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一种土壤调理剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种土壤调理剂的制备方法与应用，所述土壤调理剂包括以下质量份数的各组分：亚临界水解产物20‑70份，碳化稻壳10‑50份，牡蛎壳粉5‑40份。本发明通过将亚临界水解产物、碳化稻壳、牡蛎壳粉复合形成的土壤调理剂具有以下有益效果：能有效提高作物的产量，与常规施肥相比增产达34.3％；能提高作物的氮、磷、钾等养分含量以及养分的吸收量；能明显提高土壤的PH值，PH值可高达7.04，且能改良土壤并增加土壤养分含量，具有非常好的推广应用前景。

Description

一种土壤调理剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于土壤改良修复技术领域，特别涉及一种土壤调理剂的制备方法与应用。
背景技术
近年来，随着化肥大量的不合理的施用及优质有机肥施用不足，使土壤中离子的积累量越来越多，有机质越来越少，造成土壤酸化严重，从而引发诸多问题。土壤酸化滋生真菌，根际病害增加，且控制困难，尤其是十字花科的根肿病和茄果类蔬菜的青枯病、黄萎病增多。土壤结构被破坏，土壤板结，物理性变差，抗逆能力下降，作物抵御旱、涝自然灾害的能力减弱。土壤酸化还会加剧土壤营养元素K、Ca、Mg等的盐基离子的淋溶，磷素的固定，也加剧了土壤中铝、锰等有毒元素的释放。此外，土壤酸化除因pH值过低直接危害作物外，还会导致铝、锰、氢对植物的危害和土壤中营养元素P、Mo、Ca、Mg、Fe的缺乏，从而使作物减产。
亚临界水常指温度在180℃-350℃之间的压缩液态水，水中的H+和OHˉ接近弱酸和弱碱，具有酸催化和碱催化的功能，亚临界水的介电常数大大降低而具有超电离特性，极性降低，具有同时溶解有机物和无机物的超溶解特性，此外还具有优良传质性能和绿色环保等优点。利用亚临界水可使大分子生物质如淀粉、蛋白质、纤维素、脂肪、食品级塑料等发生酸碱水解反应，分解为葡萄糖、氨基酸、多肽、寡糖、脂肪酸等小分子态物质，形成亚临界水解产物。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，为改善土壤理化性能，本发明提供一种土壤调理剂的制备方法与应用，目的是提高土壤修复能力，完善土壤修复技术体系，探索作物的绿色生产方式，促进农业产业的可持续发展。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种土壤调理剂，包括以下质量份数的各组分：
亚临界水解产物 20-70份，
碳化稻壳 10-50份，
牡蛎壳粉 5-40份。
优选地，所述土壤调理剂包括以下质量份数的各组分：
亚临界水解产物 30-35份，
碳化稻壳 30-35份，
牡蛎壳粉 30-35份。
本发明利用三种组分的协同作用，尤其三种组分的比例接近1:1:1时，对土壤理化性质、作物产量改善显著，可达到最佳的调理效果。
优选地，所述亚临界水解产物为有机固体废弃物经亚临界水解反应后所得到的产物。可采用专利ZL 2010 1 0580486.2所述的方法和设备制备亚临界水解产物。
优选地，所述有机固体废弃物包括秸秆、木屑、禽畜粪便、餐厨垃圾中的至少一种。
优选地，所述碳化稻壳为采用稻壳制备生物质柴油所得的副产物。采用现有的生物质柴油制备方法得到的碳化稻壳均可用于本发明。
优选地，所述牡蛎壳粉为牡蛎壳经高温煅烧后粉碎得到；所述煅烧温度为500-800℃。
本发明还提供了一种土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：将亚临界水解产物、碳化稻壳、牡蛎壳粉混匀后，进行圆盘造粒即得。
本发明还提供了一种土壤调理剂在调理土壤中的用途。
所述土壤调理剂使用方法：施用于果树时，可撒于树盘内，可以挖放射状沟、条型沟、环状沟，然后均匀撒施该土壤调理剂，与土壤拌匀后覆土；施用于大田作物时做底肥用，将该土壤调理剂结合翻耕土地时撒入，然后进行后续的农事操作；施用于设施蔬菜时使用方法与大田作物相同。
所述土壤调理剂可应用于萝卜种植中。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、亚临界水解产物的高活性有机小分子物质可以增加土壤有机质，改善土壤理化性质，增加土壤透气性，促进植物生长并增强植物抗性。
2、碳化稻壳具有疏松多孔特性，增加土壤透气性，增加作物根部氧气供应，减少根部病害，多孔特性还会协助植物吸附养分。含有可溶性硅较多，增加作物抗病性。PH值大于8，对酸性土壤改良作用较好。
3、牡蛎壳粉含有氧化钙，施用于土壤具有调节酸性土壤及增加土壤钙含量的效果；其特有的微孔结构增强了牡蛎壳粉的吸附力，对某些重金属具有钝化作用的同时可以增强土壤透气性，降低土壤板结程度，促进土壤微生物繁殖，促进作物对养分的吸收。
4、充分利用有机废弃物，实现有机废弃物资源的循环利用，减少了环境污染。
5、所用牡蛎壳粉也解决了沿海地区牡蛎壳堆放成山、污染环境的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施提供了一种土壤调理剂，其制备方法如下：按亚临界水解产物20-70份，碳化稻壳10-50份，牡蛎壳粉为5-40份称取各组分；将亚临界水解产物、碳化稻壳、牡蛎壳粉混匀后运输至造粒机，进行圆盘造粒后的成品经烘干、冷却、筛选、分装后入库。
将实施例1制得的土壤调理剂进行效果验证，具体如下：
1实验目的
为了检验配方不同的土壤调理剂在田间的使用效果，申请人委托中国农业科学院红壤实验站在湖南省祁阳县文富市镇萝卜上进行田间试验，根据试验效果调整配方及用量，为该土壤调理剂的大面积推广应用提供科学依据。
2试验概况
2.1试验田土壤肥力状况
试验于2016年在湖南省祁阳县文富市镇中国农业科学院红壤实验站内(E111°52’，N25°45’)新垦红壤旱地进行。试验地位于红壤丘岗中部，属典型的红壤双季稻区，地块平坦、整齐、地力水平相对均匀。试验田土壤肥力状况见表1。
表1试验田土壤肥力状况
2.2供试作物
供试作物为萝卜，播种时间为2016年10月26日。
2.3试验处理设置
将试验设计为13个处理，各处理情况见表2。每个处理重复3次，随机区组排列，小区面积20m2(4×5m)，区间设置隔离。各处理农事操作相同。
表2不同施肥处理
3实验结果与分析
3.1不同施肥处理对萝卜产量影响
表3不同处理萝卜产量比较
由表3可见，不同处理萝卜地下地下块根的产量表现出明显差异。和CK对比来看增产效果，以T3-T5处理的增产效果最好，增产幅度达33.33％-36.36％，T2及T6-T12处理的增产效果次之，为27.27％-30.30％。
不同处理之间萝卜叶产量的差异比萝卜块根要小，且处理间的变化趋势略有不同。总体来说，施用不同调理剂之后，萝卜叶较常规施肥处理增加11.76％-17.65％。
从萝卜块根和萝卜叶总产来看，以T3-T5处理的产量最高，达65t/hm2，增产幅度达30.00％，且该处理的萝卜块根/萝卜叶比值最大，为2.25。T3-T5处理之后，主要通过提高萝卜块根/萝卜叶的比值来提高总产，即提高了萝卜的经济效益。
成分为亚临界水解产物+碳化稻壳+牡蛎壳粉的土壤调理剂能有效提高萝卜新鲜块根的产量。
3.2不同施肥处理对萝卜块根养分含量影响
表4不同处理萝卜块根养分含量
由表4可见，不同处理萝卜块根全氮和全钾含量均以T3-T5处理为最高，分别为16.67％-20.83％和10.2％-10.4％，与其他处理组有明显差异。
成分为亚临界水解产物+碳化稻壳+牡蛎壳粉的土壤调理剂能有效提高萝卜块根养分的含量。
3.3不同施肥处理对萝卜养分吸收量的影响
表5不同处理整株萝卜养分吸收量
从不同处理整株萝卜养分吸收量来看(表5)，整株萝卜吸氮量、吸磷量和吸钾量均以T3-T5处理最高，且其吸氮量和吸钾量与常规处理相比达到了显著差异水平。其余处理比常规施肥处理在萝卜吸氮量、吸磷量和吸钾量上也有明显差异。
成分为亚临界水解产物+碳化稻壳+牡蛎壳粉的土壤调理剂能有效提高整株萝卜养分吸收量。
3.4不同施肥处理后土壤肥力状况
表6不同施肥处理后土壤肥力状况
由表6可见，施用土壤调理剂以后，T3-T5处理的PH值显著提高，达到7.01以上，其余养分含量在萝卜收获后与常规施肥相比也有所提高。所以成分为亚临界水解产物+碳化稻壳+牡蛎壳粉的土壤调理剂对提高土壤PH值最有效。
4结论
在常规施肥的基础上，随着土壤调理机的施用，都能一定程度提高萝卜产量，以T3-T5处理的效果最好，与常规施肥相比增产达34.3％，同时能增加萝卜全氮和全钾含量。在提高萝卜产量的同时可以改良土壤，提高土壤PH值，增加土壤养分含量，从而保证土壤地力的可持续发展。
本发明亚临界水解产物+碳化稻壳+牡蛎壳粉的土壤调理剂，通过三种组分的协同作用对土壤理化性质、作物产量有显著改善，尤其三种组分的比例接近1:1:1时可达到最佳的效果，具有推广应用前景。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种土壤调理剂，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：
亚临界水解产物 20-70份，
碳化稻壳 10-50份，
牡蛎壳粉 5-40份。
2.根据权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述土壤调理剂包括以下质量份数的各组分：
亚临界水解产物 30-35份，
碳化稻壳 30-35份，
牡蛎壳粉 30-35份。
3.根据权利要求1或2所述的土壤调理剂，其特征在于，所述亚临界水解产物为有机固体废弃物经亚临界水解反应后所得到的产物。
4.根据权利要求3所述的土壤调理剂，其特征在于，所述有机固体废弃物包括秸秆、木屑、禽畜粪便、餐厨垃圾中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的土壤调理剂，其特征在于，所述碳化稻壳为采用稻壳制备生物质柴油所得的副产物。
6.根据权利要求1或2所述的土壤调理剂，其特征在于，所述牡蛎壳粉为牡蛎壳经高温煅烧后粉碎得到；所述煅烧温度为500-800℃。
7.一种根据权利要求1或2所述的土壤调理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将亚临界水解产物、碳化稻壳、牡蛎壳粉混匀后，进行圆盘造粒即得。
8.一种根据权利要求1或2所述的土壤调理剂在调理土壤中的用途。
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