技术领域
本发明涉及一种基于稻壳废弃物的土壤调理剂的制备方法。
背景技术
土壤调理剂（Soil Conditioner）是由农用保水剂及富含有机质、腐殖酸的天然泥炭或其它有机物为主要原料，辅以生物活性成分及营养元素组成，经科学工艺加工而成的产品，有极其显著的保水、增肥、透气三大土壤调理性能。能够打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性、降低土壤容重，促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力；具有改良土壤，治理荒漠，保水抗旱，增强农作物抗病能力，提高农作物产量，改善农产品品质，恢复农作物原生态等功能，大幅度提高植树成活率和农产品产量；改善农林产品品质，恢复农林产品的天然风貌。完全无公害，无污染，无生物激素，不同于国际市场上各种化肥、农药、叶面肥和生物激素，是世界农林业种植的新型绿色生产资料。
腐殖酸土壤调理剂（Humate Soil Conditioner ）能够改善土壤的物理、化学和微生物反应，增加土壤的肥力。泥炭中腐殖酸的主要构成是胡敏酸和黄腐酸，已被证明可以促进根系的发育和有益微生物的活动。简单的说，腐殖酸土壤调理剂可以帮助土壤释放有利于植物吸收的各种营养元素，治理土壤板结、沙化、盐碱化现象，提高土壤渗透性，增加土壤的保水保肥能力，减少土壤水分蒸发，增加土壤的阳离子交换能力，促进微量元素更好的被植物根系吸收，有利于植物对铁、镁、锌、铜的螯合，减少盐分吸收土壤中的Na+等。
目前国内生产的土壤调理剂主要是以麦饭石、蒙脱石、牡蛎壳、硅钙矿、炉渣以及粉煤灰并添加絮凝剂或保水剂配制而成，基本上以物理混拌或添加形式完成，工艺简单，但原料中的各种重金属含量无法消除，长期施用于土壤无疑会造成土壤重金属富积，对土壤生态产生一种危害，更不利于土壤的长期可持续利用生产，同时对农产品品质产生不良影响。
发明内容
本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于稻壳废弃物的土壤调理剂的制备方法，它利用废弃的稻壳作为原料，通过硅铝氧的化能反应，合成一种无污染无重金属的土壤调理剂，本发明制备的土壤调理剂能够明显改善土壤结构，具有保水保肥功效，促进植物的养分吸收，减少重金属的吸收，改善作物品质。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种基于稻壳废弃物的土壤调理剂的制备方法，所述制备方法为：将稻壳炭化成粉末状，按重量比为水：稻壳等于1：0.8的比例加水，每吨水添加140-160kg氢氧化钠，在90-120℃温度下进行搅拌反应，时间4小时，然后按重量比为氢氧化钠：氢氧化铝等于1：0.6的比例添加氢氧化铝，反应4小时，淋洗反应物，甩干脱水，对淋洗后的反应物进行烘干至水分的重量含量低于5%，磨碎成200目的粉剂。
所述炭化采用封闭式无火焰燃烧方式进行。
淋洗后甩干脱水产生的废液作为原料加入到炭化成粉末状的稻壳中进行循环利用。
烘干方法为高温烘干或远红外烘干。
本发明利用废弃的稻壳作为原料，通过硅铝氧的化能反应，合成一种无污染无重金属的土壤调理剂，本发明制备的土壤调理剂为干燥的粉剂产品，具有较大的活性表面，使用简单，撒施地表后翻入耕层土壤即可，改土效果明显，能够明显改善土壤结构，具有保水保肥功效，促进植物的养分吸收，并能激活土壤中的无效态养分，并使施入土壤中的养分得到最大限度的利用，同时产品不含有害物质，减少重金属等有害物质在植物体内的累积，减少重金属的吸收，改善作物品质。
本发明制备过程中没有污染物质排出，不对环境造成污染，而且，制备过程中的废液可以作为原料进行循环利用。制备的产品具有多孔状的晶体结构，不仅能够改善土壤结构，而且具有保水保肥的功效，同时能够增加对土壤中重金属的吸附，减少植物对重金属等有害物质的吸收。
具体实施方式
实施例1
采用封闭式无火焰燃烧方式将稻壳炭化成粉末状，将炭化后的稻壳粉末400公斤，放入500公斤水中充分搅拌，同时加温到98℃左右，投放氢氧化钠80公斤，不断搅拌加热，持续时间4小时后，添加氢氧化铝50公斤，继续搅拌加热4小时，再进行淋洗脱水甩干，甩干后反应物进行烘干至水分重量含量低于5%，烘干方法为高温烘干或远红外烘干。粉碎研磨成200目左右的粉剂即可。为实施1制备的土壤调理剂。
淋洗后甩干脱水产生的废液作为原料加入到炭化成粉末状的稻壳中进行循环利用。
实施例2 土壤调理剂试验
一、肥效试验基本情况：
试验地点：辽宁省新民市姚堡乡姚堡村日光暖棚。
土质均一，约0.8亩。
试验作物：番茄，品种：西优如意。
试验时间：2011年12月20日秧苗移植至今。
施用量、施用时间和方式：
（1）试验组：试验处理土壤打孔后，在底部每穴施用约10克实施例1制备的土壤调理剂。番茄分苗、缓苗后，再进行移苗、培土、浇水。没有使用其他任何肥料及农药。
（2）对照组：对照处理为不同日光暖棚。施用底肥为农家肥、复合肥及农药。
田间管理：试验组和对照组均为人工起垄，埋管滴灌。
试验组：土壤调理剂施基肥一次，每植株10克，以后再未有追肥。成本费用120元，未用农药。
对照组：施基肥复合肥一次，追肥尿素、钾肥、磷肥4次， 所耗费用600余元。各种杀虫剂用于杀虫13次。所需费用近500余元。总计1100元。
二、试验观测：
番茄生长情况：
2012年1月上旬观测：在移苗半月左右，试验组番茄秧苗整体长势良好，比对照组秧苗粗壮、叶片色泽浓绿。
2012年1月下旬观测：在一个月后，试验组番茄单棵开花多，根系发达，未见病虫害发生。
2012年3月15日观测结果：试验组枝叶浓密，花多、果多、叶片舒展、浓绿且均匀、无黄斑、无焦边。对照组果多、株壮，但枝叶浓密程度比试验处理差，叶片卷皱、绿泽不均一、无光泽、可见焦边、药斑、焦黄，明显肥力不均。
三、试验效果：
品质分析结果：
2012年4月9日观测结果：试验组果实光泽度、大小、成熟度要好于对照组。
辽宁沈阳新民番茄样品测试结果（2012年4月10日采样）
测试分析结果表明：土壤调理剂处理维生素与氨基酸含量明显高于对照处理。叶绿素含量施土壤调理剂处理比对照处理增加21%以上。
不施土壤调理剂处理： 土壤植物根系较少，结构紧实。
施土壤调理剂处理：土壤植物根系较多，结构松散。
果实产量：
试验组：7600余斤。
对照组：8100余斤。
收成总额：
试验组： 7600斤× 1.5元/斤 = 11400元。
对照组： 8100斤 × 1.2元/斤 = 9720元。
收入差额：11400- 9720 = 1680元。
实际收入：1100元 - 120元 = 980元 (所省肥料与农药的费用)
试验组多收入1680元 + 980元 = 2660元。
实施例3 土壤改良试验
试验编号：农业试验1号。
试验场所：农业试验基地。
试验时间：2011年09月25日至10月23日。
、试验样：上海青
上海青是普通白菜的一个变种，叶少茎多，也叫瓢儿白，原产中国。
、试验目的：
试验设置A-F六个区，对各区做不同的处理，施加本发明实施例1制备的土壤调整剂，分别标示为土壤调整剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，以及有机肥与土壤调整剂Ⅱ的复合调整剂，通过生长于不同土壤调整剂上海青以及与无施加土壤调整剂的上海青的生长状态对比分析，了解土壤调整剂对作物的生长所起的作用。
、土壤性质：
（1）试验区土壤调整剂施加情况表，见表1。
表1试验区土壤调整剂施加情况表
（2）土壤处理前后指标对比表，见表2。
表2 土壤处理前后指标对比表
从上表的分析来看，原土的土壤贫瘠，土壤的EC低，离子交换机能低，且多为黄土，土壤结块多，没有养分，保水性极差。
施加土壤调整剂后的土壤性质在EC和CEC均有较大改善。
、生长过程记录：
2011年09月25日， 对A-F区域进行划分，发现各区均有蚂蚁在爬行。
2011年09月26日， 按土壤调整剂施加情况表对各区进行相应的处理，施加土壤调整剂后，A区有轻微的有机肥味道，D区有较重的有机肥味道。各个区域中只有E区还能观察到有少量蚂蚁爬行。
施加土壤调整剂后，放置一天。
2011年09月28日，对各个区域进行撒种，盖草并补充水分。
2011年09月29日，随机翻看各区域，均有明显的发芽现象。
2011年09月30日，去除表面盖的稻草，各个区域发芽都有发芽现象，且状况相差不多。
2011年10月02日，各区域长出幼苗，生长状态良好。
A区的长势最佳，但与其它几个区相比，尚未体现很大的优势。
2011年10月05日， A区和D区幼苗的生长状态较好，明显优于其它各区；与D区相比，A区的幼苗生长的较密集且均匀。
2011年10月06 日，E区的幼苗叶子发黄，茎部部分为红色，幼苗有停滞不长的迹象；B、C、F三个区的幼苗生长较缓慢，但幼苗的状态很均匀。
2011年10月09 日，A区长出粗且大的叶子；D区出现虫蝇、蚂蚁等，A区也有部分虫蝇活动。
对比后，B、C、E、F区没有明显的虫蝇显现，但长势较A区和D区弱。
2011年10月12 日，D区有较多的蚂蚁活动，A区没有蚂蚁活动，且虫蝇活动明显减少；B、C、F三个区的长势均匀，生长状态F区最佳，B区次之。
2011年10月14 日，A区植物长势良好，叶子宽大且均匀；D区植物长势仅次于A区；B、C、E、F四区植物缺少养分。
2011年10月23 日，A、D两区青菜长势状况最佳。两区相比，A区的青菜长得较D区的密集且均匀；A区青菜的叶子较D区肥厚。
、试验结果：
(1)种植青菜后的土壤指标，见表3。
表3种植作物后的土壤指标表
项目 pH EC/(us/cm) NaCl/% CEC/(cmol/kg) A区 7 920 0.5 27.4 B区 7 227 0.2 12.1 C区 7 259 0.3 10.1 D区 7 555 1.5 16.8 E区 7 111 0.1 7.8 F区 7 228 1.0 22.6
从土壤指标的分析来看，作物生长后，各区的pH均未发生变化；青菜种植前后，各区土壤的EC、CEC有较大的变化；各个区域的土壤盐分升高。
(2)青菜根系对比：各区青菜根系的生长情况来看，青菜在各区均可成活。A、D两区青菜的长势相差明显，且A区主根较D区主根粗大发达，须根是D区数倍；B、C、F三区青菜主根系较细，但有较多的须根；E区根须均不发达。
、试验总结：
通过对上海青种子的发芽到幼苗生长过程的观察，本次试验得出以下结论：
1）、种植青菜前后，从土壤指标的对比情况来看，土壤的EC均呈现下降趋势，说明添加土壤调整剂的土壤为青菜的生长，提供了一定的养分。
2）、通过A区和D区盐分变化的比较，说明土壤调整剂具有抑制土壤盐分障碍的功能。
3）、土壤CEC的变化，说明种植青菜后的土壤，保肥能力有较大的提高。A区和D区青菜的长势和根系的对比，说明添加土壤调整剂，能够促进有机肥料的吸收，具有良好的保水性，提高保肥能力。
4）、B区、C区和F区的试验结果表明，土壤调整剂的主要作用在于抑制肥料的流失，保存土壤养分，提高有机肥的利用率。这一点可以从A、D两区植株的生长状态体现。添加土壤调整剂的区域，植株的生长更均匀。
5）、通过对比B、C和F区三区植株生长情况，说明土壤调整剂具有一定的养分，且CEC越高，越有利于植物生长。
因而，本发明制备的土壤调理剂能够改善土壤结构、增加离子交换吸附、促进植物对养分的有效吸收利用。养分平衡吸收结果导致作物产品品质的改善。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。