CN114507531A - 一种茶园酸性土壤改良剂及改良工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种茶园酸性土壤改良剂及改良工艺,所述土壤改良剂,按重量份计,由以下原料制成:白云石粉10‑20份、改性生物炭40‑60份、腐植酸5‑10份、蚯蚓粪5‑10份、有机肥5‑10份、复合菌剂6‑12份、硝化抑制剂3‑8份、木质素高吸水树脂10‑15份。该土壤改良剂能够有效改善土壤的肥力和解决土壤保水能力不足的问题,抑制土壤盐基饱和度的降低;同时,通过本发明提供的土壤改良工艺,能够进一步缓解土壤酸化,改善根部微区土壤微环境,从而提高茶叶品质。
Description
技术领域
本发明属于土壤改良技术领域,具体涉及一种茶园酸性土壤改良剂及改良工艺。
背景技术
土壤pH被认为是土壤中较关键的指标,因为它直接影响植物的生长。土壤酸化会对农业系统的可持续性产生负面影响。茶树为亚热带地区重要的经济作物,深受当地农民的喜爱。茶树作为一种特殊和作物,喜酸性土壤,一般要求土壤的pH值在4.0-6.5范围内。土壤酸碱度影响茶树的生长发育,茶树的生长发育又影响土壤的酸碱度变化,土壤根系在新陈代谢中分泌多种有机酸,是促使茶园土壤酸化的原因之一。土壤酸化会随种植年限增长而逐渐加深,有研究显示,茶园种植13年,34年和54年后,与从未种植茶叶的土壤相比,来自耕作层的茶园土壤pH分别降低了1.37、1.62、1.85。茶树栽培初期的土壤酸化率高于后期。目前茶园土壤酸化严重,土壤酸化面积大、分布广、酸化程度较高。据研究,土壤pH在4.0以下时,土壤酶活性会明显降低,从而影响土壤养分的有效发挥和茶园产量继续提高,成为后期高产茶叶的障碍因素之一,因此,当土壤酸度低于4.0以下时,需要进行适当调节。
茶园土壤酸化主要是由于自然因素和人为因素两方面构成。首先,茶树会吸收和富集大量的铝,平均含Al量在1500mg/kg以上,其中Al的生物地球化学循环会导致土壤酸化,种植密度也会影响土壤酸化,与较高的种植密度相比,茶树在较低的种植密度下向根际排放的H+较少,同时酸雨和氮沉降也是土壤酸化的原因。
目前,酸性土壤改良方法主要有大气污染控制、农业措施(轮作、套种等)、生物法(生物排酸)、化学法(改良剂:石灰、工业废弃物;有机-无机肥料联用等)、等,这些措施虽然在一定条件下有效,各自具有局限性:大气污染控制周期长且成本高,农业措施和生物法耗时较长且受气候条件限制,化学法耗费大量人力物力且改良剂用量大。这些方法难以大范围实施,不能满足当前我国对于酸性土壤的改良需要。不同改良剂对酸性土壤均有一定的改良效果,但石灰改良效果较优,石灰有较好的降酸效果,但长期施用石灰会导致土壤板结,甚至是复酸化。
在专利CN108353563A中公开了一种利用废弃物为土壤改良剂治理沙地化土壤的方法,该方法中的土壤改良剂是由沙粒或沙土,油脂副产物油泥和油脚,酒渣,污泥,粉煤灰,风化煤按比例混合而成,将该沙地土壤改良剂放置于沙地或沙地的表面,进行洒水或滴灌浇水后可用于种植耐旱植物或农作物。但是沙地地区的植物生长过程中需要提供微生物所生长的环境,而目前沙化土壤很显然无法提供其生长的环境。
本发明主要采用硝化抑制控酸技术、有机培肥抗酸技术和地表覆盖防酸技术,联合修复茶园酸性土壤。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种茶园酸性土壤改良剂,该土壤改良剂能够有效改善土壤的肥力和解决土壤保水能力不足的问题,抑制土壤盐基饱和度的降低;同时,通过本发明提供的土壤改良工艺,能够进一步缓解土壤酸化,改善根部微区土壤微环境,从而提高茶叶品质。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种茶园酸性土壤改良剂,按重量份计,由以下原料制成:
优选的,所述有机肥为牛粪、猪粪或鸡粪中的一种或几种;所述硝化抑制剂为双氰胺、3,4-二甲基吡唑磷酸盐或2-氯-6-(三氯甲基)吡啶中的一种或几种。
优选的,所述改性生物炭的制备方法,包括以下步骤:
(1)将生物质原料洗涤后干燥、粉碎得颗粒原料,之后在氮气气氛下,将所述颗粒原料于700-800℃下保持2-4h,待冷却后取出即得生物炭;
(2)将步骤(1)中得到的生物炭加入2mol/L的NaOH溶液中,混合搅拌1-3h,随后加入壳聚糖,80-100℃水热反应1-2h,得到碱式生物炭混合液;
(3)在步骤(2)中得到的碱式生物炭混合液中加入硝酸铈与硝酸锰,在60-80℃下继续搅拌1-2h,然后过滤、洗涤、干燥即得所述改性生物炭。
优选的,所述改性生物炭,按照重量份计各组分为:生物炭40-80份、壳聚糖10-15份、硝酸铈5-10份、硝酸锰5-10份;步骤(1)中所述生物质为茶枝、酒糟或烟草秸秆中的一种或几种;步骤(2)中所述生物炭与NaOH溶液的质量比为1:5。
优选的,所述复合菌剂的制备方法,包括以下步骤:
将凹凸棒土、膨润土加入1mol/L的NaOH溶液中,在室温下浸泡20-40min,过滤、干燥后在500-600℃下煅烧0.5-1h,冷却至室温后与牡蛎壳粉、草木灰粉混合,灭菌处理后得到载体;将胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌分别进行接种培养、絮凝、压滤、干燥及粉碎,得到相应的菌剂,将所得菌剂进行混合,得到混合菌剂,随后将载体加入混合菌剂,混合均匀,即得所述复合菌剂。
优选的,所述复合菌剂中胶质芽孢杆菌ACCC10012、沼泽红假单胞菌ACCC10649、细黄链霉菌ACCC40027均获自中国农业微生物菌种保藏管理中心。
优选的,所述复合菌剂,按照重量份计各组分为:10-15份凹凸棒土、3-5份膨润土、3-5份牡蛎壳粉、3-5份草木灰粉;所述胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌的质量比为1:1:1;所述混合菌剂与载体的质量比为1:5-10。
优选的,所述灭菌处理为:在110℃条件下高温灭菌1-2h。
优选的,沼泽红假单胞菌接种于肉汁胨培养基,接种量为5%(体积);胶质芽孢杆菌、细黄链霉菌接种于PDA培养基,接种量为5%(体积)培养6天后,分别于180r/min摇床培养,各自的培养条件如下:胶质芽孢杆菌的培养温度为28℃,培养时间为55h;沼泽红假单胞菌的培养温度为28℃,培养时间为40h;细黄链霉菌的培养温度为28℃,培养时间为73h;
优选的,所述肉汁胨培养基包括:牛肉膏4份,蛋白胨5份,NaCl 3份,琼脂20份和1000份去离子水,且其pH为7;以重量份计,所述PDA培养基包括:土豆200份、葡萄糖11份、琼脂19份,Na2HPO4 5份和1000份去离子水,且其pH为7.0。
优选的,利用磷酸氢二钠和氯化钙絮凝,两者的加入量分别为接种培养所得发酵液质量的2%和0.6%。
优选的,压滤、干燥及粉碎的具体方法为:采用板框压滤,然后50℃干燥至含水量25%,旋风分离后利用粉碎机粉碎,过30目筛,即得所述菌剂。
优选的,所述木质素基高吸水树脂的制备方法,包括以下步骤:
(a)在冰水浴条件下,将1mol/L的NaOH溶液缓慢加入10mL丙烯酸中,制备中和度为60-80%的丙烯酸钠;
(b)将木质素磺酸钠加入蒸馏水中溶解,通入氮气后依次加入步骤(a)中得到的丙烯酸钠、过硫酸钾,在60-80℃下反应2h,反应完成后再加入环氧氯丙烷继续反应1-2h,反应结束后在80℃下干燥至恒重,粉碎后即得木质素基高吸水树脂。
优选的,步骤(b)中木质素磺酸钠、丙烯酸钠、过硫酸钾和环氧氯丙烷的质量比为1:2-5:0.02-0.04:0.02-0.04。
本发明还保护一种所述茶园酸性土壤改良剂的制备方法,包括如下步骤:
按配方称取白云石粉、改性生物质炭、腐植酸、蚯蚓粪、有机肥,进行搅拌混合,之后进行干燥,得到混合物;随后再将复合菌剂、硝化抑制剂、木质素基高吸水树脂加入混合物中,混合均匀后即得所述土壤改良剂。
本发明还保护一种茶园酸性土壤的改良方法,包括以下步骤:
步骤一、将茶园酸性土壤深耕深松进行破土处理,破土深度30-40cm,暴晒5-10天;
步骤二、向土壤中加入土壤改良剂,每亩用量为50-100kg,并翻挖耕耙混合均匀,达到全耕作层土壤均施的效果,处理5-10天;
步骤三、在改性处理后的土壤表面覆上一层覆盖物,堆置10-15天,且在堆置期间,定期向覆盖物上浇水,堆置完成后,即得改良后的土壤;
其中,所述覆盖物为三叶草、圆叶决明、鼠茅草中的一种或几种。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明提供的土壤改良剂,通过对生物炭进行改性,使制备的生物炭呈碱性,改性的生物炭能够显著提高土壤的pH,土壤pH升高,一方面使得土壤颗粒表面负电荷增加,进而使重金属离子的静电吸附增加;另一方面,改性生物炭使得土壤中游离的重金属离子形成氢氧化物、或与矿物组分释放的碳酸根、磷酸根等生成沉淀,进一步提高茶园酸性土壤的pH。
(2)本发明提供的土壤改良剂,使用的复合菌剂通过微生物的活动,促进了土壤有机质的分解与生物活性物质的合成,能提高了土壤保水、保肥能力,改善土壤生态环境,同时在植物体内或根部、叶面定植,还能形成相互协同的菌膜,可以提高植物根部的营养吸收能力,有效抑制有害菌的生长繁殖与入侵,抑制田间杂草和有害微生物的繁殖,促进茶叶生长。
(3)本发明提供的土壤改良剂,将木质素基高吸水树脂替代普通的高分子吸水树脂,通过将木质素磺酸钠接入高分子吸水树脂中,同样起到去除土壤中重金属和降低了土壤的饱和导水率,从而减缓了土壤释放水的速度,减少了土壤水分的渗透和流失的目的。
(4)本发明提供的土壤改良工艺,采用硝化抑制控酸技术、有机培肥抗酸技术和地表覆盖防酸技术,联合修复茶园酸性土壤。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种茶园酸性土壤改良剂的制备方法,包括如下步骤:
将20份白云石粉、60份改性生物质炭、10份腐植酸、10份蚯蚓粪、10份猪粪,进行搅拌混合,之后进行干燥,得到混合物;随后再将12份复合菌剂、8份双氰胺、15份木质素基高吸水树脂加入混合物中,混合均匀后即得所述土壤改良剂。
其中,所述改性生物炭的制备方法,包括以下步骤:
(1)将茶枝洗涤后干燥、粉碎得颗粒原料,之后在氮气气氛下,将所述颗粒原料于800℃下保持2h,待冷却后取出即得生物炭;
(2)将步骤(1)中得到的生物炭(80份)加入400份2mol/L的NaOH溶液中,混合搅拌1h,随后加入15份壳聚糖,100℃水热反应1h,得到碱式生物炭混合液;
(3)在步骤(2)中得到的碱式生物炭混合液中加入10份硝酸铈与10份硝酸锰,在80℃下继续搅拌1h,然后过滤、洗涤、干燥即得所述改性生物炭。
所述复合菌剂的制备方法,包括以下步骤:
将15份凹凸棒土、5份膨润土加入1mol/L的NaOH溶液中,在室温下浸泡40min,过滤、干燥后在600℃下煅烧0.5h,冷却至室温后与5份牡蛎壳粉、5份草木灰粉混合,灭菌处理后得到载体;将胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌分别进行接种培养、絮凝、压滤、干燥及粉碎,得到相应的菌剂,将所得菌剂进行混合,得到混合菌剂,随后将载体加入混合菌剂,混合均匀,即得所述复合菌剂。
胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌的质量比为1:1:1,所述混合菌剂与载体的质量比为1:8。
所述木质素基高吸水树脂的制备方法,包括以下步骤:
(a)在冰水浴条件下,将1mol/L的NaOH溶液缓慢加入10mL丙烯酸中,制备中和度为80%的丙烯酸钠;
(b)将10份木质素磺酸钠加入蒸馏水中溶解,通入氮气后依次加入步骤(a)中得到的丙烯酸钠(50份)、0.4份过硫酸钾,在80℃下反应2h,反应完成后再加入0.4份环氧氯丙烷继续反应1h,反应结束后在80℃下干燥至恒重,粉碎后即得木质素基高吸水树脂。
实施例2
一种茶园酸性土壤改良剂的制备方法,包括如下步骤:
将10份白云石粉、40份改性生物质炭、5份腐植酸、5份蚯蚓粪、5份牛粪,进行搅拌混合,之后进行干燥,得到混合物;随后再将5份复合菌剂、3份3,4-二甲基吡唑磷酸盐、10份木质素基高吸水树脂加入混合物中,混合均匀后即得所述土壤改良剂。
其中,所述改性生物炭的制备方法,包括以下步骤:
(1)将酒糟洗涤后干燥、粉碎得颗粒原料,之后在氮气气氛下,将所述颗粒原料于700℃下保持4h,待冷却后取出即得生物炭;
(2)将步骤(1)中得到的生物炭(40份)加入200份2mol/L的NaOH溶液中,混合搅拌3h,随后加入10份壳聚糖,80℃水热反应2h,得到碱式生物炭混合液;
(3)在步骤(2)中得到的碱式生物炭混合液中加入5份硝酸铈与5份硝酸锰,在60℃下继续搅拌2h,然后过滤、洗涤、干燥即得所述改性生物炭。
所述复合菌剂的制备方法,包括以下步骤:
将10份凹凸棒土、3份膨润土加入1mol/L的NaOH溶液中,在室温下浸泡40min,过滤、干燥后在500℃下煅烧1h,冷却至室温后与3份牡蛎壳粉、3份草木灰粉混合,灭菌处理后得到载体;将胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌分别进行接种培养、絮凝、压滤、干燥及粉碎,得到相应的菌剂,将所得菌剂进行混合,得到混合菌剂,随后将载体加入混合菌剂,混合均匀,即得所述复合菌剂。
胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌的质量比为1:1:1,所述混合菌剂与载体的质量比为1:8。
所述木质素基高吸水树脂的制备方法,包括以下步骤:
(a)在冰水浴条件下,将1mol/L的NaOH溶液缓慢加入10mL丙烯酸中,制备中和度为60%的丙烯酸钠;
(b)将10份木质素磺酸钠加入蒸馏水中溶解,通入氮气后依次加入步骤(a)中得到的丙烯酸钠(20份)、0.2份过硫酸钾,在60℃下反应2h,反应完成后再加入0.2份环氧氯丙烷继续反应2h,反应结束后在80℃下干燥至恒重,粉碎后即得木质素基高吸水树脂。
实施例3
一种茶园酸性土壤改良剂的制备方法,包括如下步骤:
将15份白云石粉、50份改性生物质炭、8份腐植酸、8份蚯蚓粪、8份鸡粪,进行搅拌混合,之后进行干燥,得到混合物;随后再将9份复合菌剂、5份2-氯-6-(三氯甲基)吡啶、12份木质素基高吸水树脂加入混合物中,混合均匀后即得所述土壤改良剂。
其中,所述改性生物炭的制备方法,包括以下步骤:
(1)将烟草秸秆洗涤后干燥、粉碎得颗粒原料,之后在氮气气氛下,将所述颗粒原料于750℃下保持3h,待冷却后取出即得生物炭;
(2)将步骤(1)中得到的生物炭(60份)加入300份2mol/L的NaOH溶液中,混合搅拌2h,随后加入12份壳聚糖,90℃水热反应1.5h,得到碱式生物炭混合液;
(3)在步骤(2)中得到的碱式生物炭混合液中加入7份硝酸铈与8份硝酸锰,在70℃下继续搅拌1.5h,然后过滤、洗涤、干燥即得所述改性生物炭。
所述复合菌剂的制备方法,包括以下步骤:
将13份凹凸棒土、4份膨润土加入1mol/L的NaOH溶液中,在室温下浸泡30min,过滤、干燥后在550℃下煅烧1h,冷却至室温后与4份牡蛎壳粉、4份草木灰粉混合,灭菌处理后得到载体;将胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌分别进行接种培养、絮凝、压滤、干燥及粉碎,得到相应的菌剂,将所得菌剂进行混合,得到混合菌剂,随后将载体加入混合菌剂,混合均匀,即得所述复合菌剂。
胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌的质量比为1:1:1,所述混合菌剂与载体的质量比为1:8。
所述木质素基高吸水树脂的制备方法,包括以下步骤:
(a)在冰水浴条件下,将1mol/L的NaOH溶液缓慢加入10mL丙烯酸中,制备中和度为70%的丙烯酸钠;
(b)将10份木质素磺酸钠加入蒸馏水中溶解,通入氮气后依次加入步骤(a)中得到的丙烯酸钠(40份)、0.3份过硫酸钾,在70℃下反应2h,反应完成后再加入0.3份环氧氯丙烷继续反应1.5h,反应结束后在80℃下干燥至恒重,粉碎后即得木质素基高吸水树脂。
对比例1
一种茶园酸性土壤改良剂的制备方法,包括如下步骤:
将20份白云石粉、60份生物质炭、10份腐植酸、10份蚯蚓粪、10份猪粪,进行搅拌混合,之后进行干燥,得到混合物;随后再将12份复合菌剂、15份木质素基高吸水树脂加入混合物中,混合均匀后即得所述土壤改良剂。
其中,所述生物炭的制备方法,包括以下步骤:
将茶枝洗涤后干燥、粉碎得颗粒原料,之后在氮气气氛下,将所述颗粒原料于800℃下保持2h,待冷却后取出即得所述生物炭;
所述复合菌剂的制备方法,包括以下步骤:
将15份凹凸棒土、5份膨润土加入1mol/L的NaOH溶液中,在室温下浸泡40min,过滤、干燥后在600℃下煅烧0.5h,冷却至室温后与5份牡蛎壳粉、5份草木灰粉混合,灭菌处理后得到载体;将胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌分别进行接种培养、絮凝、压滤、干燥及粉碎,得到相应的菌剂,将所得菌剂进行混合,得到混合菌剂,随后将载体加入混合菌剂,混合均匀,即得所述复合菌剂。
胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌的质量比为1:1:1,所述混合菌剂与载体的质量比为1:8。
所述木质素基高吸水树脂的制备方法,包括以下步骤:
(a)在冰水浴条件下,将1mol/L的NaOH溶液缓慢加入10mL丙烯酸中,制备中和度为80%的丙烯酸钠;
(b)将10份木质素磺酸钠加入蒸馏水中溶解,通入氮气后依次加入步骤(a)中得到的丙烯酸钠(50份)、0.4份过硫酸钾,在80℃下反应2h,反应完成后再加入0.4份环氧氯丙烷继续反应1h,反应结束后在80℃下干燥至恒重,粉碎后即得木质素基高吸水树脂。
对比例2
一种茶园酸性土壤改良剂的制备方法,包括如下步骤:
将20份白云石粉、60份生物质炭、10份腐植酸、10份蚯蚓粪、10份猪粪,进行搅拌混合,之后进行干燥,得到混合物;随后再将15份木质素基高吸水树脂加入混合物中,混合均匀后即得所述土壤改良剂。
其中,所述改性生物炭的制备方法,包括以下步骤:
(1)将茶枝洗涤后干燥、粉碎得颗粒原料,之后在氮气气氛下,将所述颗粒原料于800℃下保持2h,待冷却后取出即得所述生物炭;
所述木质素基高吸水树脂的制备方法,包括以下步骤:
(a)在冰水浴条件下,将1mol/L的NaOH溶液缓慢加入10mL丙烯酸中,制备中和度为80%的丙烯酸钠;
(b)将10份木质素磺酸钠加入蒸馏水中溶解,通入氮气后依次加入步骤(a)中得到的丙烯酸钠(50份)、0.4份过硫酸钾,在80℃下反应2h,反应完成后再加入0.4份环氧氯丙烷继续反应1h,反应结束后在80℃下干燥至恒重,粉碎后即得木质素基高吸水树脂。
将实施例1及对比例1-2所制备的土壤改良剂对贵州省安顺市西秀区鸡场乡茶果场茶园酸性土壤进行改良,具体步骤如下:
步骤一、将茶园酸性土壤深耕深松进行破土处理,破土深度30cm,暴晒5天;
步骤二、向土壤中加入土壤改良剂,每亩用量为100kg,并翻挖耕耙混合均匀,达到全耕作层土壤均施的效果,处理30天;
步骤三、在改性处理后的土壤表面覆上一层三叶草,堆置15天,且在堆置期间,定期向覆盖物上浇水,堆置完成后,即得改良后的土壤。
之后按照常规的方式进行田间管理,测定土壤改良前和改良后耕地土壤的如下指标以对土壤改良剂进行评价,其中,土壤容重根据标准NY/T 1121.4-2006进行测试,结果如下表1。
(1)在土壤修复改良之前和改良后采用TCLP毒性浸出方法测定土壤中的重金属含量(取各耕地中的8个小块,分别测定后取平均值)。
(2)采用环刀法测定改良前后土壤的总孔隙度。
土壤pH及交换性酸度测试:将实施例1-3和对比例1-2的土壤改良剂施用于贵州省安顺市西秀区鸡场乡茶果场茶园酸性土壤3个月和6个月后,分别取土壤样,测定土壤pH值和交换性酸度,对照组不施用酸性土壤改良剂,其中,pH值采LY/T1239-1999标准方法,并且使用PHS-3C pH计进行测定;交换性酸度采LY/T 1240-1999标准方法进行测定,结果如下表2:
从表1的测试结果可以看出,本发明提供的茶园酸性土壤改良剂,在对土壤改良好,土壤中的重金属含量、土壤孔隙度、土壤中的有机质、土壤容重均有较好的改善,提高土壤养分含量,达到土壤改良的目的;同时,通过表面覆盖技术,阻止了土气界面的水分交换,有效抑制土壤水分蒸散,降低土壤水分的无效蒸发,提高茶树蒸腾作用在茶园耗水中的比重,还具有控制杂草,保持良好的土壤结构的作用。从表2中可以看出,改良剂前期对土壤酸性的改良作用见效快,而且改良的幅度大,适用于土壤初始酸性较强的情况,后面持续基本保持稳定,可以有效的提高酸性土壤的pH值,降低交换性酸含量,起到改良酸性土壤性质的作用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的一种茶园酸性土壤改良剂,其特征在于,所述有机肥为牛粪、猪粪或鸡粪中的一种或几种;所述硝化抑制剂为双氰胺、3,4-二甲基吡唑磷酸盐或2-氯-6-(三氯甲基)吡啶中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种茶园酸性土壤改良剂,其特征在于,所述改性生物炭的制备方法,包括以下步骤:
(1)将生物质原料洗涤后干燥、粉碎得颗粒原料,之后在氮气气氛下,将所述颗粒原料于700-800℃下保持2-4h,待冷却后取出即得生物炭;
(2)将步骤(1)中得到的生物炭加入2mol/L的NaOH溶液中,混合搅拌1-3h,随后加入壳聚糖,80-100℃水热反应1-2h,得到碱式生物炭混合液;
(3)在步骤(2)中得到的碱式生物炭混合液中加入硝酸铈与硝酸锰,在60-80℃下继续搅拌1-2h,然后过滤、洗涤、干燥即得所述改性生物炭。
4.根据权利要求3所述的一种茶园酸性土壤改良剂,其特征在于,所述改性生物炭,按照重量份计各组分为:生物炭40-80份、壳聚糖10-15份、硝酸铈5-10份、硝酸锰5-10份;步骤(1)中所述生物质为茶枝、酒糟或烟草秸秆中的一种或几种;步骤(2)中所述生物炭与NaOH溶液的质量比为1:5。
5.根据权利要求1所述的一种茶园酸性土壤改良剂,其特征在于,所述复合菌剂的制备方法,包括以下步骤:
将凹凸棒土、膨润土加入1mol/L的NaOH溶液中,在室温下浸泡20-40min,过滤、干燥后在500-600℃下煅烧0.5-1h,冷却至室温后与牡蛎壳粉、草木灰粉混合,灭菌处理后得到载体;将胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌分别进行接种培养、絮凝、压滤、干燥及粉碎,得到相应的菌剂,将所得菌剂进行混合,得到混合菌剂,随后将载体加入混合菌剂,混合均匀,即得所述复合菌剂。
6.根据权利要求5所述的一种茶园酸性土壤改良剂,其特征在于,所述复合菌剂,按照重量份计各组分为:10-15份凹凸棒土、3-5份膨润土、3-5份牡蛎壳粉、3-5份草木灰粉;所述胶质芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌的质量比为1:1:1;所述混合菌剂与载体的质量比为1:5-10。
7.根据权利要求1所述的一种茶园酸性土壤改良剂,其特征在于,所述木质素基高吸水树脂的制备方法,包括以下步骤:
(a)在冰水浴条件下,将1mol/L的NaOH溶液缓慢加入10mL丙烯酸中,制备中和度为60-80%的丙烯酸钠;
(b)将木质素磺酸钠加入蒸馏水中溶解,通入氮气后依次加入步骤(a)中得到的丙烯酸钠、过硫酸钾,在60-80℃下反应2h,反应完成后再加入环氧氯丙烷继续反应1-2h,反应结束后在80℃下干燥至恒重,粉碎后即得木质素基高吸水树脂。
8.根据权利要求7所述的一种茶园酸性土壤改良剂,其特征在于,步骤(b)中木质素磺酸钠、丙烯酸钠、过硫酸钾和环氧氯丙烷的质量比为1:2-5:0.02-0.04:0.02-0.04。
9.一种权利要求1-8任一项所述茶园酸性土壤改良剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
按配方称取白云石粉、改性生物质炭、腐植酸、蚯蚓粪、有机肥,进行搅拌混合,之后进行干燥,得到混合物;随后再将复合菌剂、硝化抑制剂、木质素基高吸水树脂加入混合物中,混合均匀后即得所述土壤改良剂。
10.一种茶园酸性土壤的改良方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、将茶园酸性土壤深耕深松进行破土处理,破土深度30-40cm,暴晒5-10天;
步骤二、向土壤中加入土壤改良剂,每亩用量为50-100kg,并翻挖耕耙混合均匀,达到全耕作层土壤均施的效果,处理5-10天;
步骤三、在改性处理后的土壤表面覆上一层覆盖物,堆置10-15天,且在堆置期间,定期向覆盖物上浇水,堆置完成后,即得改良后的土壤;
其中,所述覆盖物为三叶草、圆叶决明、鼠茅草中的一种或几种。
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