CN105885866A - 一种多功效悬浮态酸性土壤调理剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多功效悬浮态酸性土壤调理剂及制备方法。该土壤调理剂以重量份计，包括70～75份的糖蜜酒精残液，8～15份的氧化镁，5～15份的蔗渣炉灰，4～6份的糖蜜及1～3份的粘土。该土壤调理剂在50℃下充分搅拌制备得到。该土壤调理剂具有调理土壤酸度，补充土壤养分，改良土壤团粒结构，改善土壤微生物群落等多重功效，对提升我国南方脱硅富铝化的酸性红壤质量具有重要作用。

Description

一种多功效悬浮态酸性土壤调理剂及制备方法
技术领域
本发明涉及制糖企业废弃物资源综合利用及农业生产技术领域，具体涉及一种多功效悬浮态酸性土壤调理剂及制备方法。
背景技术
南方是我国酸性土壤的主要分布区域，该区域分布广、面积大、资源丰富，一方面该区域具有得天独厚的光、温、水等条件，生产潜力巨大；另一方面长期的高温、多雨，使得其土壤脱硅富铝化严重，土壤pH值低，土壤强酸性已成为限制该区域作物产量提高最重要的限制因子。在南方酸性土壤条件下，主要的土壤障碍因子有：氢离子的毒害作用、土壤养分元素失衡、贫镁缺钙少硅普遍、锰铝毒害严重。目前采取的方法主要为施用石灰来改良酸性土壤，但是，石灰除了起到调节土壤酸度、补充钙元素的功效外，其它功能较少，同时石灰施用困难，大量的施用也会导致土壤结构恶化、养分元素失衡现象进一步加剧。因此，针对南方酸性土壤中主要限制因子而研制功效复合、生态安全的土壤调理剂对我国南方农业可持续发展具有重要意义。
同时，南方也是我国制糖企业主要分布区域，年产出大量糖蜜酒精残液、蔗渣炉灰及糖蜜等，将这些制糖企业所产生的废弃物直接排放，将会对周边的生态环境造成巨大破坏。糖蜜酒精残液含大量的有机质、N、P、K、Ca和多种微量元素，同时含有丰富的粗蛋白、多肽、腐植酸及氨基酸等生物活性有机物质；蔗渣炉灰具碱性，其含有丰富的活性硅、钾等成分；糖蜜主要成份以多种糖份、胶体等为主。如何有效的利用这些制糖企业所产生的废弃物，近几十年来，各国和我国均有大量的研究，如在巴西、澳大利亚、阿根廷、古巴、印度和我国等均有用糖蜜酒精残液直接灌溉蔗田的应用和研究；也有研究表明经过冲灰浓缩后的糖蜜酒精残液配置成的液体肥在甘蔗上施用能改善甘蔗的农艺性状。
中国专利申请CN201510315628.5公开一种土壤调理剂及其制备方法，该土壤调理剂由锅炉灰渣、炭料、植醋液、废糖蜜和水按质量比30～80：20～50：0.5～2：0.5～2：12～27混合而成。
但目前尚未发现以制糖废弃物为主要成分调理南方酸性土壤的方法，而且现有酸性土壤调理剂功效单一，无法满足作物生长需求。
发明内容
针对我国南方的土壤特征和制糖企业的一些难题，本发明目的是提供一种多功效悬浮态酸性土壤调理剂用于解决相应的问题。本发明所述的多功效悬浮态酸性土壤调理剂一方面可以调理土壤酸度，提高土壤pH，同时可以改良土壤团粒结构，改善土壤微生物群落，提升耕地地力；另一方面可以为作物提供镁、钙等中微量元素及活性硅等营养物质，施用后可显著增加作物产量和改善作物品质。
一方面，本发明提供一种多功效悬浮态酸性土壤调理剂，所述的多功效悬浮态酸性土壤调理剂包括以下重量份原料：糖蜜酒精残液70～75份，氧化镁8～15份，蔗渣炉灰5～15份，糖蜜4～6份，粘土1～3份。
一些实施例中，所述的糖蜜酒精残液的锤度可为17～23°，pH值可为4.0～5.0。本发明所述的锤度是指糖蜜酒精残液中所含的可溶性固形物的百分率。
一些实施例中，所述的氧化镁的粒径小于200目。本发明所述的氧化镁的粒径小于200目，是指氧化镁的粒径范围在0<粒径<＝200目。一些实施例中，本发明所述的土壤调理剂中氧化镁8份。一些实施例中，本发明所述的土壤调理剂中氧化镁12份。一些实施例中，本发明所述的土壤调理剂中氧化镁15份。
一些实施例中，所述蔗渣炉灰为糖厂甘蔗渣燃烧后的炉灰；炉灰经粉碎过筛后所得，其粒径为200～400目。一些实施例中，本发明所述的土壤调理剂中蔗渣炉灰5份。一些实施例中，本发明所述的土壤调理剂中蔗渣炉灰15份。
一些实施例中，所述糖蜜的锤度为88～89°，胶体含量可为9～12％，pH值为5.0～6.0。
一些实施例中，所述粘土可为膨润土、凹凸棒土或其组合；所述粘土的粒径小于200目。本发明所述粘土的粒径范围为：0<粒径<＝200目。
一些实施例中，所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂的pH为10.0～11.0。
一些实施例中，所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂包括以下重量份原料：糖蜜酒精残液70份，氧化镁15份，蔗渣炉灰7份，糖蜜5份，凹凸棒土3份。
一些实施例中，所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂包括以下重量份原料：糖蜜酒精残液75份，氧化镁8份，蔗渣炉灰10份，糖蜜5份，凹凸棒土2份。
另一方面，本发明提供一种制备本发明所述的多功效悬浮态酸性土壤调理剂的方法，其包括以下步骤：
(1)将糖蜜酒精残液加入反应釜，加热至50℃；
(2)依次加入氧化镁、蔗渣炉灰、糖蜜，每加入一种原料充分搅拌均匀后再加另一原料，然后进行匀速切割搅拌，切割搅拌速度为250转/分钟，切割搅拌时间为20min；
(3)向反应釜中加入粘土，继续匀速切割搅拌，切割搅拌速度150转/分钟，切割搅拌15min后得到成品。
糖蜜酒精残液含大量的有机质、N、P、K、Ca、Mg和多种微量元素，同时含有丰富的粗蛋白、多肽、腐植酸及氨基酸等生物活性有机物质，可以补充土壤养分、改良土壤结构及促进作物生长；蔗渣炉灰具碱性，其含有丰富的活性硅、钾等成分，可以调理土壤酸度，补充土壤硅、钾养分，对甘蔗、玉米等禾本科作物效果明显；糖蜜主要成份以多种糖份、胶体等为主，可改良土壤结构，为微生物生长提供碳源，从而改善土壤微生物结构及群落。将制糖副产物糖蜜酒精残液、蔗渣炉灰、糖蜜等有机结合，并与氧化镁、粘土合理调配，化废为宝，制备出功效复合、生态安全的悬浮态酸性土壤调理剂。
本发明具有以下有益效果：
本发明制备的多功效悬浮态酸性土壤调理剂以糖蜜酒精残液为主要原料，解决了制糖企业有机废料糖蜜酒精残液的处理难题，并充分利用其富含的有机质及有效养分，变废为宝。糖蜜酒精残液可以补充土壤养分、改良土壤结构及促进作物生长；蔗渣炉灰具碱性，其含有丰富的活性硅、钾等成分，可以调理土壤酸度，补充土壤硅、钾养分；糖蜜主要成份以多种糖份、胶体等为主，可改良土壤结构，为微生物生长提供碳源，从而改善土壤微生物群落结构。
本发明制备的多功效悬浮态酸性土壤调理剂选用氧化镁为酸性调理物质，不仅可以和弱酸反应，也可在中和土壤中H+的同时释放Mg2+供作物吸收。本发明制备的多功效悬浮态酸性土壤调理剂中的氧化镁的溶解速率受到土壤酸碱度影响，溶解过程是氧化镁逐步溶解，也即是镁离子Mg2+逐步释放的过程。氧化镁的缓慢溶解可有效预防由于土壤中Mg2+过高而致使农作物对其它阳离子养分产生拮抗的情况。
另外，本发明综合考虑了南方酸性土壤的主要限制因子，研制的调理剂具有调理土壤酸度、补充养分、改善土壤结构及微生物群落等多重功效，例如每克土壤中细菌群落数增加0.9×108个以上，增幅42.9％以上。将本发明将制糖副产物糖蜜酒精残液、蔗渣炉灰、糖蜜等有机结合，并加入氧化镁、粘土，优化原料之间的比例，获得功效复合、生态安全的悬浮态酸性土壤调理剂。
最后，本发明的多功效悬浮态酸性土壤调理剂成本低廉、制备简单，施用安全方便，施用主要作为液体冲施，减少粉尘的飞扬，特别适用于南方酸性土壤上果树、蔬菜、果蔗等种植，施用后可明显改善酸性土壤生产力，提高作物产量和改善作物品质，尤其是对提高我国南方脱硅富铝化的酸性红壤质量具有很重要的作用。
本发明上下文中所采用的糖蜜酒精残液、蔗渣炉灰及糖蜜取自广东省翁源县茂源糖业有 限公司。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面进一步披露一些非限制实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1 一种多功效悬浮态酸性土壤调理剂
多功效悬浮态酸性土壤调理剂原料组成，按重量份数计：糖蜜酒精残液：70份；氧化镁：15份；蔗渣炉灰：7份；糖蜜：5份；凹凸棒土：3份。
制备方法：1)将糖蜜酒精残液加入反应釜，加热至50℃；2)依次加入氧化镁、蔗渣炉灰、糖蜜，每加入一种原料充分搅拌均匀后再加另一原料，然后进行匀速切割搅拌，切割搅拌速度250转/分钟，切割搅拌时间20min；3)加入凹凸棒土，继续匀速切割搅拌，切割搅拌速度150转/分钟，切割搅拌时间15min得成品。
将本实例的多功效悬浮态酸性土壤调理剂应用于小白菜种植，按每亩均匀喷施调理剂500kg后将土地翻耕起垄用于蔬菜种植，其它栽培和管理措施与农民常规一致。蔬菜种植30天进行采收，测定蔬菜产量及土壤相关指标。与对照组(未施用本实施例的多功效悬浮态酸性土壤调理剂的蔬菜种植，其他栽培和管理措施与农民常规一致)相比，施用本实施例的多功效悬浮态酸性土壤调理剂的土壤种植的小白菜单株鲜重增加了10.6克，提高17.9％；土壤pH上升0.5，提高11.6％；土壤容重下降0.05g/cm3，降幅4.5％；有效镁含量增加52.65mg/kg，增幅145.8％；每克土壤中细菌群落数增加0.9×108个，增幅42.9％。具体情况如表1：
表1 悬浮态酸性土壤调理剂在蔬菜地应用效果
实施例2 一种多功效悬浮态酸性土壤调理剂
多功效悬浮态酸性土壤调理剂原料组成，按重量份数计：糖蜜酒精残液：75份；氧化镁：8份；蔗渣炉灰：10份；糖蜜：5份；凹凸棒土：2份。
制备方法：1)将糖蜜酒精残液加入反应釜，加热至50℃；2)依次加入氧化镁、蔗渣炉灰、糖蜜，每加入一种原料充分搅拌均匀后再加另一原料，然后进行匀速切割搅拌，切割搅拌速度250转/min，切割搅拌时间20min；3)加入凹凸棒土，继续匀速切割搅拌，切割搅拌速度150转/min，切割搅拌时间15min得成品。
将本实例的多功效悬浮态酸性土壤调理剂应用于果蔗种植，在果蔗分蘖期于沟间淋施，每亩淋施300kg，其它栽培和管理措施与农民常规一致。果蔗成熟期采取甘蔗、土壤样品进行测试。与对照组相比，施用本实施例的多功效悬浮态酸性土壤调理剂的土壤种植的果蔗产量增加了1.2t/亩，提高13.2％；糖分上升0.5％，提高5.8％；土壤pH上升0.4，提高8.9％；土壤容重下降0.12g/cm3，降幅10.4％；有效镁含量增加32.86mg/kg，增幅101.6％；每克土壤中细菌数增加1.8×108个，增幅72.0％。具体情况如表2：
表2 悬浮态酸性土壤调理剂在果蔗上应用效果
从实施例1和实施例2的情况可以看出，本发明所制备的多功效悬浮态酸性土壤调理剂，能有效的提高蔬菜、果蔗等农作物的产量和品质；同时也能有效调理土壤，土壤的pH、有效镁含量和土壤中细菌数量均有明显增加，土壤容量明显降低，有效改善了土壤生产力、土壤结构和土壤中的养分。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (10)

1.一种多功效悬浮态酸性土壤调理剂，其特征在于，所述的多功效悬浮态酸性土壤调理剂包括以下重量份原料：糖蜜酒精残液70～75份，氧化镁8～15份，蔗渣炉灰5～15份，糖蜜4～6份，粘土1～3份。
2.根据权利要求1所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂，其特征在于，所述的糖蜜酒精残液的锤度为17～23°，pH值为4.0～5.0。
3.根据权利要求1所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂，其特征在于，所述的氧化镁的粒径小于200目。
4.根据权利要求1所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂，其特征在于，所述的蔗渣炉灰为糖厂甘蔗渣燃烧后的炉灰；炉灰经粉碎过筛后制得，其粒径为200～400目。
5.根据权利要求1所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂，其特征在于，所述的糖蜜的锤度为88～89°、胶体含量为9～12％、pH值为5.0～6.0。
6.根据权利要求1所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂，其特征在于，所述的粘土为膨润土、凹凸棒土或其组合；所述粘土的粒径小于200目。
7.根据权利要求1所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂，其特征在于，所述的多功效悬浮态酸性土壤调理剂的pH值为10.0～11.0。
8.根据权利要求1所述的多功效悬浮态酸性土壤调理剂，其特征在于，所述的多功效悬浮态酸性土壤调理剂重量份原料为糖蜜酒精残液70份，氧化镁15份，蔗渣炉灰7份，糖蜜5份，凹凸棒土3份。
9.根据权利要求1所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂，其特征在于，所述的多功效悬浮态酸性土壤调理剂重量份原料为糖蜜酒精残液75份，氧化镁8份，蔗渣炉灰10份，糖蜜5份，凹凸棒土2份。
10.一种制备权利要求1-9任一项所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂的方法，其特征在于其包括以下步骤：
(1)将糖蜜酒精残液加入反应釜，加热至50℃；
(2)依次加入氧化镁、蔗渣炉灰、糖蜜，每加入一种原料充分搅拌均匀后再加另一原料，然后进行匀速切割搅拌，切割搅拌速度为250转/分钟，切割搅拌时间为20min；
(3)向反应釜中加入粘土，继续匀速切割搅拌，切割搅拌速度150转/分钟，切割搅拌15min后得到所述多功效悬浮态酸性土壤调理剂。
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