[0001] 本发明属于农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选技术领域，尤其涉及一种农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法。

[0002] 酸性土是pH值小于7的土壤总称。包括砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤和燥红土等土类。我国热带、亚热带地区，广泛分布着各种红色或黄色土壤的酸性土。当地气温高、雨量大，年降雨多在1500mm以上。这种高温多雨、湿热同季的特点，使土壤的风化和成土作用均甚强烈，生物物质的循环十分迅速。盐基高度不饱和，pH一般在4.5‑6。同时铁铝氧化物有明显积聚，土壤酸瘦。可通过正确施肥，注意保持水土，改良土壤；可施用石灰，调节pH来减少某些重金属元素危害；东南丘陵地区的酸性红壤适宜种植茶树等喜酸性作物。然而，现有农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法使用的硫酸镁原料含有杂质，影响了土壤改良剂的质量。这可能导致土壤改良效果不佳，无法达到预期的改良目标。同样，如果使用的生物炭质量差，也会影响到最终土壤改良剂的质量，降低改良效果；同时，虽然施用石灰可以调节pH，降低一些重金属元素的危害，但如果土壤中重金属元素含量过高，单纯通过调节pH值可能无法彻底解决问题，还需要进一步寻求有效的重金属去除或稳定化技术。

[0003] 通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

[0004] (1)现有农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法采用的原料硫酸镁含有杂质，影响酸性土壤改良剂的质量。

[0005] (2)采用的原料生物炭质量差，从而导致酸性土壤改良剂质量差。

[0048] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0049] 如图1所示，本发明提供一种农业废弃物作为酸性土壤改良剂的筛选和利用方法包括以下步骤：

[0050] S101，收集农业废弃物，同时获取废弃物的种类、数量信息，通过智能化的土壤监测系统，收集并分析酸性土壤的各项参数，包括pH值、有机物含量、土壤质地，设定酸性土壤的pH改良目标；

[0051] S102，将收集到的农业废弃物在实验室进行试验，利用大数据和机器学习算法，针对不同土壤特性的酸性土壤进行室内培养试验，筛选得到每类土壤所对应的农业废弃物、农业废弃物的施用量以及农业废弃物的施用时间；

[0052] S103，按重量份数称取农业废弃物30份、氯化钾5份、葡萄皮渣8份、生物炭10份、动物粪便12份、硫酸铜2份、硫酸镁4份、硫酸亚铁7份、碳酸氢铵5份、EM菌6份，将这些原料投入到智能化的发酵设备中，设备会自动控制添加适量的自来水，以及监控和调整发酵堆的含水量为66％，并且根据设定的参数进行半个月的发酵，设备还能自动每5天翻搅一次发酵堆；

[0053] S104，利用智能化的农业机器人将改良剂均匀地撒到酸性土壤上，并进行施肥混合，机器人会根据预设的程序，进行定期的土壤监测，包括pH值、有机物含量，并根据监测数据自动调整施肥策略，以保持土壤的最佳状态。

[0054] 如图2所示，本发明提供的硫酸镁制备方法如下：

[0055] S201，对盐湖镁矿进行除杂处理；将所述盐湖镁矿粉碎后于选择性溶解溶剂中溶解，并进行一次固液分离，获得第一固相；

[0056] 其中，所述选择性溶解溶剂选择纯水或硫酸镁溶液；

[0057] 将第一固相充分溶解于水中；

[0058] 进行二次固液分离，获得第二液相；

[0059] S202，将所述第二液相蒸发、结晶析出并进行三次固液分离，所得第三固相经洗涤、干燥，获得高纯硫酸镁；其中，所述高纯硫酸镁的以无水硫酸镁计的纯度不低于99.9％。

[0060] 本发明提供的高纯硫酸镁为高纯无水硫酸镁和/或高纯水合硫酸镁；其中，所述高纯水合硫酸镁中结晶水的数量为1～7个。

[0061] 本发明提供的溶解时间为10min。

[0062] 本发明提供的将所述盐湖镁矿粉碎至粒度为6mm。

[0063] 如图3所示，本发明提供的生物炭制备方法如下：

[0064] S301，选用竹屑、木屑、杨树皮、果树枯枝以及其他生物废料，其中竹屑占总原料比22％；将所有原料经混合粉碎处理，然后送至悬挂式振动分级筛选机进行筛选分级，保留
6mm大小颗粒；

[0065] S302，烘干分离，高压成型，进窑炭化；炼火4天，待炭全红，低温炭其宽度收缩至5cm，中温炭其宽度收缩至4cm，高温炭其宽度收缩至4cm，由卷扬机拉出生物炭，利用细沙全覆盖封闭25h，自然冷却得成品生物炭。

[0066] 本发明提供的其中杨树皮、果树枯枝均占总原料比为6％。

[0067] 本发明提供的烘干分离：

[0068] 筛选后的材料进入滚筒式烘干机，采用明火烘干后，利用引风机分离，抽取轻质颗3
粒待用，去除过重颗粒，风机流量25000～35000m/h、转速1000r/min、全压1800～1300Pa。

[0069] 本发明提供的高压成型：通过脱水烘干的颗粒，输入高压成型机制成宽度5cm方型棒状。

[0070] 本发明提供的进窑炭化：

[0071] 将制成棒状的半成品由叉车推进轨道机械窑，闭窑12h后，上下开风口16cm排水汽3天左右，此过程还设置两个排烟管道；

[0072] 当水汽过旺时两个打开排放，当水汽较小时封闭一个排烟管道，此过程还需调节上下开风口大小；

[0073] 当排烟颜色太浓时需适当缩小风口，待蓝青色烟完全转成白烟开始炼窑。

[0074] 本发明应用实施例通过硫酸镁制备方法控制溶解温度和溶解时间，仅利用溶解速率差异便可分离氯化物和硫酸盐；相比现有技术中的分离工艺，无需另行添加除杂试剂，不会引入新的杂质；可以制备高纯度硫酸镁；大大提高酸性土壤改良剂的质量；同时，通过生物炭制备方法可以制备高质量生物炭；从而大大提高酸性土壤改良剂的质量。

[0075] 本发明实施例的四个具体实施方案为：

[0076] 实施例一：在广大的茶园地区，由于酸性土壤较多，可以运用本方案。首先，通过无人机收集茶叶采摘后的废弃茶叶和茶树枝叶，将其作为农业废弃物的主要来源。接着，通过智能化的土壤监测系统分析茶园的土壤参数，然后根据这些参数进行室内试验和筛选，得到最适宜的废弃物施用量和施用时间。

[0077] 实施例二：在种植水稻的地区，如稻谷生产大省江苏，利用稻草和稻糠作为主要农业废弃物来源。通过智能化的混合设备和发酵设备制备酸性土壤改良剂。最后，通过自动化农业机械或农业无人机撒布改良剂，并通过无线传感网络对施用后的土壤进行实时监测。

[0078] 实施例三：在养殖业较发达的地区，比如河南，利用养殖业产生的大量动物粪便作为农业废弃物。在筛选和利用阶段，大数据和机器学习算法可以帮助分析和确定最优的废弃物施用策略。在施用和监控阶段，无人机和物联网技术可以实现精确施用和实时监控。

[0079] 实施例四：在果园地区，如苹果生产大省山东，利用果树修剪下来的枝叶和过期的果实作为农业废弃物。首先，通过智能化设备收集和分析农业废弃物，然后根据土壤参数进行室内试验和筛选。之后，通过智能化混合设备和发酵设备制备酸性土壤改良剂。最后，通过无人机精确施用，无线传感网络进行实时监控。

[0080] 应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD‑ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

[0081] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。