調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑及其制備方法和應用，由農業廢棄物在低溫厭氧條件下裂解而成，所述農業廢棄物碳氮質量比不高于39、總碳含量不高于42wt.%、總磷含量不低于0.1wt.%、灰化堿含量不低于70cmol/kg。本發明改良劑施用時需與微肥配施施用。改良劑施用后能夠迅速且微調至茶樹最適宜生長pH區間5.0～5.5，既能夠避免無機改良方式導致茶葉對Ca2+過量吸收而降低氨基酸、水溶出物等茶葉品質的缺陷，又能夠彌補有機物料因灰化堿含量較低酸度調控能力有限的不足。特別是能夠顯著提高茶葉中茶多酚、自由氨基酸、兒茶素等含量，同時顯著降低茶葉中鋁的含量。
【專利說明】【技術領域】
[〇〇〇1] 本發明屬于土壤改良劑【技術領域】，尤其涉及一種改良強酸性茶園土壤的生物質改 良劑及其制備方法和應用。 調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑及其制備方法和 應用 【背景技術】
[0002] 茶樹是典型的好酸作物，但茶樹自身生長代謝、茶葉的采集等因素又會加速土壤 酸化，另外氮肥的大量施用也是加劇茶園土壤酸化的關鍵因素。自20世紀90年代以來我 國茶園土壤酸化呈加劇趨勢，例如：1990?1991年蘇、浙、皖三省pH〈4. 0的茶園土壤只占 茶園總面積13. 7 %，而1998年則高達43. 9 %。雖然茶樹是典型的喜酸作物，但其適宜的生 長環境介于土壤pH區間4. 5?6. 0,當pH值低于4. 0或高于6. 0時茶樹生長將會受到抑 制，土壤pH區間為5. 0?5. 5時最有利于茶葉產量與品質的提高。另外，強酸性茶園土壤 會增大茶葉中鋁的含量，而鋁在人體內的過量蓄積被認為與老年癡呆與慢性神經性疾病有 關。因此有必要對強酸性茶園土壤酸度調控至其適宜區間，提高茶葉的產量與品質。
[0003] 土壤酸度的調控方式通常分為無機調控與有機調控。無機調控即施用石灰、白 云石等無機改良劑，通過酸堿反應或離子交換反應迅速降低土壤酸度的改良方式。無機 調控技術雖然能夠迅速降低土壤酸度，但極易發生土壤加速復酸，調控效果難以持久且長 期施用石灰等無機材料容易造成土壤板結、營養元素單一（Carran，R.A. 1991. Plant and Soil，134:107 114.Roth，C.H.&Pavan，M.A.1991.Geoderma，48,351 361·)。另外，石灰 屬礦產資源，長期開采勢必對生態造成破壞。特別是對于茶園生態系統，在實際生產過程中 容易造成局部過量施用，矯枉過正，另外過量Ca2+的吸收會降低茶葉中氨基酸、水溶出物含 量，嚴重影響茶葉品質（林智等.1990茶葉科學，10 (2) : 27-32.)。
[0004] 有機調控是以有機物料為改良劑的調控方式，研究發現有機物料不僅能夠提高 土壤肥力，而且在分解過程中發生脫羧反應消耗質子，具有一定的土壤酸度調控能力。盡 管有機物料調控溫和，有利于土壤肥力提高，但對于強酸性土壤（pH_〈4. 5)有機物料調控 能力有限，難以滿足酸度調控的實際需求（Wang L.et al. 2013. Communication in Soil Science and Plant Analysis, 44(8) ,1310-1321·)。
【發明內容】
[0005] 解決的技術問題：本發明提供一種調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑及其 制備方法和應用，采用篩選農業廢棄物在低溫厭氧條件下裂解產生，（i)解決有機物料只能 增加土壤肥力但調控強酸性土壤酸度能力不足的問題；（ii)避免無機改良劑調控方式容 易造成的局部過量、矯枉過正，以及Ca 2+過量吸收而降低氨基酸、水溶出物等含量，對茶葉 品質產生的不利影響；（iii)通過酸度改良與微肥配施解決茶葉功能品質提高的同時降低 茶葉中鋁素含量。
[0006] 技術方案：調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑，由農業廢棄物在低溫厭氧 條件下裂解而成，所述農業廢棄物碳氮質量比不高于39、總碳含量不高于42wt. %、總磷含 量不低于〇. lwt. %、灰化堿含量不低于70cmol/kg。
[0007] 所述農業廢棄物為花生秸桿或蠶豆秸桿。
[0008] 所述生物質改良劑的有機碳含量不低于55wt. %，總磷含量不低于0. 27wt. %，碳 氮質量比不高于26,交換性鹽基離子不低于81cmol/kg，粒徑小于100目。
[〇〇〇9] 所述調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑的制備方法，農業廢棄物置于石 灰水中浸泡4小時后于80°C烘干，之后置于密閉裝置中，以20°C /min的速率程序升溫至 300°C，熱解過程持續4小時，之后冷卻打碎過100目篩。
[〇〇1〇] 所述調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑的應用，其特征在于秋季施用基肥 前施用，施用時需與17?34kg/ha微肥配施施用，微肥由9?12份的硫酸鋅、15?20份 的硼砂、50?60份磷酸氫二鉀、12?20份鑰酸銨混配而成；施肥深度為0?25cm，之后覆 土；施用的土壤酸度范圍為紅壤地區pH介于4. 0?4. 5強酸性茶園土壤，施用劑量為5? 12t/ha。 toon] 有益效果：1)本發明所用的農業廢棄物為作物秸桿取材便捷，彌補了有機調控方 式只能提高土壤肥力不能調控強酸性茶園土壤的缺陷。2)生物質改良劑施用后能夠減少因 常規酸度改良而導致的Ca2+過量吸附降低茶葉中氨基酸、水溶出物等品質含量，減少酸度 調控導致的負面影響，提高茶葉品質。3)生物質改良劑與上述微肥配施，存在協同作用不僅 能夠進一步提1?茶葉品質同時能夠有效減少茶葉中A1的含量。 【具體實施方式】
[0012] 下面的實施例可使本專業技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本 發明。
[0013] 實施例1
[0014] 改良劑的制備：把花生秸桿（碳氮質量比29,總碳含量42wt. %、磷含量 0. lwt. %、灰化堿含量91cmol/kg)置于石灰水中浸泡4小時后于80°C烘干，之后置于密閉 裝置中，以20°C /min的速率程序升溫至300°C，熱解過程持續4小時，之后自然冷卻，打碎 過100目篩，有機碳含量55. lwt. %，總磷含量0. 38wt. %，碳氮質量比17,交換性鹽基離子 81cmol/kg〇
[0015] 改良劑的施用方法：改良劑均秋季施用基肥前施入，將低溫制生物質炭5t/ha與 17kg/ha微肥配施施用，微肥按質量比例由9份的硫酸鋅、15份的硼砂、60份磷酸氫二鉀、16 份鑰酸銨混配而成。深翻入土，施肥深度為0?25cm，之后覆土。施用基肥菜籽餅4t/ha， 于春茶前施用尿素242kg/ha、春茶后尿素145kg/ha、夏茶后尿素施用97kg/ha。
[0016] 改良劑的施用對象：紅壤地區pH = 4. 5強酸性茶園土壤，茶葉品種龍井43。
[〇〇17] 改良劑施用效果：與不施用生物質改良劑只施用微肥處理（CK)、低劑量石灰替代 生物質改良劑（4t/ha，石灰處理1)、石灰+微肥處理（4t/ha，石灰處理2)、生物質改良劑 (6t/ha，生物炭處理）、本發明所述生物質改良劑施用方式（改良劑處理）相比，本發明所述 生物質改良劑提高茶葉品質效果最優。改良后茶葉品質比較如表1所示：
[0018] 表1不同改良劑處理茶葉品質差異
[0019]
【權利要求】
1. 調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑，其特征在于由農業廢棄物在低溫厭氧條 件下裂解而成，所述農業廢棄物碳氮質量比不高于39、總碳含量不高于42 wt. %、總磷含量 不低于〇· lwt. %、灰化堿含量不低于70 cmol/kg。
2. 根據權利要求1所述調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑，其特征在于所述農 業廢棄物為花生秸桿或蠶豆秸桿。
3. 根據權利要求1所述調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑，其特征在于所述生 物質改良劑的有機碳含量不低于55 wt. %，總磷含量不低于0. 27 wt. %，碳氮質量比不高于 26,交換性鹽基離子不低于81 cmol/kg，粒徑小于100目。
4. 權利要求1?3任一所述調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑的制備方法， 其特征在于農業廢棄物置于石灰水中浸泡4小時后于80°C烘干，之后置于密閉裝置中，以 20°C /min的速率程序升溫至300°C，熱解過程持續4小時，之后冷卻打碎過100目篩。
5. 權利要求1?3任一所述調控強酸性茶園土壤酸度的生物質改良劑的應用，其特征 在于秋季施用基肥前施用，施用時需與17?34 kg/ha微肥配施施用，微肥由9?12份的 硫酸鋅、15?20份的硼砂、50?60份磷酸氫二鉀、12?20份鑰酸銨混配而成；施肥深度 為0?25 cm，之后覆土；施用的土壤酸度范圍為紅壤地區pH介于4. 0?4. 5強酸性茶園 土壤，施用劑量為5?12 t/ha。
【文檔編號】A01B79/02GK104098406SQ201410289108
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】王磊, 王霞, 佟德利, 汪玉, 李剛, 席運官, 張紀兵, 肖興基 申請人:環境保護部南京環境科學研究所, 沈陽師范大學, 中國科學院南京土壤研究所