CN108314520A - 一种多功能土壤调理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业化学技术领域，具体涉及一种多功能土壤调理剂及其制备方法。该一种多功能土壤调理剂，由硫脲废渣组分和辅料组分I和辅料组分II组成。其有益效果是：有效利用工业废渣，充分利用矿物资源，解决工业污染；并采用上述的硫脲废渣组分和辅料组分及其制备方法所得到的多功能土壤调理剂，pH值特别高，添加适宜的镁、锌、铁、锰、铜和硼中微量元素以及多功能微生物菌剂，能够有效降低土壤酸性，改良土壤结构，为作物健康生长提供所需的中微量元素，特别是对防治许多作物的土传病害有显著的效果。

Description

一种多功能土壤调理剂及其制备方法

技术领域

本发明属于农业化学技术领域，具体涉及一种多功能土壤调理剂及其制备方法。

背景技术

硫脲废渣主要成分是氢氧化钙，还含有少量的镁、硫、铁等中微量元素，其pH值达到11.0-12.2。生产企业多数将硫脲废渣作为工业废渣进行简单填埋，还有些企业以此为原料生产砖和水泥等建筑材料。如此简单处理不仅造成矿物资源的极大浪费，更重要的是给农业生态环境造成二次污染。

土壤酸碱性（pH值）对农作物生长非常重要，适宜大多数农作物生长的土壤酸碱性是中性或弱酸性，即pH值为7或略小于7。

在我国南方热带和亚热带地区存在着大量的酸性土壤，其中包括以华中和华南的红壤地带以及四川、贵州和云贵高原的黄壤地带，土地总面积达200多万Km2，约占全国土地总面积的五分之一以上，大部分土壤的pH小于5.5，其中很大一部分小于5.0，甚至为4.5。此外，我国南方大部分酸性土壤盐基饱和度较低，为25%左右，正处于土壤缓冲力较小的范围，这些因素使得我国南方大面积红、黄壤的酸缓冲力较弱，在栽培作物时非常容易发生酸害。

土壤酸化在自然条件下是一个相对缓慢的过程，土壤pH值每下降一个单位需要数百年甚至上千年。但是，在我国除酸雨对土壤引起酸化外，多数是人为因素造成的。据研究，过量施用氮肥是我国土壤酸化的主要原因。自上世紀70年代开始，我国农民施用的化肥量在不断增加。数据显示，国家刺激粮食生产的政策和千家万户农民小地块的集约化生产是国内氮肥消费一直增长的主要原因，中国氮肥的消费量已经从1981年的1118万吨增长至2011年的3420万吨，增长了两倍多。因此，我国最近30年的高投入集约化农业生产加速了土壤酸化过程。

另外，使用未腐熟的有机肥或人粪尿，在腐熟与分解过程中产生各种有机酸，也加速了土壤的酸化。

设施栽培室内外气体流通受到限制，设施栽培土壤氧气不足，含氧量下降，根系呼出的二氧化碳积累在土壤中与水形成碳酸，导致设施土壤酸度的增加。

正是在这种人为作用和酸雨的影响下，我国自上世纪80年代初以来，几乎所有土壤类型的pH值下降了0.5至2.0个单位，平均下降了约1.0个单位。如中原地区的驻马店市西平县，有5%的土壤土壤酸碱度已经下降到4.5左右；经济作物体系土壤酸化比粮食作物体系更为严重，东部沿海地区的胶东半岛及江苏东部沿海的相当一部分土壤酸碱度已经下降到4.5以下；即使是抗酸化的土壤类型如盐碱地，也显示其pH值在下降到6.5左右。

据研究，土壤酸化会加速土壤物理性状的恶化，引起土壤板结，土壤肥容重增加，孔隙度降低，土壤水稳性团粒结构减少；

据研究，土壤土壤酸化严重影响作物根系发育，降低作物的吸收能力，从而造成作物营养不良，严重时会引起作物的早衰，甚至造成绝产；

据研究，土壤酸化后，土壤有益微生物数量减少，且生长和活动受到抑制，极大地改变了土壤微生物环境，更有利于有害微生物（病菌）的滋生繁殖。根际有害微生物在酸性的条件下大量繁，特别是土传病害如枯萎病（番茄、西瓜、甜瓜、黄瓜等）、根腐病（番茄、黄瓜、西瓜、甜瓜、草莓）、青枯病（番茄、马铃薯、草莓）、根肿病（十字花科白菜、甘蓝、萝卜、油菜等）严重发病并控制困难。

据研究，土壤酸化加速钙（Ca2+）、镁（Mg2+）、钾（K+）和铵（NH4+）等离子的淋失和固定，导致土壤贫瘠化。pH小于6.5时，土壤中的磷变成磷酸铁铝而被固结，施磷后仍缺磷；当pH值小于6.0时，土壤中有效钾、钙、镁的含量急剧减少，施钾后仍缺钾。土壤酸化不仅影响大量元素的有效性，也影响微量元素的有效性，硼在pH值4.7—6.7的范围内，随pH值的下降有效性降低；钼在pH值4.0—8.0的范围，随pH值的下降有效性降低。

据研究，土壤酸化除对作物直接造成H+毒害外，土壤在其酸度提高的同时，会增加活性铝和某些重金属如锰、铬、镉等有毒金属离元素的析出，产生重金属污染，从而降低作物产量和品质，严重时甚至会引起植物中毒死亡。

改良酸化土壤是我国农业生产亟待解决的问题。施用土壤调理剂，不但能够改变土壤化学性质，调节土壤酸碱度，还能有效改善土壤物理结构，调节土壤水、肥、气、热状况，更重要的是增加土壤有益微生物群落和增强土壤有益微生物活动能力，降低有害微生物的繁殖能力和生命活性，最终达到提高土壤肥力、减少作物病害和提高作物产量与品质。

硫脲废渣的形成：硫脲废渣是用氰氨化钙与硫化氢和水反应生成，废渣的主要成分是氢氧化钙；

H2S+CaCN2（氰氨化钙）+H2O ——（NH2)2CS（硫脲）+Ca(OH)2

经分析，硫脲废渣中的钙（CaO）含量达到28 %以上，含硫（S）1.0%左右,含镁（Mg）0.09%左右和含铁（Fe）0.23%左右，酸碱度为12.5左右。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种多功能土壤调理剂及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种多功能土壤调理剂，该土壤调理剂由硫脲废渣组分和辅料组分I和辅料组分II组成，具体包括如下组分:

辅料组分 I的重量份数是:七水硫酸锌0.5-10.0份，七水硫酸亚铁0.5-10.0份，硫酸锰0.01-5.0份，五硫酸铜0.01-5.0份，硼砂0.1-5.0份；

硫脲废渣的组分的重量份数是:55.0-98.78份；

辅料组分II的重量份数是：芽孢杆菌菌剂200亿cfu/克0.1-20.0份。

进一步，所述硫脲废渣含钙量28%以上。

一种多功能土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤:

1)测定硫脲废渣的水分含量，计算硫脲废渣用量，置于搅拌容器内，备用；

2)计算、称量辅料成分I的各种的用量，置于搅拌容器内，备用；

3)将硫脲废渣和辅料成分I进行混合搅拌10-30分钟，然后进行烘干至水分小于15.0%；

4)称重烘干后的物料置于搅拌容器内，备用；

5)称量辅料成分II用量，置于搅拌容器内，备用；

6)将烘干后的物料与辅料成分II混合搅拌10分钟，然后称重、包装。

本发明的有益效果是：本发明一种多功能土壤调理剂及其制备方法有效利用工业废渣，充分利用矿物资源，解决工业污染；并采用上述的硫脲废渣组分和辅料组分及其制备方法所得到的多功能土壤调理剂，pH值特别高，添加适宜的镁、锌、铁、锰、铜和硼中微量元素以及多功能微生物菌剂，能够有效降低土壤酸性，改良土壤结构，为作物健康生长提供所需的中微量元素，特别是对防治许多作物的土传病害有显著的效果。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，用来对本发明的构成进行进一步说明。

一种多功能土壤调理剂，该土壤调理剂由硫脲废渣组分和辅料组分I和辅料组分II组成，具体包括如下组分:

辅料组分 I的重量份数是:七水硫酸锌0.5-10.0份，七水硫酸亚铁0.5-10.0份，硫酸锰0.01-5.0份，五硫酸铜0.01-5.0份，硼砂0.1-5.0份；

硫脲废渣的组分的重量份数是:55.0-98.78份；

辅料组分II的重量份数是：芽孢杆菌菌剂200亿cfu/克0.1-20.0份。

进一步，所述硫脲废渣含钙量28%以上。

一种多功能土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤:

1)测定硫脲废渣的水分含量，计算硫脲废渣用量，置于搅拌容器内，备用；

2)计算、称量辅料成分I的各种的用量，置于搅拌容器内，备用；

3)将硫脲废渣和辅料成分I进行混合搅拌10-30分钟，然后进行烘干至水分小于15.0%；

4)称重烘干后的物料置于搅拌容器内，备用；

5)称量辅料成分II用量，置于搅拌容器内，备用；

6)将烘干后的物料与辅料成分II混合搅拌10分钟，然后称重、包装。

该发明一种多功能土壤调理剂的制备方法，取硫脲废渣样本，测定其含水量为21.5%；按硫脲废渣的含水量和组分的重量份数计硫脲99.85份，置于搅拌器内，备用；

按辅料组分I的重量份数计量：七水硫酸镁1.5份，七水硫酸亚铁1.3份，七水硫酸锌1.1份，五水硫酸铜0.6份，硫酸锰0.7份，硼砂0.45份；

将上述辅料组分I置于搅拌器内，备用；

将置于搅拌器中的硫脲废渣和辅料组分1搅拌混合20分钟，然后进行烘干至含水量小于15%；

称重烘干好的物料置于搅拌器内，备用；

称重辅料组分II 0.8份置于搅拌器内，备用；

将置于搅拌器中的烘干颗粒和辅料成分II搅拌混合10分钟，然后称重，包装，即为多功能土壤调理剂成品。

所述的烘干、搅拌和包装等为公知的常规技术。

采用本发明的多功能土壤调理剂获得较好的效果，由以下试验效果分析进行具体说明:

本发明在春地膜覆盖花生上的试验效果

2016年4月，试验安排在山东省临沂市兰山区半程镇东哨村，供试花生品种为:日花1号，该地块土壤为棕壤土，肥力中等，地力均匀。该田块耕层土壤基础养分情况见下表1:

表1：花生试验地土壤养分情况

花生增施土壤调理技术试验方案：本试验设两个处理，处理1为对照即每亩施用氮磷钾（18-12-15）50千克，处理2为在每亩施用氮磷钾（18-12-15）50千克的基础上增施本发明产品100千克；小区面积17平方米（10.0m×0.85m）,行距0.425m，栽种2行，株距19cm；重复三次，随机排列；本试验除按照试验要求施用多功能土壤调理剂外，其它的田间管理措施和常规生产一致。

本发明对土壤酸碱度（pH）的影响

试验结果表明，见表2，在正常施肥的情况下，每亩增施本发明多功能土壤调理剂100千克，能够显著改善土壤的酸碱度，较不施用酸碱度提高0.53。

表2：本发明对土壤酸碱度（pH）的影响

本发明对花生出苗率的影响

试验结果表明，见表3，土壤酸化对花生出苗有很大的影响。在本试验土壤条件下，花生出苗率仅达到81.7%，每亩增施本发明多功能土壤调理剂50千克后，花生出苗率提高到98.8%，提高20.9%。

表3：本发明对花生出苗率的影响

本发明对花生根腐病的防治效果

试验结果表明，见表4，土壤酸化后容易引起花生根腐病的发生。在本试验土壤条件下，花生根腐病的发病率为8.9%；每亩增施本发明多功能土壤调理剂50千克后，花生根腐病仅为0.3%，防治效果达到96.9%，效果显著。

表4：本发明对花生根腐病的防治效果

本发明对花生白绢病的防治效果

试验结果表明，见表5，土壤酸化后容易诱发花生白绢病的发生，在本试验土壤条件下，花生白绢病发病率达到12.3%，增施本发明多功能土壤调理剂50千克后，花生白绢病发病率降低到3.2%，防治白绢病的效果达到76.4%。

表5：本发明对花生白绢病的防治效果

本发明产品对花生产量的影响；

试验结果表明，见表6，在本试验条件下，在正常施肥的基础上增施本发明多功能土壤调理剂100千克，亩产达到449.3千克，较不施用本发明土壤调理剂的331.6千克增产35.5%。

表6：本发明对花生产量的影响

本发明在大棚草莓上的试验效果

2016年9月试验安排在山东省莒南县岭泉镇彭墩后村，供试品种为:红颜。

该地块土壤为棕壤土，肥力中上等，地力均匀。该田块耕层土壤基础养分情况见下表7:

表7：草莓试验地土壤养分情况

草莓增施土壤调理技术试验方案：本试验设两个处理，处理1为对照即每亩施用氮磷钾（18-12-15）50千克，处理2为在基肥每亩施用氮磷钾（18-12-15）50千克基础上增加施用本发明产品200千克；小区面积12平方米（1.2m×10.0m），行距0.35米，栽种4行，株距0.25米；重复三次，随机排列；本试验除施用多功能土壤调理剂外，其它的田间管理措施和常规生产一致。

本发明对土壤酸碱度（pH）的影响

试验结果表明，见表8，在本试验土壤条件下，增施本发明多功能土壤调理剂能明显降低土壤酸性，使土壤酸碱度（pH）提高到5.88，较对照的5.05提高了0.47。

表8：本发明对土壤酸碱度（pH）的影响

本发明对大棚草莓小叶病的防治效果

试验结果表明，见表9，土壤酸化能够诱发大棚草莓的小叶病的发生，在该试验土壤条件下，草莓小叶病的发病率达到8.37%，增加施用本发明多功能土壤调理剂200千克后，草莓小叶病发病率仅为0.62%，小叶病发病率降低了7.75%，小叶病防治效果达到92.6%。

表9：本发明对草莓小叶病防治效果

处理	小叶病发病率（%）	防治效果（%）
			处理2	0.62%	92.6%
处理1（对照）	8.37%

本发明对大棚草莓红中柱根腐病的防治效果

试验结果表明，见表10，在本试验土壤条件下大棚草莓的红中柱根腐病发病率达到10.67%，每亩增加施用本发明多功能土壤调理剂200千克后，红中柱根腐病发病率仅为1.32%，红中柱根腐病发病率降低了9.35%，防治效果达到80.2%。

表10：本发明对草莓红中柱根腐病的防治效果

处理	红中柱根腐病发病率（%）	防治效果（%）
			处理2	1.32%	87.6%
处理1（对照）	10.67%

本发明对大棚草莓产量的影响

试验结果表明，见表11，在本试验土壤条件下增加施用本发明多功能土壤调理剂显著增加草莓的产量，秋马铃薯产量达到2417.6千克/亩，较对照的1929.2千克/亩增产25.3%。

表11：本发明对草莓产量的影响

处理	果产量(kg/亩)	增产（%）
			处理2	2417.6	25.3
处理1（对照）	1929.2

本发明在马铃薯上的试验效果

2016年9月试验安排在山东省滕州市界河镇，供试品种为:荷兰7号。

该地块土壤为棕壤土，中肥力水平，地力均匀。该田块耕层土壤基础养分情况见下表12:

表12：马铃薯试验地土壤养分情况（mg/kg）

马铃薯增施土壤调理技术试验方案：本试验设2个处理，处理1（对照）为每亩施用氮磷钾（18-12-15）75千克，处理2为在每亩施用氮磷钾（18-12-15）75千克的基础上增施本发明产品80千克。小区面积18平方米（1.8m×10.0m）行距0.6m，栽种3行，株距18cm;重复三次，随机排列；本试验除施用多功能土壤调理剂外，其它的田间管理措施和常规生产一致。

本发明对土壤酸碱度（pH）的影响

试验结果表明，见表13，在本试验条件下，在秋马铃薯常规栽培的基础上每亩增施本发明多功能土壤调理剂80千克，能明显降低土壤酸性，使土壤酸碱度（pH）提高到5.38，较对照的4.92提高了0.46。

表13：本发明对土壤酸碱度（pH）的影响

处理	土壤酸碱度（pH）	提高
			处理2	5.38	0.46
处理1（对照）	4.92

本发明对马铃薯青枯病的防治效果

试验结果表明，见表14，在本试验土壤条件下，在常规生产的基础上每亩增施本发明多功能土壤调理剂80千克，马铃薯青枯病发病率仅为1.42%，较常规栽培（对照）青枯病病发病率15.11%降低了13.69%，防治效果达到90.6%。

表14：本发明对马铃薯青枯病病防治效果

处理	青枯病发病率（%）	防治效果（%）
			处理2	1.42%	90.6%
处理1（对照）	15.11%

本发明对秋马铃薯产量的影响

试验结果表明，见表15，在本试验土壤条件下，每亩地增施本发明多功能土壤调理剂80千克，马铃薯亩产量达到2443.2千克，较常规栽培（对照）的亩产量1635.8千克亩增产807.4千克，增产率达到49.4%。

表15：本发明对马铃薯产量的影响

处理	产量（千克/亩）	增产率（%）
			土壤调理剂	2443.2	49.4%
对照	1635.8

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (4)

1.一种多功能土壤调理剂，其特征在于，该土壤调理剂由硫脲废渣组分和辅料组分I和辅料组分II组成，具体包括如下组分:

辅料组分 I的重量份数是:七水硫酸锌0.5-10.0份，七水硫酸亚铁0.5-10.0份，硫酸锰0.01-5.0份，五硫酸铜0.01-5.0份，硼砂0.1-5.0份；

硫脲废渣的组分的重量份数是:55.0-98.78份；

辅料组分II的重量份数是：芽孢杆菌菌剂200亿cfu/克0.1-20.0份。

2.一种多功能土壤调理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

1)测定硫脲废渣的水分含量，计算硫脲废渣用量，置于搅拌容器内，备用；

2)计算、称量辅料成分I的各种的用量，置于搅拌容器内，备用；

3)将硫脲废渣和辅料成分I进行混合搅拌10-30分钟，然后进行烘干至水分小于15.0%；

4)称重烘干后的物料置于搅拌容器内，备用；

5)称量辅料成分II用量，置于搅拌容器内，备用；

6)将烘干后的物料与辅料成分II混合搅拌10分钟，然后称重、包装。

3.根据权利要求1所述的一种多功能土壤调理剂，其特征在于：所述硫脲废渣含钙量28%以上。

4.根据权利要求1所述的一种多功能土壤调理剂，其特征在于：所述辅料组分I的重量份数是：七水硫酸镁1.5份，七水硫酸亚铁1.3份，七水硫酸锌1.1份，五水硫酸铜0.6份，硫酸锰0.7份，硼砂0.45份。