CN113185983B - 一种土壤调理剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种土壤调理剂，按重量份计，包括脱硫石灰20～40份、腐殖酸5～20份、硫酸铝钾0.5～1.5份、硫酸亚铁1～4份和椰壳炭3‑5份；所述椰壳炭的孔隙表面负载有铁锌颗粒。本发明提供的土壤调理剂廉价易得，制作方法简单，生产周期短，生产成本低，可改善盐碱土理化性质并增加土壤肥力，显著修复作物受伤根系，促进营养根的生长，增强作物抗病、抗寒、抗旱能力，保障农作物稳产高产。
Description
技术领域
本发明涉及一种改善盐碱地肥力的土壤调理剂及其制备方法和在盐碱土壤中种植水稻的应用，属于土壤调理剂领域。
背景技术
盐碱土资源遍及世界100多个国家，总面积达10亿hm2。我国约有盐碱地0.27亿hm2，其中0.06亿hm2为耕地，0.21亿hm2为盐碱荒地，盐碱障碍耕地和具有农业发展潜力的盐碱地占所有盐碱地的50％以上。土壤盐碱化的防治与盐碱土的开发利用对改善生态环境、社会经济发展、推进可持续进程具有重要意义。
盐碱土壤对作物的危害主要是因含过多的可溶性盐分而影响作物成活与生长发育，其次是土壤过多的盐分会导致土壤的理化性状受到破坏使土壤肥力下降影响作物对养分的吸收。总体来说，盐胁迫对作物的伤害主要包括离子毒害和渗透胁迫两方面。
目前国内外治理盐碱土壤主要措施有：工程措施、农艺措施、生物措施和化学措施等措施。化学改良主要是在盐碱土壤中添加各类化学改良剂、天然矿土资源(如磷矿粉、凹凸棒土等)、工农业废弃物等，与土壤中成盐离子发生络合反应，使其随灌溉水排出，从而达到降低土壤盐分的目的。
发明内容
基于此，本发明的第一个目的在于，提供一种土壤调理剂。
本发明的第二个目的在于提供一种土壤调理剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
一种土壤调理剂，按重量份计，包括脱硫石灰20～40份、腐殖酸5～20份、硫酸铝钾0.5～1.5份、硫酸亚铁1～4份和椰壳炭3-5份；所述椰壳炭的孔隙表面负载有铁锌颗粒。
优选的，所述椰壳碳的制备方法包括将椰壳碳化后，浸于包括可溶性铁盐、可溶性锌盐和酰胺化合物的溶液中，于40-50℃下保温后将溶液的pH值调节至9-10，最后于流动的还原性气氛下锻烧的步骤。
优选的，所述碳化的温度为450-550℃。
优选的，述可溶性铁盐包括氯化铁、硫酸铁或硝酸铁；
优选的，所述可溶性锌盐包括氯化锌、硫酸锌或硝酸锌。
优选的，所述酰胺化合物包括尿素。
优选的，所述还原气氛包括氢气。
一种所述的土壤调理剂的制备方法，
包括如下步骤：
将腐殖酸磨碎至80～100目后与硫酸铝钾、硫酸亚铁、脱硫石膏和椰壳碳混合并造粒。
优选的，一种所述的土壤调理剂的应用，应用于治理盐碱土壤。
优选的，所述治理盐碱土壤包括将所述调理剂与土壤混合均匀的步骤。
优选的，一种所述的土壤调理剂的应用，应用于治理用于种植水稻的盐碱土壤。
相对于现有技术，本发明有益效果如下：
(1)本发明提供的土壤调理剂廉价易得，制作方法简单，生产周期短，生产成本低。
(2)本发明提供的土壤调理剂可改善盐碱土理化性质并增加土壤肥力。其中，脱硫石膏可降低土壤pH，腐殖酸中微生物产生的吲哚乙酸、赤霉素、氨基酸、多糖等多种代谢产物，与特殊的活性腐殖酸等载体协同作用，可显著修复作物受伤根系，促进营养根的生长，增强作物抗病、抗寒、抗旱能力，保障农作物稳产高产。
(3)本发明提供的土壤调理剂调理后的盐碱土壤种植水稻，其增产效果显著。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了实施例6中种植的水稻的稻谷干重示意图；
图2示出了实施例6中种植的水稻的空壳率示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例所用腐殖酸为北京世纪阿姆斯生物技术有限公司产品阿姆斯爆根I号。其它原料，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。本发明中采用的阿姆斯爆根I号有效活菌数10亿个/克，有效菌种为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌；其载体有机质含量≥60％(富含腐殖酸、游离酸与生物代谢产物)。本发明中采用的脱酸石膏为二水硫酸钙CaSO4·2H2O，含量≥90％。
本发明提供了一种土壤调理剂，具体的，按重量份计，包括脱硫石灰20份、腐殖酸5份、硫酸铝钾0.5份、硫酸亚铁1份和椰壳炭3份；或者包括脱硫石灰30份、腐殖酸10份、硫酸铝钾1份、硫酸亚铁2份和椰壳炭4份；或者包括脱硫石灰40份、腐殖酸20份、硫酸铝钾1.5份、硫酸亚铁4份和椰壳炭5份；所述椰壳炭的孔隙表面负载有铁锌颗粒。其中，脱硫石膏可降低土壤pH，腐殖酸中的微生物产生的吲哚乙酸、赤霉素、氨基酸、多糖等多种代谢产物，活性腐殖酸等载体可产生协同作用，显著修复作物受伤根系，促进营养根的生长，增强作物抗病、抗寒、抗旱能力，保障农作物稳产高产。椰壳碳可提高土壤的透气性。同时，椰壳碳上负载的单质锌可与土壤中的镉元素发生交换，从而有效降低土壤中的镉含量。同时，铁和镉还可形成更稳定的合金，防止镉再次污染土壤。硫酸铝钾和硫酸亚铁的加入还可加速镉的交换，有效降低镉污染。
本发明的某些具体实施方式中，椰壳碳制备方法为将椰壳碳化后，浸于氯化铁、氯化锌和尿素的溶液中，于40℃下保温后将溶液的pH值调节至9，最后于流动的氢气下锻烧即可得到。保温温度的提高可加速胶体的形成，但是当温度高于50℃时，无法生成胶体。氢氧化铁胶体和氢氧化锌胶体的形成可使氢氧化铁胶体和氢氧化锌胶体均地沉淀于椰壳碳表面。然后调节pH至碱性，可使氢氧化铁胶体和氢氧化锌胶体进一步长大而生成颗粒。然后采用氢气还原，可得到铁锌的金属间化合物。该金属间化合物中的锌可与土壤中的镉离子进行交换，从而生成铁镉的金属间化合物，从而降低土壤中的镉浓度。碳化的温度可以在450-550℃之间进行选择。温度这低，椰壳无法碳化，温度过高，椰壳的孔隙会被破坏。
在本发明的某些具体实施方式中，土壤调理剂采用喷雾造粒的主法制备。具体的，将腐殖酸磨碎至80～100目之间后按上述比例和硫酸铝钾、硫酸亚铁、脱硫石膏和椰壳碳混合并造粒。
在本发明的某些具体实施方式中，所述土壤调理剂被用来治理盐碱土壤，并用于种植水稻。
以上结合具体实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
椰壳碳的制备
将椰壳于氮气气氛下，450℃碳化，得到椰壳碳，然后将椰壳碳浸于溶解有氯化铁、氯化锌和尿素的溶液中，其中，氯化铁的浓度为0.3mol/L，氯化锌的浓度为0.2mol/L，尿素的的浓度为0.1mol/L，于40℃下保温使铁离子和锌离子生成氢氧化铁和氢氧化锌的胶体，然后将溶液的pH值调节至9使胶体长大，最终转变为沉淀，使其沉淀在椰壳碳的孔隙表面。最后将椰壳碳氢气气氛800℃的温度下锻烧使氧化铁和氧化锌被还原成铁锌的金属间化合物颗粒。
实施例2
椰壳碳的制备
将椰壳于氮气气氛下，550℃碳化，得到椰壳碳，然后将椰壳碳浸于溶解有硫酸铁、硫酸锌和尿素的溶液中，其中，硫酸铁的浓度为0.4mol/L，硫酸锌的浓度为0.3mol/L，尿素的的浓度为0.15mol/L，于50℃下保温使铁离子和锌离子生成氢氧化铁和氢氧化锌的胶体，然后将溶液的pH值调节至9.5使胶体长大，最终转变为沉淀，使其沉淀在椰壳碳的孔隙表面。最后将椰壳碳氢气气氛800℃的温度下锻烧使氧化铁和氧化锌被还原成铁和锌的金属间化合物颗粒。
实施例3
土壤调理剂的制备
将5份的姆斯爆根I号磨碎至100目，然后与0.5份的硫酸铝钾、1份硫酸亚铁、20份脱硫石膏和3份实施例1制备得到的椰壳碳充分混匀并用造粒机进行喷雾造粒。
实施例4
土壤调理剂的制备
将10份的姆斯爆根I号磨碎至100目，然后与1份的硫酸铝钾、2份硫酸亚铁、30份脱硫石膏和4份实施例1制备得到的椰壳碳充分混匀并用造粒机进行喷雾造粒。
实施例5
土壤调理剂的制备
将10份的姆斯爆根I号磨碎至100目，然后与1.5份的硫酸铝钾、4份硫酸亚铁、40份脱硫石膏和5份实施例1制备得到的椰壳碳充分混匀并用造粒机进行喷雾造粒。
实施例6
土壤调理剂在盐碱土壤中的应用
土壤栽培试验于湖南农业科学院网室内进行，土壤采自浙江省温州市龙湾区某受盐碱污染的农用地0～20cm耕作层土壤，为碱性土壤，土壤pH为9.6，总溶解性盐含量为3.6mg·kg-1，土壤中镉离子的浓度为0.40mg/Kg。本实施例栽培的水稻为耐盐碱水稻品种“超优千号”。
本实施例中共设置1个对照(T1)、6个试验组(T2、T3、T4、T5、T6、T7)。对照组(T1)：不添加土壤调理剂；试验组T2：施加腐殖酸肥50kg/亩；试验组T3：施加腐殖酸肥100kg/亩；试验组T4：施加实施例4制备得到的调理剂50kg/亩；试验组T5：施加实施例4制备得到的调理剂100kg/亩；试验组T6：施加实施例4制备得到的调理剂200kg/亩；试验组T7：施加实施例4制备得到的调理剂400kg/亩；每个处理重复3次，随机排列。腐殖酸肥及调理剂于水稻移栽前7天施加，并与耕作层(0～20cm)土壤翻耕、混匀，常规水分管理。水稻移栽后按照常规田间管理方式进行种植，于水稻的成熟期采集土壤样品及水稻籽粒样品，测定土壤pH及水稻产量。土壤调理剂应用后效果见图1、图2和下表。
水稻产量见图1和图2，与对照组相比，施加本发明土壤调理剂的试验组产量显著增加。
试验及数据分析
土壤调理剂(最佳施用量100kg/亩)可使超优千号提高产量32.37％，可有效减少稻谷空壳率。
试验设置组
| 编号 | 施加量 |
| T1 | 对照 |
| T2 | 施加腐殖酸肥50kg/亩 |
| T3 | 施加腐殖酸肥100kg亩 |
| T4 | 施加调理剂50kg/亩 |
| T5 | 施加调理剂100kg/亩 |
| T6 | 施加调理剂200kg/亩 |
| T7 | 施加调理剂400kg/亩 |
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例，然而并非用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种土壤调理剂，其特征在于：按重量份计，包括脱硫石灰20~40份、腐殖酸5~20份、硫酸铝钾0.5~1.5份、硫酸亚铁1~4份和椰壳炭3-5份；所述椰壳炭的孔隙表面负载有铁锌颗粒；
所述椰壳碳的制备方法为将椰壳碳化后，浸于包括可溶性铁盐、可溶性锌盐和尿素的溶液中，于40-50℃下保温后将溶液的pH值调节至9-10，最后于流动的氢气下锻烧。
2.如权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于：
所述碳化的温度为450-550℃。
3.如权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于：
所述可溶性铁盐包括氯化铁、硫酸铁或硝酸铁；
所述可溶性锌盐包括氯化锌、硫酸锌或硝酸锌。
4.如权利要求1所述的土壤调理剂的制备方法，其特征在于：
包括将腐殖酸磨碎至80~100目后与硫酸铝钾、硫酸亚铁、脱硫石膏和椰壳碳混合并造粒的步骤。
5.如权利要求1所述的土壤调理剂的应用，其特征在于：应用于治理盐碱土壤。
6.如权利要求5所述的土壤调理剂的应用，其特征在于：所述治理盐碱土壤包括将所述调理剂与土壤混合均匀的步骤。
7.如权利要求5所述的土壤调理剂的应用，其特征在于：应用于治理用于种植水稻的盐碱土壤。
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