本发明属于生态修复,具体涉及一种复合基质及其制备方法和应用。
背景技术:
1、在干旱地区,宜林荒山通过人工措施种植乔木、灌木林的生态恢复过程中,由于缺水问题,导致后期的养护工作困难,林木成活率较低。由于荒山水土流失情况较多,水土流失没有得到有效治理,致使荒山土层变薄,甚至发生沙漠化、石漠化现象。
2、近年来,保水剂作为一种能够有效增强土壤持水力和保水力的新型复合助剂,在农业保水抗旱领域取得重要进展。目前已有的保水剂种类很多,如中国专利cn 107586542a,公开了一种土壤保水剂,按重量份数计,依次称取20~35份丙烯酸、10~14份丙烯酰胺、4~10份氢氧化钠、3~5份交联剂、4~8份改性沸石、3~5份过硫酸铵和5~8份活性炭,将活性炭于粉碎机中粉碎,得活性炭粉末,将丙烯酸与水按质量比1:10~1:15混合,于冰水浴中加入氢氧化钠,得混合液,将丙烯酰胺,交联剂,改性沸石,活性炭粉末加入混合液中,于室温状态下搅拌混合后,超声振荡,得预处理土壤保水剂,将预处理土壤保水剂与过硫酸铵混合,搅拌反应,干燥,粉碎,得土壤保水剂。这类保水剂存在不易降解的问题,长期存在容易造成土壤板结,不利于生态环境的可持续发展。
3、现有技术公开了一种用于生态修复的复合基质及其制备方法,参考中国专利cn111635764 a,所述复合基质各个组成原料的质量份数为:土壤80-120份、农业废弃物1-2份、蛭石2-5份、生物有机肥1-3份、保水剂0.5-1.5份。所述保水剂为聚丙烯酸盐。该专利虽然达到了保水保肥的效果,但是采用的保水剂聚丙烯酸盐较难降解,长期使用会对环境造成污染。
技术实现思路
1、本发明提供了一种复合基质及其制备方法和应用,解决了现有技术虽然达到了保水保肥的效果,但是采用的保水剂聚丙烯酸盐较难降解,长期使用会对环境造成污染的问题。
2、一种复合基质,其由以下重量份的原料组成:土壤90~150份、农业废弃物30~50份、园林废弃物16~28份、腐殖酸25~35份、黑水虻粪便16~27份、膨润土8~15份、污泥20~40份。
3、优选的,其由以下重量份的原料组成:土壤110~130份、农业废弃物35~45份、园林废弃物20~24份、腐殖酸28~32份、黑水虻粪便20~23份、膨润土10~13份、污泥25~35份。
4、优选的,其由以下重量份的原料组成:土壤120份、农业废弃物40份、园林废弃物22份、腐殖酸30份、黑水虻粪便21份、膨润土12份、污泥30份。
5、本发明的第二个目的在于保护所述一种复合基质的制备方法,具体包括以下步骤:
6、将配方量的农业废弃物、园林废弃物混合后,与无机酸溶液混合,300-400℃条件下厌氧裂解1-3h,得生物炭;
7、将配方量的腐殖酸先超声活化,再用过氧化氢活化,得活化腐殖酸;
8、将配方量的土壤、黑水虻粪便、膨润土、污泥,和制得的生物质炭、活化腐殖酸混合,得所述复合基质。
9、优选的,所述无机酸溶液为硝酸溶液;所述硝酸溶液的质量浓度为3~5%。
10、优选的,所述农业废弃物、园林废弃物的混合物与硝酸的重量比为100:2~4。
11、优选的,所述农业废弃物为大豆秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆中的一种或几种;所述园林废弃物为树木落叶、落枝的混合物。
12、优选的,所述厌氧裂解的条件为:350℃条件下厌氧裂解2h。
13、本发明的第三个目的在于保护所述的复合基质在生态修复中的应用。
14、优选的,所述复合基质用于保水保肥。
15、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
16、本发明向土壤中加入了活化腐殖酸、黑水虻粪便、膨润土、污泥,以及由农业废弃物、园林废弃物制备的生物炭,通过协同配合,使该复合基质能够用于生态修复中,达到保水保肥的效果,进而促进植物生长。
17、本发明通过将原料中的农业废弃物、园林废弃物厌氧裂解为生物炭,生物炭的孔隙结构丰富、其含有的有机质能够提高土壤肥效,促进苜蓿生长,与直接使用农业废弃物、园林废弃物相比,不仅提高了土壤肥效,还能防止土壤板结。本发明将腐殖酸超声、过氧化氢活化,增加了腐殖酸的活性基团,得到活性更强的腐殖酸,具有缓释作用,能够使黑水虻粪便及基质中的营养物质持续产生作用,还能与其余原料协同,促进土壤团聚体形成。黑水虻粪便粪便中富含蛋白质、氮、磷等元素,可以作为优质的有机肥料使用。膨润土可以增加土壤团聚体的数量,降低土壤容重,增大土壤孔隙度。土壤团聚体影响着土壤的孔隙性和持水性,其组成和稳定性直接影响着土壤的肥力和农作物的生长,加入膨润土之后,可以改善土壤的保水透气性,还可以改善土壤中有机质的数量和品质。膨润土能够降低土壤中的含盐量和酸度,调节土壤ph。
1.一种复合基质,其特征在于,其由以下重量份的原料组成:土壤90~150份、农业废弃物30~50份、园林废弃物16~28份、腐殖酸25~35份、黑水虻粪便16~27份、膨润土8~15份、污泥20~40份。
2.根据权利要求1所述一种复合基质,其特征在于,其由以下重量份的原料组成:土壤110~130份、农业废弃物35~45份、园林废弃物20~24份、腐殖酸28~32份、黑水虻粪便20~23份、膨润土10~13份、污泥25~35份。
3.根据权利要求2所述一种复合基质,其特征在于,其由以下重量份的原料组成:土壤120份、农业废弃物40份、园林废弃物22份、腐殖酸30份、黑水虻粪便21份、膨润土12份、污泥30份。
4.根据权利要求1所述一种复合基质的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述一种复合基质的制备方法,其特征在于,所述无机酸溶液为硝酸溶液;所述硝酸溶液的质量浓度为3~5%。
6.根据权利要求5所述一种复合基质的制备方法,其特征在于,所述农业废弃物、园林废弃物的混合物与硝酸的重量比为100:2~4。
7.根据权利要求6所述一种复合基质的制备方法,其特征在于,所述农业废弃物为大豆秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆中的一种或几种;所述园林废弃物为树木落叶、落枝的混合物。
8.根据权利要求7所述一种复合基质的制备方法,其特征在于,所述厌氧裂解的条件为:350℃条件下厌氧裂解2h。
9.一种权利要求1所述的复合基质在生态修复中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述复合基质用于保水保肥。