CN101665699B - 一种营养型果园酸化土壤改良剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种营养型果园酸化土壤改良剂及其制备方法与应用。该改良剂的重量组分为粉煤灰5-10，炉渣5-10，碳氮化钙50-70，脲酶抑制剂0.5-1.0，轻烧粉10-20，普通钙镁磷钾肥5-10，氧化锌3-5，精制膨润土5-8。本发明制备方法简单，适用于苹果、梨树等大部分果园的酸化土壤改良，可提高肥料利用效率；还可作载体，生产微生物土壤改良剂或与有机物混合发酵生产含氮量高的有机肥料，增加土壤有益微生物的种群数量；能够显著提高果实产量，改善果品品质，增加抗病性。

Description

一种营养型果园酸化土壤改良剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种具有消毒作用的果园酸化土壤改良剂及其制备方法与应用，尤其涉及采用中量元素为营养主体的碱性混合矿物土壤改良剂及其制备方法与应用，属于营养型土壤改良技术领域。

背景技术

进人二十一世纪，我国农业产业结构发生巨大变化，露地果树栽培体系发展很快，取得了较好的经济效益和社会效益，果品产业也已成为我国农业中最具国际竞争力的领域。其发展不仅极大地满足了人民生活水平提高的需要，而且业已成为改造传统农业从而走向现代农业的重要手段。然而，近几年人们从果园生产中获取利益的同时，一个不争的现状是果园土壤呈酸性及强酸性反应的比例急剧上升。

土壤酸化是指土壤中氢离子浓度[H⁺]逐渐变高增加的过程，酸碱性是土壤的一项重要的化学性质，它与果树新陈代谢和营养密切相关，它通过影响微生物活性和矿质盐分的溶解度而影响养分的有效性。土壤酸化对土壤及种植的果树有较大影响：抑制根系发育，容易形成小老树，老僵苗；导致钙、镁、钼及氮、磷、钾等养分吸收受阻，使果树容易产生缺素症；还容易导致土壤锰、锌、铁、铜等微量元素溶解度增加，使果树过量吸收，产生老粗皮、果品表光粗糙、易发黄，产量、质量降低；土壤酸化还容易造成植株抗病力降低，增加施药量，污染环境。导致土壤酸化可能的原因有两种：(1)自然酸化。土壤形成的母质本身显微酸性或酸性；植物根系吸收养分的同时可分泌酸性物质；土壤微生物的代谢活动可产生有机酸等原因致使土壤自然酸化。(2)人为酸化。农民盲目施用生理酸性肥料、化学酸性肥料、过量的施用肥料致使土壤酸化，以及酸雨的沉降，这些人为致使土壤酸化，是现阶段土壤加剧酸化的主要原因。土壤酸化的现状已经对果品安全和生态环境造成威胁，严重制约了果品产业的进一步发展。为此我们需要提供对酸化果园土壤进行有效改良的营养型物质及相配套的技术。

目前生产上用于酸性土改良的物质大部分采用生石灰，施用石灰能明显地使酸性土壤的酸度降低，但同时也会使复酸化程度加强，用石灰改良酸性土壤时不能过于频繁地施用，在施用石灰改良的同时，应与其他碱性肥料(草木灰、火烧土等)配合使用。但石灰也有不足之处，对底层土壤的酸度的影响要比耕层要小得多。大量或长期施用石灰不但会引起土壤板结而形成“石灰板结田”，而且会引起土壤钙、钾、镁3种元素的平衡失调而导致减产。

现有的酸化土壤改良剂专利和其它技术不能针对果园酸化土壤起到有效的改良作用，如中国专利文献CN 1928000A(申请号：200610068864.2)公开了一种土壤改良剂，它虽可提高土壤温度，改善土壤团粒结构，达到改良土壤、增加作物产量，优化产品品质的目的，但它在调节土壤的同时也带进了酸根离子，对降低土壤pH值特别是酸化较严重的果园没有很好的效果。中国专利文献CN 1948429A(申请号：200610146026.2)提供了一种盐碱地专用营养性土壤改良剂，虽能同时实现土壤理化性质的改善、抑制盐份上升、中和土壤碱性、并为作物提供丰富的营养物质，但其针对性不强，其含有的营养物质更多的是一些有机物质，对果园酸化土壤的改良及树体综合营养的提升尚未见积极的报道。中国专利文献CN 1451715A(申请号：02112901.0)提供的是一种以氨基酸微量元素螯合物为主要原料生产的土壤改良剂，该土壤改良剂更多的提供农作物所必需的微量营养元素，调节农作物对肥料的吸收，但本发明更多的是用于大田粮食作物生产的土壤上。

如上所述，虽然在土壤改良剂包括酸性或盐碱地改良剂的发明不少，但大多数都集中在粮食等大田作物土壤上，或者虽然包涵了大部分的营养物质，但对于酸化的果园土壤改良，更好的降低土壤pH值方面尚未见针对性较强的发明创新。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种以碳氮化钙为主体的富含中微量元素的碱性土壤改良剂及其制备方法。这是一种成本低、原料容易获得、制造方法简便、含有丰富中微量元素且具有土壤消毒功能的酸性土壤改良剂。

本发明的技术方案是这样实现的，一种营养型果园酸化土壤改良剂，原料如下，均为重量份：

粉煤灰                        5-10份

炉渣                          5-10份

碳氮化钙                      50-70份

脲酶抑制剂                    0.5-1.0份

轻烧粉                        10-20份

普通钙镁磷钾肥                5-10份

氧化锌                        3-5份

精制膨润土                    5-8份。

一种营养型果园酸化土壤改良剂，在优选的方案中，原料如下，均为重量份：

粉煤灰                        6-8份

炉渣                          7-9份

碳氮化钙                      55-60份

脲酶抑制剂                    0.7-1.0份

轻烧粉                        15-20份

普通钙镁磷钾肥                7-8份

氧化锌                        4-5份

精制膨润土                    6-8份。

所述的营养型果园酸化土壤改良剂的制备方法，是先将碳氮化钙放入造粒盘，开启转盘，然后按重量比加入脲酶抑制剂、轻烧粉、钙镁磷钾肥、氧化锌和精制膨润土，同时喷水造粒，冷却筒进行风冷处理，过2-4mm筛，再与粉煤灰、炉渣进行均匀混合，进行包装检测。

上述喷水造粒操作按现有技术即可，其中喷水量以能形成2-4mm的均匀球状体为准，一般喷水量占总料重量的25-30wt％。

所述的营养型果园酸化土壤改良剂的使用方法，为基施，是将其均匀撒施在果树的树盘地表，耕翻15-40cm，使用量1500kg～3000kg/ha。

所述的营养型果园酸化土壤改良剂的使用方法，为追施，是在果树树冠投影边缘挖一环形沟，沟宽15-30cm，深25-30cm，将其撒施于沟内后覆土，使用量每次300kg～500kg/ha。

所述的营养型果园酸化土壤改良剂的使用方法，为追施，是在离树干一米处开6-8条放射沟，沟宽15-30cm，深25-30cm，将其撒施于沟内后覆土，使用量每次300kg～500kg/ha；

前述使用方法，优选的方案中，果树生育期内使用2-3次，每次开沟追施的放射沟位置错开，以保证树盘内所有土壤的均匀改良。

本发明中所说的粉煤灰、炉渣为热电厂废弃物(主要氧化物组成为：SiO₂、AL₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂、MgO、K₂O、Na₂O、SO₃、MnO、P₂O₅)，水分含量10％以下，粉煤灰中重金属的含量低于农田污泥中重金属控制标准的20％以上；碳氮化钙(市售商品，如道远农化科技服务有限公司、三明化工厂等产售)，即石灰氮，含氮19.8％，氧化钙50％；脲酶抑制剂为市售商品双氰胺和氢醌(如盐城凤阳化工有限公司等产售)按重量比1∶1的混合物，两种物质混合后粉碎过120目筛；轻烧粉(市售商品，如辽宁省海城市富鹏物资有限公司、海城镁矿耐火材料总厂化工厂等产售)为比较纯的菱镁矿烧制而成的以氧化镁为主的一种混合物，氧化镁含量98％，粉碎后过200目筛；普通钙镁磷钾肥(市售商品，如山东聊城泰林化工有限公司、连云港市恒丰磷肥厂等产售)主要含氧化钙34％、五氧化二磷16％、氧化钾14％、氧化镁5％、二氧化硅2.6％，铁0.4％，锰0.2％；氧化锌为含量98％以上的工业用氧化锌，过200目筛；精制膨润土(市售商品，如青岛玉洲化工有限公司、潍坊阳普膨润土粉厂等产售)为含85-90％蒙脱石矿物的粘土，过200目筛。

本发明针对现有技术与产品的不足，提供一种营养型的酸性土壤改良剂及其制备方法。本发明是以粉煤灰、炉渣等工业固体废弃物或其它多孔质无机物为主原料经造粒，得到一种具有连续多孔状的结构，提供一种营养成分齐全、成本低的新型改良剂。该改良剂的主要成分——碳氮化钙是一种有效的消毒剂，加入的碳氮化钙全部转化为NH₄ ⁺需较长时间，而其中间产物——氮氰化物又能抑制硝化细菌的繁殖，不仅使碳氮化钙本身转化为硝态氮较迟缓，加入脲酶抑制剂后，同时也使土壤中其它铵态氮转为硝态氮的量减少，具有迟效性和长效性。

与现有类似产品或技术相比，本发明还具有以下优点：

1、本发明制备方法简单，成品价格低廉，易于实现，适用于苹果、梨树等大部分果园的酸化土壤改良；

2、将各种无机、有机肥料与之混合后施用，可提高肥料利用效率；还可作载体，生产微生物土壤改良剂或与有机物混合发酵生产含氮量高的有机肥料，增加土壤有益微生物的种群数量；

3、本产品除含有常规的NPK养分外，另含有多种中微量元素，养分齐全，配比科学，能全面提高果树对营养元素的吸收转化能力，增加果树吸收根数，可以有效防止果树缺素症，能够显著提高果实产量，改善果品品质，增加抗病性；

4、该产品中的氧化物成分较多，与土壤水结合多种碱性物质，碱性作用持久且不伤害果树根系；

5、能够改良土壤理化性状：主要可调节土壤酸碱度，防止土壤板结，改善土壤团粒结构，疏松土壤，增加空气和水分；

6、不会形成施肥过量或施肥不合理造成的肥害。

综上所述，本发明利用一些工业废料进行改良剂的生产，是废弃物资源化，能够变废为宝；加上制备工艺简单，能耗低，生产灵活，施用方便，减少污染；该改良剂的使用还能有效抑制果树病虫害，提高肥料利用率，增加果树产量，提高果品品质，易于大面积推广和应用。

具体实施方式

下面以实施例来详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。所用原料均为市售商品。原料说明如下：

粉煤灰、炉渣为济南黄台热电厂废弃物，主要氧化物组成为：SiO₂、AL₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂、MgO、K₂O、Na₂O、SO₃、MnO、P₂O₅，水分含量10wt％以下；

碳氮化钙(即石灰氮)，江苏省常州市三明化工厂产，含氮19.8wt％，氧化钙50wt％；

脲酶抑制剂，盐城风阳化工有限公司产，双氰胺和氢醌按重量比1∶1的混合物，两种物质混合后粉碎过120目筛；

轻烧粉，海城镁矿耐火材料总厂化工厂产，为菱镁矿烧制而成的以氧化镁为主的一种混合物，氧化镁含量98wt％，粉碎后过200目筛；

普通钙镁磷钾肥，山东聊城泰林化工有限公司产，主要含氧化钙34％、五氧化二磷16％、氧化钾14％、氧化镁5％、二氧化硅2.6％，铁0.4％，锰0.2％；

氧化锌为含量98wt％以上的工业用氧化锌，过200目筛；

精制膨润土，青岛玉洲化工有限公司产，为含85-90wt％蒙脱石矿物的粘土，过200目筛。

实施例1：

先将50份重量的碳氮化钙放入造粒盘，开启转盘，然后加入脲酶抑制剂0.5份、轻烧粉10份、普通钙镁磷钾肥5份、氧化锌3份和精制膨润土5份，同时喷淋纯净自来水，冷却筒进行风冷处理，即可过3mm筛，再与粉煤灰5份、炉渣5份均匀混合，包装检测出厂。

实施例2：

先将50份重量的碳氮化钙放入造粒盘，开启转盘，然后加入脲酶抑制剂1份、轻烧粉18份、普通钙镁磷钾肥7、氧化锌5份和精制膨润土6份，同时喷淋水，冷却筒进行风冷处理，即可过3mm筛，再与粉煤灰5份、炉渣8份进行均匀混合，包装检测出厂。

实施例3：

先将55份重量的碳氮化钙放入造粒盘，开启转盘，然后加入脲酶抑制剂1份、轻烧粉12份、普通钙镁磷钾肥10、氧化锌5份和精制膨润土6份，同时喷水，冷却筒进行风冷处理，即可过3mm筛，再与粉煤灰6份、炉渣5份均匀混合，包装检测出厂。

实施例4：

先将58份重量的碳氮化钙放入造粒盘，开启转盘，然后加入脲酶抑制剂1份、轻烧粉10份、普通钙镁磷钾肥12、氧化锌3份和精制膨润土6份，同时喷淋纯净水，冷却筒进行风冷处理，即可过2.5mm筛，再与粉煤灰5份、炉渣5份均匀混合，包装检测出厂。

实施例5：

先将70份重量的碳氮化钙放入造粒盘，开启转盘，然后加入脲酶抑制剂1份、轻烧粉20份、普通钙镁磷钾肥10、氧化锌5份和精制膨润土8份，同时喷淋纯净水，冷却筒进行风冷处理，即可过3.5mm筛，再与粉煤灰10份、炉渣10份均匀混合，进行包装检测出厂。

实施例6：

先将55份重量的碳氮化钙放入造粒盘，开启转盘，然后加入脲酶抑制剂0.7份、轻烧粉15份、普通钙镁磷钾肥7、氧化锌4份和精制膨润土6份，同时喷淋纯净水，冷却筒进行风冷处理，即可过4mm筛，再与粉煤灰6份、炉渣7份均匀混合，包装检测出厂。

实施例7：

先将60份重量的碳氮化钙放入造粒盘，开启转盘，然后加入脲酶抑制剂1份、轻烧粉20份、普通钙镁磷钾肥8、氧化锌5份和精制膨润土8份，同时喷淋纯净水，冷却筒进行风冷处理，即可过2mm筛，再与粉煤灰8份、炉渣9份均匀混合，包装检测出厂。

实验例1：大田试验

2007年在招远辛庄镇丁家疃村同一块苹果果园土壤采用生石灰和本实施例1、4的土壤改良剂进行调控效果对比试验。

试验设计：4个处理，其中生石灰和本实施例1、4的营养型改良剂各设2个不同用量处理，每个处理3株果树，面积36m²，重复3次。使用方法：将生石灰和改良剂撒于地表，钎翻入土20cm，不再进行追施。在使用生石灰和改良剂后的第90天和150天后，分0-30cm和30-60cm层次采集样品测试pH值。

表1生石灰和改良剂不同处理用量水平

表2不同用量生石灰和实施例1、4改良剂处理改良土壤pH状况

由表2可以看出，生石灰和本发明的酸化土壤改良剂在两个同等用量水平下对同一块果园土壤不同土层的改良pH值效果是不同的。在同种用量水平下，无论是在90天取土壤样品测定还是在150天后，同一土层下施用改良剂改变pH值效果好于生石灰处理，且用量越大，改良效果越好，并使效果保持的更加持久，90天与150天pH值变化量相差不大。而生石灰处理在150天后的pH值水平又接近施用前的原始土壤水平。

在0-30cm和30-60cm土层的改良情况基本一致，均为本改良剂的施用效果优于生石灰。

实验例2：大田试验

2008年在文登泽库镇同一块苹果果园土壤采用生石灰和本实施例1-7的土壤改良剂进行调控效果对比试验。

试验设计：两个处理，其中生石灰和本实施例1-7营养型改良剂各设一个相同的用量水平，用量均为150kg/亩，每个处理5株果树，面积45m²，重复3次。使用方法：将生石灰和改良剂于秋季果实采摘后撒于地表，翻入土20-25cm，春季萌芽前每个树盘下挖8条放射沟进行追施一次，前后两次施用比例为2∶1。在第二年果实收获时观测各指标。

表3不同物料改良酸化果园果树树体及果实性状比较

由表3可以看出，本发明的土壤改良剂与同等用量的生石灰进行酸化果园土壤改良后，对树体及果品性状影响有较大差异：对果树根的影响看，改良剂对2mm以下粗度根的促生能力远远高于施用生石灰的果树，对2-5mm粗度的根也有一定的促进作用；粗皮病、苦痘病和黑点病的发生率均是施用改良剂的处理低于生石灰处理；在果实中可溶性固形物含量和硬度方面也是施用该营养型改良剂的效果较好；施用本改良剂的亩均苹果产量亦高于施用生石灰处理的产量。

Claims (7)

1.一种营养型果园酸化土壤改良剂，其特征在于，原料如下，均为重量份：

粉煤灰            5-10

炉渣              5-10

碳氮化钙          50-70

脲酶抑制剂        0.5-1.0

轻烧粉            10-20

普通钙镁磷钾肥    5-10

氧化锌            3-5

精制膨润土        5-8

制备方法是，先将碳氮化钙放入造粒盘，开启转盘，然后按重量比加入脲酶抑制剂、轻烧粉、钙镁磷钾肥、氧化锌和精制膨润土，同时喷水造粒，冷却筒进行风冷处理，过2-4mm筛，再与粉煤灰、炉渣进行均匀混合，进行包装检测。

2.权利要求1所述的营养型果园酸化土壤改良剂，其特征在于，原料如下，均为重量份：

粉煤灰            6-8

炉渣              7-9

碳氮化钙          55-60

脲酶抑制剂        0.7-1.0

轻烧粉            15-20

普通钙镁磷钾肥    7-8

氧化锌            4-5

精制膨润土        6-8。

3.权利要求1-2任一所述的营养型果园酸化土壤改良剂，其特征在于，所述脲酶抑制剂为双氰胺和氢醌按重量比1∶1的混合物。

4.权利要求1-2任一所述的营养型果园酸化土壤改良剂的使用方法，其特征在于，将其均匀撒施在果树的树盘地表，耕翻15-40cm，使用量1500kg～3000kg/ha。

5.权利要求1-2任一所述的营养型果园酸化土壤改良剂的使用方法，其特征在于，在果树树冠投影边缘挖一环形沟，沟宽15-30cm，深25-30cm，将其撒施于沟内后覆土，使用量每次300kg～500kg/ha。

6.权利要求1-2任一所述的营养型果园酸化土壤改良剂的使用方法，其特征在于，在离树干一米处开6-8条放射沟，沟宽15-30cm，深25-30cm，将其撒施于沟内后覆土，使用量每次300kg～500kg/ha。

7.权利要求6所述的使用方法，其特征在于，果树生育期内使用2-3次，每次开沟追施的放射沟位置错开，以保证树盘内所有土壤的均匀改良。