困難，一是污染物在土壤中移動性差、滯留時(shí)間長、不能自然降解、稀釋、流動，會隨著時(shí)間的延長在鹽堿地中越發(fā)富集，危害鹽堿地中種植的植物；二是由于鹽含量高且呈堿性，植物成活率很低，自然改良極慢。提供一種低成本且能夠從根本上解決重金屬污染鹽堿地治理要求的改良劑及改良方法具有重要意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的之一是提供一種改進(jìn)的采用廢白土的重金屬污染鹽堿地改良劑，該改良劑能夠有效實(shí)現(xiàn)重金屬污染鹽堿地改良，從根本上解決重金屬污染鹽堿地的治理要求，同時(shí)本發(fā)明成本低。本發(fā)明同時(shí)還提供一種重金屬污染鹽堿地的改良方法，該方法操作方便且可有效實(shí)現(xiàn)重金屬污染鹽堿地改良。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案如下：一種采用廢白土的重金屬污染鹽堿地改良劑，以重量百分比計(jì)，其原料配方包括廢白土60-80％、復(fù)合微生物菌劑0.5-2％、硅酸鈉3-10％、硅藻土3-10％、硫代硫酸鈉2-5％以及羥基磷灰石10-14.5％，所述的復(fù)合微生物菌劑為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、涇陽鏈霉菌、膠凍樣芽孢桿菌按培養(yǎng)液體積比為1:1.2-1.6:0.5-0.7:1.2-1.5:0.6-0.9組成的混合物。優(yōu)選地，復(fù)合微生物菌劑為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、涇陽鏈霉菌、膠凍樣芽孢桿菌培養(yǎng)液的體積比為1:1.4-1.5:0.5-0.6:1.2-1.3:0.8-0.9組成的混合物。最優(yōu)選地，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、涇陽鏈霉菌、膠凍樣芽孢桿菌培養(yǎng)液的體積比為1:1.5:0.6:1.3:0.8。根據(jù)本發(fā)明，所述廢白土為油脂脫色處理廢白。油脂精煉過程中，一般加活性白土進(jìn)行脫色，油脂脫色處理后被分離出來的白土含有20-30％的油。對于這些含有20-30％的油的白土，一些廠家會進(jìn)行二次深度壓榨，獲得混合油和含油5-8％的含油廢白土。本發(fā)明可以采用這些含20-30％油的廢白土或含油5-8％的廢白土。然而，作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，優(yōu)選采用含油率為12wt％-15wt％的廢白土，一方面，經(jīng)過發(fā)明人大量實(shí)驗(yàn)研究表明，含油率為10wt％-18wt％的廢白土能夠很好的所述的復(fù)合微生物的繁殖提供很好的生長環(huán)境，用含油率為5-8％的廢白土與微生物混合，不夠支持長期微生物的生長，需要額外再添加營養(yǎng)物質(zhì)才能保證微生物的正常生長，如用不經(jīng)過二次處理的廢白土與微生物混合，將其施到鹽堿地土壤中，微生物會來不及分解，導(dǎo)致大量的油脂充斥在土壤中，這樣會導(dǎo)致大量的空氣不能進(jìn)來，造成了微生物不能正常生長。另一方面，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)由經(jīng)過脫色后的含有20-30％的廢白土經(jīng)過常溫物理壓榨可獲得含油率為12-15％的廢白土。因此，特別優(yōu)選12-15％的廢白土作為本發(fā)明的原料，可以實(shí)現(xiàn)成本最低化(油脂精煉過程中，通常使用油重2-5％的白土進(jìn)行脫色，經(jīng)過脫色后的廢白土中一般吸附有20-50％的油脂，然后再對脫色后的廢白土進(jìn)行二次處理，降低里面油脂的含量，目前市場的處理工藝主要有溶劑萃取法、高溫物理壓榨法，其中溶劑萃取法處理過的廢白土，其里面的含油率比較低，基本上油脂都被萃取出來，但會造成大量的溶劑的使用和浪費(fèi)，同時(shí)由于使用大量溶劑，增加大量的處理成本，造成處理廢白土經(jīng)濟(jì)效益不高；經(jīng)過高溫物理壓榨法處理廢白土，其里面的含油率大概在5-8％左右，這種方法需要用天然氣加熱，也會增加處理成本，采用常溫物理壓榨可以大幅降低成本)的同時(shí)取得最優(yōu)的效果。根據(jù)本發(fā)明，組成上述原料配方的各組分單獨(dú)包裝。本發(fā)明還提供一種重金屬污染鹽堿地改良方法，其采用本發(fā)明上述的采用廢白土的重金屬污染鹽堿地改良劑，且包括如下步驟：(1)將復(fù)合微生物菌劑加入到廢白土中，控制溫度為28-35℃保持3-5周，使微生物繁殖，得到改良劑A組份；(2)將硫代硫酸鈉作為改良劑B組份，將其均勻撒在鹽堿地的表面，然后進(jìn)行翻耕和撒水，保持5-15天；(3)將硅酸鈉、羥基磷灰石、硅藻土作為改良劑C組份將其均勻撒在鹽堿地的表面，然后進(jìn)行翻耕和撒水，保持5-10天；(4)將改良劑A組份均勻撒在經(jīng)過步驟(3)處理的鹽堿地的表面，并進(jìn)行翻耕，使混合均勻，保持5-10天。本發(fā)明首先將B組份加入到土壤中，主要是是活化和激活土壤中的重金屬，并且將土壤中的高價(jià)重金屬還原成低價(jià)重金屬，有利于重金屬的固化穩(wěn)定化，然后將C組份加入到土壤中進(jìn)行土壤重金屬的固化穩(wěn)定化，最后再將A組份加入，進(jìn)一步吸附和固化土壤中的重金屬離子，從而能夠最大限度處理土壤中的重金屬離子，達(dá)到治理目的。進(jìn)一步地，所述復(fù)合微生物菌劑的制備方法為：將枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、涇陽鏈霉菌、膠凍樣芽孢桿菌的菌粉分別經(jīng)過激活和馴化培養(yǎng)后制成各自的培養(yǎng)液，然后將培養(yǎng)液混合均勻即得?？莶菅挎邨U菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、涇陽鏈霉菌、膠凍樣芽孢桿菌的菌粉均是已知道的，可通過商購獲得，激活和馴化培養(yǎng)方法按照并已知的程序或廠家建議的方式進(jìn)行。優(yōu)選地，每克所述改良劑A組份中，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、涇陽鏈霉菌、膠凍樣芽孢桿菌的活菌數(shù)分別大于3.5x108、2.7x108、3.5x107、3.0x108和2.0x108。進(jìn)一步地，步驟(1)中，在保持過程中，每周翻動3-4次通氣。且優(yōu)選保持3周。進(jìn)一步地，步驟(2)中，翻耕深度為18-25cm，優(yōu)選為約20cm。撒水以使翻耕土層濕潤即可。優(yōu)選地，該步驟中保持5-10天。進(jìn)一步地，步驟(3)中，翻耕深度為18-25cm，優(yōu)選為約20cm。優(yōu)選地，該步驟中保持5-7天。進(jìn)一步地，步驟(4)中，翻耕深度為18-25cm，優(yōu)選為約20cm。根據(jù)本發(fā)明，改良劑的投加量可根據(jù)土壤的鹽堿度和重金屬污染情況相應(yīng)添加。一般的，改良劑的投加量為150-200kg/畝。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：(1)廢白土呈酸性，能夠與呈堿性的鹽堿地中和，配合微生物的使用，能夠有效的降低鹽堿地土壤的pH值，同時(shí)廢白土在土壤中可以為微生物提供繁殖所需要的營養(yǎng)元素且同時(shí)不會造成營養(yǎng)過多而造成植物徒長。(2)本發(fā)明經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，將枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、涇陽鏈霉菌、膠凍樣芽孢桿菌按特定比例混合后，可以在廢白土存在下，在鹽堿地的環(huán)境中達(dá)到協(xié)同生長和繁殖，如果缺少膠凍芽孢桿菌，菌劑中的地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌和涇陽鏈霉菌基本無法存活發(fā)現(xiàn)，如果除去地衣芽孢桿菌，在混合培養(yǎng)混合菌劑時(shí)會有大量的雜菌產(chǎn)生，從而抑制菌劑中有益菌的生長，造成個(gè)批次之間的菌劑的質(zhì)量不穩(wěn)定，造成對鹽堿地修復(fù)效果達(dá)不到要求，這幾種菌劑的復(fù)配，能夠提高其協(xié)同耐抗堿能力，能夠在鹽堿地土壤中很好的發(fā)酵，支持在鹽堿地上植物的生長。(3)本發(fā)明配方中，硅藻土和羥基磷灰石中的鈣離子和廢白土中鈣離子可與鹽堿地中碳酸根離子和碳酸氫根離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鈣和碳酸氫鈣，其中碳酸鈣不溶于水，碳酸氫鈣微溶于水，碳酸鈣和碳酸氫鈣的性質(zhì)可以促使土壤形成球粒結(jié)構(gòu)，球粒結(jié)構(gòu)可以包裹部分鈉離子，同時(shí)降低土壤的容重，增加土壤的通水性。同時(shí)通過離子換使得土壤中的重金屬與PO43-、CO32-、SiO32-、S2-等結(jié)合成沉淀，從而有效的修復(fù)土壤中的重金屬。此外，硅元素可調(diào)控植物吸收重積累金屬，一方面硅與植物體內(nèi)蛋白質(zhì)誘導(dǎo)硅在植物根纖維層附近沉淀，將植物根細(xì)胞壁的空隙堵住，抑制了重金屬像植物地上部分轉(zhuǎn)移，另一方面硅酸根離子可與土壤重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成不易被植物根系吸收的硅酸鹽化合物沉淀，從而減少重金屬等污染物進(jìn)入食物鏈。硫代硫酸鈉可以將土壤中的高價(jià)重金屬離子還原成低價(jià)重金屬離子，有利于土壤中的重金屬離子與PO43-、CO32-、SiO32-、S2-形成絡(luò)合物沉淀。全部配方組分協(xié)同作用，有效改良鹽堿地土壤和去除重金屬。(4)配方中所用的原料最終都轉(zhuǎn)化為植物生長可吸收利用的元素，不會造成土壤的二次污染，且其中實(shí)現(xiàn)了廢白土的資源再利用，有助于減少環(huán)境污染。具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，實(shí)施例中未注明的條件為本領(lǐng)域常規(guī)的條件。在述及物質(zhì)的用量或投加量或含量時(shí)，除非特別說明，均指重量。以下實(shí)施例中用到的復(fù)合微生物菌劑，制備方法如下：微生物菌通過商購獲得，并在使用前按照已知的程序或廠家建議的方式進(jìn)行激活和馴化培養(yǎng)，然后將枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、涇陽鏈霉菌、膠凍樣芽孢桿菌培養(yǎng)液按照體積比1:1.5:0.6:1.3:0.8復(fù)配在一起，控制溫度在28-32℃即可。實(shí)施例1本例提供一種重金屬污染鹽堿地改良劑，以重量百分比計(jì)，其原料配方包括廢白土70％、復(fù)合微生物菌劑1.5％、硅酸鈉5％、硅藻土5％、硫代硫酸鈉4％、羥基磷灰石14.5％。其中廢白土含油率為約13-14％。各組分獨(dú)立包裝。實(shí)施例2本例提供一種重金屬污染鹽堿地改良劑，以重量百分比計(jì)，其原料包括廢白土80％、復(fù)合微生物菌劑1％、硅酸鈉3％、硅藻土3％、硫代硫酸鈉3％、羥基磷灰石10％。其中廢白土含油率為約12-13％。各組分獨(dú)立包裝。實(shí)施例3本例提供一種重金屬污染鹽堿地改良劑，其基本同實(shí)施例1，不同的是，其中廢白土含油率為約6-8％。實(shí)施例4本例提供一種重金屬污染鹽堿地改良劑，其基本同實(shí)施例1，不同的是，其中廢白土含油率為約20-22％。對比例1本例提供一種重金屬污染鹽堿地改良劑，其基本同實(shí)施例1，不同的是，其中復(fù)合微生物菌劑為枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、涇陽鏈霉菌按比例1:1.5:0.6:1.3混合組成。對比例2本例提供一種重金屬污染鹽堿地改良劑，其基本同實(shí)施例1，不同的是，其中復(fù)合微生物菌劑為枯草芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、涇陽鏈霉菌、膠凍芽孢桿菌按比例1:0.6:1.3:0.8混合組成。對比例3本例提供一種重金屬污染鹽堿地改良劑，以重量百分比計(jì)，其原料配方包括廢白土70％、復(fù)合微生物菌劑1.5％、硅藻土10％、硫代硫酸鈉4％、羥基磷灰石14.5％，其中廢白土含油率為約13-14％。各組分獨(dú)立包裝。實(shí)施例5利用實(shí)施例1-4以及對比例1-3的改良劑進(jìn)行鹽堿地改良試驗(yàn)，具體如下：1.實(shí)驗(yàn)鹽堿地情況：寧夏自治區(qū)銀川市興慶區(qū)中度鹽堿土壤，其pH值在8.65左右，將鹽堿地劃分為8個(gè)等面積區(qū)域，每個(gè)區(qū)域0.05畝。2.供試作物：水稻，2016年4月下旬播種，8月下旬收獲。3.改良劑用量：180kg/畝。4.供試方法：先對鹽堿地進(jìn)行改良，然后在改良后的土地上種植作物，其中改良方法如下：將各配方中的復(fù)合微生物菌劑加入到廢白土中，控制溫度為約30-32℃保持3周，得到改良劑A組份，測其中活菌數(shù)，結(jié)果參見表1；將硫代硫酸鈉作為改良劑B組份，將其均勻撒在鹽堿地的表面，然后進(jìn)行翻耕20cm和撒水(潤濕即可)，保持7天；進(jìn)一步將將硅酸鈉、羥基磷灰石、硅藻土作為改良劑C組份將其均勻撒在鹽堿地的表面，然后進(jìn)行翻耕20cm和撒水(潤濕即可)，保持7天，最后將改良劑A組份均勻撒在鹽堿地的表面，并進(jìn)行翻耕20cm，保持7天，土地改良即完成。檢測土壤各項(xiàng)指標(biāo)，結(jié)果參見表2，其中重金屬指標(biāo)見表3。表1表2表3序號鎘(mg/kg)鉻(mg/kg)鉛(mg/kg)汞(mg/kg)銅(mg/kg)空白土壤2.409462.3108.62.3963135.6實(shí)施例10.9268248.362.770.788966.66實(shí)施例20.9012251.965.510.778465.28實(shí)施例31.344361.690.621.344109.3實(shí)施例41.382357.391.691.361105.4對比例12.390363.394.211.331106.0對比例22.365362.193.711.341114.0對比例31.352359.494.491.329111.4進(jìn)一步對改良完成后的土壤按照常規(guī)的作物進(jìn)行常規(guī)種植和施肥管理，在水稻插秧前，結(jié)合整地，田間管理和水分管理按日常操作，對作物的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測，結(jié)果參見表4。表4序號株高(cm)穴數(shù)/m3穗數(shù)/m3穗長(cm)產(chǎn)量(kg/畝)實(shí)施例188.23050217.9699.8實(shí)施例289.13050018.2711.2實(shí)施例383.63043613.6519.1實(shí)施例484.43042414.3562.2對比例184.23043115.8599.4對比例282.53044615.2546.3對比例386.13046917.1661.2以上試驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明配方的改良劑及改良方法成功實(shí)現(xiàn)對重金屬污染鹽堿地的改良，改良效果顯著。當(dāng)前第1頁1 2 3