CN113583681A - 一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂及其制备方法和应用方法 - Google Patents
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂及其制备方法和应用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂及其制备方法和应用方法，属于土壤调节技术领域。本发明土壤调节剂是包括以下重量份的原料制备而成：甘蔗生物碳20‑40份、高炉矿渣粉20‑30份、腐植酸10‑20份、沸石5‑10份、石灰粉3‑5份、微生物菌粉3‑5份。本发明各原料相互作用协同配合，共同实现酸性土壤环境的理化性质调节，提升pH，增加土孔隙度，提升有机质等各类营养物质含量，提升土壤各类酶活性，同时实现了工业废渣的回收再利用，经济效益和社会效益显著。
Description
技术领域
本发明属于土壤调节技术领域，具体涉及一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂及其制备方法和应用方法。
背景技术
土壤酸化是指土壤吸收性复合体接受了一定数量交换性氢离子或铝离子，使土壤中碱性(盐基)离子淋失的过程。部分地区降水量大而且集中淋溶作用强烈，使得钙、镁、钾等碱性盐基大量流失，加上燃煤及工业化活动产生酸雨，农业生产中化学氮肥料的大量使用，均导致土壤酸化的现象越来越严重。
土壤酸化首先是影响土壤养分的有效性。土壤酸化后，土壤肥力下降，土壤中碱性盐基离子减少，Al 3+和H+增加，在有机质不足的情况下，土壤物理性质恶化，黏重板结，通气不良，导致土壤质量下降。有研究表明，土壤的矿物质溶解、有机质分解以及土壤营养元素的转换与土壤pH值有关，土壤中的Ca2+、Mg2+、K+等流失量与土壤pH值呈显著正相关关系，土壤养分含量与土壤pH值呈显著负相关，土壤酸化后能够增强土壤中金属离子的活性，比如铝、铁、锰、铬和铅，加重土壤重金属的危害，也导致土壤保肥供肥能力低，影响土壤自身对磷酸的吸附固定，降低磷肥肥效。此外，土壤酸化还会影响土壤酶活性。土壤pH值增加，脲酶、磷酸酶、蛋白酶活性均受到了抑制，土壤酶活性降低，最后影响土壤微生物，加剧病菌微生物危害。
改良酸性土壤的传统方法是施用石灰，石灰能显著降低土壤交换性酸和交换性铝含量，并且其降酸作用能保持很长的时间，但是大量施用石灰存在容易造成土壤板结、使得有效养分钙化、降低土壤肥效等缺点，长期施土壤不利，不仅影响作物对营养元素的吸收和利用，频繁的使用对土壤微生态环境也有较大的消极作用，不利于农业的长久可持续发展。
因此如何减少石灰的使用，同时有效改善酸性土壤理化性质，同时提升土壤的生物活性，提升作物产量和品质，是目前土壤调理剂领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种针对于酸性土壤调节的土壤调理剂，一方面减少石灰使用对土壤造成的负面影响，另一单方面为土壤提供丰富的营养物质，调节理化性质，提升土壤生态活性，实现增产增收和基础农业的可持续发展。
为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，是包括以下重量份的原料制备而成：甘蔗生物碳20-40份、高炉矿渣粉20-30份、腐植酸10-20份、沸石5-10份、石灰粉3-5份、微生物菌粉3-5份。
进一步的，所述甘蔗生物碳的制备方法为：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化1-3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭。
进一步的，所述高炉矿渣粉的制备方法为：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡3-5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨1-2h后，得到高炉矿渣粉。
进一步的，所述碱性激发剂为硅灰和氧化钙1：1混合。
进一步的，所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L。
高炉矿渣是典型的工业废料，并含有丰富的矿物质元素，粉磨过程中矿渣在机械力的作用下被粉碎，颗粒表面产生缺陷及网络中键的断裂，将有利于网络结构解体，且同时因颗粒细度降低，使矿渣颗粒表面加大，在碱性激发剂的作用下矿渣的活性大幅提升，一定程度可降低石灰的使用量，活化土壤。
进一步的，所述微生物菌粉为枯草芽孢杆菌菌粉和白色链霉菌菌粉的混合物，白色链霉菌菌粉具体制备方法为：将保存于冻干管中的白色链霉菌接入到肉汤培养基的固体斜面中，在30-32℃下培养24-48小时；挑取菌落接入到经过灭菌的液体培养基中，在26-28℃、150-200r/min条件下培养24-36小时，获得发酵液；将发酵液喷雾干燥，得白色链霉菌菌粉。
进一步的，所述液体培养基含有如下重量份的组分：蔗糖20份、氯化钠5份、蛋白胨20份、硫酸镁5份、磷酸二氢钾3份和水1000份。
本发明枯草芽孢杆菌可选市售菌粉，白色链霉菌菌株(Streptomyces albus)购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所)，保藏编号为CGMCC4.7658，保藏日期为2019年8月23日。
本发明提供的微生物菌粉中枯草芽孢杆菌和白色链霉菌的活菌数分别为30亿/克以上和1亿/克以上。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备甘蔗生物炭：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化1-3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭；
(2)制备高炉矿渣粉：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡3-5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨1-2h后，得到高炉矿渣粉；
(3)将各原料按重量份混合，通过造粒机造粒，粒径控制为3-6mm，造粒完成，充分干燥，包装入库即可。造粒过程可加入变性淀粉等粘结剂以方便造粒。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其可撒施、沟施或穴施，或者与其他肥料进行混合使用，亩用量为20-30kg。
有益效果
(1)本发明使用甘蔗废料通过预碳化+阶段升温煅烧的方式制备生物质炭，所得生物炭呈现疏松多孔的结构，一方面有效保护微生物菌剂使其持续发挥作用，另一方面可以将高炉矿渣粉、石灰粉以及腐植酸均匀吸附，对土壤酸性环境起到持续高效的调节作用，减少石灰的使用，同时稳定的输出腐植酸中的营养物质，在调节土壤结构的同时，优化土壤营养结构；
(2)枯草芽孢杆菌为典型的抗生菌剂，可有效提升作物的抗病能力，而添加白色链霉菌，可以产生脂肽类、肽类、磷脂类、细菌素等抗性物质，对细菌性、真菌性甚至是病毒性植物病害具有良好的防控作用，两者相互配合，大幅提升土壤的抗病能力提升产量；同时脂肽类物质又是良好的生物表面活性剂，其在促进抗性物质发挥作用的同时，也能促进高炉矿渣粉、石灰粉等微小颗粒的均匀分布，使其持续有效的发挥土壤调节的作用；
(3)本发明各原料相互作用协同配合，共同实现酸性土壤环境的理化性质调节，提升pH，增加孔隙度，提升有机质等各类营养物质含量，提升土壤各类酶活性，同时实现了工业废渣的回收再利用，经济效益和社会效益显著。
附图说明
图1为本发明实施例3甘蔗生物炭的微观结构图；
图2为本发明实施例3甘蔗生物炭的微观结构局部放大图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，是包括以下重量份的原料制备而成：甘蔗生物碳20份、高炉矿渣粉20份、腐植酸10份、沸石5份、石灰粉3份、微生物菌粉3份。
所述甘蔗生物碳的制备方法为：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化1h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭。
所述高炉矿渣粉的制备方法为：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡3h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨1h后，得到高炉矿渣粉。
所述碱性激发剂为硅灰和氧化钙1：1混合。
所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L。
所述微生物菌粉为枯草芽孢杆菌菌粉和白色链霉菌菌粉的混合物，白色链霉菌菌粉具体制备方法为：将保存于冻干管中的白色链霉菌接入到肉汤培养基的固体斜面中，在30-32℃下培养24小时；挑取菌落接入到经过灭菌的液体培养基中，在26-28℃、150-200r/min条件下培养24小时，获得发酵液；将发酵液喷雾干燥，得白色链霉菌菌粉。
所述液体培养基含有如下重量份的组分：蔗糖20份、氯化钠5份、蛋白胨20份、硫酸镁5份、磷酸二氢钾3份和水1000份。
枯草芽孢杆菌可选市售菌粉，白色链霉菌菌株(Streptomyces albus)购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所)，保藏编号为CGMCC4.7658，保藏日期为2019年8月23日。
微生物菌粉中枯草芽孢杆菌和白色链霉菌的活菌数分别为30亿/克以上和1亿/克以上。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备甘蔗生物炭：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化1h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭；
(2)制备高炉矿渣粉：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡3h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨1h后，得到高炉矿渣粉；
(3)将各原料按重量份混合，通过造粒机造粒，粒径控制为3-6mm，造粒完成，充分干燥，包装入库即可。造粒过程可加入变性淀粉等粘结剂以方便造粒。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其可撒施、沟施或穴施，或者与其他肥料进行混合使用，亩用量为20-30kg。
实施例2
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，是包括以下重量份的原料制备而成：甘蔗生物碳30份、高炉矿渣粉20份、腐植酸15份、沸石5份、石灰粉3份、微生物菌粉3份。
所述甘蔗生物碳的制备方法为：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭。
所述高炉矿渣粉的制备方法为：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨2h后，得到高炉矿渣粉。
所述碱性激发剂为硅灰和氧化钙1：1混合。
所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L。
所述微生物菌粉为枯草芽孢杆菌菌粉和白色链霉菌菌粉的混合物，白色链霉菌菌粉具体制备方法为：将保存于冻干管中的白色链霉菌接入到肉汤培养基的固体斜面中，在30-32℃下培养48小时；挑取菌落接入到经过灭菌的液体培养基中，在26-28℃、150-200r/min条件下培养36小时，获得发酵液；将发酵液喷雾干燥，得白色链霉菌菌粉。
所述液体培养基含有如下重量份的组分：蔗糖20份、氯化钠5份、蛋白胨20份、硫酸镁5份、磷酸二氢钾3份和水1000份。
枯草芽孢杆菌可选市售菌粉，白色链霉菌菌株(Streptomyces albus)购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所)，保藏编号为CGMCC4.7658，保藏日期为2019年8月23日。
微生物菌粉中枯草芽孢杆菌和白色链霉菌的活菌数分别为30亿/克以上和1亿/克以上。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备甘蔗生物炭：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭；
(2)制备高炉矿渣粉：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨2h后，得到高炉矿渣粉；
(3)将各原料按重量份混合，通过造粒机造粒，粒径控制为3-6mm，造粒完成，充分干燥，包装入库即可。造粒过程可加入变性淀粉等粘结剂以方便造粒。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其可撒施、沟施或穴施，或者与其他肥料进行混合使用，亩用量为20-30kg。
实施例3
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，是包括以下重量份的原料制备而成：甘蔗生物碳40份、高炉矿渣粉30份、腐植酸20份、沸石10份、石灰粉5份、微生物菌粉5份。
所述甘蔗生物碳的制备方法为：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭。
所得甘蔗生物碳的微观结构图如图1所示，图中可以看出，经本发明制备的甘蔗生物碳，其呈现良好的蜂窝结构，可以有效吸附原料物质，高效发挥供养和调节作用，同时起到保护微生物的作用。
所述高炉矿渣粉的制备方法为：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨2h后，得到高炉矿渣粉。
所述碱性激发剂为硅灰和氧化钙1：1混合。
所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L。
高炉矿渣是典型的工业废料，并含有丰富的矿物质元素，粉磨过程中矿渣在机械力的作用下被粉碎，颗粒表面产生缺陷及网络中键的断裂，将有利于网络结构解体，且同时因颗粒细度降低，使矿渣颗粒表面加大，在碱性激发剂的作用下矿渣的活性大幅提升，一定程度可降低石灰的使用量，活化土壤。
所述微生物菌粉为枯草芽孢杆菌菌粉和白色链霉菌菌粉的混合物，白色链霉菌菌粉具体制备方法为：将保存于冻干管中的白色链霉菌接入到肉汤培养基的固体斜面中，在30-32℃下培养48小时；挑取菌落接入到经过灭菌的液体培养基中，在28℃、150-200r/min条件下培养36小时，获得发酵液；将发酵液喷雾干燥，得白色链霉菌菌粉。
所述液体培养基含有如下重量份的组分：蔗糖20份、氯化钠5份、蛋白胨20份、硫酸镁5份、磷酸二氢钾3份和水1000份。
枯草芽孢杆菌可选市售菌粉，白色链霉菌菌株(Streptomyces albus)购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所)，保藏编号为CGMCC4.7658，保藏日期为2019年8月23日。
本发明的微生物菌粉中枯草芽孢杆菌和白色链霉菌的活菌数分别为30亿/克以上和1亿/克以上。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备甘蔗生物炭：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭；
(2)制备高炉矿渣粉：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨2h后，得到高炉矿渣粉；
(3)将各原料按重量份混合，通过造粒机造粒，粒径控制为3-6mm，造粒完成，充分干燥，包装入库即可。造粒过程可加入变性淀粉等粘结剂以方便造粒。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其可撒施、沟施或穴施，或者与其他肥料进行混合使用，亩用量为20-30kg。
对比例1
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，是包括以下重量份的原料制备而成：生物碳40份、高炉矿渣粉30份、腐植酸20份、沸石10份、石灰粉5份、微生物菌粉5份。
本对比例是在实施例3的基础上，将甘蔗生物炭替换为市售商品生物质炭。
所述高炉矿渣粉的制备方法为：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨2h后，得到高炉矿渣粉。
所述碱性激发剂为硅灰和氧化钙1：1混合。
所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L。
所述微生物菌粉为枯草芽孢杆菌菌粉和白色链霉菌菌粉的混合物，白色链霉菌菌粉具体制备方法为：将保存于冻干管中的白色链霉菌接入到肉汤培养基的固体斜面中，在30-32℃下培养48小时；挑取菌落接入到经过灭菌的液体培养基中，在28℃、150-200r/min条件下培养36小时，获得发酵液；将发酵液喷雾干燥，得白色链霉菌菌粉。
所述液体培养基含有如下重量份的组分：蔗糖20份、氯化钠5份、蛋白胨20份、硫酸镁5份、磷酸二氢钾3份和水1000份。
枯草芽孢杆菌可选市售菌粉，白色链霉菌菌株(Streptomyces albus)购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所)，保藏编号为CGMCC4.7658，保藏日期为2019年8月23日。
微生物菌粉中枯草芽孢杆菌和白色链霉菌的活菌数分别为30亿/克以上和1亿/克以上。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备高炉矿渣粉：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨2h后，得到高炉矿渣粉；
(2)将各原料按重量份混合，通过造粒机造粒，粒径控制为3-6mm，造粒完成，充分干燥，包装入库即可。造粒过程可加入变性淀粉等粘结剂以方便造粒。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其可撒施、沟施或穴施，或者与其他肥料进行混合使用，亩用量为20-30kg。
本对比例除不使用实施例3所述的甘蔗生物质炭外，其余均同实施例3。
对比例2
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，是包括以下重量份的原料制备而成：甘蔗生物碳40份、高炉矿渣粉30份、腐植酸20份、沸石10份、石灰粉5份、微生物菌粉5份。
所述甘蔗生物碳的制备方法为：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭。
所述微生物菌粉为枯草芽孢杆菌菌粉和白色链霉菌菌粉的混合物，白色链霉菌菌粉具体制备方法为：将保存于冻干管中的白色链霉菌接入到肉汤培养基的固体斜面中，在30-32℃下培养48小时；挑取菌落接入到经过灭菌的液体培养基中，在28℃、150-200r/min条件下培养36小时，获得发酵液；将发酵液喷雾干燥，得白色链霉菌菌粉。
所述液体培养基含有如下重量份的组分：蔗糖20份、氯化钠5份、蛋白胨20份、硫酸镁5份、磷酸二氢钾3份和水1000份。
枯草芽孢杆菌可选市售菌粉，白色链霉菌菌株(Streptomyces albus)购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所)，保藏编号为CGMCC4.7658，保藏日期为2019年8月23日。
微生物菌粉中枯草芽孢杆菌和白色链霉菌的活菌数分别为30亿/克以上和1亿/克以上。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备甘蔗生物炭：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭；
(2)将各原料按重量份混合，通过造粒机造粒，粒径控制为3-6mm，造粒完成，充分干燥，包装入库即可。造粒过程可加入变性淀粉等粘结剂以方便造粒。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其可撒施、沟施或穴施，或者与其他肥料进行混合使用，亩用量为20-30kg。
本对比例除不进行高炉矿渣粉的处理外，即直接使用市售商品化高炉矿渣粉，其余原料和制备方法均同实施例3。
对比例3
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，是包括以下重量份的原料制备而成：甘蔗生物碳40份、高炉矿渣粉30份、腐植酸20份、沸石10份、石灰粉5份、微生物菌粉5份。
所述甘蔗生物碳的制备方法为：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭。
所述高炉矿渣粉的制备方法为：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨2h后，得到高炉矿渣粉。
所述碱性激发剂为硅灰和氧化钙1：1混合。
所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L。
所述微生物菌粉为枯草芽孢杆菌菌粉。
的微生物菌粉中枯草芽孢杆菌的活菌数为30亿/克以上
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备甘蔗生物炭：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭；
(2)制备高炉矿渣粉：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨2h后，得到高炉矿渣粉；
(3)将各原料按重量份混合，通过造粒机造粒，粒径控制为3-6mm，造粒完成，充分干燥，包装入库即可。造粒过程可加入变性淀粉等粘结剂以方便造粒。
一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其可撒施、沟施或穴施，或者与其他肥料进行混合使用，亩用量为20-30kg。
本对比例除不添加白色链霉菌菌粉外，其余均同实施例3。
试验验证
1、供试作物
苹果，品种为红富士，种植密度为700株/hm2，树龄相同、树势一致。
2、供试土壤
酸化严重，土壤理化性质:类型为棕壤，土层基本理化性状为：pH 4.60，有机质7.05g·kg-1，有效氮92.4mg·kg-1，有效磷50.4mg·kg-1，有效钾131.5mg·kg-1，容重1.5g/cm3。
3、试验设计
试验共设五个处理组，分别为：S1实施例3调理剂+常规施肥；S2对比例1调理剂+
常规施肥；S3对比例2调理剂+常规施肥；S4对比例3调理剂+常规施肥；S5市售酸化土壤调理剂+常规施肥；S1-S4施用量均为30kg/亩，市售土壤调理剂按其要求施用。
试验连续进行2年，土壤调理剂每年1次性基施，施肥时间与常规施肥的第一次施用时间一致，常规施肥分两次，第一次施肥时间为2018年3月15日和2019年2月20日，常规施肥施用有机无机复混肥(有机质≥20％，N-P2O5-K2为15-5-10)2200kg/hm2，第二次施肥时间为2018年6月22日和2019年6月17日施用复混肥(N-P2O5-K2O为15-15-15)3500kg/hm2。每个处理重复4次，3棵树为一次重复，5个处理共60棵树。施肥方式按照在树冠下距离果树主干1m左右处挖穴，穴深约为20cm，直径约为25cm，每株果树挖穴8个。各小区除了试验肥料不同外，其它农艺措施和田间管理均一致。
4、取样方法
于2018年10月和2019年10月在苹果成熟期，按处理分别对每株果树从东南西北4个方位随机采收样果12个，带回实验室以备后续单果重、品质指标测定。土壤样品选用对角线5点采样法采集0-20cm耕层土壤样品，四分法保留约150g土壤样品，带回实验室，白然晾干，研磨后分别过10目和60目筛以供土壤后续指标测定。分别对果实进行一次性收获，以实际收获量作为各小区产量。
5、测试方法
果实的可溶性固形物采用自动数字折射计(ATAGO RX-5000α)测定；维生素C
(Vc)采用2,6-二氯酚靛酚钠滴定法测定；总糖量利用酸水解铜还原－直接滴定法；
可滴定酸采用NaOH中和滴定法测定。
土壤容重采用环刀法测定；土壤孔隙度采用烘干法测定，用环刀取所需土样并称重，然后放入烘箱中于105℃下烘干24小时，取出后称重；土壤pH值采用5:1水土比，酸度计测定；土壤交换性酸采用氯化钾交换，中和滴定法，土壤有效磷采用碳酸氢钠钼锑抗比色法；有效钾采用乙酸铵火焰光度计法，有机质采用重铬酸钾容量法﹔脲酶采用苯酚-次氯酸钠比色法，过氧化氢酶采用滴定法，蔗糖酶采用3,5-二硝基水杨酸比色法。
实验结果如表1-2所示：
表1苹果品质实验结果
表2土壤状况
使用本发明实施例3土壤调理剂试验组所得苹果，无论是产量还是品质均高于改变了原料组成的对比例。同样的，在土壤测试结果也可以看出，本发明土壤调理剂可以有效提升土壤理化性质，降低土壤容重，提升土壤酶活性，从而促进作物对于营养物质的吸收和利用，提升果实产量和品质。本发明各原料间协同配合，缺一则效弱，共同实现了对酸化土壤理化性质的有效调节。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其特征在于，是包括以下重量份的原料制备而成：甘蔗生物碳20-40份、高炉矿渣粉20-30份、腐植酸10-20份、沸石5-10份、石灰粉3-5份、微生物菌粉3-5份。
2.根据权利要求1所述用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其特征在于，所述甘蔗生物碳的制备方法为：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化1-3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭。
3.根据权利要求1所述用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其特征在于，所述高炉矿渣粉的制备方法为：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡3-5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨1-2h后，得到高炉矿渣粉。
4.根据权利要求3所述用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其特征在于，所述碱性激发剂为硅灰和氧化钙1：1混合。
5.根据权利要求3所述用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L。
6.根据权利要求1所述用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其特征在于，所述微生物菌粉为枯草芽孢杆菌菌粉和白色链霉菌菌粉的混合物，白色链霉菌菌粉具体制备方法为：将保存于冻干管中的白色链霉菌接入到肉汤培养基的固体斜面中，在30-32℃下培养24-48小时；挑取菌落接入到经过灭菌的液体培养基中，在26-28℃、150-200r/min条件下培养24-36小时，获得发酵液；将发酵液喷雾干燥，得白色链霉菌菌粉。
7.根据权利要求6所述用于调节偏酸性土壤的生物调理剂，其特征在于，所述液体培养基含有如下重量份的组分：蔗糖20份、氯化钠5份、蛋白胨20份、硫酸镁5份、磷酸二氢钾3份和水1000份。
8.一种权利要求1-7任意一项所述用于调节偏酸性土壤的生物调理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备甘蔗生物炭：将甘蔗皮进行干燥粉碎，将其置于马弗炉中进行预碳化1-3h，温度为200℃，再通入氮气，在氮气环境下，以升温速率为5℃·min-1，在500℃下恒温1h；以升温速率为2℃·min-1，在700℃下恒温1h，待冷却至室温，得到甘蔗生物炭；
(2)制备高炉矿渣粉：将高炉矿渣进行球磨，至比表面积300-400m2/kg，加入氢氧化钠溶液浸泡3-5h，后干燥，加入3wt％的碱性激发剂再次混合球磨1-2h后，得到高炉矿渣粉；
(3)将各原料按重量份混合，通过造粒机造粒，粒径控制为3-6mm，造粒完成，充分干燥，包装入库即可。
9.一种权利要求1-7任意一项所述用于调节偏酸性土壤的生物调理剂的应用方法，其特征在于，调理剂可撒施、沟施或穴施，或者与其他肥料进行混合使用，亩用量为20-30kg。
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