CN109796987A - 一种缓解土壤酸碱度的活化粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缓解土壤酸碱度的活化粉，通过磷酸二氢钾、硼泥等碱性物质初步调节土壤酸性；并利用生物炭的高化学稳定性、热稳定性和生物稳定性等特点，且生物炭为富含碳的多孔材料，能够在土壤环境中形成含氧量较高的微域环境，能够降低硝酸根离子被还原的速度，进而降低了一氧化氮的生产，茶多酚能够抑制氨氧化菌和亚硝酸氧化菌的生长，从而抑制硝化反应，降低亚硝酸根离子的产生，生物炭和茶多酚协同作用后能够减少酸性物质的产生，起到缓解土壤酸化的目的；九水偏硅酸钠能够抑制植物根际土壤活性铝含量的增加，具有减缓根际土壤pH值下降的作用，进一步与生物炭和茶多酚协同起到缓解土壤酸化的作用。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种缓解土壤酸碱度的活化粉及其制备方法。
背景技术
随着农业和社会经济的发展，我国土壤酸化面积和酸化程度不断增加。据统计我国约有20万km2土壤的pH小于5.0。土壤pH太低，使植物体内原生质膜的透性受到破坏，导致作物对钙、镁、钾等营养元素吸收的减少。面对酸性土壤，传统的做法是施用石灰来改良酸性土壤，虽然施用石灰是改良酸性土壤较为有效而经典的方法，但是使用石灰后，土壤中的水溶态钾和交换性钾含量有所降低，土壤中的有效磷含量随着土壤pH值的上升而降低，大量或长期施用石灰不但会引起土壤板结而形成“石灰板结田”，而且会引起土壤钙、钾、镁三种元素的平衡失调而导致减产。在酸性土壤中施用石灰还可能引起镁与铝水化氧化物的共沉淀，降低土壤溶液中的镁离子的活度和植物有效性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够代替石灰来缓解酸性土壤的活化粉。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：
一种缓解土壤酸碱度的活化粉，由以下重量份配比的材料制成：白云石50-70份、磷酸二氢钾40-60份、硼泥30-50份、脱硫灰20-36份、磷矿粉20-30份、风化煤16-26份、九水偏硅酸钠15-25份、生物炭12-20份、茶多酚12-20份、腐殖酸钾10-18份、聚丙烯酸钾10-18份、沸石10-16份、螯合铁10-16份、纤维素钠9-13份和珊瑚礁8-12份。
进一步的，所述缓解土壤酸碱度的活化粉，由以下重量份配比的材料制成：白云石70份、磷酸二氢钾40份、硼泥30份、脱硫灰20份、磷矿粉20份、风化煤16份、九水偏硅酸钠15份、生物炭12份、茶多酚12份、腐殖酸钾10份、聚丙烯酸钾10份、沸石10份、螯合铁10份、纤维素钠9份和珊瑚礁8份。
进一步的，所述缓解土壤酸碱度的活化粉，由以下重量份配比的材料制成：白云石50份、磷酸二氢钾60份、硼泥50份、脱硫灰36份、磷矿粉30份、风化煤26份、九水偏硅酸钠25份、生物炭20份、茶多酚20份、腐殖酸钾18份、聚丙烯酸钾18份、沸石16份、螯合铁16份、纤维素钠13份和珊瑚礁12份。
进一步的，所述缓解土壤酸碱度的活化粉，由以下重量份配比的材料制成：白云石60份、磷酸二氢钾50份、硼泥40份、脱硫灰28份、磷矿粉25份、风化煤21份、九水偏硅酸钠20份、生物炭16份、茶多酚16份、腐殖酸钾14份、聚丙烯酸钾14份、沸石13份、螯合铁13份、纤维素钠11份和珊瑚礁10份。
本发明的有益效果：通过磷酸二氢钾、硼泥等碱性物质初步调节土壤酸性；并利用生物炭的高化学稳定性、热稳定性和生物稳定性等特点，且生物炭为富含碳的多孔材料，能够在土壤环境中形成含氧量较高的微域环境，能够降低硝酸根离子被还原的速度，进而降低了一氧化氮的生产，茶多酚能够抑制氨氧化菌和亚硝酸氧化菌的生长，从而抑制硝化反应，降低亚硝酸根离子的产生，生物炭和茶多酚协同作用后能够减少酸性物质的产生，起到缓解土壤酸化的目的；九水偏硅酸钠能够抑制植物根际土壤活性铝含量的增加，具有减缓根际土壤pH值下降的作用，进一步与生物炭和茶多酚协同起到缓解土壤酸化的作用。
具体实施方法
实施例1
一种缓解土壤酸碱度的活化粉，由以下重量份配比的材料制成：白云石70份、磷酸二氢钾40份、硼泥30份、脱硫灰20份、磷矿粉20份、风化煤16份、九水偏硅酸钠15份、生物炭12份、茶多酚12份、腐殖酸钾10份、聚丙烯酸钾10份、沸石10份、螯合铁10份、纤维素钠9份和珊瑚礁8份。
一种缓解土壤酸碱度的活化粉的制备方法，包括以下步骤：
1)取磷酸二氢钾40份、腐殖酸钾10份、螯合铁10份和纤维素钠9份，然后将上述材料放进搅拌机内进行搅拌混合，并控制搅拌速度为200rpm，时间为20min，之后将混合好的混合物放在室内进行堆放处理，并控制室内的温度为40℃，处理时间为8d，备用；
2)取硼泥30份、脱硫灰20份、磷矿粉20份和风化煤16份，然后将上述材料放进球磨机内进行球磨，并控制球磨机的球磨速度为500rpm，球磨时间为30min，之后将球磨成的粉末放进容器内，并注入清水搅拌成糊状，最后进行加热处理，加热温度为50℃，加热时间为10min，加热过程加水搅拌保持混合物始终为糊状，备用；
3)将步骤1)处理的混合物和步骤2)处理的糊状混合物放进放进搅拌机内进行搅拌混合，并控制搅拌速度为1000rpm，时间为20min，然后对搅拌完成的混合物进行加温加压处理，并控制加温加压处理温度为55℃，加温加压处理压力为1.6MPa，加温加压处理时间为50min，最后将处理好的混合物取出碾压成粉末状，备用；
4)取白云石70份、沸石10份和珊瑚礁8份，然后将上述材料放进器内，并注入清水使清水没过上述材料，再加热煮沸，煮沸时间为10min，之后将上述材料捞出晾干放进球磨机内进行球磨，并控制球磨机的球磨速度为300rpm，球磨时间为20min，备用；
5)取生物炭12份，然后将生物炭碾成粉末状放进容器内密封抽真空，并充入氧气，使内部压力为0.5MPa，之后进行加热处理，加热温度为40℃，加热时间为50min，最后使其自然冷却至室温，备用；
6)将步骤3)处理后的粉末、步骤4)处理后的粉末和步骤5)处理好的粉末放进搅拌机内进行搅拌混合，并控制搅拌速度为1000rpm，时间为50min，然后将搅拌好的混合物放在室内堆放，并控制室内的温度为40℃，室内二氧化碳浓度为500ppm，堆放时间为3d，备用；
7)取九水偏硅酸钠15份、茶多酚12份和聚丙烯酸钾10份，然后将步骤6)处理后的混合物和上述材料放进搅拌机内进行搅拌混合均匀，即可。
实施例2
一种缓解土壤酸碱度的活化粉，由以下重量份配比的材料制成：白云石50份、磷酸二氢钾60份、硼泥50份、脱硫灰36份、磷矿粉30份、风化煤26份、九水偏硅酸钠25份、生物炭20份、茶多酚20份、腐殖酸钾18份、聚丙烯酸钾18份、沸石16份、螯合铁16份、纤维素钠13份和珊瑚礁12份。
一种缓解土壤酸碱度的活化粉的制备方法，包括以下步骤：
1)取磷酸二氢钾60份、腐殖酸钾18份、螯合铁16份和纤维素钠13份，然后将上述材料放进搅拌机内进行搅拌混合，并控制搅拌速度为300rpm，时间为30min，之后将混合好的混合物放在室内进行堆放处理，并控制室内的温度为60℃，处理时间为12d，备用；
2)取硼泥50份、脱硫灰36份、磷矿粉30份和风化煤26份，然后将上述材料放进球磨机内进行球磨，并控制球磨机的球磨速度为700rpm，球磨时间为40min，之后将球磨成的粉末放进容器内，并注入清水搅拌成糊状，最后进行加热处理，加热温度为60℃，加热时间为13min，加热过程加水搅拌保持混合物始终为糊状，备用；
3)将步骤1)处理的混合物和步骤2)处理的糊状混合物放进放进搅拌机内进行搅拌混合，并控制搅拌速度为1200rpm，时间为30min，然后对搅拌完成的混合物进行加温加压处理，并控制加温加压处理温度为65℃，加温加压处理压力为2.0MPa，加温加压处理时间为60min，最后将处理好的混合物取出碾压成粉末状，备用；
4)取白云石50份、沸石16份和珊瑚礁12份，然后将上述材料放进器内，并注入清水使清水没过上述材料，再加热煮沸，煮沸时间为16min，之后将上述材料捞出晾干放进球磨机内进行球磨，并控制球磨机的球磨速度为500rpm，球磨时间为28min，备用；
5)取生物炭20份，然后将生物炭碾成粉末状放进容器内密封抽真空，并充入氧气，使内部压力为0.7MPa，之后进行加热处理，加热温度为50℃，加热时间为60min，最后使其自然冷却至室温，备用；
6)将步骤3)处理后的粉末、步骤4)处理后的粉末和步骤5)处理好的粉末放进搅拌机内进行搅拌混合，并控制搅拌速度为1200rpm，时间为60min，然后将搅拌好的混合物放在室内堆放，并控制室内的温度为50℃，室内二氧化碳浓度为540ppm，堆放时间为5d，备用；
7)取九水偏硅酸钠25份、茶多酚20份和聚丙烯酸钾18份，然后将步骤6)处理后的混合物和上述材料放进搅拌机内进行搅拌混合均匀，即可。
实施例3
一种缓解土壤酸碱度的活化粉，由以下重量份配比的材料制成：白云石60份、磷酸二氢钾50份、硼泥40份、脱硫灰28份、磷矿粉25份、风化煤21份、九水偏硅酸钠20份、生物炭16份、茶多酚16份、腐殖酸钾14份、聚丙烯酸钾14份、沸石13份、螯合铁13份、纤维素钠11份和珊瑚礁10份。
一种缓解土壤酸碱度的活化粉的制备方法，包括以下步骤：
1)取磷酸二氢钾50份、腐殖酸钾14份、螯合铁13份和纤维素钠11份，然后将上述材料放进搅拌机内进行搅拌混合，并控制搅拌速度为250rpm，时间为25min，之后将混合好的混合物放在室内进行堆放处理，并控制室内的温度为50℃，处理时间为10d，备用；
2)取硼泥40份、脱硫灰28份、磷矿粉25份和风化煤21份，然后将上述材料放进球磨机内进行球磨，并控制球磨机的球磨速度为600rpm，球磨时间为35min，之后将球磨成的粉末放进容器内，并注入清水搅拌成糊状，最后进行加热处理，加热温度为55℃，加热时间为11min，加热过程加水搅拌保持混合物始终为糊状，备用；
3)将步骤1)处理的混合物和步骤2)处理的糊状混合物放进放进搅拌机内进行搅拌混合，并控制搅拌速度为1100rpm，时间为25min，然后对搅拌完成的混合物进行加温加压处理，并控制加温加压处理温度为60℃，加温加压处理压力为1.8MPa，加温加压处理时间为55min，最后将处理好的混合物取出碾压成粉末状，备用；
4)取白云石60份、沸石13份和珊瑚礁10份，然后将上述材料放进器内，并注入清水使清水没过上述材料，再加热煮沸，煮沸时间为13min，之后将上述材料捞出晾干放进球磨机内进行球磨，并控制球磨机的球磨速度为400rpm，球磨时间为24min，备用；
5)取生物炭16份，然后将生物炭碾成粉末状放进容器内密封抽真空，并充入氧气，使内部压力为0.6MPa，之后进行加热处理，加热温度为45℃，加热时间为55min，最后使其自然冷却至室温，备用；
6)将步骤3)处理后的粉末、步骤4)处理后的粉末和步骤5)处理好的粉末放进搅拌机内进行搅拌混合，并控制搅拌速度为1100rpm，时间为55min，然后将搅拌好的混合物放在室内堆放，并控制室内的温度为45℃，室内二氧化碳浓度为520ppm，堆放时间为4d，备用；
7)取九水偏硅酸钠20份、茶多酚16份和聚丙烯酸钾14份，然后将步骤6)处理后的混合物和上述材料放进搅拌机内进行搅拌混合均匀，即可。
实验例：
实验对象：石灰和发明实施例制备的活化粉。
选取石灰为对照组，选取本发明实施例制备的活化粉为实验组。
实验要求，将石灰和发明实施例制备的活化粉在同一区域不同酸性地块使用。
表1为实验地块使用DB22/T 2283-2015标准检测采集信息所得结果
表1
结合表格1，对比石灰和本发明实施例制备的活化粉，可以看出本发明一种缓解土壤酸碱度的活化粉不仅能够缓解酸性土壤，提高速效钾和有效磷的含量，还能够提高交换性钙、交换性镁的含量，提高土壤有机质和提高土壤通透性。
本发明的有益效果：通过磷酸二氢钾、硼泥等碱性物质初步调节土壤酸性；并利用生物炭的高化学稳定性、热稳定性和生物稳定性等特点，且生物炭为富含碳的多孔材料，能够在土壤环境中形成含氧量较高的微域环境，能够降低硝酸根离子被还原的速度，进而降低了一氧化氮的生产，茶多酚能够抑制氨氧化菌和亚硝酸氧化菌的生长，从而抑制硝化反应，降低亚硝酸根离子的产生，生物炭和茶多酚协同作用后能够减少酸性物质的产生，起到缓解土壤酸化的目的；九水偏硅酸钠能够抑制植物根际土壤活性铝含量的增加，具有减缓根际土壤pH值下降的作用，进一步与生物炭和茶多酚协同起到缓解土壤酸化的作用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种缓解土壤酸碱度的活化粉，其特征在于：由以下重量份配比的材料制成：白云石50-70份、磷酸二氢钾40-60份、硼泥30-50份、脱硫灰20-36份、磷矿粉20-30份、风化煤16-26份、九水偏硅酸钠15-25份、生物炭12-20份、茶多酚12-20份、腐殖酸钾10-18份、聚丙烯酸钾10-18份、沸石10-16份、螯合铁10-16份、纤维素钠9-13份和珊瑚礁8-12份。
2.如权利要求1所述一种缓解土壤酸碱度的活化粉，其特征在于：由以下重量份配比的材料制成：白云石70份、磷酸二氢钾40份、硼泥30份、脱硫灰20份、磷矿粉20份、风化煤16份、九水偏硅酸钠15份、生物炭12份、茶多酚12份、腐殖酸钾10份、聚丙烯酸钾10份、沸石10份、螯合铁10份、纤维素钠9份和珊瑚礁8份。
3.如权利要求1所述一种缓解土壤酸碱度的活化粉，其特征在于：由以下重量份配比的材料制成：白云石50份、磷酸二氢钾60份、硼泥50份、脱硫灰36份、磷矿粉30份、风化煤26份、九水偏硅酸钠25份、生物炭20份、茶多酚20份、腐殖酸钾18份、聚丙烯酸钾18份、沸石16份、螯合铁16份、纤维素钠13份和珊瑚礁12份。
4.如权利要求1所述一种缓解土壤酸碱度的活化粉，其特征在于：由以下重量份配比的材料制成：白云石60份、磷酸二氢钾50份、硼泥40份、脱硫灰28份、磷矿粉25份、风化煤21份、九水偏硅酸钠20份、生物炭16份、茶多酚16份、腐殖酸钾14份、聚丙烯酸钾14份、沸石13份、螯合铁13份、纤维素钠11份和珊瑚礁10份。
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