CN113528147B - 一种富铝化土壤发育深度的回调剂及其制备方法和回调方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤改良技术领域，提供了一种富铝化土壤发育深度的回调剂及其制备方法和回调方法。本发明提供的回调剂包括石灰石粉30～50％，玄武岩石粉15～25％，褐煤粉25～35％，伊利石粉4～6％，蒙脱石粉4～6％；所述石灰石粉中MgCO₃的质量分数≥36％。本发明利用石灰石粉、玄武岩石粉、伊利石粉和蒙脱石粉补充富铝化土壤长期淋溶缺失的钙、镁、磷等多种中微量营养元素，回调富铝化土壤的发育深度，改善土壤结构；同时利用褐煤粉中的腐殖酸和蒙脱石粉形成有机‑无机土壤胶体，提高富铝化土壤的阳离子交换量和盐基饱和度，缓冲土壤的酸化过程。

Description

一种富铝化土壤发育深度的回调剂及其制备方法和回调方法

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，尤其涉及一种富铝化土壤发育深度的回调剂及其制备方法和回调方法。

背景技术

富铝化是指在土体中进行的脱硅富铁铝的过程(简称富铝化过程)。热带、亚热带高温多雨，且干湿季节变化明显，在这样的条件下土壤中的铝硅酸盐容易发生强烈分解，释放出大量盐基物质，风化液呈中性或碱性，溶解度较大的硅和盐离子大量淋失，溶解度小的铁铝则发生富积，使土体呈现红色。

富铝化土壤是我国南方地区的重要土壤资源，经过长期的淋溶，土壤中的各种营养元素发生大量缺失，土壤出现过度酸化，不适宜农作物的种植，造成农作物产量较低。目前，本领域中通常通过施用生石灰粉来改良富铝化土壤，但是生石灰粉仅能起到调节土壤酸度、补充钙元素的作用，没有其他功能，对富铝化土壤的改良效果较差，不能满足农作物的生长需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种富铝化土壤发育深度回调剂及其制备方法和回调方法。本发明提供的回调剂能够补充富铝化土壤中的各种缺失元素，回调土壤的富铝化发育深度，抑制土壤的过度酸化，对富铝化土壤的改良效果好，改良后农作物的产量高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种富铝化土壤发育深度回调剂，以质量分数计，包括以下组分：石灰石粉30～50％，玄武岩石粉15～25％，褐煤粉25～35％，伊利石粉4～6％，蒙脱石粉4～6％；所述石灰石粉中MgCO₃的质量分数≥36％。

优选的，以质量分数计，包括以下组分：石灰石粉40％，玄武岩石粉20％，褐煤粉30％，伊利石粉5％，蒙脱石粉5％。

优选的，所述褐煤粉中矿源腐殖酸的质量分数≥40％。

优选的，所述石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉的粒径独立地≤74μm。

本发明还提供了上述方案所述富铝化土壤发育深度回调剂的制备方法，包括以下步骤：

将石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉混合，得到所述富铝化土壤发育深度回调剂。

优选的，所述石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉的制备方法包括：将石灰石、玄武岩石、褐煤、伊利石和蒙脱石分别进行粉碎和过筛，得到石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉；所述粉碎采用的设备为雷蒙磨；所述过筛用筛网的目数为200目。

本发明还提供了一种富铝化土壤发育深度回调方法，包括以下步骤：

将回调剂撒施于富铝化土壤表面，然后进行耕耙；所述回调剂为上述方案所述的富铝化土壤发育深度回调剂或上述方案所述制备方法制备的富铝化土壤发育深度回调剂。

优选的，所述富铝化土壤为高岭土、砖红土、砖黄土、砖白土、膨润土、红粘土、黄粘土、紫粘土、白粘土、黑胶泥土、红壤土、黄壤土、紫壤土、紫砂土或白砂土。

优选的，当所述富铝化土壤为高岭土、砖红土、砖黄土、砖白土或膨润土时，所述回调剂的施用量为14～16吨/公顷；

当所述富铝化土壤为红粘土、黄粘土、紫粘土、白粘土或黑胶泥土时，所述回调剂的施用量为7～8吨/公顷；

当所述富铝化土壤为红壤土、黄壤土、紫壤土、紫砂土或白砂土时，所述回调剂的施用量为3.5～4吨/公顷。

本发明提供了一种富铝化土壤发育深度回调剂，以质量分数计，包括以下组分：石灰石粉30～50％，玄武岩石粉15～25％，褐煤粉25～35％，伊利石粉4～6％，蒙脱石粉4～6％；所述石灰石粉中MgCO₃的质量分数≥36％。本发明利用石灰石粉、玄武岩石粉、伊利石粉和蒙脱石粉补充富铝化土壤长期淋溶缺失的钙、镁、磷、硅等多种中微量营养元素，回调土壤过度发育深度，改良富铝化土壤物质结构，并且石灰石粉和玄武岩石粉为土壤的原生母质粉，伊利石粉和蒙脱石粉属土壤的亚次生母质粉，其成分与土壤相似，有利于实现富铝化土壤发育深度的快速回调；同时，本发明利用褐煤粉中的腐殖酸和蒙脱石粉形成有机-无机土壤胶体，提高富铝化土壤的阳离子交换量和盐基饱和度，缓冲土壤的酸化过程，提高富铝化土壤的pH值。

本发明还提供了上述方案所述富铝化土壤发育深度回调剂的制备方法，本发明提供的制备方法步骤简单，容易操作。

本发明还提供了一种富铝化土壤发育深度回调方法，将上述回调剂撒施于富铝化土壤表面，然后通过耕耙将回调剂均匀分布于全耕作层土壤中即可；按照本发明的方法对富铝化土壤的发育深度进行调节，即调即见效，不需要闲置耕地，不烧苗不烧种，操作简单，成本低。

附图说明

图1为应用例中试验地小区排列分布示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种富铝化土壤发育深度的回调剂，以质量分数计，包括以下组分：石灰石粉30～50％，玄武岩石粉15～25％，褐煤粉25～35％，伊利石粉4～6％，蒙脱石粉4～6％；所述石灰石粉中MgCO₃的质量分数≥36％。

以质量分数计，本发明提供的回调剂包括石灰石粉30～50％，优选为35～45％，更优选为40％。在本发明中，所述石灰石粉中MgCO₃的质量分数≥36％，优选为36～40％；所述石灰石粉的粒径优选≤74μm，更优选为45～70μm；在本发明的具体实施例中，所述石灰石来自云南陆良芳华石灰厂。本发明利用高镁含量的石灰石粉，为富铝化土壤补充钙、镁等微量元素。

以质量分数计，本发明提供的回调剂包括玄武岩石粉15～25％，优选为18～22，更优选为20％。在本发明中，所述玄武岩石粉的粒径优选≤74μm，更优选为45～70μm；本发明对所述玄武岩石粉的种类没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的玄武岩石粉即可。在本发明的具体实施例中，所述玄武岩石粉为云南石林县的玄武岩石粉。本发明利用玄武岩石粉的地球全矿质元素天然配比为富铝化土壤补充各种中微量营养元素。

以质量分数计，本发明提供的回调剂包括褐煤粉25～35％，优选为28～32％，更优选为30％。在本发明中，所述褐煤粉中矿源腐殖酸的质量分数优选≥40％，更优选为40～46％；所述褐煤粉的粒径优选为优选≤74μm，更优选为45～70μm；在本发明的具体实施例中，所述褐煤粉为云南弥勒的褐煤粉。

以质量分数计，本发明提供的回调剂包括伊利石粉4～6％，优选为4.5～5.5％，更优选为5％。在本发明中，所述伊利石粉的粒径优选优选≤74μm，更优选为45～70μm；在本发明的具体实施例中，所述伊利石粉为云南开远伊利石粉。本发明利用伊利石粉晶格状潜在钾、硼、钼等元素为富铝化土壤补充各种中微量元素。

以质量分数计，本发明提供的回调剂包括蒙脱石粉4～6％，优选为4.5～5.5％，更优选为5％。在本发明中，所述蒙脱石粉的粒径优选优选≤74μm，更优选为45～70μm；在本发明的具体实施例中，所述蒙脱石粉为云南开远蒙脱石粉。本发明利用蒙脱石粉和褐煤粉中的腐殖酸附着形成有机/无机胶体，用胶体阳离子交换与吸附缓冲富铝化土壤的过度酸化。

本发明还提供了上述方案所述富铝化土壤发育深度回调剂的制备方法，包括以下步骤：

将石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉混合，得到所述富铝化土壤发育深度回调剂。

在本发明中，所述石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉通过以下步骤制备得到：将石灰石、玄武岩石、褐煤、伊利石和蒙脱石分别进行粉碎和过筛，得到石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉；所述粉碎采用的设备优选为雷蒙磨；所述过筛用筛网的目数优选为200目，过筛后，取筛下物。本发明对所述混合的方法没有特殊要求，能够将各个原料粉混合均匀即可。

本发明还提供了一种富铝化土壤发育深度回调方法，包括以下步骤：

将回调剂撒施于富铝化土壤表面，然后进行耕耙；所述回调剂为上述方案所述的富铝化土壤发育深度回调剂或上述方案所述制备方法制备的富铝化土壤发育深度回调剂。

在本发明中，所述富铝化土壤为高岭土、砖红土、砖黄土、砖白土、膨润土、红粘土、黄粘土、紫粘土、白粘土、黑胶泥土、红壤土、黄壤土、紫壤土、紫砂土或白砂土；当所述富铝化土壤为高岭土、砖红土、砖黄土、砖白土或膨润土时，所述回调剂的施用量优选为14～16吨/公顷，更优选为15吨/公顷；当所述富铝化土壤为红粘土、黄粘土、紫粘土、白粘土或黑胶泥土时，所述回调剂的施用量优选为7～8吨/公顷，更优选为7.5吨/公顷；当所述富铝化土壤为红壤土、黄壤土、紫壤土、紫砂土或白砂土时，所述回调剂的施用量优选为3.5～4吨/公顷，更优选为3.75吨/公顷。

本发明对所述撒施的方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法，能够将回调剂在备耕前于富铝化土壤表面撒施均匀即可；本发明对所述耕耙的方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法即可，通过耕耙将回调剂均匀分布于耕作层土壤中。耕耙完成后，进行正常的生产作业即可，无需闲置耕地，无烧苗烧种现象，即调即见效，使用方便。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

选用云南陆良芳华石灰厂MgCO₃含量≥36％的石灰石、云南石林县玄武岩石、云南弥勒腐殖酸含量≥40％的褐煤、云南开远蒙脱石、云南开远伊利石，均按200目细度，分别用雷蒙磨粉碎并分别堆放备用；

将石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、蒙脱石粉和伊利石粉按照40％、20％、30％、5％、5％的比例混匀，得富铝化土壤发育深度回调剂。

实施例2

其他条件和实施例1相同，仅将石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、蒙脱石粉和伊利石粉的比例分别改为44％、18％、28％、4％、6％，得富铝化土壤发育深度回调剂。

应用例

利用实施例1中制备的回调剂对富铝化土壤进行改良，试验内容是在同一地块，通过连续三年的随机区组比较试验，比较增施回调剂的处理与常规施肥的对照处理，比较收获物产量和土壤改良效果。下述结果为第三生长季实施的情况。

1.试验时间和地点

试验于2019年1月至6月，在沾益县大坡乡土桥村委会土桥下村，海拔2044米，农户承包地中进行。试验地排灌条件良好，面积2亩。

2.材料与方法

2.1供试材料

供试作物：马铃薯，品种为“利薯6号”。

供试回调剂：实施例1制备的回调剂，市场价按2.0元计入。

当地农户习惯施肥用肥料：15-15-15沃夫特复合肥，尿素(含N46％)。

供试土壤：为pH值＜5.5的富铝化土壤(酸性红壤土)，质地疏松，肥力中下等，代表面积1000亩。前茬休闲。

2.2试验方法

(1)试验设计：试验设2个处理，5次重复，试验设2个处理，5次重复，采用随机区组排列方式，小区面积24m²(6m×4m)，小区间设置隔离行，小区外设置保护行，三个生长季相同处理试验小区的排布，云南和瑾科技有限公司生产的母质型回调剂在第一年生长季前施入，第二、三年生长季不施，常规施肥及施用方法与第一季作物保持一致不变。

处理1(施用回调剂)：习惯施肥+回调剂；

处理2(对照，不施回调剂处理)：习惯施肥。

试验地小区排列分布示意图如图1。

(2)回调剂及习惯施肥方法

习惯施肥情况：马铃薯全生育期各处理亩施入：沃夫特复合肥(15-15-15)30kg，尿素30kg做底肥，于2019年1月16日人工打塘点播时施入，后期不追任何肥料。

回调剂施用情况：实施例1制备的回调剂在第一年生长季前施入，第二、三年生长季不施，亩施1333公斤。

(3)取土化验

试验前每个处理取1个混合样，试验后分别从每小区取1个土样，分析pH、交换性钙、交换性镁等指标。土壤pH采用电位法(水浸提，液土比2.5:1)，交换性钙镁采用乙酸铵提取-原子吸收法。

(4)测产

各小区实测计产。测产时每小区随机取10株马铃薯测量株高，统计每小区实际的马铃薯产量、大小薯的个数和重量、商品率。商品率为50g以上的马铃薯重量占小区总产量的百分比。根据测量结果计算产投比。产投比＝新增产值：回调剂成本。

(5)生物统计

用Excel软件，对测产数据、土壤化验数据按配对法样本进行t检验。

(6)试验过程

2019年1月14日整地，1月16日人工打塘点播；每小区种16行，每行5塘，种植规格为40cm×60cm。6月9日出苗，7月2日收获，全生育期168天。

马铃薯全生育期用银发利(悬浮剂25毫升/支)防治早疫病3次。试验期间，前期低温，出苗较迟，出苗后生长缓慢。前期干旱，共进行四次人工灌溉，每小区每次灌溉用水60kg。灌溉时间分别是3月14日、4月2日、4月28日、5月15日、6月5日。马铃薯生育期见表1。

表1.马铃薯生育期

处理名称	播种期	出苗期	初花期	盛花期	收获期
						回调剂	16/1	18/2	10/5	2/6	2/7
对照	16/1	18/2	10/5	2/6	2/7

3.试验结果

3.1经济性状

施用回调剂的处理，株高比对照增加5cm，增幅8.98％；小区平均结薯个数比对照多26.8个，增幅3.61％；大薯数量比对照增27.8个，增幅8.49％；施用回调剂的商品率比对照增8.03个百分点。说明施用回调剂后能增加马铃薯株高、结薯数量，改善马铃薯商品性，具体实验数据见表2。

表2.马铃薯经济性状调查表

3.2土壤改良效果

(1)土壤pH值

试验前，第一年施用回调剂小区的混合样pH为5.71，对照pH为5.47。三年试验结束后，施用回调剂的土壤pH平均值达6.4，比对照增加1，增幅18.69％。t检验结果，处理间土壤pH的差异达极显著水平，详见表3。说明施用回调剂对土壤pH值改善效果明显。

表3.土壤pH值及t检验结果

(2)交换性钙

试验前，上年施回调剂的小区混合样交换性钙为11.4cmol/kg，对照为8.1cmol/kg。三年试验结束后，施用回调剂的处理，土壤交换性钙提高到11.81cmol/kg，比对照增加53.73％。t检验结果，处理间差异达极显著水平，详见表4。说明施入回调剂对提高土壤交换性钙含量效果明显。

表4交换性钙及t检验结果(单位：cmol/kg)

(3)交换性镁

试验前，上年施用回调剂的小区混合样，交换性镁为3.1cmol/kg，对照为2.41cmol/kg。试验结束后，施用回调剂的处理，土壤交换性镁提高到3.11cmol/kg，比对照增加27.47％。t检验结果，处理间差异达极显著水平，详见表5。说明施入回调剂对土壤交换性镁含量影响效果明显。

表5.交换性镁及t检验结果(单位：cmol/kg)

3.3阳离子交换量

试验前，第一年施用回调剂的小区混合样，阳离子交换量为12.96cmol/kg，对照为12.05cmol/kg,第三年比上一年又增加了0.7cmol/kg。三年试验结束后，施用回调剂的处理，土壤阳离子交换量提高到16.0cmol/kg，比对照增加3.95cmol/kg。详见表6。

表6.阳离子交换量及t检验结果(单位：cmol/kg)

由以上实施例可以看出，本发明提供的富铝化土壤发育深度回调剂能够为富铝化土壤补充钙镁等多种中微量元素，提高土壤的pH值，实现富铝化土壤发育深度的有效回调，对富铝化土壤的改良效果显著，施用本发明的回调剂后，土壤pH、交换性钙镁明显增加，且改良效果维持维持时间长为三年以上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种富铝化土壤发育深度回调剂，其特征在于，以质量分数计，由以下组分组成：石灰石粉40％，玄武岩石粉20％，褐煤粉30％，伊利石粉5％，蒙脱石粉5％；所述石灰石粉中MgCO₃的质量分数≥36％；

所述富铝化土壤发育深度回调剂的制备方法包括以下步骤：

将石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉混合，得到所述富铝化土壤发育深度回调剂；

所述褐煤粉中矿源腐殖酸的质量分数≥40％；

所述石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉的粒径独立地≤74μm。

2.权利要求1所述富铝化土壤发育深度回调剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉混合，得到所述富铝化土壤发育深度回调剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉的制备方法包括：将石灰石、玄武岩石、褐煤、伊利石和蒙脱石分别进行粉碎和过筛，得到石灰石粉、玄武岩石粉、褐煤粉、伊利石粉和蒙脱石粉；所述粉碎采用的设备为雷蒙磨；所述过筛用筛网的目数为200目。

4.一种富铝化土壤发育深度回调方法，其特征在于，包括以下步骤：

将回调剂撒施于富铝化土壤表面，然后进行耕耙；所述回调剂为权利要求1所述的富铝化土壤发育深度回调剂或权利要求2～3任意一项所述制备方法制备的富铝化土壤发育深度回调剂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述富铝化土壤为高岭土、砖红土、砖黄土、砖白土、膨润土、红粘土、黄粘土、紫粘土、白粘土、黑胶泥土、红壤土、黄壤土、紫壤土、紫砂土或白砂土。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述富铝化土壤为高岭土、砖红土、砖黄土、砖白土或膨润土时，所述回调剂的施用量为14～16吨/公顷；

当所述富铝化土壤为红粘土、黄粘土、紫粘土、白粘土或黑胶泥土时，所述回调剂的施用量为7～8吨/公顷；

当所述富铝化土壤为红壤土、黄壤土、紫壤土、紫砂土或白砂土时，所述回调剂的施用量为3.5～4吨/公顷。