CN113214005A - 一种复合型土壤改良剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土壤改良技术领域，公开了一种复合型土壤改良剂及其制备方法，其组分包括生石灰，碳酸镁，草木灰，碳酸钾，硫酸铜，硫酸亚铁，木炭粉，谷壳炭，四水八硼酸钠和藿香提取液；其制备方法包括S1：将四水八硼酸钠与藿香提取液混合后充分溶解；S2：将步骤S1所得到的混合溶液与木炭粉和谷壳炭的混合物料混合浸润，充分吸收后烘干；S3：将生石灰、碳酸镁、草木灰、硫酸铜、碳酸钾和硫酸亚铁依次投入搅拌罐，再加入步骤S2的物料进行充分混合，得到本发明的复合型土壤改良剂。本发明的复合型土壤改良剂含有丰富的营养元素，以营养的方式来对改良土壤，具有成本低、使用方便、改良效果好的优点。

Description

一种复合型土壤改良剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种复合型土壤改良剂及其制备方法。
背景技术
在我国人多地少的大环境下，为保障粮食食品的供应安全，很多耕地处于高强度种植模式，难以实行体耕及轮作，也得不到很好的养护，再加上化肥及农药的高频率使用，土壤质量退化严重，导致病害频繁地、大面积的发生，农作物减产，土地生产力下降，给农业种植带来较大损失，对粮食及食品安全产生严重隐患。
作物病害主要来自风力传播、昆虫传播和土壤源病害，其中，土壤源病害主要源于耕作层的土壤质量退化，作物根际环境恶化，如酸化板结，土壤团粒结构被破坏，中微量元素缺乏，微生物群落比例失衡，致使病原菌大量增殖感染作物根系，以及作物重茬等一种或多种因素共同作用引发的作物生理性病害和病源性病害。解决好耕作层士壤的问题，就可以防止因土壤质量退化而产生的作物病害，恢复耕地生产力，达到增产增收的目的。作物病害的科学防治方法要遵守“预防为主，防治结合”的八字方针，但在实际操作过程中，农业种植户没有办法辨证病害起因，且轻于防而重于治，在作物病害发生后被动使用农药，如果效果不明显或不对症时，迫使种植户更大剂量、更频繁地使用农药，费时费工，增加成本，更使粮食作物农残很高，影响健康。
常用农药产品如溴甲烷、硫酰氟、氯化苦、二聚丙烯、棉农和威百亩等产品，具有一定的效果，但存在一定的安全上的风险与不足，常如二聚丙烯是一种强烈致癌物质，氯化苦因安全性已被农业部命令禁止限期退出，有些农药会产生硫化氢、甲醛等有害物质，污染水土环境，危害人的生命健康，有些农药残留无法分解，这些农药的使用效果还受土壤的透气性、土壤墒情等因素限制，达不到某些条件，使用效果则会大打折扣。
针对目前对上述土壤源病害的技术手段仅局限于使用农药对土壤作消毒杀菌处理的现状，亟需一种更合理的技术手段进行土壤消毒杀菌，以实现防治作物病害的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合型土壤改良剂，通过营养的方式改良土壤，对土壤进行消毒杀菌，调节土壤PH值，并为作物生长提供丰富的营养元素，预防作物病害的发生。
为解决上述技术问题，本发明提出一种复合型土壤改良剂，包括以下组分：
生石灰，碳酸镁，草木灰，碳酸钾，硫酸铜，硫酸亚铁，木炭粉，谷壳炭，四水八硼酸钠，藿香提取液。
进一步地，以重量份计，所述复合型土壤改良剂所包括的各组分用量如下：
生石灰 10～15份；
碳酸镁 5～15份；
草木灰 35～70份；
碳酸钾 3～5份；
硫酸铜 0.5～1.5份；
硫酸亚铁 1～3份；
木炭粉 5～10份；
谷壳炭 5～10份；
四水八硼酸钠 0.2～0.5份；
藿香提取液 1～3份。
进一步地，所述生石灰的CaO含量不小于85％，其粒径不大于0.075㎜；
所述碳酸镁的纯度不小于75％，其粒径不大于0.075㎜；
所述草木灰的K2O的含量不小于6％，其粒径不大于0.075㎜；
所述碳酸钾中K元素的含量不小于56％，其粒径不大于0.075㎜；
所述硫酸铜的Cu元素的含量不小于25％，其粒径不大于0.075㎜；
所述硫酸亚铁的Fe元素的含量不小于30％，其粒径不大于0.075㎜；
所述木炭粉的游离水含量不大于1％，其粒径不大于0.075㎜；
所述谷壳炭的游离水含量不大于1％，其粒径不大于0.075㎜；
所述四水八硼酸钠的B元素的含量不小于21％。
本发明还提供一种复合型土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将四水八硼酸钠与藿香提取液混合后充分溶解；
S2：将木炭粉和谷壳按照1:1的重量份均匀混合，然后将步骤S1所得到的混合溶液与木炭粉和谷壳炭的混合物料混合浸润，在充分吸收后于烘干炉中烘至含水量小于1％；
S3：将生石灰、碳酸镁、草木灰、硫酸铜、碳酸钾和硫酸亚铁依次投入搅拌罐，再加入步骤S2所得的物料进行充分混合，得到本发明的复合型土壤改良剂。
进一步地，还包括造粒步骤：将S3得到的复合型土壤改良剂输入进沸腾制粒机中并按照重量比49：1加入水溶性粘接剂进行无水分造粒，制得颗粒状复合型土壤改良剂。
进一步地，所述颗粒状复合型土壤改良剂的粒径为1～2㎜。
进一步地，所述水溶性粘接剂采用可溶性淀粉粘接剂。
本发明的改良剂机理如下：
生石灰是含CaCO3的岩石高温煅烧得到，其主要成分为CaO，CaO遇水后产生Ca(OH)2，呈碱性，具有较强的杀菌能力，可以中和土壤酸度，调节土壤PH值，还可以为作物提供钙元素；
碳酸镁分子式MgCO3，在农业上可以作为镁肥使用，同时可以调节土壤PH值；
草木灰基本涵盖了除了C、H、O、N外其它所有的作物必需的营养元素，其中，其元素比例与作物需求十分接近，含有丰富的Ca、K、Si、Mg、P、Fe、Cu、B、Zn和Mo等矿质元素，其中以K2CO3、CaO、SiO2最为丰富，可以为作物提供丰富的中微量元素，同时草木灰呈碱性，具有杀菌效果，可以中和土壤酸度；
碳酸钾分子式K2CO3，是一种碱性钾肥，在水中电离后具有杀菌效果；
硫酸铜分子式CuSO4，在农业上可以作为铜肥使用，同时还作为一种常用的杀菌剂使用；
硫酸亚铁分子式FeSO4·7H2O，含有7个结晶水，在农业上可作为铁肥使用，还可以作为一种杀菌剂使用；
木炭粉是木质材料在缺氧或者无氧状态下高温烧制或蒸馏得到的产物，具有轻质多孔的特点，吸附性极强，能吸附作物根系分泌的酚类等有害物质，净化作物根际环境，具有抑制病菌的作用，同时可以提升土壤的通透性，有助于恢复土壤团粒结构；
谷壳炭是由稻壳在缺氧状态下经过高温不完全燃烧形成的，含有丰富的硅元素，可以提高作物的抗病能力，其具有轻质多孔的特点，可以吸附土壤中的一些有害物质，抑制病菌，提高土壤通透性和恢复土壤团粒结构；
四水八硼酸钠分子式Na2B8O13·4H2O，是一种优质硼肥，对植物根部木质化引起的营养输送不畅及因缺硼引起的生理病害有很好的预防作用；
藿香提取液含有丰富的黄酮成分，对病毒、细菌、真菌均具有很强的抑制效果；
以上组分中生石灰，碳酸镁，草木灰，碳酸钾，硫酸铜，硫酸亚铁和藿香提取液均具有消毒杀菌的能力，单独使用可以起到土壤消毒杀菌的效果，但是存在用量大，使用不方便，土壤改良效果不理想等问题，例如：
单独使用草木灰来改良土壤，用量太大，使用不便；
单独使用生石灰则会造成土壤中钙元素富集，会影响K、Mg、Cu、Zn等其它矿质元素的吸收利用，造成作物长势不佳或减产；
单独使用硫酸铜，用量不好把控，用量少则效果不佳，用量多又会造成土壤中铜元素积累造成危害；
将上述各组分混合在一起，在药理上相融相混，能对土壤起到消毒杀菌、PH值调节以及抑制病毒、细菌和真菌的作用，而且其含有丰富的Ca、K、Si、Mg、P、Fe、Cu、B、Zn和Mo等矿质元素，可以为作物提供较为全面的养分，通过营养的方式来对土壤进行消毒杀菌，减少农药使用量，环保无污染，再加上谷壳炭和木炭粉的多孔结构，可以吸附土壤中的一些有害物质，抑制病菌，同时还可以提高土壤通透性和恢复土壤团粒结构，对土壤起到了非常好的改良效果。
由于组分四水八硼酸钠与硫酸铜和硫酸亚铁，在有H2O参与的条件下会发生化学反应，并伴随有沉淀物的中间产物产生，可能降低本发明改良剂的其他组分的功效，甚至会使其中的部分组分失效，因此，在实际制备过程中，通过先将四水八硼酸钠溶解于藿香提取液中，然后与木炭粉和谷壳炭混合，由于木炭粉和谷壳炭均为多孔结构，可以对四水八硼酸钠进行吸附，烘干失水后，再与其他组分进行混合，阻隔四水八硼酸钠与硫酸铜和硫酸亚铁接触，最大限度的避免了不良化学反应的发生。
本发明的复合型土壤改良剂使用方法如下：
在播种和定植前，按照80～150㎏/亩向土壤均匀地撒施，然后翻耕耙匀，使之与耕作层土壤均匀混合即可；
优选的是，与生物菌剂或者生物菌有机肥配合使用，在使用本发明的复合型土壤改良剂进行改良15～20天进入安全期，再向土壤喷洒或者滴灌微生物菌剂，或者埋施生物菌有机肥，使土壤中有益菌快速扩繁，改善作物根际环境，抑制有害病菌生长，培肥地力，提高作物抗病能力。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的复合型土壤改良剂可以为土壤补充丰富的Ca、K、Si、Mg、P、Fe、Cu、B、Zn和Mo等矿质元素，通过营养的方式来对改良土壤，提高作物抗病能力，能够实现对土壤的消毒杀菌、PH值调节、改善通透性以及抑制土壤中的病菌的生长，具有成本低、使用方便、改良效果好的优点，能够减少农药使用量，环保无污染，从而提高粮食食品的安全性和营养性；
另外，本发明的复合型土壤改良剂的使用成本非常低，目前使用农药进行土壤消毒杀菌的成本至少在2000元/亩左右，而使用本发明的复合型土壤改良剂的成本低至300元/亩，适应大面积推广。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1
称取生石灰10㎏，碳酸镁5㎏，草木灰35㎏，碳酸钾3㎏，硫酸铜0.5㎏，硫酸亚铁1㎏，木炭粉5㎏，谷壳炭5㎏，四水八硼酸钠0.2㎏，藿香提取液1㎏；
将称取的四水八硼酸钠与藿香提取液混合后充分溶解；
将称取的木炭粉和谷壳均匀混合，再将上述所得到的混合溶液与木炭粉和谷壳炭的混合物料混合浸润，在水分充分吸收后于烘干炉烘至含水量小于1％；
将生石灰、碳酸镁、草木灰、硫酸铜、碳酸钾和硫酸亚铁依次投入搅拌罐中，再加入上述烘干的木炭粉和谷壳炭的混合物料进行充分混合，得到本发明实施例1的复合型土壤改良剂。
实施例2
称取生石灰10㎏，碳酸镁15㎏，草木灰60㎏，碳酸钾5㎏，硫酸铜1.2㎏，硫酸亚铁1.5㎏，木炭粉10㎏，谷壳炭10㎏，四水八硼酸钠0.5㎏，藿香提取液2.5㎏；
将称取的四水八硼酸钠与藿香提取液混合后充分溶解；
将称取的木炭粉和谷壳均匀混合，再将上述所得到的混合溶液与木炭粉和谷壳炭的混合物料混合浸润，在水分充分吸收后于烘干炉烘至含水量小于1％；
将生石灰、碳酸镁、草木灰、硫酸铜、碳酸钾和硫酸亚铁依次投入搅拌罐中，再加入上述烘干的木炭粉和谷壳炭的混合物料进行充分混合，得到本发明实施例1的复合型土壤改良剂。
实施例3
称取生石灰12㎏，碳酸镁10㎏，草木灰50㎏，碳酸钾4㎏，硫酸铜1㎏，硫酸亚铁2㎏，木炭粉8㎏，谷壳炭8㎏，四水八硼酸钠0.4㎏，藿香提取液2㎏；
将称取的四水八硼酸钠与藿香提取液混合后充分溶解；
将称取的木炭粉和谷壳均匀混合，再将上述所得到的混合溶液与木炭粉和谷壳炭的混合物料混合浸润，在水分充分吸收后于烘干炉烘至含水量小于1％；
将生石灰、碳酸镁、草木灰、硫酸铜、碳酸钾和硫酸亚铁依次投入搅拌罐中，再加入上述烘干的木炭粉和谷壳炭的混合物料进行充分混合，得到本发明实施例1的复合型土壤改良剂。
实施例4
称取生石灰15㎏，碳酸镁15㎏，草木灰70㎏，碳酸钾5㎏，硫酸铜1.5㎏，硫酸亚铁3㎏，木炭粉10㎏，谷壳炭10㎏，四水八硼酸钠0.5㎏，藿香提取液3㎏；
将称取的四水八硼酸钠与藿香提取液混合后充分溶解；
将称取的木炭粉和谷壳均匀混合，再将上述所得到的混合溶液与木炭粉和谷壳炭的混合物料混合浸润，在水分充分吸收后于烘干炉烘至含水量小于1％；
将生石灰、碳酸镁、草木灰、硫酸铜、碳酸钾和硫酸亚铁依次投入搅拌罐中，再加入上述烘干的木炭粉和谷壳炭的混合物料进行充分混合，得到本发明实施例1的复合型土壤改良剂。
实施例1～实施例4的复合型土壤改良剂在实际应用时，优选的是将其分别进行造粒后使用，颗粒状改良剂施入土壤后更容易与土壤耕作层充分混合，能够快速崩解和分散。
示范性结论：
1、海南省海口市秀英区露天蔬菜
试验田：按照100㎏/亩用量在一亩地(667㎡)的土壤表面均匀撒施本发明的复合型土壤改良剂，翻地耙匀；
一个星期后，播种小白菜种子，于播种两周后，向土壤均匀喷施市购的枯草芽孢杆菌，市购50ml/瓶、有效活菌数≥2亿CFu/克的枯草芽孢杆菌2瓶，兑水60㎏后均匀喷洒；
对照田：播种前未采用本发明的复合型土壤改良剂进行改良，其它肥水培管方法与试验田一致。
播种30天后，试验田与对照田对比，差别明显：
试验田苗齐苗壮，没有烂根及死棵现象，叶片厚实深绿，单株平均高度在26㎝左右；
对照田烂根死棵较多，病害严重区域呈不规则片状分布，多数老叶片发黄，单株平均高度在23㎝左右。
2、潍坊市安丘市某大姜基地
试验田：3月中旬土地翻耕后，按照150㎏/亩向一亩试验田土壤喷洒本发明的复合型土壤改良剂进行改良，然后耙匀；
4月下旬播种大姜，播种完后再均匀埋施生物有机肥50㎏。
对照田：播种前未采用本发明的复合型土壤改良剂进行改良，其它肥水培管方法与试验田一致。
对比：
试验田的死棵极少，亩产8000㎏；
对照田的死棵较多，亩产6500㎏。
3、河北丰润县某露天蔬菜基地
试验品种：香菜；
试验田和对照田均是从2016年以来连续种植了3年的香菜基地，一亩；
试验田：播种前一周，在试验田表面，按照150㎏/亩均匀地施洒本发明的复合型土壤改良剂，然后翻耕耙匀；
播种后20天均匀喷施市购的枯草芽孢杆菌150ml一瓶，兑水80㎏；
对照田：播种前未采用本发明的复合型土壤改良剂进行改良，其它肥水培管方法与试验田一致。
播种30天后对比：
试验田香菜苗齐苗壮，叶色深绿，无烂根死棵现象；
对照田香菜出苗稀疏，且全部呈病害症状，叶沿枯萎发黄，内卷，植株矮小，接近绝收；
由此可以得出本发明的复合型土壤改良剂抗重茬效果非常明显。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种复合型土壤改良剂，其特征在于，包括以下组分：
生石灰，碳酸镁，草木灰，碳酸钾，硫酸铜，硫酸亚铁，木炭粉，谷壳炭，四水八硼酸钠，藿香提取液。
2.根据权利要求1所述的一种复合型土壤改良剂，其特征在于，以重量份计，所述复合型土壤改良剂所包括的各组分用量如下：
生石灰10～15份；
碳酸镁5～15份；
草木灰35～70份；
碳酸钾3～5份；
硫酸铜0.5～1.5份；
硫酸亚铁1～3份；
木炭粉5～10份；
谷壳炭5～10份；
四水八硼酸钠0.2～0.5份；
藿香提取液1～3份。
3.根据权利要求2所述的一种复合型土壤改良剂，其特征在于：
所述生石灰的CaO含量不小于85％，其粒径不大于0.075㎜；
所述碳酸镁的纯度不小于75％，其粒径不大于0.075㎜；
所述草木灰的K2O的含量不小于6％，其粒径不大于0.075㎜；
所述碳酸钾中K元素的含量不小于56％，其粒径不大于0.075㎜；
所述硫酸铜的Cu元素的含量不小于25％，其粒径不大于0.075㎜；
所述硫酸亚铁的Fe元素的含量不小于30％，其粒径不大于0.075㎜；
所述木炭粉的游离水含量不大于1％，其粒径不大于0.075㎜；
所述谷壳炭的游离水含量不大于1％，其粒径不大于0.075㎜；
所述四水八硼酸钠的B元素的含量不小于21％。
4.如权利要求1至3任意一项所述的一种复合型土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将四水八硼酸钠与藿香提取液混合后充分溶解；
S2：将木炭粉和谷壳按照1:1的重量份均匀混合，然后将步骤S1所得到的混合溶液与木炭粉和谷壳炭的混合物料混合浸润，在充分吸收后于烘干炉中烘至含水量小于1％；
S3：将生石灰、碳酸镁、草木灰、硫酸铜、碳酸钾和硫酸亚铁依次投入搅拌罐，再加入步骤S2所得的物料进行充分混合，得到本发明的复合型土壤改良剂。
5.根据权利要求4所述的一种复合型土壤改良剂的制备方法，其特征在于，还包括造粒步骤：将S3得到的复合型土壤改良剂输入进沸腾制粒机中并按照重量比49：1加入水溶性粘接剂进行无水分造粒，制得颗粒状复合型土壤改良剂。
6.根据权利要求5所述的一种复合型土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述颗粒状复合型土壤改良剂的粒径为1～2㎜。
7.根据权利要求5所述的一种复合型土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述水溶性粘接剂采用可溶性淀粉粘接剂。
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