一種改良土壤質(zhì)量的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種改良土壤質(zhì)量的方法，其特征在于包括將砒砂巖與需要改良的土壤混合在一起的步驟，其中砒砂巖與土的比例為(1:2)?(1:6)，優(yōu)選1:4；在所述方法中，砒砂巖與需要改良的土壤混合之前，還包括一個將砒砂巖進行粉碎的步驟，粉碎后的砒砂巖的粒度小于20mm；進一步本發(fā)明所述方法的特征在于所述混合步驟為將所述砒砂巖平鋪在需要改良的土壤上，然后通過人工或機械裝置將砒砂巖和土混合均勻，其中所述機械裝置為旋耕機，使用旋耕機進行旋耕的次數(shù)為2?3次；本發(fā)名還涉及砒砂巖在改良土壤質(zhì)量中的用途。
【專利說明】
_種改良土壤質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種改良土壤質(zhì)量的方法，特別涉及一種利用砒砂巖改良土壤質(zhì)量的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國目前煤炭資源大規(guī)模的露天開采對地表土地及生態(tài)系統(tǒng)造成了極其嚴重的 破壞，開采后的土地復(fù)墾及生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)是當前該地區(qū)極其重要的生態(tài)任務(wù)。根據(jù)國家土 地復(fù)墾技術(shù)標準，復(fù)墾土地土層厚度不少于50cm，但有些地區(qū)尤其是晉陜蒙地區(qū)主要土壤 類型為質(zhì)地較粗的沙黃土和風沙土，保水保肥能力較差，加上這些地區(qū)地處半干旱地區(qū)，降 雨量僅有400mm左右，且降雨時間分布極其不均，主要分布在7-9月份，致使礦區(qū)復(fù)墾土地貧 瘠，儲水能力弱，抗旱能力差，嚴重影響了礦區(qū)土地植被恢復(fù)質(zhì)量和速度，制約了礦區(qū)生態(tài) 和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，急需改善礦區(qū)復(fù)墾土地土壤質(zhì)量，提高其保水保肥能力， 保障復(fù)墾土地生態(tài)系統(tǒng)的迅速恢復(fù)。
[0003] 常用的土壤質(zhì)量改良劑從原料來源可分為天然改良劑、合成改良劑、天然-合成共 聚物改良劑和生物改良劑。其中天然改良劑無機物中如膨潤土和沸石，可以提高土壤的保 水能力和保肥能力，但膨潤土和沸石主要分布于我國南方地區(qū)，利用成本昂貴，不具有可行 性。粉煤灰主要用于改良質(zhì)地較為粘重土壤，不適合礦區(qū)質(zhì)地較粗土壤。有機物中的污泥、 綠肥、畜禽糞便等材料適合提高土壤肥力，而對于提高土壤保水保肥性能作用有限。其他天 然有機物如多糖、纖維素、腐殖酸、泥炭等，或者獲取困難，或者成本較高，限制了其大規(guī)模 應(yīng)用。人工合成改良劑和天然-合成改良劑如聚丙烯酰胺(PAM，保水劑）、腐殖酸-聚丙烯酸 等材料具有成本高、時效短等缺點，也不適合礦區(qū)土地復(fù)墾的大規(guī)模應(yīng)用。生物改良劑如微 生物菌肥、蚯蚓等主要用于改良土壤的生物特性，對于解決土壤保水保肥性能作用有限。目 前晉陜蒙等礦區(qū)在土地復(fù)墾中關(guān)于大規(guī)模土壤質(zhì)地改良方法尚未報道。
[0004] 因此，提出一種經(jīng)濟節(jié)約、可就地取材且對土壤改良效果好的土壤改良劑及配套 的簡便易行的土壤改良方法成為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種能變廢為寶、經(jīng)濟節(jié)約、就地取 材、工程易于實現(xiàn)效果持久的土壤質(zhì)地改良材料與方法。
[0006] 為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0007] -種改良土壤質(zhì)量的方法，其特征在于，包括將砒砂巖與需要改良的土壤混合在 一起的步驟。
[0008] 進一步，本發(fā)明方法的特征在于舭砂巖與土的比例為(1:2)_(1:6)。
[0009] 優(yōu)選地，所述砒砂巖與土的比例為1:4。
[0010] 進一步，本發(fā)明方法的特征在于在所述砒砂巖與需要改良的土壤混合之前，還包 括一個將砒砂巖進行粉碎的步驟。
[0011] 優(yōu)選地，粉碎后的砒砂巖的粒度小于20mm。
[0012] 進一步，本發(fā)明方法的特征在于所述混合步驟為將所述砒砂巖平鋪在需要改良的 土壤上，然后通過人工或機械裝置將砒砂巖和土混合均勻。
[0013] 優(yōu)選地，所述混合步驟中的機械裝置為旋耕機。
[0014] 優(yōu)選地，所述混合步驟中使用旋耕機進行旋耕的次數(shù)為2-3次。
[0015] 砒砂巖在改良土壤質(zhì)量中的用途。
[0016] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0017] 提供了一種經(jīng)濟節(jié)約、可就地取材、簡易節(jié)約的土壤改良方法。
[0018] 晉陜蒙礦區(qū)不僅是我國重要煤炭能源基地，也是我國砒砂巖主要分布地區(qū)。晉陜 蒙地區(qū)分布的砒砂巖面積約1.6萬平方公里，為發(fā)育于古生代二疊紀、中生代三疊紀、侏羅 紀和白堊紀的陸相碎肩沉積物。因為砒砂巖的存在，且大面積裸露地表，致使該地區(qū)成為我 國強烈的水土流失地區(qū)。經(jīng)分析砒砂巖含有較多的蒙脫石礦物(砒砂巖蒙脫石含量見表1)， 為2:1型硅鋁酸鹽層狀礦物，其陽離子代換量(CEC)高達460cmol/kg(代換量越大，土地越肥 沃），分別為風沙土和沙黃土的2.0倍和1.5倍。
[0019] 表1砒砂巖風化物主要礦物含量（％ )
[0020]
[0021]本發(fā)明將砒砂巖添加至風沙土和沙黃土中，尤其按本發(fā)明的比例添加后，可顯著 提尚后者的持水能力，降低其失水速率。 具體實施方案：
[0022]為了評估使用砒砂巖作為土壤改性劑的功效，進行如下研究：
[0023]在內(nèi)蒙古準旗永利排土場修建12個5mX5m試驗小區(qū)，其為晉陜蒙礦區(qū)沙黃土，土 層厚度為50cm，改良土壤深度為20cm。實驗所用砒砂巖為白色砒砂巖風化物，其含有52.0 % 的石英、30.0%的蒙脫石以及10.0%的斜長石，不含有高嶺石和伊利石。實驗實施前利用粉 碎機將砒砂巖進行粉碎，并過20mm篩。試驗中，根據(jù)1:2、1:4和1:6的添加比例將砒砂巖平鋪 于地表，之后利用旋耕機反復(fù)旋耕3次。試驗期間利用中子水分儀對各處0-50cm 土層進行了 12個月水分動態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測頻率為1次/月。
[0024] 實施例1
[0025]將粉碎后的砒砂按砒砂巖:土 =1:2的比例平鋪在需改良土地上，然后利用旋耕機 進行深度旋耕，旋耕次數(shù)控制在3次。按改良土壤深度范圍為20cm，原土壤容重1.35g/cm3計 算，每公頃土地需要砒砂巖1350t。改良后，中子水分儀檢測結(jié)果表明與對照相相比，本實施 例下0-50cm土層的儲水量提高了22· 3% 〇
[0026] 實施例2
[0027] 利用粉碎機將砒砂巖進行粉碎，粒度控制在<20mm以下。
[0028]將粉碎后的砒砂按砒砂巖:土 =1:4的比例平鋪在需改良土地上，然后利用旋耕機 進行深度反復(fù)旋耕，旋耕次數(shù)控制在3次。按改良土壤深度范圍為20cm，原土壤容重1.35g/ cm3計算，每公頃土地需要砒砂巖675t。改良后，中子水分儀檢測結(jié)果表明與對照相相比，本 實施例下0-50cm土層的儲水量提高了 19·8% 〇 [0029] 實施例3
[0030] 利用粉碎機將砒砂巖進行粉碎，粒度控制在<20mm以下。
[0031]將粉碎后的砒砂按砒砂巖:土= 1:6的比例平鋪在需改良土地上，然后利用旋耕機 進行深度反復(fù)旋耕，旋耕次數(shù)控制在3次。按改良土壤深度范圍為20cm，原土壤容重1.35g/ cm3計算，每公頃土地需要砒砂巖450t。改良后，中子水分儀檢測結(jié)果表明與對照相相比，本 實施例下0-50cm 土層的儲水量提高了 9.6%〇
[0032]實施例1中砒砂巖的添加比例（砒砂巖:土 = 1: 2)盡管大于實施例2的（砒砂巖:土 = 1:4)，但由于1:2處理下的蒸發(fā)作用也較強于1:4處理，因此實際情況下的保水作用并不 顯著強于1:4處理的效果。但1:4處理的保水作用顯著高于實施例3中1:6處理的效果。綜合 認為，舭砂巖與土的比例為1:4是更優(yōu)選的比例。
[0033]砒砂巖還包括紅色和灰色砒砂巖風化物，其也而可被用于風沙土和沙黃土的改 良，達到與白色砒砂巖風化物相同的技術(shù)效果，在此不做累述。
【主權(quán)項】
1. 一種改良土壤質(zhì)量的方法，其特征在于，包括將砒砂巖與需要改良的土壤混合在一 起的步驟。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述砒砂巖與土的比例為（1:2)-(1:6)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述砒砂巖與土的比例為1:4。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的方法，其特征在于，在所述砒砂巖與需要改良的 土壤混合之前，還包括一個將砒砂巖進行粉碎的步驟。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述粉碎后的砒砂巖的粒度小于20mm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的方法，其特征在于，所述混合步驟為將所述砒砂 巖平鋪在需要改良的土壤上，然后通過人工或機械裝置將砒砂巖和土混合均勻。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述機械裝置為旋耕機。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，使用旋耕機進行旋耕的次數(shù)為2-3次。9. 砒砂巖在改良土壤質(zhì)量中的用途。
【文檔編號】A01B79/00GK105993255SQ201610320387
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】郭洋楠, 鄭紀勇, 何瑞敏
【申請人】中國神華能源股份有限公司, 神華神東煤炭集團有限責任公司, 西北農(nóng)林科技大學(xué)