CN106244151B - 一种盐碱土壤改良剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种盐碱土壤改良剂及其制备方法技术领域；本发明盐碱土壤改良剂，由以下原料按照一定比例混合制成：膨润土、腐殖酸、石膏、硫磺粉、壳聚糖、硫酸锌、萘乙酸钠；本盐碱土壤改良剂作用于盐碱地土壤后，不仅能显著降低土壤酸碱度、全盐量及容重，从而促进土壤团粒结构形成，而且能大幅提高土壤有机质含量从而提高土壤肥力，调节作物生长，最终通过改良土壤的理化性质，减少了投入，提高了作物产量与品质；本发明盐碱土壤改良剂的制备方法简单环保，易于操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种盐碱土壤改良剂及其制备方法技术领域。
背景技术
根据联合国粮农组织统计，全世界盐碱地的面积不低于9.5438 亿公顷，其中我国为9913 万公顷。土壤盐碱化是严重制约世界和中国农业发展的痼疾之一。其中，我国黄河三角洲濒临渤海，盐碱地广泛分布，盐渍化土地面积44.29 万公顷，土壤含盐量高，盐分主要以氯化物为主，pH值达到8.0以上；土壤容重高（2.03 g/cm3），其结构性差，肥力低，不经改良治理，难以进行农业生产。因此，极大地限制了该地区土地资源的有效利用。
盐碱地是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长；其具有以下特征：1.pH值较高；2.含有有害盐分；3.透气性差，易结板块；4.肥力低。
盐碱地对植物的危害主要有以下几个方面：1.引起植物的生理干旱；2.影响植物正常营养吸收，由于交换性Na+ 的竞争，使植物对钾、磷和其他营养元素的吸收减少，磷的转移也会受到抑制，从而影响植物的营养状况；3.由于碱性土壤容重高不利于植物根系部空气流通，营养成分的释放与吸收，最终不利于植物的生长。
目前国内盐碱地改良利用方法和技术归纳起来大致有四种：物理改良、水利改良、化学改良以及生物改良。以上这些方法对改良盐碱地、农业生产方面带来了较大的效益。但上述改良方法各有利弊，比如封底式客土抬高地面等物理方法改良投资过大；大水洗地等水利改良方法造成水资源的浪费；微生物肥料等生物改良虽是一种可持续利用的措施，但存在菌种单一及其成活率低等问题；目前化学改良的方式性能单一，其必须与其他物质混合形成具有多功能的土壤改良剂。
发明内容
为了解决上述现有技术问题，根据盐碱地土壤理化性质的不同，本发明提供了一种盐碱土壤改良剂，该改良剂作用于盐碱地土壤后，不仅能显著降低土壤酸碱度、全盐量及容重，从而促进土壤团粒结构形成，而且能大幅提高土壤有机质含量从而提高土壤肥力，调节作物生长，最终通过改良土壤的理化性质，减少了投入，提高了作物产量与品质。
本发明目的是通过以下技术方案实现：
本发明盐碱土壤改良剂，由以下重量份的原料制成：膨润土10-50份，腐殖酸10-20份，石膏10-20份，硫磺粉10-20份，壳聚糖1-5份，硫酸锌1-2份，萘乙酸钠0.05份；所述膨润土包含氢基膨润土10-30份，钙基膨润土0-20份。
进一步优选方案为，所述氢基膨润土20份，钙基膨润土10份，腐殖酸15份，石膏12份，硫磺粉20份，壳聚糖4份，硫酸锌2份，萘乙酸钠0.05份。
进一步优选方案为，所述腐殖酸包含土壤腐植酸、煤炭腐植酸、水体腐植酸、霉菌腐植酸中的一种或多种。
本发明另一目的是提供一种盐碱土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：
1）备料：按照选定的比例选定膨润土、腐殖酸、石膏、硫磺粉、壳聚糖、硫酸锌、萘乙酸钠，此物料应先制成细粉状；
2）将上述1）中制得的备料按照选定的比例加入混合器，充分混合均匀，得到混合物；
3）将2）步骤制得的混合物干燥后制得目数为40-80目的粉末状颗粒；
4）将3）步骤制得的粉末状颗粒经取样检验合格后进行计量包装，即为盐碱土壤改良剂成品。
本发明具有以下有益技术效果：
1.本发明的盐碱土壤改良剂增加了膨润土，尤其是增加氢基膨润土与钙基膨润土，膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2：1型晶体结构 ，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如钙、氢离子等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定，易被其它阳离子交换，尤其是与土壤中的钠离子进行交换，故具有较好的离子交换性。由于膨润土中含有钙离子等，能够有效补充土壤中植物所需的中量元素，同时降低土壤中的全盐量与PH值，从而改良土壤，提高土壤保水保肥能力及植物的抗病菌能力。
2.本发明的盐碱土壤改良剂中，含有石膏、腐殖酸及少量的硫酸锌，这些成分可以有效改善土壤的团粒结构，大幅度降低土壤容重，使得板结的盐碱土壤变得疏松，同时增加土壤肥力。
3.本发明的盐碱土壤改良剂由于添加了硫磺粉、腐殖酸等弱酸物质，可以降低土壤的pH 值，降低土壤的碱度；同时这些成分与膨润土按比例合用，能够大幅度改善土壤盐碱度。
4.本发明的盐碱土壤改良剂由于添加了壳聚糖、硫酸锌、萘乙酸钠，这些成分能够活化土壤，释放被土壤固定的氮、磷、钾及微量元素，使其成为离子态被作物吸收利用；也能够促进植物根系发育，提高作物抗病、抗低温、抗盐碱等抗逆能力，从而增加作物的产量与品质。
5.本发明盐碱土壤改良剂的制备方法简单环保，易于操作。
具体实施方式
以下将结合各较佳实施例对本发明提出的一种盐碱土壤改良剂及其制备方法作更为详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域技术人员以非创造性劳动以等同技术手段对本发明予以改进的，仍应属于本发明的保护范围。
1.试验目的及时间
1.1实验目的
验证以硫磺等成分制备的土壤改良剂在东营盐碱地上的应用效果。
1.2 试验时间
4月17日－6月8日。
2.材料与方法
2.1 试验地点：山东省东营市广北农场。
2.2 供试土壤基本性状：
表1 供试土壤的基本理化性状
| 有机质(%) | 碱解氮（mg/kg） | 速效磷(mg/kg) | 速效钾(mg/kg) | pH值 | 容重（g/cm<sup>3</sup>） | 全盐量（g/kg） |
| 0.97 | 44.2 | 20.9 | 148.3 | 7.60 | 2.03 | 2.51 |
2.3 供试土壤改良剂
供试土壤改良剂是由本发明制备方法制得。
2.4试验处理
试验设4个处理，每个处理3次重复，分别为：
（1）T1：对照；
（2）T2：50kg/亩土壤改良剂；
（3）T3：100kg/亩土壤改良剂；
（4）T4：150kg/亩土壤改良剂。
2.5 试验方法：
于东营市广北农场总场选取一均匀地块进行硫磺制备的土壤改良剂效果试验研究。试验小区采用随机区组排列。小区设置为8m×4m，面积为32m2。按照试验方案对不同小区进行土壤改良剂处理，本发明土壤改良剂为固体颗粒，撒施后翻地。分别于试验布置后第1天、第2天、第5天、第10天、第15天、第20天、第30天、第40天、第50天取土样，测试土壤有机质、pH值、容重、全盐量，验证土壤改良剂效果。
3.结果与分析
3.1 土壤改良剂对土壤有机质含量的影响
表2土壤改良剂对土壤有机质含量的影响(单位：g/kg)
| 处理 | T1 | T2 | T3 | T4 |
| 第1天 | 9.7 a | 9.7 a | 9.7 a | 9.7 a |
| 第2天 | 9.8 a | 9.8 a | 9.8 a | 9.9 a |
| 第5天 | 9.6 a | 9.8 a | 9.9 a | 9.9 a |
| 第10天 | 9.7 a | 9.9 a | 10.0 a | 10.1 a |
| 第15天 | 9.7 a | 10.0 a | 10.1 a | 10.0 a |
| 第20天 | 9.7 a | 10.0 a | 10.0 a | 9.9 a |
| 第30天 | 9.6 a | 10.1 a | 10.2 a | 10.1 a |
| 第40天 | 9.7 a | 10.1 a | 10.1 a | 10.0 a |
| 第50天 | 9.7 a | 10.0 a | 10.1 a | 10.2 a |
本土壤改良剂包括氢基膨润土10份，腐殖酸20份，石膏15份，硫磺粉10份，壳聚糖5份，硫酸锌1份，萘乙酸钠0.05份。
土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分，在土壤形成、土壤肥力及农业可持续发展等方面都有着极其重要作用的意义；采用高温外热重铬酸钾氧化--容量法测定土壤有机质含量；由表2可以看出，与对照处理相比，施用土壤改良剂后的土壤有机质含量有不同程度的增加趋势，在不同作用时间内，增幅在1.03%-5.15%之间。说明施用土壤改良剂能有效增加土壤有机质含量。由表2可以看出，随着施用时间的延长，土壤有机质有增加趋势。综合生产及使用成本考虑，采用土壤改良剂100-150kg/亩用量即可。
3.2 土壤改良剂对土壤pH值的影响
表3 土壤改良剂对土壤pH值的影响
| 处理 | T1 | T2 | T3 | T4 |
| 第1天 | 7.60 a | 7.55 a | 7.49 a | 7.49 a |
| 第2天 | 7.61 a | 7.51 a | 7.45 b | 7.43 b |
| 第5天 | 7.61 a | 7.42 b | 7.43 b | 7.41 b |
| 第10天 | 7.61 a | 7.15 b | 7.08 b | 7.06 b |
| 第15天 | 7.60 a | 6.97 b | 6.87 b | 6.89 b |
| 第20天 | 7.61 a | 6.90 b | 6.79 c | 6.75 c |
| 第30天 | 7.60 a | 6.84 b | 6.73 b | 6.72 b |
| 第40天 | 7.62 a | 6.79 b | 6.65 b | 6.64 b |
| 第50天 | 7.60 a | 6.75 b | 6.57 c | 6.55 c |
本土壤改良剂包含氢基膨润土20份，钙基膨润土10份，腐殖酸15份，石膏12份，硫磺粉20份，壳聚糖4份，硫酸锌2份，萘乙酸钠0.05份。
土壤酸碱度对土壤肥力、作物生长及养分有效性影响很大，因此在农业生产中应该注意土壤的酸碱度，根据作物及操作要求积极采取措施，加以调节。由表3可以看出，与对照处理相比，施用以硫磺等制备的土壤改良剂后的土壤pH值降低，在不同作用时间内，降幅在0.66%-13.82%之间。说明该土壤改良剂由于含有硫磺、腐植酸等物质，具有降低土壤pH值的效果。
对不同处理在不同取样时间进行统计分析表明，施用50kg/亩、100kg/亩、150kg/亩土壤改良剂与对照处理相比，差异都达到了极显著水平，T3、T4处理之间差异不显著。综合生产及使用成本考虑，采用土壤改良剂100-150kg/亩用量即可。
对于施用土壤改良剂的三个处理，由表3可以看出，随着施用时间的延长，土壤pH值不断下降，土壤改良剂中的尤其能增加土壤酸度的成分逐渐作用于土壤，作用时间越长，pH值越小。但在前20天土壤pH值降低幅度最大，对于T1、T2、T3处理来说，前20天的pH降幅分别占该处理总降幅的82.35%、78.64%、80.95%。
3.3 土壤改良剂对土壤容重的影响
表4 土壤改良剂对土壤容重的影响（单位：g/cm3）
| 处理 | T1 | T2 | T3 | T4 |
| 第1天 | 2.03 a | 2.01 a | 2.00 a | 1.99 a |
| 第2天 | 2.03 a | 1.98 a | 1.95 a | 1.95 a |
| 第5天 | 2.03 a | 1.90 a | 1.89 a | 1.87 a |
| 第10天 | 2.03 a | 1.81 b | 1.80 b | 1.80 b |
| 第15天 | 2.03 a | 1.73 b | 1.73 b | 1.71 b |
| 第20天 | 2.03 a | 1.65 b | 1.62 b | 1.62 b |
| 第30天 | 2.03 a | 1.60 b | 1.54 c | 1.53 c |
| 第40天 | 2.03 a | 1.58 b | 1.49 b | 1.47 b |
| 第50天 | 2.03 a | 1.56 b | 1.45 c | 1.43 c |
本土壤改良剂包含有氢基膨润土10份，钙基膨润土20份，腐殖酸20份，石膏20份，硫磺粉10份，壳聚糖1份，硫酸锌2份，萘乙酸钠0.05份。
土壤紧实度是反映及调控土壤水、肥、气、热等因素的最重要的物理学性状；采用环刀法测定土壤容重。由表4可以看出，与对照处理相比，施用土壤改良剂后的土壤容重降低，在不同作用时间内，降幅在0.99%-29.56%之间。说明该土壤改良剂具有降低土壤紧实度、增加土壤通气透水性能的效果。
对不同处理在不同取样时间进行统计分析表明，施用50kg/亩、100kg/亩、150kg/亩土壤改良剂与对照处理相比，作用10天后，差异都达到了极显著水平，T3、T4处理之间差异不显著。综合生产及使用成本考虑，采用土壤改良剂100-150kg/亩用量即可。
对于施用土壤改良剂的三个处理，由表4可以看出，随着施用时间的延长，土壤容重不断下降，作用时间越长，土壤容重越小。与pH值同样的变化规律，在前20天土壤容重降幅最大，对于T1、T2、T3处理来说，前20天的土壤容重降幅分别占该处理总降幅的80.85%、70.69%、68.33%。
3.4 土壤改良剂对土壤全盐量的影响
表5 土壤改良剂对土壤全盐量的影响（单位：g/kg）
| 处理 | T1 | T2 | T3 | T4 |
| 第1天 | 2.51 a | 2.39 b | 2.35 b | 2.31 b |
| 第2天 | 2.49 a | 2.30 b | 2.27 b | 2.21 b |
| 第5天 | 2.50 a | 2.24 b | 2.18 c | 2.14 c |
| 第10天 | 2.50 a | 2.20 b | 2.07 c | 2.02 c |
| 第15天 | 2.51 a | 2.12 b | 1.99 c | 1.94 c |
| 第20天 | 2.49 a | 2.01 b | 1.98 b | 1.89 b |
| 第30天 | 2.51 a | 1.95 b | 1.92 b | 1.88 b |
| 第40天 | 2.51 a | 1.91 b | 1.85 b | 1.79 b |
| 第50天 | 2.51 a | 1.88 b | 1.78 c | 1.74 c |
本土壤改良剂包括氢基膨润土25份，钙基膨润土20份，腐殖酸10份，石膏20份，硫磺粉10份，壳聚糖2份，硫酸锌1.5份，萘乙酸钠0.05份。
土壤全盐量是反映土壤盐碱化状况的指标。由表5可以看出，与对照处理相比，施用土壤改良剂后的土壤全盐量降低，在不同作用时间内，降幅在4.78%-30.68%之间。说明该土壤改良剂能够置换土壤中的钠离子，使盐分离子向下淋溶，降低作物根区土壤盐害离子的含量，降低盐碱危害。
对不同处理在不同取样时间进行统计分析表明，施用50kg/亩、100kg/亩、150kg/亩土壤改良剂与对照处理相比，差异都达到了极显著水平，100kg/亩与150kg/亩处理之间差异不显著。综合生产及使用成本考虑，采用土壤改良剂100-150kg/亩用量即可。
对于施用土壤改良剂的三个处理，由表5可以看出，随着施用时间的延长，土壤全盐量不断下降，土壤改良剂中的弱酸性成分逐渐作用于土壤，作用时间越长，土壤全盐量越低。其中在前20天土壤全盐量降低幅度最大，对于T1、T2、T3处理来说，前20天的全盐量降幅分别占该处理总降幅的79.37%、72.60%、80.52%。
Claims (4)
1.一种盐碱土壤改良剂，其特征在于由以下重量份的原料制成：膨润土10-50份，腐殖酸10-20份，石膏10-20份，硫磺粉10-20份，壳聚糖1-5份，硫酸锌1-2份，萘乙酸钠0.05份；
所述膨润土包含氢基膨润土10-30份，钙基膨润土0-20份。
2.如权利要求1所述的盐碱土壤改良剂，其特征在于所述氢基膨润土20份，钙基膨润土10份，腐殖酸15份，石膏12份，硫磺粉20份，壳聚糖4份，硫酸锌2份，萘乙酸钠0.05份。
3.如权利要求1或2所述的盐碱土壤改良剂，其特征在于所述腐殖酸包含土壤腐植酸、煤炭腐植酸、水体腐植酸、霉菌腐植酸中的一种或多种。
4.如权利要求1或2所述的盐碱土壤改良剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1）备料：按照选定的比例选定膨润土、腐殖酸、石膏、硫磺粉、壳聚糖、硫酸锌、萘乙酸钠，此物料应先制成细粉状；
2）将上述1）中制得的备料按照选定的比例加入混合器，充分混合均匀，得到混合物；
3）将2）步骤制得的混合物干燥后制得目数为40-80目的粉末状颗粒；
4）将3）步骤制得的粉末状颗粒经取样检验合格后进行计量包装，即为盐碱土壤改良剂成品。
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