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一种酸性土壤调理剂及其制备方法和应用

花匠小妙招
2024-09-16 15:12

本发明提供一种酸性土壤调理剂及其制备方法和应用，所述酸性土壤调理剂由工业废弃物、矿物性原料和SE功能物质按一定比例复配而成，所述SE功能物质包括糖化酶处理物和氨基酸生物炭，以及海藻酸、聚天门冬氨酸、聚谷氨酸、黄腐酸钾中的一种或多种。本发明的酸性土壤调理剂能有效调节土壤pH值，中和游离酸，钝化活性铝，解决土壤“酸、毒”问题；富含腐植酸、有机质，能有效改良土壤，恢复其团粒结构，增加有机质含量，提高土壤保水、增肥、透气能力；改善植物根际土壤微环境、增强根系活力，促进养分吸收利用；提高作物抗逆能力，有效防止作物早衰，是一种兼具改良土壤和促进作物生长功效的调理剂。

[0001] 技术领域

[0002] 本发明涉及土壤改良和肥料技术领域，更具体地，涉及一种酸性土壤调理剂及其制备方法和应用。

[0003] 背景技术

[0004] 酸性土壤是指pH值小于7的土壤。我国的酸性土壤主要分布在长江以南的广大热带和亚热带地区，面积约为2.04×108公顷。其中，大部分土壤的pH值小于5，有的甚至低至4.5以下。更为严峻的是，酸性土壤的面积还在不断扩大，土壤酸度也在不断升高。土壤酸化会导致土壤良好结构破坏、板结、微生物种群结构变化以及铝锰等有毒金属元素的活化等一系列土壤物理、化学、生物环境的变化，土壤缓冲性能下降，影响作物生长和生态环境安全，危害人类健康发展。因此，人们不断研究如何改良酸性土壤以降低危害。在众多改良方法中，施用酸性土壤调理剂是比较直接、方便的有效措施之一。

[0005] 目前，市场上的酸性土壤调理剂主要针对土壤酸碱度的改善，实际使用中大多数调理剂只能初步改良表层土壤，并不能完成对根系微生态的改善，同时还存在调理剂广谱性问题，并不能专一的解决实际的地方性问题，尤其是对于南方酸性土壤的改良目前还没有较为理想的土壤改良剂。由于南方酸土受成土母质的影响，多含铝、铁等离子，钙、镁等元素相对较少，同时南方高温多雨，养分流失严重等特点，以中和作用的调理剂并不非常适合南方地区特点。

[0006] CN105950166A公开了一种改良酸性土壤的生态土壤调理剂及制备方法，其中公开的土壤调理剂虽然能一定程度上改良酸性土壤，但改善的效果不够显著，而且制备时还需将海藻酸钠和罗望子多糖胶包覆在其余原料制得的颗粒表面，增加了工序。

[0007] 因此，需要开发出一种能够改良土壤酸度，同时还能促进作物生长提高产量的酸性土壤调理剂，尤其适用于南方连续多年种植的菜地、果园、稻田等酸性土壤，以弥补现有调理剂的有效性和局限性。

[0008] 发明内容

[0009] 针对现有技术的不足，本发明提供一种酸性土壤调理剂，配方合理，具有调节土壤pH、改善土壤理化性状和微生物环境、促进作物生长的作用，适用于南方连续多年种植的菜地、果园、稻田等酸性土壤。

[0010] 本发明提供的一种酸性土壤调理剂，包括工业废弃物、矿物性原料和SE功能物质，所述SE功能物质包括糖化酶处理物和氨基酸生物炭，以及海藻酸、聚天门冬氨酸、聚谷氨酸、黄腐酸钾中的一种或多种。

[0011] 上述技术方案中，工业废弃物、矿物性原料和组合的SE功能物质互配，提供合适的有机质、腐植酸和钙镁等组分含量，有效地调节土壤pH值，中和游离酸，恢复其团粒结构，增加有机质含量，提高土壤保水、增肥、透气能力，改善植物根际土壤微环境，促进养分吸收利用，从而实现改良土壤和促进作物生长的双重功效。

[0012] 优选地，所述矿物性原料为褐煤、草炭土、红泥、膨润土中的一种或多种。

[0013] 优选地，所述工业废弃物为气化细渣、气化粗渣、锅炉粗灰、锅炉细灰中的一种或多种。

[0014] 上述技术方案中，褐煤、草炭土、红泥和膨润土廉价易得，且能提供所需矿物元素。气化细渣、气化粗渣、锅炉粗灰、锅炉细灰是工业废弃物的常见形式，容易获得，同时为解决工业废弃物提供了一条可选的途径。

[0015] 优选地，以质量份计，所述酸性土壤调理剂包括：气化细渣10～30份、气化粗渣5～20份、锅炉粗灰1～15份、锅炉细灰10～30份、褐煤10～30份、草炭土1～15份、红泥1～15份、膨润土1～15份和SE功能物质10～20份。

[0016] 上述技术方案中，经实验发现，将上述组分按特定的比例配置，得到的酸性土壤调理剂调节土壤pH、改善土壤理化性状和微生物环境、促进作物生长的作用更优。

[0017] 优选地，所述SE功能物质由海藻酸、聚天门冬氨酸、氨基酸生物炭和糖化酶处理物组成。更优选地，以质量份计，所述SE功能物质由海藻酸1～4份、聚天门冬氨酸3～6份、氨基酸生物炭3～5份和糖化酶处理物3～5份组成。

[0018] 上述技术方案中，当SE功能物质由海藻酸、聚天门冬氨酸、氨基酸生物炭和糖化酶处理物组成，且各组分配比在上述范围内，得到的酸性土壤调理剂提升土壤pH和提高作物产量效果更好。

[0019] 优选地，所述SE功能物质由黄腐酸钾、聚谷氨酸、氨基酸生物炭和糖化酶处理物组成。更优选地，以质量份计，所述SE功能物质由黄腐酸钾3～6份、聚谷氨酸2～5份、氨基酸生物炭2～4份和糖化酶处理物3～5份组成。

[0020] 上述技术方案中，当SE功能物质由黄腐酸钾、聚谷氨酸、氨基酸生物炭和糖化酶处理物组成，且各组分配比在上述范围内，得到的酸性土壤调理剂提升土壤pH和提高作物产量效果更好。

[0021] 优选地，所述酸性土壤调理剂为长度8～12mm、粒径3～5mm的柱状颗粒。

[0022] 上述技术方案中，将酸性土壤调理剂制成上述大小的颗粒，更有利于施用和作用于土壤，达到预期效果。

[0023] 优选地，所述酸性土壤调理剂的pH值为10～12。更有利于中和酸性土壤，调节pH。

[0024] 本发明还提供上述酸性土壤调理剂的制备方法，包括：将所述酸性土壤调理剂的各组分经粉碎、过筛、混合、造粒、烘干、冷却，即得。

[0025] 上述制备方法工艺简单，无需如现有技术中将某些组分包裹在外层，同样能达到良好的效果。

[0026] 本发明还提供一种上述酸性土壤调理剂的应用，在调节酸性土壤时，所述酸性土壤调理剂的施用量为2250～3000kg/hm2。

[0027] 上述技术方案中，将施用量控制在上述范围内，既能起到良好的改良土壤，促进作物生长的作用，又不会造成资源浪费或二次污染。实际应用中具体施用量可根据土壤酸化程度、土壤类型、气候及种植作物种类而在此范围内选定。

[0028] 本发明的有益效果：

[0029] (1)本发明的酸性土壤调理剂包括工业废弃物、矿物性原料和SE功能物质，pH值为10～12，能有效调节土壤pH值，中和游离酸，钝化活性铝，解决土壤“酸、毒”问题；

[0030] (2)富含腐植酸、有机质，能有效改良土壤，恢复其团粒结构，增加有机质含量，提高土壤保水、增肥、透气能力；改善植物根际土壤微环境、增强根系活力，促进养分吸收利用；提高作物抗逆(病、虫、旱等)能力，有效防止作物早衰；

[0031] (3)富含钙、镁等酸土普遍缺乏的营养元素，从而提高作物产量并改善农产品品质；

[0032] (4)制备简单，施用方便，不受风力影响，适合机械化作业。

[0033] 具体实施方式

[0034] 下面结合具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0035] 实施例1

[0036] 本实施例提供一种酸性土壤调理剂，以质量份计，包括气化细渣20份、锅炉粗灰10份、锅炉细灰23份、红泥9份、膨润土12份、海藻酸8份、糖化酶处理物4份和氨基酸生物炭6份。

[0037] 上述酸性土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：

[0038] (1)将各原料分别进行粉碎、磨细、风干、过筛，留作备用；

[0039] (2)按各原料配比进行配置，混合搅拌均匀；

[0040] (3)将混合均匀的物料进行挤压造粒，得到长度8～12mm、粒径3～5mm的柱状颗粒；

[0041] (4)对挤压好的颗粒进行抛圆、烘干、冷却、筛分处理，最后装袋成品。

[0042] 实施例2

[0043] 本实施例提供一种酸性土壤调理剂，以质量份计，包括气化细渣15份、气化粗渣12份、锅炉粗灰7份、锅炉细灰20份、褐煤20份、红泥8份、膨润土10份、聚谷氨酸6份、糖化酶处理物5份和氨基酸生物炭5份。制备方法同实施例1。

[0044] 实施例3

[0045] 本实施例提供一种酸性土壤调理剂，以质量份计，包括气化细渣15份、气化粗渣10份、锅炉粗灰5份、锅炉细灰12份、褐煤13份、草炭土5份、红泥6份、膨润土10份、黄腐酸钾6份、聚谷氨酸4份、氨基酸生物炭3份和糖化酶处理物5份。制备方法同实施例1。

[0046] 实施例4

[0047] 本实施例提供一种酸性土壤调理剂，以质量份计，包括气化细渣10份、气化粗渣15份、锅炉粗灰7份、锅炉细灰14份、褐煤16份、草炭土8份、红泥4份、膨润土8份、海藻酸4份、聚天门冬氨酸6份、氨基酸生物炭5份和糖化酶处理物5份。制备方法同实施例1。

[0048] 应用例1

[0049] 将实施例的酸性土壤调理剂施用于设施菜田酸性土壤。具体设计如下：本试验阶段分空白组和处理组，处理组1～4指使用实施例1～4所得调理剂，调理剂按整体施用率15g/kg，每个处理平行5次，其他养分元素按试验条件设置同等施入，如表1所示。

[0050] 经过连续三次培养试验，对设施菜田土壤改良效果如表2所示，设施菜田土壤原始pH值为4.6，施用一次本发明的调理剂后可提升至5.5，施用三次最高可提升土壤pH值至5.9。

[0051] 表1试验条件设置

[0053] 表2本发明酸性土壤调理剂改良效果

[0055] 应用例2

[0056] 将实施例的酸性土壤调理剂施用于设施菜田酸性土壤进行为期20天的盆栽试验。具体设计如下：本试验阶段分空白组和处理组，处理组1～4指使用实施例1～4所得调理剂，调理剂按整体施用率15g/kg，每个处理平行5次，其他养分元素按试验条件设置同等施入，如表1所示。

[0057] 分析本发明的酸性土壤调理剂对土壤pH、油菜出苗率及干物质量的影响，结果如表3所示。施用本发明的酸性土壤调理剂后，设施菜田土壤pH值由原始4.6提升至约5.9；出苗率由65％提升至94％左右；干物质量也接近翻番，说明调理剂促进了作物对养分元素的吸收，提高了肥料的利用率。

[0058] 表3本发明酸性土壤调理剂改良效果

[0061] 应用例3

[0062] 将实施例的酸性土壤调理剂施用于设施菜田酸性土壤进行为期45天的番茄田间试验。具体设计如下：本试验阶段分空白组和处理组，处理组1～4指使用实施例1～4所得调理剂，考虑实际生产中的添加现状和经济成本，在此调理剂按整体施用率2250kg/hm2进行添加，每个处理平行5次，其他养分元素按试验条件设置同等施入，如表1所示。

[0063] 分析本发明的酸性土壤调理剂对土壤pH、番茄产量、干物质量的影响，结果如表4所示。施用本发明的酸性土壤调理剂后，设施菜田土壤pH值由原始4.6提升至约5.1；番茄产量提升近20％，增产效果明显；干物质量增长约50％，说明调理剂促进了作物对养分元素的吸收，提高了肥料的利用率。

[0064] 表4本发明酸性土壤调理剂改良效果

[0066] 最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。