CN107445680A - 用于酸性土壤的有机改良剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于酸性土壤的有机改良剂，其组成及其重量份为：有机生态肥300‑350份、改性生物炭200‑220份、活性寡肽5‑8份、磷酸氢二铵15‑18份、硫酸锌4‑5份、钼酸铵1.5‑2份、保水剂30‑33份、助剂100‑120份、调节剂30‑60份。有益效果为：改良剂不仅可以增加土壤有机质含量，使土壤pH值升高，而且增加了土壤有效养分，改善土壤结构；改良剂中的活性寡肽可以与土壤中的游离重金属离子形成络合物，在淋洗作用下沉降至土壤底层，不会被植物根系所吸收，降低了危害；中和氢离子，降低土壤溶液中的可代换铝离子的含量，从根本上提升土壤的pH值，是一种高效、安全的用于酸性土壤的有机改良剂。

Description

用于酸性土壤的有机改良剂

技术领域

本发明涉及土壤改良剂领域，尤其是涉及一种御用酸性土壤的有机改良剂。

技术背景

酸性土壤是pH值小于7的土壤总称，包括砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤和燥红土等土类。我国热带、亚热带地区，广泛分布着各种红色或黄色土壤的酸性土壤，当地气温高、雨量大，年降雨多在1500mm以上，这种高温多雨、湿热同季的特点，使土壤的风化和成土作用均甚强烈，生物物质的循环十分迅速，盐基高度不饱和，pH一般在4.5-6.0，同时铁铝氧化物有明显积聚，土壤酸瘦。土壤酸化通常是指土壤中氢离子增加的过程，或者说是土壤酸度有低到高的过程，它是一个持续不断的自然过程。土壤中既存在一些天然酸的形成过程，如土壤中动植物呼吸作用产生的碳酸、动植物残体经微生物分解产生的有机酸等；也存在由于人为因素而产生的土壤酸化。土壤酸化的危害有土壤养分的利用率降低、根结线虫危害严重、土壤结构被破坏、改变了土壤微生物环境等。

在土壤酸化的过程中，氢离子循环贯穿始终，土壤酸化过程实际上是氢离子不可逆转地进入土壤中的过程。另一方面，土壤胶体表面存在大量盐基离子，当土壤酸化开始，土壤溶液中产生大量氢离子，氢离子便可与胶体上的盐基离子相交换，被交换下来的盐基离子不断被雨水淋失，导致酸化加强，当氢离子饱和度达到一定程度后，氢离子便可侵入八面体片层中，使八面体晶格破裂释放出铝离子，铝离子与氢离子的交换作用加剧了酸化程度，因此氢离子称为活性酸，铝离子称为潜性酸。因此降低氢离子与代换铝离子的含量是改良酸性土壤的根本办法。

目前，关于酸性土壤的有机改良剂技术有很多方法，现有技术如授权公众号为CN101691489 B的中国发明专利，公开了一种高效酸性土壤有机改良剂，该改良剂由将豆科类作物的秸秆中低温炭化制成，具有取材环保、制作简单的优点，但是它在350℃温度下炭化，比表面积较低，总孔体积较低，孔容较小，孔壁较厚，无微孔结构，因此其持水与改变土壤结构的能力低下，并且其不能显著增强土壤肥力，对酸性土壤的改良无显著效果，不值得推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效的、安全的用于酸性土壤的有机改良剂。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：用于酸性土壤的有机改良剂，其组成及其重量份为：有机生态肥300-350份、改性生物炭200-220份、活性寡肽5-8份、磷酸氢二铵15-18份、硫酸锌4-5份、钼酸铵1.5-2份、保水剂30-33份、助剂100-120份、调节剂30-60份，有机肥不仅可以增加土壤有机质含量，增加了土壤有效养分，还能改善土壤结构，促进土壤有益微生物的发展，抑制植物病虫害的发生；活性寡肽可以与土壤中的游离重金属离子形成络合物，在淋洗作用下沉降至土壤底层，不会被植物根系所吸收，降低了危害；改良剂能起到中和氢离子、降低交换性铝离子的作用，从而抑制土壤酸化；因此是一种高效、安全的用于酸性土壤的有机改良剂。

本发明方法所用的微生物及其所购买企业为：胶质芽孢杆菌，沧州华雨生物科技有限公司。

作为优选，用于土壤沙化的改良剂，其制备方法包括：

有机生态肥的制备：称取畜禽粪便200-250份、塘泥10-15份、草炭40-45份、白云石粉50-60份、麦饭石粉30-45份、平菇食用菌菌渣50-60份、胶质芽孢杆菌菌液2-3份，调节含水量40-50%，堆成柱状，以薄膜覆盖，每隔2-3天翻堆一次，发酵18-21天可得有机生态肥；堆肥原料全部腐熟，恶臭消失，原料中的病源菌、虫卵、草籽等全部杀死，畜禽粪发酵可使有机质含量增加，发酵作用下白云石与麦饭石中的微量元素析出，丰富了土壤的营养成分；

生物炭的制备：称取新鲜芦苇与菖蒲用去离子水洗净并晾干，通过植物粉碎机粉碎后研磨，过80-100目筛后置于管式电阻炉，向炉内通入流速为400-450ml/min的氮气以维持炉内缺氧环境；程序控制10-12℃/min的升温速率持续升温至目标温度700-720℃，保持终温热解30-45分钟；热解过程结束后待生物炭自然冷却至室温后取出，用去离子水洗至中性，于100-105℃烘干即制得生物炭；高温导致水生植物的纤维素被大量破坏，使表面沉积物开始变少，表面光滑度增加，并形成微孔，具备吸附作用；

生物炭的改性：称取干燥后的生物炭放入到15-20倍的浓盐酸中，充分混合，搅拌2-2.5小时后，放入反应釜中180-200℃下加热15-18小时，然后用去离子水清洗4-5次后于100-105℃烘干，即得到改性生物炭；酸的活化导致生物炭比表面积扩大，这样有利于为改性生物炭提供更多的吸附位点，不仅起到固碳、持水的作用，还能增加土壤养分持留、减少土壤容重、增大孔隙度；

制备有机改良剂：称取有机生态肥300-350份、改性生物炭200-220份、活性寡肽5-8份、磷酸氢二铵15-18份、硫酸锌4-5份、钼酸铵1.5-2份、保水剂30-33份、助剂100-120份、调节剂30-60份，在30-35℃温度下于搅拌机中混合均匀后干燥粉碎过50-70目筛即得用于酸性土壤的有机改良剂粉末；活性寡肽的氨基酸序列为：SCASRCKSRCRARRCRARRCGRRCGYYVSVFRC；有机肥不仅可以增加土壤有机质含量，提高了土壤对酸化的缓冲能力，使土壤pH值升高，而且有机物料分解利用率高，增加了土壤有效养分，改善土壤结构，促进土壤有益微生物的发展，抑制植物病虫害的发生；有机肥分解出的有机酸以及腐殖酸是弱性酸，与盐类形成一个缓冲体系，可调节和温度土壤的pH值；土壤的铝离子、铁离子可以被生物炭的特殊结构所氧化结合，不仅使磷元素不收约束，还可以降低铝离子的含量，同时，生物炭与有机肥中富含盐基离子，可以降低土壤中氢离子与代换性铝离子水平，从而使土壤的pH值升高，起到抑制酸化的作用；活性寡肽可以与土壤中的游离重金属离子形成络合物，在淋洗作用下沉降至土壤底层，不会被植物根系所吸收，降低了危害，因此是一种高效、安全的用于酸性土壤的有机改良剂。

作为优选，所述的保水剂为聚丙烯酰胺或丙烯酸盐聚合物或淀粉-丙烯酰胺或羧甲基纤维素交联体或纤维素-丙烯酰胺，聚合物保水剂对环境友好，并且其保水效果较好。

作为优选，所述的助剂为松针土或膨润土或粉煤灰，助剂为工业废弃物或天然物质，对环境无害，并且节约了成本。

作为优选，所述的调节剂为石灰石粉或铝土矿粉或白云石粉或磷石膏粉。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1）取材天然环保，不仅价格低廉，而且实现了资源的完全利用，保护了环境；2）提高了土壤养分含量，提高了土壤对酸化的缓冲能力，使土壤pH值升高，改变土壤结构，增大土壤持水能力，促进土壤中有益微生物的繁殖，抑制植物病虫害的发生；3）生物炭的特殊结构可以结合铝离子，降低土壤中可代换铝离子的含量，而且改良剂中的盐基离子也可以起到降低土壤溶液中铝离子的含量，从根本上抑制土壤酸性；4）酸化过程易造成重金属离子危害，活性寡肽可以与土壤中的游离重金属离子形成络合物，在淋洗作用下沉降至土壤底层，不会被植物根系所吸收，降低危害。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：

实施例1：

于酸性土壤的有机改良剂，其组成及其重量份为：有机生态肥300份、改性生物炭200份、活性寡肽5份、磷酸氢二铵15份、硫酸锌4份、钼酸铵1.5份、聚丙烯酰胺10份、丙烯酸钠聚合物20份、松针土100份、铝土矿粉15份、磷石膏粉15份，其制备方法如下步骤：

1）取畜禽粪便200份、塘泥10份、草炭40份、白云石粉50份、麦饭石粉30份、平菇食用菌菌渣50份、胶质芽孢杆菌菌液2份，调节含水量40%，堆成柱状，以薄膜覆盖，每隔2天翻堆一次，发酵18天可得有机生态肥；堆肥原料全部腐熟，恶臭消失，原料中的病源菌、虫卵、草籽等全部杀死；2）取新鲜芦苇与菖蒲100份用去离子水洗净并晾干粉碎后研磨，过80目筛后置于管式电阻炉，向炉内通入流速为400ml/min的氮气，控制10℃/min的升温速率持续升温至700℃，保持终温热解30分钟；热解过程结束后待生物炭自然冷却至室温后取出，用去离子水洗至中性，于100℃烘干即制得生物炭；3）称取干燥后的生物炭放入到15倍的浓盐酸中，充分混合，搅拌2小时后放入反应釜中180℃下加热15小时，然后用去离子水清洗4次后于100℃烘干，即得到改性生物炭；改性生物炭不仅起到固碳、持水的作用，还能增加土壤养分持留、减少土壤容重、增大孔隙度；4）称取有机生态肥300份、改性生物炭200份、活性寡肽5份、磷酸氢二铵15份、硫酸锌4份、钼酸铵1.5份、聚丙烯酰胺10份、丙烯酸钠聚合物20份、松针土100份、铝土矿粉15份、磷石膏粉15份，在30℃温度下于搅拌机中混合均匀后干燥粉碎过50目筛即得用于酸性土壤的有机改良剂粉末；有机肥不仅可以增加土壤有机质含量，提高了土壤对酸化的缓冲能力，使土壤pH值升高，而且有机物料分解利用率高，增加了土壤有效养分，改善土壤结构，促进土壤有益微生物的发展，抑制植物病虫害的发生。

实施例2：

于酸性土壤的有机改良剂，其组成及其重量份为：有机生态肥350份、改性生物炭220份、活性寡肽8份、磷酸氢二铵18份、硫酸锌5份、钼酸铵2份、淀粉-丙烯酰胺15份、羧甲基纤维素交联体18份、膨润土120份、石灰石粉60份，其制备方法如下步骤：

1）有机生态肥的制备：称取畜禽粪便250份、塘泥15份、草炭45份、白云石粉60份、麦饭石粉45份、平菇食用菌菌渣60份、胶质芽孢杆菌菌液3份，调节含水量50%，堆成柱状，以薄膜覆盖，每隔3天翻堆一次，发酵21天可得有机生态肥；畜禽粪发酵可使有机质含量增加，发酵作用下白云石与麦饭石中的微量元素析出，丰富了土壤的营养成分；

2）生物炭的制备：称取新鲜芦苇与菖蒲150份用去离子水洗净并晾干，通过植物粉碎机粉碎后研磨，过100目筛后置于管式电阻炉，向炉内通入流速为450ml/min的氮气以维持炉内缺氧环境；程序控制12℃/min的升温速率持续升温至目标温度720℃，保持终温热解45分钟；热解过程结束后待生物炭自然冷却至室温后取出，用去离子水洗至中性，于105℃烘干即制得生物炭；高温导致水生植物的纤维素被大量破坏，使表面沉积物开始变少，表面光滑度增加，并形成微孔，具备吸附作用；

3）生物炭的改性：称取干燥后的生物炭放入到20倍的浓盐酸中，充分混合，搅拌2.5小时后，放入反应釜中200℃下加热18小时，然后用去离子水清洗5次后于105℃烘干，即得到改性生物炭；酸的活化导致生物炭比表面积扩大，这样有利于为改性生物炭提供更多的吸附位点，不仅起到固碳、持水的作用，还能增加土壤养分持留、减少土壤容重、增大孔隙度；

4）制备有机改良剂：称取有机生态肥350份、改性生物炭220份、活性寡肽8份、磷酸氢二铵18份、硫酸锌5份、钼酸铵2份、淀粉-丙烯酰胺15份、羧甲基纤维素交联体18份、膨润土120份、石灰石粉60份，在35℃温度下于搅拌机中混合均匀后干燥粉碎过70目筛即得用于酸性土壤的有机改良剂粉末；有机肥分解出的有机酸以及腐殖酸是弱性酸，与盐类形成一个缓冲体系，可调节和温度土壤的pH值；土壤的铝离子、铁离子可以被生物炭的特殊结构所氧化结合，不仅使磷元素不收约束，还可以降低铝离子的含量，同时，生物炭与有机肥中富含盐基离子，可以降低土壤中氢离子与代换性铝离子水平，从而使土壤的pH值升高，起到抑制酸化的作用。

实施例3：

于酸性土壤的有机改良剂，其组成及其重量份为：有机生态肥300份、改性生物炭200份、活性寡肽6份、磷酸氢二铵16份、硫酸锌5份、钼酸铵2份、纤维素-丙烯酰胺32份、松针土50份、粉煤灰60份、铝土矿粉20份、磷石膏粉40份，其制备方法如下步骤：

有机生态肥的制备：称取畜禽粪便240份、塘泥12份、草炭42份、白云石粉55份、麦饭石粉40份、平菇食用菌菌渣50份、胶质芽孢杆菌菌3份，调节含水量45%，堆成柱状，以薄膜覆盖，每隔2天翻堆一次，发酵20天可得有机生态肥；堆肥原料全部腐熟，恶臭消失，原料中的病源菌、虫卵、草籽等全部杀死，畜禽粪发酵可使有机质含量增加，发酵作用下白云石与麦饭石中的微量元素析出，丰富了土壤的营养成分；

生物炭的制备：取新鲜芦苇与菖蒲100份用去离子水洗净并晾干，通过植物粉碎机粉碎后研磨，过80目筛后置于管式电阻炉，向炉内通入流速为400ml/min的氮气以维持炉内缺氧环境；程序控制10℃/min的升温速率持续升温至目标温度700℃，保持终温热解40分钟；热解过程结束后待生物炭自然冷却至室温后取出，用去离子水洗至中性，于100℃烘干即制得生物炭；高温导致水生植物的纤维素被大量破坏，使表面沉积物开始变少，表面光滑度增加，并形成微孔，具备吸附作用；

生物炭的改性：称取干燥后的生物炭放入到16倍的浓盐酸中，充分混合，搅拌2小时后，放入反应釜中180℃下加热16小时，然后用去离子水清洗5次后于100℃烘干，即得到改性生物炭；酸的活化导致生物炭比表面积扩大，这样有利于为改性生物炭提供更多的吸附位点，不仅起到固碳、持水的作用，还能增加土壤养分持留、减少土壤容重、增大孔隙度；

制备有机改良剂：称取有机生态肥300份、改性生物炭200份、活性寡肽6份、磷酸氢二铵16份、硫酸锌5份、钼酸铵2份、纤维素-丙烯酰胺32份、松针土50份、粉煤灰60份、铝土矿粉20份、磷石膏粉40份，在335℃温度下于搅拌机中混合均匀后干燥粉碎过60目筛即得用于酸性土壤的有机改良剂粉末；有机肥不仅可以增加土壤有机质含量，提高了土壤对酸化的缓冲能力，使土壤pH值升高，而且有机物料分解利用率高，增加了土壤有效养分，改善土壤结构，促进土壤有益微生物的发展，抑制植物病虫害的发生；有机肥分解出的有机酸以及腐殖酸是弱性酸，与盐类形成一个缓冲体系，可调节和温度土壤的pH值；土壤的铝离子、铁离子可以被生物炭的特殊结构所氧化结合，不仅使磷元素不收约束，还可以降低铝离子的含量，同时，生物炭与有机肥中富含盐基离子，可以降低土壤中氢离子与代换性铝离子水平，从而使土壤的pH值升高，起到抑制酸化的作用；活性寡肽可以与土壤中的游离重金属离子形成络合物，在淋洗作用下沉降至土壤底层，不会被植物根系所吸收，降低了危害，因此是一种高效、安全的用于酸性土壤的有机改良剂。

本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

SEQUENCE LISTING

<110> 浦江县元寿农业科技有限公司

<120> 用于酸性土壤的有机改良剂

<130> 4

<160> 1

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 33

<212> PRT

<213> 人工合成

<400> 1

Ser Cys Ala Ser Arg Cys Lys Ser Arg Cys Arg Ala Arg Arg Cys Arg

1 5 10 15

Ala Arg Arg Cys Gly Arg Arg Cys Gly Tyr Tyr Val Ser Val Phe Arg

20 25 30

Cys

Claims (8)

1.用于酸性土壤的有机改良剂，其特征在于：其组成及其重量份为：有机生态肥300-350份、改性生物炭200-220份、活性寡肽5-8份、磷酸氢二铵15-18份、硫酸锌4-5份、钼酸铵1.5-2份、保水剂30-33份、助剂100-120份、调节剂30-60份。

2.根据权利要求1所述的用于酸性土壤的有机改良剂，其特征在于：所述的保水剂为聚丙烯酰胺或丙烯酸盐聚合物或淀粉-丙烯酰胺或羧甲基纤维素交联体或纤维素-丙烯酰胺，助剂为松针土或膨润土或粉煤灰，调节剂为石灰石粉或铝土矿粉或白云石粉或磷石膏粉。

3.根据权利要求1所述的用于酸性土壤的有机改良剂，其特征在于：所述的活性寡肽的氨基酸序列为：SCASRCKSRCRARRCRARRCGRRCGYYVSVFRC。

4.根据权利要求1所述的用于酸性土壤的有机改良剂，其制备方法包括以下步骤：

1）有机生态肥的制备：以畜禽粪便与微生物发酵制备有机生态肥；

2）生物炭的制备：以水生植物高温碳化制备生物炭；

3）生物炭的改性：用浓盐酸对生物炭进行改性；

4）制备有机改良剂：复配制备用于酸性土壤的有机改良剂。

5.根据权利要求4所述的用于酸性土壤的有机改良剂，其特征在于：所述的有机生态肥的制备步骤为：称取畜禽粪便200-250份、塘泥10-15份、草炭40-45份、白云石粉50-60份、麦饭石粉30-45份、平菇食用菌菌渣50-60份、胶质芽孢杆菌菌液2-3份，调节含水量40-50%，堆成柱状，以薄膜覆盖，每隔2-3天翻堆一次，发酵18-21天可得有机生态肥。

6.根据权利要求4所述的用于酸性土壤的有机改良剂，其特征在于：所述的生物炭的制备步骤为：称取新鲜芦苇与菖蒲用去离子水洗净并晾干，通过植物粉碎机粉碎后研磨，过80-100目筛后置于管式电阻炉，向炉内通入流速为400-450ml/min的氮气以维持炉内缺氧环境；程序控制10-12℃/min的升温速率持续升温至目标温度700-720℃，保持终温热解30-45分钟；热解过程结束后待生物炭自然冷却至室温后取出，用去离子水洗至中性，于100-105℃烘干即制得生物炭。

7.根据权利要求4所述的用于酸性土壤的有机改良剂，其特征在于：所述的生物炭的改性步骤为：称取干燥后的生物炭放入到15-20倍的浓盐酸中，充分混合，搅拌2-2.5小时后，放入反应釜中180-200℃下加热15-18小时，然后用去离子水清洗4-5次后于100-105℃烘干，即得到改性生物炭。

8.根据权利要求4所述的用于酸性土壤的有机改良剂，其特征在于：所述的制备有机改良剂步骤为：称取有机生态肥300-350份、改性生物炭200-220份、活性寡肽5-8份、磷酸氢二铵15-18份、硫酸锌4-5份、钼酸铵1.5-2份、保水剂30-33份、助剂100-120份、调节剂30-60份，在30-35℃温度下于搅拌机中混合均匀后干燥粉碎过50-70目筛即得用于酸性土壤的有机改良剂粉末。