CN104788251A

CN104788251A - 硅基生物型酸土改良剂及其制备方法

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Publication number: CN104788251A
Application number: CN201510050291.XA
Authority: CN
Inventors: 姜明光; 宋文东; 孙顶国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2015-07-22

Abstract

本发明涉及硅基生物型酸土改良剂的方法。本发明的原料组成以及各组分的重量份如下：骨胶下脚料500-800份、粉体速溶硅酸钾100-200份、稻壳粉50-100份、有益菌母料50-100份、碳酸镁20-50份、硝酸锌10-50份、硼砂5-20份。1】将骨胶下脚料与稻壳粉按比例混合，经高温杀菌杀卵；2】同时加入碳酸镁和有益菌母料，搅拌均匀后夏季常温发酵15-20天，晾干；冬季发酵池发酵30-50天，晾干。3】将步骤2】晾干后的物料粉碎至80-100目，按量加入粉体速溶硅酸钾、硝酸锌、硼砂，调整PH值为7.5-8.5。本发明的所用原料大多自身为碱性，含丰富有机钙、磷、镁、硼、硅、锌等元素。

Description

硅基生物型酸土改良剂及其制备方法

技术领域

本发明属于土壤改良剂领域，具体涉及利用骨胶下脚料生产硅基生物型酸土改良剂的方法。

背景技术

酸性土壤指pH值在7以下的土壤，包括砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤和燥红土等土类。这类土壤除了土壤中的H+对植物生长发育的障碍，还伴有铝毒害、淹水条件下的锰毒害、植物营养元素的流失与有效性降低特别是中微量元素的缺失等障碍。

土壤酸化是制约我国农业可持续发展的主要问题之一，我国土壤酸化问题十分严重，各类酸化土壤面积大约有2亿hm²。近年来，随着工业发展，酸雨的不断增加、化肥的大量使用、农作物连续收获移走土壤中碱性物质等，导致土壤酸化进一步加剧。土壤酸化后会导致土壤中Ca、Mg、P等营养元素大量淋失；且土壤中重金属活性会大大增加，酸性土壤重金属毒害是抑制作物生长和导致作物减产的主要因素。

现有改良酸性土壤所用的土壤调理剂分为两大类：石灰类和碱性工业废渣。前者虽有很强的中和功能，但是如果过量或施用不均，会造成局部石灰化，损伤土壤微生物、影响土壤结构且不能同时满足作物对中微量元素肥料的需求；后者中和功能不足，虽能同时供应中微量元素但常常有重金属及对土壤肥力有害的杂质，中微量元素种类单一影响土壤养分平衡。

我国土壤重金属污染问题已日趋严重，对人们的身体健康已产生很大的威胁。而农作物其体内累积的重金属通过食物链进入人体后，会给人类身体健康带来潜在的危害。因此，也急需一种不会使土壤酸化的肥料，以应用于农业生产。

发明内容

本发明提供一种硅基生物型酸土改良剂及其制备方法，以强力改良酸土，增加土壤营养物质。

本发明的技术解决方案是：

一种硅型生物酸土改良剂，其原料组成以及各组分的重量份如下：骨胶下脚料500-800份、粉体速溶硅酸钾100-200份、稻壳粉50-100份、有益菌母料50-100份、碳酸镁20-50份、硝酸锌10-50份、硼砂5-20份。

骨胶下脚料的主要成分是骨头颗粒和碳酸氢钙，含作物容易吸收的有机态钙、离子态五氧化二磷、丰富的氨基酸和微量元素，不同于化工品来源的钙和磷，不会板结土地，对农作物补充营养元素的同时，又由于本身的PH值为8.5左右的弱碱性，因此对酸性土壤又很好的调理作用；还可以废物利用，保护环境。

粉体速溶硅酸钾，该类硅酸盐中有效硅含量高，硅的吸收利用率高，与土壤中各类重金属结合易产生絮凝，抑制作物在酸性环境中对重金属的吸收，避免各类重金属进入植物食品链，形成单硅酸后又有超强的渗透性，使作物更易吸收养分；起效迅速；硅酸盐中的硅素能够增产增收苹果等喜硅作物，增强作物表皮硬度和亮度。硅酸钾为粉体速溶硅酸钾，其生产过程简单，溶解速度快，离子硅，能被作物有效吸收，改善作物品质，但是自然界中的由岩浆缓慢冷却形成的硅酸盐晶体不能直接被植物吸收利用，需要经过漫长地质年代的风化成土过程变成微晶体或非晶体，才具有能被吸收的活性，土壤缺乏中微量元素矿质营养的实质是缺乏具有活性的矿质营养元素。人工制造的硅酸盐矿物也需要活化为非晶体或微晶体，才能作为中微量元素肥料供给作物利用，因此制造过程中需要快速活化的工艺措施，使其成为水溶性。

稻壳粉本身含有丰富的可被作物直接吸收的硅元素，含量在10-20％左右，大量的有机质和较丰富的植物蛋白，在营养土地的同时又给作物补充大量可直接吸收的硅素。

有益菌母料的作用是：有益菌母料在碱性环境生存，解磷解钾，分泌抗生素、吲哚乙酸、细胞分裂素，促进植物生长。优选的，所述芽孢杆菌浓度大于2亿单位/g；所述沼泽红假单胞杆菌浓度大于2亿单位/g；陆生蓝细菌浓度大于1亿单位/g。更优的，所述芽孢杆菌浓度为3-6亿单位/g；所述沼泽红假单胞杆菌浓度为3-6亿单位/g；陆生蓝细菌浓度为2-3亿单位/g。更优的，还可以加入黑曲霉菌母液。骨胶下脚料和稻壳粉也可以作为有益菌母料的载体。

碳酸镁为碱性，更好的将物料调整至适于菌类大量繁殖的PH值环境，调理酸土的pH值，并且补充镁元素。硝酸锌，补锌，硼砂，补充硼元素。

较优的，上述有益菌母料包括芽孢杆菌和沼泽红假单胞杆菌；其中，芽孢杆菌与沼泽红假单胞杆菌的重量比为1:(0.5-1)。

较优的，上述有益菌母料由芽孢杆菌、沼泽红假单胞杆菌和陆生蓝细菌组成；其中，芽孢杆菌、沼泽红假单胞杆菌与陆生蓝细菌的重量比为1:(0.5-1)：(0.01-0.03)。

较优的，上述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的至少一种。

较优的，上述硅基生物型酸土改良剂的组分中还包括淀粉10-50重量份。

基于上述配方的硅基生物型酸土改良剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】将骨胶下脚料与稻壳粉按比例混合，经高温杀菌杀卵；

2】同时加入碳酸镁和有益菌母料，搅拌均匀后夏季常温发酵15-20天，晾干；冬季发酵池发酵30-50天，晾干。

3】将步骤2】晾干后的物料粉碎至80-100目，按量加入粉体速溶硅酸钾、硝酸锌、硼砂，调整PH值为7.5-8.5。

上述制备方法，还包括步骤4】，如不需造粒，直接喷淋有益菌原生母液至有益菌数量达到2亿个/克或以上的要求，搅拌均匀后晾干至水分20-30％；如需要造粒，将步骤3】所得物料烘干造粒，出料口温度控制在45-60摄氏度，水分8-15％左右，再均匀喷洒有益菌原生母液至有益菌数量达到2亿个/克或以上，晾晒温度至15-20摄氏度，保持水分20-30％，计量装包。

上述步骤3】还可同时加入淀粉。

上述有益菌原生母液为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、黑曲霉菌母液中的至少一种。

上述硅基生物型酸土改良剂在酸性土壤中的应用。

本发明的优点是：本发明的硅基生物型酸土改良剂所用原料大多自身为碱性，且含丰富有机钙、磷、镁、硼、硅、锌等元素，是针对我国耕地大面积酸化，重金属严重污染的严峻现实而研发；本发明以增加土壤有效硅元素为主要目的，由于硅元素有较强的络合重金属的特性，故能够较大程度的抑制土壤中的重金属在酸性环境下进入植物体内，避免进入食用环节；并且有益菌母料在碱性环境下会有大量繁殖存在，避免了土壤环境中有害菌的生存，再加上有益菌分泌大量的植物抗生素和生根素，作物体质增强，对抵抗多种作物病毒的侵入，又起了屏障作用；还可起到改良土质和固氮的作用；因此，本发明的硅基生物型酸土改良剂能强力改良酸土，并通过有稻壳粉及生物菌实现土壤的深层次改良；对需硅较大的农作物有明显增产效果，并能够解决缺钙缺硅镁造成的多种植物生理病害。

具体实施方式

实施例一

原料组成：

骨胶下脚料500kg、粉体速溶硅酸钾100kg(邢台大洋化工有限公司生产)、稻壳粉50kg、有益菌母料50kg，淀粉10kg，碳酸镁20kg、硝酸锌10kg、硼砂5kg。

有益菌母料由芽孢杆菌、沼泽红假单胞杆菌和陆生蓝细菌组成；其中，芽孢杆菌、沼泽红假单胞杆菌与陆生蓝细菌的重量比为1:0.5：0.01。

骨胶下脚料是采用国内制骨明胶厂的骨渣，主要成分是骨头颗粒和碳酸氢钙，含作物容易吸收的不同于化工品来源的钙和五氧化二磷，及丰富的氨基酸和微量元素，不板结土地，对农作物补充营养元素的同时，由于本身的PH值为8.5左右的弱碱性，又对酸性土壤又很好的调理作用。

硅酸钾粉末的粒径为50目。稻壳粉的粒径为80-100目。

生产硅基生物型酸土改良剂的方法：

1】将骨胶下脚料与稻壳粉按比例混合，经200度高温蒸汽杀菌杀卵；

2】加入碳酸镁和枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌，搅拌均匀后进入发酵池，发酵时间15-20天后，晾干；碳酸镁为碱性，碳酸镁和菌类一同加入，更适于菌类存活；

3】将步骤2】晾干后物料粉碎至80-100目，再进入混料机，按量加入粉体速溶硅酸钾、淀粉、硝酸锌、硼砂，调整PH值为8；

4】直接喷淋有益菌(枯草杆菌、胶冻样芽孢杆菌)原生母液至达到产品2亿每克的要求，搅拌均匀后晾干至水分20-25％左右即可装包。

具体效果：得到含丰富有机钙、磷、硅、镁、硼、锌的硅基生物型酸土改良剂。

实施例一效果说明：

1.硅基生物型酸土改良剂对土壤PH的影响

试验对象：山东省烟台市牟平区观水镇苹果田；土壤初始pH值3.4-4.5。

试验方法：对苹果田施用实施例1制备硅基生物型酸土改良剂，施用量分别为0(不施用硅基生物型酸土改良剂，作为空白对照)、100Kg/hm2、200Kg/hm2，施用后分别取0-60cm土壤进行pH测定，结果见表1。

表1 土壤pH值检测

由表1可知，随着硅基生物型酸土改良剂施用量的增加，土壤pH值呈不断上升的趋势；并且表层土壤改良效果较好，深层土壤(60cm)也能实现的土壤pH值的改良和优化。

2.硅基生物型酸土改良剂对土壤养分的作用

试验田同上，采用常规施肥(CK)作为对照，在常规施肥的基础上，增施实施例1制备的硅基生物型酸土改良剂200Kg/hm²进行土壤调理。

试验结束后采取各处理小区的耕层土壤(0-20cm)进行土壤中全氮、有效磷、有效钾、有效硅、有效硼、有效锌、交换性钙、交换性镁含量的测定。土壤养分检测结果见下表2：

表2 土壤中有效元素养分含量

由表2可知，在常规施肥的基础上施加本发明的硅基生物型酸土改良剂，土壤中全氮、有效磷、有效钾、有效硅、有效硼、有效锌、交换性钙、交换性镁含量均有显著提高。

3.硅基生物型酸土改良剂对土壤调理的增产作用

试验田一：山东省烟台市牟平区观水镇苹果田；土壤初始pH值3.4-4.5。

在与对照田采取相同量施用有机底肥的前提下，对照田全年增施亩用量300公斤的普通复合肥，试验田采用普通复合肥亩用量为180公斤，再增施实例一制备的硅基生物型酸土改良剂200Kg/hm²。全年同样管理条件下11月份采收后，测定苹果的亩产量：对照田苹果的亩产量为6036Kg/hm²，施用本发明硅基生物型酸土改良剂的农田苹果的亩产量为7860Kg/hm²，产量增加达30％，并且苹果的果皮硬度和亮度较对照组高，苹果种植过程中痘斑病、裂果、锈病等生理病害发生较对照组少。

试验田二：湖南省某工业城市市郊水稻田，土壤基本化学性质为：有机质17.45g/kg，阳离子交换量为3.46cmol/kg，初始pH值3.4-4.0，为严重酸性土壤。

采用实施例一的硅基生物型酸土改良剂100Kg/hm²，在实验地块使用与前一年相同量的复合肥和尿素追肥，施用1年两季后，经测定水稻的单季亩产量较未使用本发明硅基生物型酸土改良剂前一年单季亩产的540公斤和538公斤分别增产195公斤和240公斤，达到735公斤和778公斤，水稻种植过程中倒伏较少，稻瘟病、胡麻斑病等生理病害发生也较对之前明显减少，尤其是二季晚稻的各类生理性病害基本没有发生，而且试验组的成熟期比对照组提前3-5天。

实施例二

原料组成：

骨胶下脚料500kg、粉体速溶硅酸钾200kg(邢台大洋化工有限公司生产)、稻壳粉100kg、有益菌母料100kg，淀粉10kg，碳酸镁50kg、硝酸锌30kg、硼砂8kg。

有益菌母料由芽孢杆菌、沼泽红假单胞杆菌、陆生蓝细菌、黑曲霉菌母液组成；其中，芽孢杆菌、沼泽红假单胞杆菌与陆生蓝细菌的重量比为1:0.5：0.03。稻壳粉的粒径为100目。硅酸钾粉末的粒径为80目。

生产硅基生物型酸土改良剂的方法：

2】加入碳酸镁和枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉菌母液，搅拌均匀后进入发酵池，发酵时间15-20天后，晾干；碳酸镁为碱性，碳酸镁和菌类一同加入，更适于菌类存活；

3】将步骤2】晾干后物料粉碎至80-100目，再进入混料机，按量加入粉体速溶硅酸钾、淀粉、硝酸锌、硼砂，调整PH值为8.5；

4】进入圆盘造粒，后进入滚筒烘干造粒，出料口温度控制在60度左右，水分10％左右，再经有益菌喷淋设备均匀喷洒有益菌母料(枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌)至2亿个/克或以上，保持颗粒水分在20％左右，计量装包。

骨胶下脚料中的磷为容易被水分解的离子态五氧化二磷，含量为27％左右，与化工品五氧化二磷不同的是骨胶下脚料的磷即使过量也不会土壤板结。稻壳粉的硅为菌分解后变成离子态的水溶性硅素，补硅效果好，同时又含有丰富的有机质和植物淀粉，疏松土壤的同时，又为有益菌的繁殖提供了良好的基础，更好的为改良土壤服务。

Claims

1.硅基生物型酸土改良剂，其特征在于：包括按重量份计的以下各组份：骨胶下脚料500-800份、粉体速溶硅酸钾100-200份、稻壳粉50-100份、有益菌母料50-100份、碳酸镁20-50份、硝酸锌10-50份、硼砂5-20份。

2.根据权利要求1所述的硅基生物型酸土改良剂，其特征在于：所述有益菌母料包括芽孢杆菌和沼泽红假单胞杆菌；其中，芽孢杆菌与沼泽红假单胞杆菌的重量比为1:(0.5-1)。

3.根据权利要求1所述的硅基生物型酸土改良剂，其特征在于，所述有益菌母料由芽孢杆菌、沼泽红假单胞杆菌和陆生蓝细菌组成；其中，芽孢杆菌、沼泽红假单胞杆菌与陆生蓝细菌的重量比为1:(0.5-1)：(0.01-0.03)。

4.根据权利要求3所述的硅基生物型酸土改良剂，其特征在于，所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的至少一种。

5.根据权利要求1-4任一所述的硅基生物型酸土改良剂，其特征在于：所述硅基生物型酸土改良剂的组分中还包括淀粉10-50重量份。

6.权利要求1-5任一所述的硅基生物型酸土改良剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】将骨胶下脚料与稻壳粉按比例混合，经高温杀菌杀卵；

2】同时加入碳酸镁和有益菌母料，搅拌均匀后发酵15-20天，晾干；

7.权利要求6所述的硅基生物型酸土改良剂的制备方法，其特征在于：还包括步骤4】，如不需造粒，直接喷淋有益菌原生母液至有益菌数量达到2亿个/克或以上的要求，搅拌均匀后晾干至水分20-30％；

如需要造粒，将步骤3】所得物料烘干造粒，出料口温度控制在45-60摄氏度，水分8-15％左右，再均匀喷洒有益菌原生母液至有益菌数量达到2亿个/克或以上，晾晒至温度15-20度左右，保持水分20-30％，计量装包。

8.权利要求6或7所述的硅基生物型酸土改良剂的制备方法，其特征在于：步骤3】还可同时加入淀粉。

9.权利要求6或7所述的硅基生物型酸土改良剂的制备方法，其特征在于：有益菌原生母液为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、黑曲霉菌母液中的至少一种。

10.权利要求1-5任一所述的硅基生物型酸土改良剂在酸性土壤中的应用。