CN111303901B - 一种土壤改良剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于土壤改良领域，公开了一种土壤改良剂，主要由壳寡糖、鼠李糖酯、过氧化钙、微量矿物质类营养素、植物生长素、动物粪便、草木灰和火山灰组成，所述壳寡糖的聚合度为5‑15，分子量为500‑2000Da。(1)所述土壤改良剂能够改进黏重土壤的膨松度及空隙度、改善土壤结构形成能力，活化土壤，避免土壤板结；(2)所述土壤改良剂能够改善作物根际土壤微生态环境，刺激作物根系发育，增强作物抗逆与抗病能力；(3)所述土壤改良剂可以鳌合土壤中的重金属离子，激活土壤中养分的活性，利于作物的吸收和利用；(4)所述土壤改良剂可明显提高作物产量，玉米产量最高可增长9.6％，病害率少于5％。

Description

一种土壤改良剂及其制备方法

技术领域

本发明属于土壤改良领域，特别涉及一种土壤改良剂及其制备方法。

背景技术

土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。

由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，以及除草剂、农药、化肥、激素等的不合理使用，导致了土壤污染。被污染的土壤失去正常功能，土壤理化性质恶化，土壤板结，或是土壤中肥料养分损失，农作物无法正常吸收，使得农业投入的成本增加，还对水资源造成严重污染。同时被污染的土壤直接影响农作物的质量，会通过粮食、蔬菜，水果等间接影响人体健康。

而目前对于改善土壤理化性质，活化土壤，调节土壤平衡，仍然没有很好的解决办法。

因此，希望提供有一种可以活化土壤、调节酸碱、降低盐害、改善作物根际土壤微生态环境的土壤改良剂。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种土壤改良剂，能够活化土壤、调节酸碱、降低盐害、改善作物根际土壤微生态环境。

一种土壤改良剂，主要由壳寡糖、鼠李糖酯、过氧化钙、微量矿物质类营养素、植物生长素、动物粪便、草木灰和火山灰组成，所述壳寡糖的聚合度为5-15，分子量为500-2000Da。

优选的，所述土壤改良剂，按重量份计，主要由以下组分组成：

进一步优选的，所述土壤改良剂，按重量份计，由以下组分组成：

所述微量矿物质类营养素选自锌盐、铁盐、亚铁盐、镁盐、锰盐或硼盐中的至少一种。微量元素为植物提供养分。

所述植物生长调节剂包括赤霉素、生长素、复硝酚钠和氯吡脲中的至少一种。

所述动物粪便为畜禽类动物粪便，如鸡粪、鸭粪、鹅粪、猪粪、牛粪、羊粪等；优选的，所述动物粪便为鸡粪、鸭粪、鹅粪、猪粪、牛粪或羊粪中的至少两种。多种动物的粪便混合，可以达到互补作用，增强肥力。

所述草木灰为为植物燃烧后的灰烬，含有植物所含的所有矿质元素，可以为农作物方面提供养料，同时草木灰的添加可以对其他组分起到分散作用，使混合更均匀。

优选的，所述土壤改良剂还包括螯合剂，所述螯合剂选自乙二胺-N,N'-二乙酸、乙二胺-N,N,N',N'-四乙酸、丹宁酸、葡糖二酸、丁二酸、木质素磺酸钙或木质素磺酸钾中的至少一种。

优选的，所述螯合剂的质量为所述土壤改良剂的质量的1-10％；优选的，所述螯合剂的质量为所述土壤改良剂的质量的3-6％。

一种土壤改良剂的制备方法，主要包括以下步骤：

称取鼠李糖酯、植物生长素、壳寡糖、火山灰、动物粪便，混合，再加入其余组分，混合，搅拌，即制得所述土壤改良剂；

所述搅拌的转速为1000-5000r/min，搅拌的时间为5-30min。

一种土壤改良剂的应用，将所述土壤改良剂按照每亩5-20kg的用量，撒施于小麦、水稻、玉米、大豆的农田中。

壳寡糖是一种带正电荷阳离子碱性氨基低聚糖，其可以改变土壤菌群，促进有益微生物的生长，壳寡糖还可诱导植物的抗病性，对多种真菌、细菌和病毒产生免疫和杀灭作用。

鼠李糖酯是一种阴离子生物表面活性剂，具备将部分微量元素鳌合的功能，在弱碱性环境下电离出的羧基可固定根系周围的微量元素，降低微量元素在土壤中快速散失的可能性，保证了肥料的长效性；同时可以与碱性土壤中的碱基发生中和反应，改善土壤的碱性，从而改变土壤板结环境条件。鼠李糖脂还具有润湿剂的作用，保持土壤的湿润性。

过氧化钙(CaO₂)在常温下性质稳定，不易分解，但在潮湿环境或水中会缓慢分解放出氧气。将过氧化钙添作为土壤改良剂的成分之一，被施于土壤中，可以持续缓慢释放氧气，增加土壤中氧气含量，利于土壤的自养呼吸和异养呼吸，根际微生物和土壤微生物、动物的活动利于土壤有机质的分解，也使得土壤疏松，进一步增加含氧量。

火山灰是由火山喷发出而直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子，其不易溶于水，添加所述土壤改良剂中，可以作为主体物质分散其他成分，使混合更均匀，同时火山灰中富含的矿物质可以作为植物生长的营养素之一。

螯合剂能有效抑制金属离子对过氧化钙引起的催化分解，使过氧化钙缓慢分解，释放氧气；同时螯合剂可以保护有益离子，如亚铁离子免于被氧化或发生沉淀现象；螯合剂与重金属结合，形成稳定化合物，固化有害重金属。

本发明采用壳寡糖、鼠李糖酯、过氧化钙、微量矿物质类营养素、植物生长素、动物粪便、草木灰和火山灰复配制备土壤改良剂，鼠李糖酯通过胶束催化作用将空气中氮、氧和土壤中的有机质、失效的农药转化成类氨基酸与糖类，成为可被利用的有效营养，增加土壤有机质富集，而壳寡糖可以改善土壤菌群，在过氧化钙(CaO₂)缓慢释放氧气情况下，可进一步促进有益微生物的生长，加快土壤有机质的分解，也使得土壤疏松多孔；同时添加微量矿物质类营养素、动物粪便、草木灰，增加土壤中矿物质等，增加土壤肥力。所述土壤改良剂中加入螯合剂能有效抑制金属离子对过氧化钙引起的催化分解，使过氧化钙缓慢分解，释放氧气；同时螯合剂可以保护有益离子，如亚铁离子免于被氧化或生成沉淀；螯合剂与重金属结合，形成稳定化合物，固化有害重金属。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

(1)所述土壤改良剂具有亲水性基团(羟基、羧基)，能充份保持土壤中水份，同时通过过氧化钙缓慢释放氧气，改进黏重土壤的膨松度及空隙度、改善土壤的结构形成能力，活化土壤，避免因长期使用化学肥料而造成的土壤板结。

(2)所述土壤改良剂通过添加壳寡糖，并与鼠李糖酯、过氧化钙的协同作用，能有很好的改善作物根际土壤微生态环境，促进有益微生物的生长，刺激作物根系发育，增强作物抗逆与抗病能力。

(3)所述土壤改良剂具有酸碱缓冲能力，鳌合土壤中的重金属离子，同时激活土壤中养分的活性，从而有利于作物的吸收和利用。

(4)所述土壤改良剂可明显提高作物产量，玉米产量最高可增长9.6％，病害率小于5％。

具体实施方式

为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。

以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。

实施例1

称取鼠李糖酯10Kg、壳寡糖(聚合度为5-15，分子量为500-2000Da)0.05Kg、赤霉素1Kg、生长素2Kg、火山灰60Kg、鸡粪和牛粪混合物25Kg、混合均匀，得预混料，再称取过氧化钙5Kg、硫酸锌3Kg、亚硫酸铁3Kg、乙二胺-N,N'-二乙酸3Kg、乙二胺-N,N,N',N'-四乙酸4Kg、草木灰30Kg加入到预混料中，混合，加入到V型搅拌器中搅拌，搅拌的转速为3000r/min，搅拌30min，即制得土壤改良剂。

实施例2

称取鼠李糖酯1Kg、壳寡糖(聚合度为5-15，分子量为500-2000Da)0.01Kg、赤霉素0.1Kg、生长素0.2Kg、火山灰30Kg、鸡粪和牛粪混合物5Kg、混合均匀，得预混料，再称取过氧化钙2Kg、硫酸锌0.5Kg、亚硫酸铁0.5Kg、草木灰5Kg加入到预混料中，混合，加入到V型搅拌器中搅拌，搅拌的转速为3000r/min，搅拌30min，即制得土壤改良剂。

实施例3

称取鼠李糖酯18Kg、壳寡糖(聚合度为5-15，分子量为500-2000Da)0.8Kg、赤霉素2.5Kg、生长素2Kg、火山灰70Kg、鸭粪和猪粪混合物50Kg、混合均匀，得预混料，再称取过氧化钙10Kg、硫酸锌3Kg、亚硫酸铁3Kg、乙二胺-N,N'-二乙酸4Kg、乙二胺-N,N,N',N'-四乙酸5Kg、草木灰50Kg加入到预混料中，混合，加入到V型搅拌器中搅拌，搅拌的转速为3000r/min，搅拌30min，即制得土壤改良剂。

实施例4

称取鼠李糖酯0.2Kg、壳寡糖(聚合度为5-15，分子量为500-2000Da)0.01Kg、赤霉素0.1Kg、生长素0.1Kg、火山灰20Kg、鸡粪和牛粪混合物15Kg、混合均匀，得预混料，再称取过氧化钙2Kg、硫酸锌0.5Kg、亚硫酸铁0.5Kg、乙二胺-N,N'-二乙酸1Kg、乙二胺-N,N,N',N'-四乙酸0.8Kg、草木灰20Kg加入到预混料中，混合，加入到V型搅拌器中搅拌，搅拌的转速为3000r/min，搅拌30min，即制得土壤改良剂。

实施例5

称取鼠李糖酯15Kg、壳寡糖(聚合度为5-15，分子量为500-2000Da)0.5Kg、赤霉素1Kg、生长素1Kg、火山灰40Kg、鸡粪和牛粪混合物20Kg、混合均匀，得预混料，再称取过氧化钙4Kg、硫酸锌3Kg、亚硫酸铁3Kg、乙二胺-N,N'-二乙酸3.5Kg、乙二胺-N,N,N',N'-四乙酸3Kg、草木灰40Kg加入到预混料中，混合，加入到V型搅拌器中搅拌，搅拌的转速为3000r/min，搅拌30min，即制得土壤改良剂。

实施例6

称取鼠李糖酯10Kg、壳寡糖(聚合度为5-15，分子量为500-2000Da)0.05Kg、赤霉素1Kg、生长素2Kg、火山灰60Kg、鸡粪和牛粪混合物25Kg、混合均匀，得预混料，再称取过氧化钙5Kg、硫酸锌3Kg、亚硫酸铁3Kg、乙二胺-N,N'-二乙酸1Kg、乙二胺-N,N,N',N'-四乙酸1.5Kg、草木灰30Kg加入到预混料中，混合，加入到V型搅拌器中搅拌，搅拌的转速为3000r/min，搅拌30min，即制得土壤改良剂。

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于，用0.05Kg火山灰替代0.05Kg壳寡糖，其余原料和制备方法同实施例1。

对比例2

对比例2与实施例1的区别在于，用10Kg火山灰替代10Kg鼠李糖酯，其余原料和制备方法同实施例1。

对比例3

对比例3与实施例1的区别在于，用5Kg火山灰替代5Kg过氧化钙，其余原料和制备方法同实施例1。

对比例4

对比例4与实施例1的区别在于，用聚合度为12-20，分子量为2100-3200Da的壳寡糖，替换聚合度为5-15，分子量为500-2000Da的壳寡糖，其余原料和制备方法同实施例1。

对比例5

市售不含鼠李糖酯和壳寡糖的土壤改良剂。

对比例6

市售不含鼠李糖酯和过氧化钙的土壤改良剂。

产品效果测试

选择广东省某地区，分别设计实施例1-6、对比例1-3和对照组进行试验，每组选取土壤情况基本一致的田地100m²，播相同品种的玉米种子，在玉米苗破土30天后，配合复合肥，分别采用翻土撒施的方式，撒施实施例1-6和对比例1-3制得的土壤改良剂，对照组只撒施复合肥，各组撒施相同量复合肥。玉米生长期间采用相同的方式对各实施组与对照组进行驱虫、除草等。待收获玉米时统计各组玉米产量。经过试验，玉米产量见表1。

表1玉米产量

项目	产量	病害率％
			对照组	580Kg/亩	9.5
实施例1	630Kg/亩	1.5
			实施例2	610Kg/亩	4.5
实施例3	625Kg/亩	2
			实施例4	623Kg/亩	3
实施例5	628Kg/亩	1.8
			实施例6	620Kg/亩	3.5
对比例1	585Kg/亩	7.5
			对比例2	590Kg/亩	8
对比例3	595Kg/亩	5.5
			对比例4	600Kg/亩	5.5
对比例5	605Kg/亩	6
			对比例6	600Kg/亩	6.5

由表1可知，实施例1-6玉米产量明显高于对比例1-6，与对照组相比，产量最高可增长9.6％。实施例1-6病害率低，少于5％。

Claims (9)

1.一种土壤改良剂，其特征在于，按重量份计，所述土壤改良剂，主要由0.01-1份壳寡糖、0.1-20份鼠李糖酯、1-10份过氧化钙、1-10份微量矿物质类营养素、0.1-5份植物生长素、5-50份动物粪便、10-50份草木灰和20-70份火山灰组成，所述壳寡糖的聚合度为5-15，分子量为500-2000Da。

2.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述微量矿物质类营养素选自锌盐、铁盐、镁盐、锰盐或硼盐中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述植物生长调节剂包括赤霉素、生长素、复硝酚钠和氯吡脲中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述土壤改良剂还包括螯合剂。

5.根据权利要求4所述的土壤改良剂，其特征在于，所述螯合剂选自乙二胺-N,N'-二乙酸、乙二胺-N,N,N',N'-四乙酸、丹宁酸、葡糖二酸、丁二酸、木质素磺酸钙或木质素磺酸钾中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的土壤改良剂，其特征在于，所述螯合剂的质量为所述土壤改良剂的质量的1-10％。

7.根据权利要求6所述的土壤改良剂，其特征在于，所述螯合剂的质量为所述土壤改良剂的质量的3-6％。

8.权利要求1-7中任一项所述的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

称取鼠李糖酯、植物生长素、壳寡糖、火山灰、动物粪便，混合，再加入其余组分，混合，搅拌，即制得所述土壤改良剂；

所述搅拌的转速为1000-5000r/min，搅拌的时间为5-30min。

9.权利要求1-7中任一项所述的土壤改良剂的应用，其特征在于，将所述土壤改良剂按照每亩5-20kg的用量，撒施于小麦、水稻、玉米、大豆的农田中。