CN111778032A - 一种土壤改良剂及制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤改良剂及其制备与应用。所述土壤改良剂由生物质炭、氧化剂、含铁无机物、粘结剂按比例，通过配料、氧化剂颗粒制备、生物质炭‑含铁无机物包裹、烘干等步骤制备而成。所述土壤改良剂可有效去除连作土壤中化感自毒物质，改善土壤理化性质，调控土壤微生物结构，减轻土传病害，提高番茄、黄瓜等蔬菜作物的产量和品质，为绿色农业可持续发展提供有效的技术保障。

Description

一种土壤改良剂及制备方法与应用

技术领域

本发明属于农业生态与土壤改良技术领域，涉及土壤改良，具体涉及一种蔬菜连作土壤改良剂。本发明还给出了该土壤改良剂的制备方法与应用。

背景技术

连作障碍是指在同一地块连续种植同一种或近缘作物之后，即使釆用正常的栽培管理措施，也会出现植株生长发育状况不良、产量下降、品质变差的现象。近年来，随着农业产业化、规模化水平的不断发展，一些耕种区域连作障碍问题日益突显。目前，我国连作障碍危害程度较高的土地面积占总耕地面积的10％以上，已造成巨大的经济损失，严重制约了农业经济的可持续性发展，成为我国乃至全世界范围内农业生产亟待解决的一大技术问题。作物连作障碍的机理非常复杂，是作物与土壤内部诸多因素和外部因素综合作用的结果。目前已有的研究表明，连作障碍机理可概括为植物的化感自毒作用、土壤生物学环境恶化、土壤理化性状劣化等三个方面，而三者之间又是相互关联的。其中，根系分泌物和植物残株腐解物产生的化感自毒物质是导致植物产生连作障碍的主要原因，而土壤生物学环境恶化和土壤性质劣化是连作障碍的次生危害。因此，研究开发去除连作土壤中化感自毒物质的技术是从根源上解决连作障碍的有效措施之一。

连作障碍是设施蔬菜，特别是茄果类蔬菜栽培中存在的普遍问题，传统的处理措施有客土法、药剂处理和轮作倒茬。客土法通过更换耕作土壤可较好地解决连作障碍问题，但存在换土工作量大且操作成本高昂的缺点。药剂处理对防治土传病害具有一定效果，但易造成药剂残留、土壤板结，且对自毒化感物质无明显去除效果。而轮作倒茬方法，适用范围有限，不适用于专业化和产业化程度较高的蔬菜栽培。为了实现连作土壤的原位修复，近年来，国内外学者尝试了多种新举措。研究表明，向土壤中添加有益功能性微生物，比如施用有益微生物菌剂能一定程度地缓解酚酸类的化感毒害作用，但是目前该类菌剂在实际大田试验中往往存在菌种存活率较低，功能发挥效果不稳定的问题。国内外学者开展了将通过高温碳化制备出的生物质炭材料应用于连作土壤修复的研究。由于生物炭具有较大的比表面积、丰富的孔隙度和很强的吸附性能，对连作土壤理化性质改良、微生物调控及农作物增产提质均表现出良好的效果。但生物炭吸附并不能彻底去除化感自毒物质，只是将其从栽培介质中转移到生物质炭材料中，其对作物正常生长和土壤中的微生物仍存在一定威胁。

过氧化物是一类兼具释氧性和氧化性的环境友好型材料，被广泛应用于土壤及地下水原位修复、种植、水产养殖、食品和医疗等领域。过氧化物的作用机理，其与水反应生成H₂O₂，H₂O₂可分解出氧气；当溶液中存在Fe²⁺时，生成的H₂O₂则可通过Fenton反应释放出高活性、氧化性极强的羟基自由基(·OH)，进而氧化去除环境中难生物降解的有机物。目前，已有多件专利技术涉及过氧化物的应用。比如，专利CN200910094636.6公开了一种增氧型烟草包衣丸化种子及其制备方法，其采用过氧化钙对烟草种子进行包衣丸化；专利CN201410599271.3公开了一种刀鲚养殖池塘水质调节剂，其组分包括过氧化钙；这两件专利均涉及过氧化物的缓释氧特性。专利CN201410561933.8公开了一种过硫酸盐-过氧化钙双氧化剂去除多环芳烃类物质甲基萘的方法，专利CN201610854023.8公开了一种利用污泥裂解液和亚微米过氧化钙修复有机污染土壤的方法，均一定程度地借助过氧化物的氧化性实现有机污染物的去除。但是，目前关于过氧化物在连作土壤改良方面的相关研究及应用还未见报道。

发明内容

为了解决上述连作障碍的技术问题，克服连作土壤传统防治方法的局限性，本发明提出一种土壤改良剂及该土壤改良剂的制备方法。本发明的土壤改良剂通过将多孔生物炭与化学氧化剂相耦造粒而得，原料易得，制备方法简便易行。本发明的土壤改良剂表现出优良的田间应用效果，可实现对连作土壤中化感自毒物质的原位快速去除，改善连作土壤理化性质和微生物群落多样性，有效缓解作物连作障碍。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。一种土壤改良剂，其组分按质量百分比计，包括生物质炭70-85％、氧化剂10-20％、含铁无机物4-10％和粘结剂1-5％。

作为本发明的优选实施方式之一，所述生物质炭由废弃生物质经高温热解制备而成；所述废弃生物质选用木屑、花生壳、椰壳、核桃壳、水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆或玉米芯中的至少一种，热解温度为500-800℃，热解时间为1.5-2.5h。生物质炭是由富含碳的生物质在无氧或缺氧条件下经过高温裂解生成的一种具有高度芳香化、富含碳素的多孔固体颗粒物质。生物质炭含有大量的碳和植物营养物质、具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积且表面含有较多的含氧活性基团，是一种多功能材料。本发明所选用的制备所述生物质炭的原料为农用废弃生物质，经高温裂解生成生物质炭，为废弃生物质资源的有效利用提供了途径。

作为本发明的优选实施方式之一，所述氧化剂选用过氧化钙、过氧化镁、过氧化锌或过氧化尿素中的至少一种。本发明选用的氧化剂为过氧化物，其与水反应生成H₂O₂。本领域普通技术人员，基于本发明的技术启示，还可以选用其它种类的并实现本发明意图的氧化剂。为了与含铁无机物构成氧化体系，实现所述化感自毒物质的有效去除，本发明所述土壤改良剂中的氧化剂有效含量为10％以上。

作为本发明的优选实施方式之一，所述含铁无机物选用四氧化三铁、氧化铁或羟基氧化铁中的至少一种。如上所述，所述含铁无机物提供铁离子，与氧化剂构成氧化体系，氧化去除土壤中的化感自毒物质。

作为本发明的优选实施方式之一，所述粘结剂选用高岭土、蒙脱石、凹凸棒石、淀粉、壳聚糖、聚乙烯醇、海藻酸钠、羧甲基纤维素及其衍生物中的至少一种。在本发明中，所述粘结剂至少具有两方面的功用，一是实现氧化剂的挤压造粒；二是使得生物质炭、含铁无机物的混合物包覆在氧化剂颗粒的表面。本领域普通技术人员，基于本发明的技术启示，还可以选用其它种类的并实现本发明意图的粘结剂。

另外，本发明还提供所述土壤改良剂的制备方法，其包括，

将适宜粒度的生物质炭、含铁无机物充分混合；

将粘结剂均匀分散于水中，形成1.5-8.0wt.％的粘结剂分散体系，按氧化剂质量与生物质炭、含铁无机物质量之和的比值，将粘结剂分散体系分成A、B两份；

将氧化剂与A份粘结剂分散体系混合，制成直径为2-3mm的氧化剂颗粒；

将氧化剂颗粒置入包衣机中，包衣机圆盘转速控制在30-60r/min，倾斜角控制在45-65°；将生物质炭、含铁无机物的混合物以10-40g/min投入包衣机圆盘中，将B份粘结剂分散体系喷洒至转动的氧化剂颗粒表面，使得生物质炭、含铁无机物的混合物在氧化剂颗粒表面形成包膜，完成包裹后，继续转动15-20min，制成直径为4-7mm的预制复合颗粒；

将预制复合颗粒置入40-55℃流化床内干燥30-90min，之后冷却至室温，即得所述土壤改良剂。

采用上述方法制备的所述土壤改良剂，其外形大致为圆形或椭圆形的颗粒。所述土壤改良剂是以氧化剂为内核，生物质炭、含铁无机物的混合物为壳层的核壳结构，其氧化剂含量不低于10％。基于本发明的技术思路，所述土壤改良剂除采用上述包衣法造粒外，本领域普通技术人员还可以采用其他的方法予以制备。

对于上述方法制备所述土壤改良剂的物料，所述生物质炭由废弃生物质经高温热解制备而成；所述废弃生物质选用木屑、花生壳、椰壳、核桃壳、水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆或玉米芯中的至少一种，热解温度为500-800℃，热解时间为1.5-2.5h；所述氧化剂选用过氧化钙、过氧化镁、过氧化锌或过氧化尿素中的至少一种；所述含铁无机物选用四氧化三铁、氧化铁或羟基氧化铁中的至少一种；所述粘结剂选用高岭土、蒙脱石、凹凸棒石、淀粉、壳聚糖、聚乙烯醇、海藻酸钠、羧甲基纤维素及其衍生物中的至少一种。

再者，本发明进一步给出了所述土壤改良剂在连作土壤改良方面的应用。本发明所述土壤改良剂可实现对连作土壤中化感自毒物质的原位快速去除，改善连作土壤理化性质和微生物群落多样性，有效缓解作物连作障碍。具体地，所述土壤改良剂的生物质炭吸附土壤中的化感自毒物质，所述含铁无机物、氧化剂构成氧化体系实现所述化感自毒物质的去除。

与现有技术相比，本发明所述土壤改良剂具有如下的技术效果或优点。

本发明所述土壤改良剂，其组分包括生物质炭、氧化剂、含铁无机物和粘结剂。在粘结剂的作用下，氧化剂为内核，生物质炭-含铁无机物的混合物为包覆材料，采用包衣造粒工艺形成具有核壳结构的圆形或椭圆形的颗粒。生物质炭具有多孔结构，作为化学氧化剂的包膜材料，即可延长化学氧化剂的作用时间，又可避免化学氧化剂的强氧化性直接作用于土壤，使所述土壤改良剂具有较好的速效性、长效性和环境友好性。生物质炭还表现出优良的吸附作用，将连作土壤中化感自毒物质吸附于所述改良剂颗粒表面，进一步通过含铁化合物-过氧化物构成的氧化体系实现对化感自毒物质的快速有效去除，并可提高土壤pH和土壤速效养分，改善作物根际土壤微生物群落多样性，降低再植病的发病率，有效促进作物生长和产量的提高。

本发明所述土壤改良剂所用原料易得，制备方法简单，生产成本低。制备而得的土壤改良剂理化性质稳定，最大变形力可到15N以上，能满足运输和储存要求。从应用层面，本发明所述土壤改良剂具有清洁环保无污染，应用方式易于操作的优点。与传统客土法相比，本发明具有节省劳力、节约开支的优点；与土壤熏蒸相比，本发明可避免对作物和操作人员的毒害，具有更好的生态环保性；与微生物调控技术相比，本发明具有高效稳定的特点。

附图说明

图1为本发明实施例荧光定量PCR--绝对定量电泳胶图。

图2为本发明实施例16S基因定量标准品斜线图。

图3为本发明实施例ITS基因定量标准品斜线图。

图4为本发明实施例制备所得土壤改良剂实物图。

图5为本发明实施例根际土壤真菌和细菌的基因拷贝数。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，但本发明的实施方式并不局限于这些实施例。其他遵循本发明精神和工作原理的发明均属于本发明的保护范围之内。以下结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明所述的土壤改良剂组分包括生物质炭、氧化剂、含铁无机物和粘结剂。现结合具体的物料及工艺参数，对所述的土壤改良剂的制备方法进行说明。

1)配料

将粉碎至适宜尺寸的生物质炭、含铁无机物按所述配比进行配置，并充分混匀备用。将粘结剂充分分散于适量去离子水中，配制成1.5～8.0wt.％的粘结剂溶液，将粘结剂溶液分成A、B两份。A、B两份粘结剂溶液质量的比值，与氧化剂重量与生物质炭-含铁无机物总重量的比值相同或基本相同，即A份粘结剂溶液用于氧化剂颗粒的制备，B份粘结剂溶液用于将生物质炭-含铁无机物包裹在氧化剂颗粒的表面。

所述生物质炭由废弃生物质经高温热解制备而成；所述废弃生物质选用木屑、花生壳、椰壳、核桃壳、水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆或玉米芯中的至少一种，热解温度为500-800℃，热解时间为1.5-2.5h。

所述含铁无机物选用四氧化三铁、氧化铁或羟基氧化铁中的至少一种。

所述氧化剂选用过氧化钙、过氧化镁、过氧化锌或过氧化尿素中的至少一种。

所述粘结剂选用高岭土、蒙脱石、凹凸棒石、淀粉、壳聚糖、聚乙烯醇、海藻酸钠、羧甲基纤维素及其衍生物中的至少一种。

上述生物质炭、含铁无机物、氧化剂均粉碎并过100目筛，或者粉碎至粒度更小的粉末状。

2)氧化剂颗粒的制备

按照配比，将氧化剂粉末和粘结剂溶液A充分混合均匀，获得具有一定韧性的团状氧化剂，之后放入挤压式造粒机，制成直径为2-3mm的氧化剂小颗粒。

3)复合颗粒的制备

将步骤2)制备的过氧化剂颗粒放入不锈钢包衣机中，包衣机圆盘转速控制在30-60r/min，倾斜角控制在45-65°。将步骤1)的生物质炭和含铁无机物混合粉末通过振动给料机以10-40g/min均速投入不锈钢包衣机圆盘中。含有粘结剂的溶液B通过水雾喷枪喷在转动的过氧化物颗粒上，使得生物质炭-含铁无机物混合粉末在氧化剂颗粒表面形成包膜，完成包裹后，继续转动15-20min。制成直径4-7mm的复合颗粒

4)烘干颗粒

将制备好的复合颗粒放入40-55℃流化床内干燥30-90min，之后冷却至室温，密封保存。制备所得土壤改良剂的大致外形或外观如附图4所示。

本发明实施例采用荧光定量PCR技术检测所述土壤改良剂对土壤微生物群落结构的影响。表1列出了荧光定量PCR所用引物序列。图1为本发明实施例荧光定量PCR--绝对定量电泳胶图。图2为本发明实施例16S基因定量标准品斜线图。图3为本发明实施例ITS基因定量标准品斜线图。

表1荧光定量PCR所用引物序列

实施例1

(1)配料

本实施例的土壤改良剂组分包括花生壳生物质炭、四氧化三铁、高岭土和过氧化钙。花生壳生物质炭由花生壳在600℃下热解2h获得，粉碎并过100目筛。四氧化三铁为含铁无机物的一种，粉碎并过100目筛。高岭土作为粘结剂。过氧化钙作为氧化剂，粉碎并过100目筛。

称取已过100目筛的花生壳生物质炭75g，四氧化三铁7.5g，并充分混匀备用。将2.5g高岭土充分分散于65mL去离子水中，配置成3.85wt.％的粘结剂溶液。将粘结剂溶液分成A、B两份，其中A份为10mL，B份为55mL。

(2)过氧化物颗粒制备

将15.0g过氧化钙粉末和粘结剂溶液A充分混合均匀获得具有一定韧性的团状过氧化钙，之后放入挤压式造粒机，制成直径为2-3mm的过氧化钙小颗粒。

(3)复合颗粒的制备

将步骤(2)制备的过氧化钙颗粒放入不锈钢包衣机中，包衣机圆盘转速控制在40r/min，倾斜角控制在55°。步骤(1)获得的花生壳生物质炭和四氧化三铁混合粉末通过振动给料机以15g/min均速投入不锈钢包衣机圆盘中。含有粘结剂的溶液B通过水雾喷枪喷在转动的过氧化物颗粒上，使得生物质炭-四氧化三铁混合粉末在过氧化钙颗粒表面形成包膜，完成包裹后，继续转动15min。制成直径约5mm的复合颗粒。

(4)烘干颗粒

将制备好的复合颗粒放入50℃流化床内干燥60min，之后冷却至室温，密封保存。

对实施例1制备的土壤改良剂作进一步的效果检测。经测定：

实施例1制备的土壤改良剂颗粒最大变形力32.5N，具有稳定的机械性能。

经过3h序批反应后，1.5g/L土壤改良剂颗粒对100mg/L苯甲酸的去除率可达84.3％。

土壤改良剂颗粒在去离子水中浸泡3h后，氢氧根离子的释放总量为等含量的CaO₂粉末氢氧根离子释放量的1.6％，表明土壤改良剂颗粒对CaO₂分解生成的氢氧根离子具有良好的缓释性能，可有效降低氢氧根离子的释放速率，并减少释放量，避免对土壤pH造成剧烈扰动。

在连作三茬番茄的菜地进行小区试验，土壤改良剂颗粒施用量为600kg/hm²。番茄幼苗移栽30天后，施用土壤改良剂颗粒的处理与常规栽培对照处理相比，番茄平均株高、叶面积、植株生物量、地下部鲜重和根系活力分别增加9.8％、7.2％、24.6％、35.8％和23.7％。根系细胞膜相对透性和丙二醛含量分别下降20.6％和23.5％。发病率降低8.6％，产量增加12.5％。施用土壤改良剂颗粒的处理土壤中总酚酸的去除率为45.5％，与对照相比，土壤pH值升高0.53个单位，碱解氮提高18.6mg/kg，速效钾提高52.3mg/kg，速效磷变化不显著。

通过绝对荧光定量PCR对根际土壤细菌16S rDNA gene和真菌ITS进行定量分析，结果如附图5所示。对照组根际土壤中细菌16S rDNA基因拷贝数为4.91×10⁹g^-1·d.w.s，真菌基因拷贝数为1.59×10⁸g^-1·d.w.s，B/F值为30.8。添加土壤改良剂颗粒后根际土壤中细菌16S rDNA基因拷贝数为5.27×10⁹g^-1·d.w.s，真菌基因拷贝数为1.41×10⁸g^-1·d.w.s，B/F值为37.7。可见，添加土壤改良剂颗粒后可一定程度地增加土壤中细菌数量，减少真菌的数量，使土壤向“细菌型”转变，有效优化土壤微生物群落结构。

实施例2

(1)配料

本实施例的土壤改良剂组分包括玉米秸秆生物质炭、羟基氧化铁、羧甲基纤维素和过氧化镁。玉米秸秆生物质炭由玉米秸秆在550℃下热解2.5h获得，粉碎并过100目筛。羟基氧化铁为含铁无机物的一种，粉碎并过100目筛。羧甲基纤维素作为粘结剂。过氧化镁作为氧化剂，粉碎并过100目筛。

称取已过100目筛的玉米秸秆生物质炭80g，羟基氧化铁6.0g，并充分混匀备用。将2.0g羧甲基纤维素充分分散于86mL去离子水中，配置成2.33wt.％的粘结剂溶液。将粘结剂溶液分成A、B两份，其中A份为75.5mL，B份为10.5mL。

(2)过氧化物颗粒制备

将12.0g过氧化镁粉末和粘结剂溶液A充分混合均匀获得具有一定韧性的团状过化镁，之后放入挤压式造粒机，制成直径为2-3mm的过氧化镁小颗粒。

(3)复合颗粒的制备

将步骤(2)制备的过氧化镁颗粒放入不锈钢包衣机中，包衣机圆盘转速控制在45r/min，倾斜角控制在50°。步骤(1)获得的玉米秸秆生物质炭和羟基氧化铁混合粉末通过振动给料机以12g/min均速投入不锈钢包衣机圆盘中。含有粘结剂的溶液B通过水雾喷枪喷在转动的过氧化物颗粒上，使得生物质炭-羟基氧化铁混合粉末在过氧化钙颗粒表面形成包膜，完成包裹后，继续转动10min。制成直径约6mm的复合颗粒。

(4)烘干颗粒

将制备好的复合颗粒放入45℃流化床内干燥80min，之后冷却至室温，密封保存。

对实施例2制备的土壤改良剂作进一步的效果检测。经测定：

实施例2制备的土壤改良剂颗粒最大变形力26.8N，具有稳定的机械性能。

经过3h序批反应后，1.5g/L土壤改良剂颗粒对100mg/L苯甲酸的去除率可达80.6％。

土壤改良剂颗粒在去离子水中浸泡3h后，氢氧根离子的释放总量为等含量的过氧化镁粉末氢氧根离子释放量的2.1％。表明，土壤改良剂颗粒对过氧化镁分解生成的氢氧根离子具有良好的缓释性能，可有效降低氢氧根离子的释放速率，并减少释放量，避免对土壤pH造成剧烈扰动。

在连作两年黄瓜的菜地进行小区试验，土壤改良剂颗粒施用量为800kg/hm²。种植2个月后，施用土壤改良剂颗粒的处理与常规栽培对照处理相比，黄瓜叶面积增加37.2％，叶绿素含量增加33.8％，茎粗增加3.5％，地下部鲜重增加20.6％，根冠比提高35.0％，根系活力增加31.6％。发病率降低9.5％。施用土壤改良剂颗粒的处理土壤中总酚酸的去除率为53.8％，与对照相比，土壤pH值升高0.71个单位，碱解氮提高25.3mg/kg，速效钾提高71.8mg/kg，速效磷提高34.5mg/kg。

通过绝对荧光定量PCR对根际土壤细菌16S rDNA gene和真菌ITS进行定量分析，结果如附图5所示。对照组根际土壤中细菌16S rDNA基因拷贝数为5.58×10⁹g^-1·d.w.s，真菌基因拷贝数为2.14×10⁸g^-1·d.w.s，B/F值为26.1。添加复合颗粒后根际土壤中细菌16SrDNA基因拷贝数为6.38×10⁹g^-1·d.w.s，真菌基因拷贝数为2.03×10⁸g^-1·d.w.s，B/F值为31.5。可见，添加土壤改良剂颗粒后可一定程度地增加土壤中细菌数量，减少真菌的数量，使土壤向“细菌型”转变，有效优化土壤微生物群落结构。

实施例3

(1)配料

本实施例的土壤改良剂组分包括核桃壳生物质炭、氧化铁、聚乙烯醇和过氧化锌。核桃壳生物质炭由核桃壳在600℃下热解1.5h获得，粉碎并过100目筛。氧化铁为含铁无机物的一种，粉碎并过100目筛。聚乙烯醇作为粘结剂。过氧化锌作为氧化剂，粉碎并过100目筛。

称取已过100目筛的核桃壳生物质炭78g，氧化铁7.0g，并充分混匀备用。将5.0g聚乙烯醇充分分散于85mL、75℃去离子水中，配置成5.88wt.％的粘结剂溶液。将粘结剂溶液分成A、B两份，其中A份为76.1mL，B份为8.9mL。

(2)过氧化物颗粒制备

将10.0g过氧化锌粉末和粘结剂溶液A充分混合均匀获得具有一定韧性的团状过氧化锌，之后放入挤压式造粒机，制成直径为2-3mm的过氧化锌小颗粒。

(3)复合颗粒的制备

将步骤(2)制备的过氧化锌颗粒放入不锈钢包衣机中，包衣机圆盘转速控制在50r/min，倾斜角控制在45°。步骤(1)获得的核桃壳生物质炭和氧化铁混合粉末通过振动给料机以10g/min均速投入不锈钢包衣机圆盘中。含有粘结剂的溶液B通过水雾喷枪喷在转动的过氧化物颗粒上，使得生物质炭-氧化铁混合粉末在过氧化锌颗粒表面形成包膜，完成包裹后，继续转动20min。制成直径约4mm的复合颗粒。

(4)烘干颗粒

将制备好的复合颗粒放入55℃流化床内干燥90min，之后冷却至室温，密封保存。

对实施例3制备的土壤改良剂作进一步的效果检测。经测定：

实施例3制备的土壤改良剂颗粒最大变形力37.8N，具有稳定的机械性能。

经过3h序批反应后，1.5g/L土壤改良剂颗粒对100mg/L苯甲酸的去除率可达86.8％。

土壤改良剂颗粒在去离子水中浸泡3h后，氢氧根离子的释放总量为等含量的过氧化锌粉末氢氧根离子释放量的2.4％。表明，土壤改良剂颗粒对过氧化锌分解生成的氢氧根离子具有良好的缓释性能，可有效降低氢氧根离子的释放速率，并减少释放量，避免对土壤pH造成剧烈扰动。

采用水培试验考察制备所得土壤改良剂对缓解番茄幼苗酚酸化感胁迫的效果。使用100mg/L苯甲酸作为模拟自毒物质，在人工气候箱中培养10天后，对番茄幼苗各项指标进行测定。结果表明，添加土壤改良剂复合颗粒可显著提高番茄幼苗单株生物量、根重、茎叶鲜重、株高、根长、幼苗的根系活力，与苯甲酸胁迫处理相比，以上指标分别提高46.7％、78.3％、42.6％、9.5％、36.8％、79.5％。根系细胞膜透性、叶片丙二醛含量与苯甲酸胁迫处理相比分别下降25.4％和32.5％，叶片超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性分别提高63.2％和46.8％。可见，本实施例所制备的土壤改良剂复合颗粒可有效降低栽培介质中苯甲酸浓度，从而减轻酚酸对番茄的生理胁迫，促进幼苗生长。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土壤改良剂，其组分按质量百分比计，包括生物质炭70-85％、氧化剂10-20％、含铁无机物4-10％和粘结剂1-5％。

2.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述生物质炭由废弃生物质经高温热解制备而成；所述废弃生物质选用木屑、花生壳、椰壳、核桃壳、水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆或玉米芯中的至少一种，热解温度为500-800℃，热解时间为1.5-2.5h。

3.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述氧化剂选用过氧化钙、过氧化镁、过氧化锌或过氧化尿素中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述含铁无机物选用四氧化三铁、氧化铁或羟基氧化铁中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述粘结剂选用高岭土、蒙脱石、凹凸棒石、淀粉、壳聚糖、聚乙烯醇、海藻酸钠、羧甲基纤维素及其衍生物中的至少一种。

6.制备权利要求1至5任一项所述土壤改良剂的方法，其特征在于，包括，

将适宜粒度的生物质炭、含铁无机物充分混合；

将粘结剂均匀分散于水中，形成1.5-8.0wt.％的粘结剂分散体系，按氧化剂质量与生物质炭、含铁无机物质量之和的比值，将粘结剂分散体系分成A、B两份；

将氧化剂与A份粘结剂分散体系混合，制成直径为2-3mm的氧化剂颗粒；

将氧化剂颗粒置入包衣机中，包衣机圆盘转速控制在30-60r/min，倾斜角控制在45-65°；将生物质炭、含铁无机物的混合物以10-40g/min投入包衣机圆盘中，将B份粘结剂分散体系喷洒至转动的氧化剂颗粒表面，使得生物质炭、含铁无机物的混合物在氧化剂颗粒表面形成包膜，完成包裹后，继续转动15-20min，制成直径为4-7mm的预制复合颗粒；

将预制复合颗粒置入40-55℃流化床内干燥30-90min，之后冷却至室温，即得所述土壤改良剂。

7.根据权利要求6所述土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述土壤改良剂是以氧化剂为内核，生物质炭、含铁无机物的混合物为壳层的核壳结构。

8.根据权利要求6所述土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述生物质炭由废弃生物质经高温热解制备而成；所述废弃生物质选用木屑、花生壳、椰壳、核桃壳、水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆或玉米芯中的至少一种，热解温度为500-800℃，热解时间为1.5-2.5h；

所述氧化剂选用过氧化钙、过氧化镁、过氧化锌或过氧化尿素中的至少一种；

所述含铁无机物选用四氧化三铁、氧化铁或羟基氧化铁中的至少一种；

所述粘结剂选用高岭土、蒙脱石、凹凸棒石、淀粉、壳聚糖、聚乙烯醇、海藻酸钠、羧甲基纤维素及其衍生物中的至少一种。

9.权利要求1至5任一项所述土壤改良剂在连作土壤改良方面的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述土壤改良剂在蔬菜连作土壤改良方面的应用。

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