CN108409488A

CN108409488A - 一种酸化土壤改良剂

Info

Publication number: CN108409488A
Application number: CN201810360650.5A
Authority: CN
Inventors: 鲍聪
Original assignee: Jinhua Quan Yu Agricultural Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Jinhua Quan Yu Agricultural Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2018-08-17

Abstract

本发明公开了一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份的原料：豆粕10‑20份、腐植酸15‑30份、粪肥8‑15份、农作物秸秆5‑17份、玉米粉3‑10份、聚丙烯酰胺3‑5份、麦麸3‑8份、菜籽饼5‑25份、膨润土10‑30份、草木灰8‑25份、生物菌剂1.3‑2.3份、菇渣3‑9份、制茶废料3‑15份。本发明所制改良剂能有效降低土壤酸度和交换性铝含量，且含有大量有机质和微量元素，改善土壤结构，提高作物膳食纤维活性，提升农产品口感，本发明制备原料来源广泛，方法简单可行，变废为宝，具有高效、低成本、无毒害的优点，可长期使用改善土壤酸化问题。

Description

一种酸化土壤改良剂

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，尤其是涉及一种酸化土壤改良剂。

背景技术

我国人口基数大，人均耕地面积少，长期存在着保障粮食安全的巨大压力，对土壤的利用强度远远高于其他国家。随着经济社会的高速发展，酸化、盐碱化、元素失衡、流失及污染等土壤退化问题日益突出，严重制约了土地生产力的发展。土壤酸化是指在自然条件和人工条件下，土壤中H⁺浓度升高引起土壤pH值降低的现象，是土地生产力的重要指标之一，也是土壤退化的一种重要形式。土壤酸化加速了土壤酸度的提高，会导致土壤盐基饱和度下降，造成大量营养元素有效性的下降，使土壤供肥保肥的能力降低，进而造成土壤生产能力下降，严重影响作物的产量及品质，并对水资源造成污染，已成为当前国内外农业生产与生态环境保护领域共同关注的一个焦点。

施用酸性土壤改良剂是快速有效解决土壤酸化问题的方法，对缓解我国农业生产的巨大压力有重要意义。近年来，我国土壤改良剂的发展和应用呈现出一种上升的趋势，但面对越来越复杂多样化的土壤问题，开发和应用新型改良剂，不仅起到了更好的改酸效果，同时能够应对更为复杂的土壤环境和农业需求。

现有技术如申请公布号为CN 107033922 A的中国发明专利，公开了一种土壤改良剂及其制备方法，使用膨润土、沸石粉、植物秸秆、豆粕、废弃烟叶燃灰、聚丙烯酰胺、硼酸、腐植酸、壳聚糖、硫酸钾及混合菌种为原料，通过微生物发酵制备土壤改良剂，该方法所制土壤改良剂改善土壤酸化和盐渍化有一定效果，但是沸石粉在土壤中大量累积会造成铵态氮的流失，硫酸钾、硼酸的使用会导致土壤复酸化，不宜长期使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种酸化土壤改良剂，该改良剂能够有效降低土壤酸度和交换性铝的含量，并且含有大量有机质和微量元素，改善土壤结构，增加土壤微生物活性，提高农作物膳食纤维活性，提升农产品的口感。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份的原料：豆粕10-20份、腐植酸15-30份、粪肥8-15份、农作物秸秆5-17份、玉米粉3-10份、聚丙烯酰胺3-5份、麦麸3-8份、菜籽饼5-25份、膨润土10-30份、草木灰8-25份、生物菌剂1.3-2.3份、菇渣3-9份、制茶废料3-15份。

作为优选，生物菌剂成分及其重量份为：枯草芽孢杆菌6-15份、雅致放射毛霉混菌7-25份、酵母菌8-22份、固氮菌10-15份、细黄链霉菌3-9份、糖化酶5-18份、木瓜蛋白酶6-13份。

本发明提供一种酸化土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

微生物发酵：将生物菌剂与玉米粉、麦麸、豆粕、农作物秸秆、菜籽饼、制茶废料、菇渣混合，加去离子水搅拌均匀，使其含水量控制在55-65%，建堆发酵，控制发酵温度在15-50℃，1-3天翻动一次，累积发酵4-6天，将发酵好的物料晾干备用，上述去离子水中含有重量占比0.05-0.1%的酒石酸，所加酒石酸能够加速解离蛋白的亚基，增加酶和酶切位点的接近机会，提高酶的活性，进而提高酶解速率，加速发酵进程，节约时间，该步骤加入生物菌种发酵生物废料，可以将豆粕、菜籽粕、制茶废料中的大分子蛋白质、氨基酸、多糖降解成小分子肽、微生物源及代谢产物，其中也含有多种益生菌，同时发酵产物能够对土壤中的一些物质产生硝化作用，使土壤中硝化细菌和亚硝化细菌的活跃度增加，土壤中氮元素的累积含量，进而影响作物对土壤中有效氮的利用率，促进农作物生长；

腐植酸改性：将腐植酸溶于体积含量为5-10%的NaOH溶液中，预加热10-20min，再加入与腐植酸重量比为2-4:1的聚丙烯酰胺，在氮气保护、温度为120-150℃的条件下，加热反应1-2h，得到改性腐植酸，聚丙烯酰胺依靠其分子中亲水基团和疏水基团的翻转作用在土壤中形成水包膜来提高土壤的持水量，聚丙烯酰胺对土壤的保水作用与其用量成正比关系，同时与聚丙烯酰胺接枝共聚的腐植酸可以提高酸性土壤对氮、磷、钾等元素的吸附作用，减少土壤养分的流失；

混合造粒：将发酵物料、改性腐植酸、膨润土、草木灰在40-65W的功率下进行超声混合，再在温度50-60℃下烘干造粒，使其含水量控制在10-15%，粒径控制在0.5-0.8毫米，即得酸化土壤改良剂。

本发明所制酸化土壤改良剂呈碱性，不仅能降低土壤的酸度和交换性铝的含量，降低铝毒作用，且可以能够提高土壤的肥力，增加土壤团聚体数量，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤含水率，维持合理的可溶性盐含量，改变土壤结构。该改良剂制备原料来源广泛，方法简单可行，易于投入工业化生产，具有高效、低成本、无毒害的优点，可长期使用改善土壤酸化问题。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1）本发明所制土壤改良剂呈碱性，可有效降低土壤酸度，同时对土壤中可交换性铝有效吸附，降低铝毒的作用，增加土壤中有效钾、镁、磷等元素，增加土壤肥力；2）本发明所制土壤改良剂原料中包含大量生产废料，经过发酵使废料中大量有机质降解，容易被土壤和农作物吸收利用，提高土壤可持续性生产力；3）本发明所制土壤改良剂能够改善土壤结构，增加土壤微生物活性，提高农作物膳食纤维活性，提升农产品的口感；4）本发明制备原料来源广泛，方法简单可行，变废为宝，节约资源，具有高效、低成本、无毒害的优点，可长期使用改善土壤酸化问题。

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：

一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份的原料：豆粕10份、腐植酸20份、粪肥9份、农作物秸秆5份、玉米粉4份、聚丙烯酰胺3份、麦麸3份、菜籽饼6份、膨润土10份、草木灰10份、生物菌剂1.5份、菇渣3份、制茶废料3份。

一种酸化土壤改良剂的制备方法，包括以下具体步骤：

1）微生物发酵：将生物菌剂与玉米粉、麦麸、豆粕、农作物秸秆、菜籽饼、制茶废料、菇渣混合，加去离子水搅拌均匀，使其含水量控制在55%，做1.5米高，2米宽，总体积不低于3立方米的发酵堆，控制发酵温度在20℃，1天翻动一次，累积发酵4天，将发酵好的物料晾干备用，上述生物菌剂成分及其重量份为：枯草芽孢杆菌6份、雅致放射毛霉混菌8份、酵母菌10份、固氮菌10份、细黄链霉菌4份、糖化酶5份、木瓜蛋白酶6份，上述去离子水中重量占比含有0.05%的酒石酸；

2）腐植酸改性：将腐植酸溶于体积含量为5%的NaOH溶液中，预加热10min，再加入与腐植酸重量比为2:1的聚丙烯酰胺，在氮气保护、温度为125℃的条件下，加热反应1h，得到改性腐植酸；

3）混合造粒：将发酵物料、改性腐植酸、膨润土、草木灰在40W的功率下进行超声混合，再在温度50℃下烘干造粒，使其含水量控制在10%，粒径控制在0.5毫米，即得酸化土壤改良剂。

实施例2：

一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份的原料：豆粕15份、腐植酸25份、粪肥11份、农作物秸秆10份、玉米粉7份、聚丙烯酰胺4份、麦麸6份、菜籽饼15份、膨润土20份、草木灰15份、生物菌剂1.9份、菇渣6份、制茶废料10份。

一种酸化土壤改良剂的制备方法，包括以下具体步骤：

1）微生物发酵：将生物菌剂与玉米粉、麦麸、豆粕、农作物秸秆、菜籽饼、制茶废料、菇渣混合，加去离子水搅拌均匀，使其含水量控制在60%，做1.5米高，2米宽，总体积不低于3立方米的发酵堆，控制发酵温度在30℃，2天翻动一次，累积发酵5天，将发酵好的物料晾干备用，上述生物菌剂成分及其重量份为：枯草芽孢杆菌10份、雅致放射毛霉混菌15份、酵母菌17份、固氮菌13份、细黄链霉菌6份、糖化酶11份、木瓜蛋白酶10份，上述去离子水中含有重量占比0.08%的酒石酸，酒石酸中含有0.55%的右旋酒石酸，该酒石酸能够快速将蛋白质分子链中高级结构间化学键依次切开，从而使蛋白质加速水解成小分子肽，同时能使生物废料的细胞壁部分中氮元素释放出来，从而可以有效地增加土壤中的氮素营养和纤维素含量，进而提高农作物膳食纤维活性，提升农产品的口感；

2）腐植酸改性：将腐植酸溶于体积含量为8%的NaOH溶液中，预加热15min，再加入与腐植酸重量比为3:1的聚丙烯酰胺，在氮气保护、温度为135℃的条件下，加热反应1.5h，得到改性腐植酸；

3）混合造粒：将发酵物料、改性腐植酸、膨润土、草木灰在50W的功率下进行超声混合，再在温度55℃下烘干造粒，使其含水量控制在13%，粒径控制在0.6毫米，即得酸化土壤改良剂。

实施例3：

一种酸化土壤改良剂，包括以下重量份的原料：豆粕20份、腐植酸30份、粪肥15份、农作物秸秆15份、玉米粉10份、聚丙烯酰胺5份、麦麸8份、菜籽饼25份、膨润土30份、草木灰23份、生物菌剂2.3份、菇渣9份、制茶废料15份。

一种酸化土壤改良剂的制备方法，包括以下具体步骤：

1）微生物发酵：将生物菌剂与玉米粉、麦麸、豆粕、农作物秸秆、菜籽饼、制茶废料、菇渣混合，加去离子水搅拌均匀，使其含水量控制在65%，做1.5米高，2米宽，总体积不低于3立方米的发酵堆，控制发酵温度在45℃，3天翻动一次，累积发酵6天，将发酵好的物料晾干备用，上述生物菌剂成分及其重量份为：枯草芽孢杆菌15份、雅致放射毛霉混菌23份、酵母菌22份、固氮菌15份、细黄链霉菌9份、糖化酶18份、木瓜蛋白酶13份，上述去离子水中含有重量占比0.1%的酒石酸；

2）腐植酸改性：将腐植酸溶于体积含量为10%的NaOH溶液中，预加热20min，再加入与腐植酸重量比为4:1的聚丙烯酰胺，在氮气保护、温度为145℃的条件下，加热反应2h，得到改性腐植酸；

3）混合造粒：将发酵物料、改性腐植酸、膨润土、草木灰在65W的功率下进行超声混合，再在温度60℃下烘干造粒，使其含水量控制在15%，粒径控制在0.8毫米，即得酸化土壤改良剂。

实施例4：

一种酸化土壤改良剂的制备方法，包括以下具体步骤：

2）腐植酸改性：将腐植酸溶于体积含量为10%的NaOH溶液中，预加热20min，再加入与腐植酸重量比为4:1的聚丙烯酰胺，在氮气保护、温度为145℃的条件下，加热反应2h，得到改性腐植酸，上述聚丙烯酰胺中加入了重量占比0.055%的丙酸乙酯，所加入的丙酸乙酯能够协助加热破坏聚丙烯酰胺的结构，使聚丙烯酰胺部分弱键加快断裂，内部亲水性极性基团暴露到分子表面，并快速溶于水中，进而加速产生游离基，促进聚丙烯酰胺与腐植酸的接枝共聚，致使改性腐植酸分子中的极性基团所带的负电荷对带有阴离子的磷元素产生排斥作用，限制了与磷的交换，有利于提高土壤中磷元素活性，增加有效磷含量，减少农作物生长过程中肥料的投入，节约成本；

以上实施例所制酸化土壤改良剂，在生产基地进行试用，施用三个月后进行土壤成份的检测，结果表明：施用实施例所制改良剂的土壤pH值平均由5.8升高至6.9，土壤中的有效K⁺、P⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等离子含量平均上升10.7%，Al³⁺含量平均下降6.7%，有机质含量平均升高12.3%，土壤蓄水能力显著上升。

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。

Claims

1.一种酸化土壤改良剂，其特征在于：所述改良剂包括以下重量份的原料：豆粕10-20份、腐植酸15-30份、粪肥8-15份、农作物秸秆5-17份、玉米粉3-10份、聚丙烯酰胺3-5份、麦麸3-8份、菜籽饼5-25份、膨润土10-30份、草木灰8-25份、生物菌剂1.3-2.3份、菇渣3-9份、制茶废料3-15份。

2.一种酸化土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述酸化土壤改良剂制备方法包括以下具体步骤：

步骤1：将生物菌剂与玉米粉、麦麸、豆粕、农作物秸秆、菜籽饼、制茶废料、菇渣混合，加去离子水搅拌均匀，建堆发酵，最后将发酵好的物料晾干备用；

步骤2：将腐植酸溶于NaOH溶液中预加热，再加入聚丙烯酰胺，在氮气保护下加热反应，得到改性腐植酸；

步骤3：将发酵物料、改性腐植酸、膨润土、草木灰混合后烘干造粒，即得土壤改良剂。

3.根据权利要求2所述的一种酸化土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中去离子水含水量控制在55-65%，所述去离子水中含有重量占比0.05-0.1%的酒石酸。

4.根据权利要求2所述的一种酸化土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中发酵温度控制在15-50℃，1-3天翻动一次，累积发酵4-6天。

5.根据权利要求2所述的一种酸化土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中NaOH溶液体积含量为5-10%，预加热时间为10-20min，腐植酸与聚丙烯酰胺的重量比为2-4:1，加热反应温度为120-150℃，时间为1-2h。

6.根据权利要求2所述的一种酸化土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中超声混合功率在40-65W，烘干温度为50-60℃，含水量控制在10-15%，造粒粒径控制在0.5-0.8毫米。

7.根据权利要求1所述的一种酸化土壤改良剂，其特征在于：所述生物菌剂成分及其重量份为：枯草芽孢杆菌6-15份、雅致放射毛霉混菌7-25份、酵母菌8-22份、固氮菌10-15份、细黄链霉菌3-9份、糖化酶5-18份、木瓜蛋白酶6-13份。

8.根据权利要求1-7所述的任一种酸化土壤改良剂，其特征在于：所述酸化土壤改良剂可用于各类酸性化土壤，改良后土壤适宜各种农作物的种植。