CN108059569A

CN108059569A - 一种生态有机型土壤改良剂及其制备方法

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Publication number: CN108059569A
Application number: CN201810062606.6A
Authority: CN
Inventors: 余高; 陈芬
Original assignee: Tongren University
Current assignee: Tongren University
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2018-05-22
Anticipated expiration: 2038-01-23
Also published as: CN108059569B

Abstract

本发明涉及一种生态有机型土壤改良剂及其制备方法。该一种生态有机型土壤改良剂，按质量份计，包括畜禽粪便30‑40份、风化煤20‑30份、生物质炭20‑30份、腐殖酸10‑20份、骨粉10‑20份和蘑菇渣10‑20份。本发明的生态有机型土壤改良剂有机质含量高、养分均衡、腐熟完全，具有安全、高效、无污染的优点，充分资源化利用工、农业固体废弃物，变废为宝，经济效益高，具有推广价值。

Description

一种生态有机型土壤改良剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及土壤改良和修复领域，尤其是公开了一种生态有机型土壤改良剂及其制备方法。

背景技术

土壤是人类食物链的至关重要的组成部分，是农业生产系统的基础，它不仅是作物生长的重要介质，而且维持着作物生产力、影响着环境的质量和动、植物甚至人类的健康。现在随着社会经济的发展和工业生产力的提高，土地面临的问题日益突出：土壤沙化、土壤盐碱化、土壤侵蚀、土壤污染及土壤退化等。这些问题导致农业耕地土壤质量极度下降，农业综合生产能力严重不足，直接威胁和影响我国粮食的安全生产，严重制约了农业经济的可持续发展。因此，土壤修复和土壤改良成为土地利用和整理工作中急需解决的问题。

中国是一个农业大国，农业废弃物资源化利用是农村环境治理的重要内容，据估算，全国每年产生畜禽粪污38亿t，综合利用率不到60％；每年生猪病死淘汰量约6000万头，集中的专业无害化处理比例不高；每年产生秸秆近9亿t，未利用的约2亿；每年使用农膜 200万，当季回收率不足2/3，这些未实现资源化利用无害化处理的农业废弃物量大面广乱堆乱放随意焚烧，给城乡生态环境造成了严重影响。

目前，国内外在土壤修复和改良技术方面有了诸多探讨，研究内容包括了生物改良、物理改良、化学改良和工程改良，这些土壤修复技术虽然在短时间内有一定的效果，但是存在诸如投入成本过高、操作过程复杂、稳定性较差、时效短、甚至造成土壤二次污染等一系列问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种一种生态有机型土壤改良剂及其制备方法，以变废为宝，有效改善土壤结构、提高土壤肥力、促进土壤团粒结构的形成，改善土壤保水保肥性能，使农作物达到高产、高质的效果。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种生态有机型土壤改良剂，按质量份计，包括畜禽粪便30-40份、风化煤20-30份、生物质炭20-30份、腐殖酸10-20份、骨粉10-20份和蘑菇渣10-20份。

进一步地，按质量份计，包括畜禽粪便32-38份、风化煤22-28份、生物质炭22-28份、腐殖酸12-18份、骨粉12-18份和蘑菇渣12-18份。

进一步地，按质量份计，包括畜禽粪便34-36份、风化煤24-26份、生物质炭24-26份、腐殖酸14-16份、骨粉14-16份和蘑菇渣14-16份。

优选的，本发明的一种生态有机型土壤改良剂，按质量份计，包括鸡粪30份、风化煤 20份、生物质炭20份、腐殖酸10份、骨粉10份、蘑菇渣10份。

进一步地，所述畜禽粪便包括鸡粪。鸡粪是一种优质的有机肥原料，营养丰富，有机质含量高，可以改良土壤物理、化学和生物特性，熟化土壤，培肥地力，价廉易得。此外，鸡粪可以增加土壤的有机胶体，并借助微生物把许多有机物也分解转化成有机胶体，大大增加土壤吸附表面，增加的胶粘物质可以形成稳定的团粒结构，提高土壤保水、保肥和透气的性能，并能调节土壤温度。

本发明中，生物质炭具有特殊的孔洞结构，十分容易聚集营养物质和有益微生物，从而使土壤变得肥沃，有利于植物生长，促进作物增产，每个生物质炭颗粒可相当于一个微小的 “营养库”或“反应器”，聚集营养物质，并使得营养物质转化成易被植物吸收的物质。蘑菇渣可以有效调理土壤、改善土壤微生物环境，激活土壤中微生物活跃率、克服土壤板结、增加土壤空气透气性，加入蘑菇渣可使得土壤改良剂中生物炭质颗粒处于微生物活跃的环境中，有利于生物质炭颗粒内营养被植物吸收。

风化煤中有机质含量高，不仅可以改善土壤的理化性质，增加土壤水稳性团粒和微团聚体，改善土壤容重、土壤孔隙度等状况，增强土壤蓄水保堤能力，土壤的的耕作性能也能随之改善；还能提高营养元素的供给水平，提高土壤中的氧化还原电位，增强根层土壤水分溶解氧和土壤呼吸强度，增强根的活力。腐殖酸能与水中的金属离子离合，有利于营养元素向作物传送，并能改良土壤结构；此外，腐殖酸分子上还有一定数量的自由基，具有生理活性。骨粉中除了含有12.0％-35％的优质蛋白质外，还含有丰富的矿物质，尤其是Ca和P的含量特别高。作为本发明的主要磷素来源，同时可以为植物生长提供优质的矿质营养元素条件。

进一步地，所述风化煤中有机质含量≥80wt.％，优选地，所述风化煤中有机质含量≥

90wt.％。

进一步地，所述生态有机型土壤改良剂中有机质含量≥70wt.％，容重为0.5-0.7g/m³， pH值为6.5-7.5。

进一步地，所述生态有机型土壤改良剂中，全氮含量≥4wt.％，全磷含量≥3wt.％，全钾含量≥4wt.％。

进一步地，所述生态有机型土壤改良剂中，含水量不超过25wt.％。

如上所述的生态有机型土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：

1)按配比分别称取畜禽粪便、风化煤、生物质炭、腐殖酸、骨粉和蘑菇渣，混合均匀，获得原料混合物；

2)向步骤1)中获得的原料混合物中加入发酵菌剂，发酵，腐熟后，风干，粉碎，获得生态有机型土壤改良剂。

步骤2)中，发酵时，控制原料混合物中C、N质量比为25-30:1。

进一步地，所述生态有机型土壤改良剂施用量为每公顷300-450公斤。

作为本发明的生态有机型土壤改良剂的一种应用，所述生态有机型土壤改良剂的可以作为基肥和追肥，采用撒施、穴施和沟施等方法施入土壤。

进一步地，所述生态有机型土壤改良剂尤其适用于土壤沙化、土壤盐碱化、土壤退化以及荒山和矿区土壤修复和改良，同时具有显著提高土壤肥力，改善植物立地条件的能力。

进一步地，所述生态有机型土壤改良剂可以调节土壤的pH值，不仅可以加强农作物对土壤有效养分的吸收，提高肥力利用效率，还能改良土壤环境、提高土壤微生物活性。

进一步地，本发明的生态有机型土壤改良剂中，总砷≤15mg/kg；总汞≤2mg/kg；总铅 ≤50mg/kg；总铬≤150mg/kg；总镉≤3mg/kg。

本发明将这几种价廉易得的原材料经过科学的配比，发酵，获得生态有机型土壤改良剂，不仅可以充分发挥各种材料的优势，各原材料间还能作用互补，形成的产品有机质含量高，矿质营养丰富，氮、磷、钾元素配比均衡，能有效改善土壤的理化性质，调节土壤结构，增强土壤蓄水保墒的能力，改善土壤微生物的生存环境，培肥土壤，降低化肥使用和盐碱的损害，有利于作物的生长，提高作物产量。此外本发明的生态有机型土壤改良剂PH值接近7，酸碱度适中，可改善某些原料的地域使用限制，综合利用南北原料的优缺点，有机质含量高，对不同土壤类型、不同气候环境均有广泛的适用性，不仅可用于盐碱地、贫瘠土壤的培肥改良，还能广泛应用于南方酸性土壤，增加作物产量。

总之，本发明充分资源化利用工、农业固体废弃物，变废为宝，不仅安全环保，成本低廉，效果好，而且使用范围广、施用方法简便，使用安全系数更高、更容易被农民接受；本发明的土壤改良剂含有大量的氮、磷、钾和其它微量元素，能调节土壤结构、保水保肥、改良土壤理化性状，促进植物的生长发育。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本试验在湖南省长沙市某试验基地进行，试验时间为2016年10月-2017年5月，试验地区位于北纬28^o23'，东经112^o93'，该区属亚热带季风性湿润气候，四季分明，年平均气温为16.9－17.5℃。年平均降水量为1360-1400毫米，4-7月为雨季。供试土壤为黄壤土。

本试验共设4个处理，4次重复，小区面积为20m²，采用随机区组排列设计。4个处理分别为：对照(CK)处理、本发明的生态有机型土壤改良剂处理、无机土壤改良剂处理和有机土壤改良剂处理，除对照处理外，其它3个处理均是在等量施肥(施用量为 300kg/hm²)条件下种植油菜。其中，对照(CK)处理不施用任何土壤改良剂。

各处理油菜的籽粒产量、生物产量、千粒重和收获指数如表1所示，可以看出，施用本发明的生态有机型土壤改良剂可以显著提高油菜的籽粒产量和生物产量，籽粒产量和生物产量分别较对照处理提高了63.1％(P<0.05)和58.2％(P<0.05)，较无机土壤改良剂处理提高了16.5％(P<0.05)和9.2％(P<0.05)，较有机肥土壤改良剂理提高了7.6％(P<0.05)和 6.1％(P<0.05)，且差异均达到显著水平，表明本发明能显著提高油菜的产量。由表1还可以看出，本发明处理油菜籽的千粒重较其它三个处理分别提高了10.7％-16.6％，说明本发明不仅能提高油菜的产量，还能提高油菜籽的品质。

表1各处理油菜的籽粒产量、生物产量、千粒重、收获指数

表2为不同处理油菜在不同生育期土壤养分的含量变化情况，可以看出，各处理土壤中碱解氮含量在角果发育期达到顶峰，本发明处理的土壤碱解氮含量较CK处理提高187％(P ＜0.05)，较无机土壤改良剂处理和有机土壤改良剂处理分别提高44.9％(P＜0.05)和 14.2％(P＜0.05)，且差异均达到显著水平，说明在角果发育期，油菜对氮素的需求量增大，本发明有利于土壤中氮素的矿化，从而促进植物对氮素的吸收。此外，本发明处理的土壤有效磷含量在油菜的各个生育期均高于其他处理，且差异均达到显著水平，表明本发明能有效促进土壤磷素的矿化，增加土壤有效磷含量。由表2还可以看出，本发明处理的土壤速效钾含量在油菜角果发育期和收获期均高于其他处理，且差异均达到显著水平，表明本发明处理也能有效促进土壤钾的活化和分解。综上所述，本发明处理能有效促进土壤中氮、磷、钾素的矿化，提高土壤肥力，为作物的整个生长发育提供良好的营养条件，从而有利于作物产量的增加。

表2各处理油菜不同生育期土壤养分的含量变化

土壤酶活性可以表征土壤微生物的活动状况，也可作为土壤肥力高低的评价指标之一。表3为不同处理油菜在不同生育期耕层土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶的活性。可知，本发明处理的油菜在不同生育期，土壤中的脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性均高于其他处理，且差异均达到显著水平。说明本发明能为油菜的生长发育提供良好的水热条件，有利于表层土壤微生物的繁殖和生长发育，促进土壤有机质和土壤中有机磷的分解矿化，从而提高土壤肥力。

表3各处理油菜不同生育期耕层土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性

本发明不仅可以提高土壤的养分含量，还能为油菜的生长发育提供良好的水热条件，有利于表层土壤微生物的繁殖和生长发育，对油菜整个生育期的生长发育有着良好的促进作用，进而增加油菜的经济产量。

综上，本发明的生态有机型土壤改良剂，可充分发挥各组分的营养优势，有机质含量高，N、P、K等元素营养均衡、酸碱度适宜，可有效改良土壤结构、提高土壤肥力、促进土壤团粒结构的形成，改善土壤保水保肥性能，使农作物达到高产、高质。不仅使用范围广、成本低、效果更好、施用方法简便，而且使用安全系数更高、更容易被农民接受等。

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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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

1.一种生态有机型土壤改良剂，其特征在于，按质量份计，包括畜禽粪便30-40份、风化煤20-30份、生物质炭20-30份、腐殖酸10-20份、骨粉10-20份和蘑菇渣10-20份。

2.根据权利要求1所述的生态有机型土壤改良剂，其特征在于，按质量份计，包括畜禽粪便32-38份、风化煤22-28份、生物质炭22-28份、腐殖酸12-18份、骨粉12-18份和蘑菇渣12-18份。

3.根据权利要求1所述的生态有机型土壤改良剂，其特征在于，按质量份计，包括畜禽粪便34-36份、风化煤24-26份、生物质炭24-26份、腐殖酸14-16份、骨粉14-16份和蘑菇渣14-16份。

4.根据权利要求1所述的生态有机型土壤改良剂，其特征在于，所述畜禽粪便包括鸡粪。

5.根据权利要求1所述的生态有机型土壤改良剂，其特征在于，所述风化煤中有机质含量≥80wt.%。

6.根据权利要求1所述的生态有机型土壤改良剂，其特征在于，所述生态有机型土壤改良剂中有机质含量≥70wt.%，容重为0.5-0.7 g/m³，pH值为6.5-7.5。

7.根据权利要求1所述的生态有机型土壤改良剂，其特征在于，所述生态有机型土壤改良剂中，全氮含量≥4 wt.%，全磷含量≥3 wt.%，全钾含量≥4 wt.%。

8.根据权利要求1所述的生态有机型土壤改良剂，其特征在于，所述生态有机型土壤改良剂中，含水量不超过25wt.%。

9.如权利要求1-8任一项所述的生态有机型土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）按配比分别称取畜禽粪便、风化煤、生物质炭、腐殖酸、骨粉和蘑菇渣，混合均匀，获得原料混合物；

2）向步骤1）中获得的原料混合物中加入发酵菌剂，发酵，腐熟后，风干，粉碎，获得生态有机型土壤改良剂。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，发酵时，控制原料混合物中C、N质量比为25-30:1。