一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑及制備方法

一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑及制備方法
【專利摘要】本發明屬于土壤改良技術領域，具體涉及一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑及制備方法。本發明生態土壤調理劑按重量份計包括30~60份的碳化酒糟、10~20份的工農業廢棄物、10~15份的馬尾藻、10~15份的水葫蘆、5~10份的草木灰、5~15份的納米改性粘土、5~10份的海藻酸鈉、1~10份的羅望子多糖膠、1~5份的鰲合中微量元素、0.1~3份的氧化石墨烯。本發明土壤調理劑能調節土壤pH值，促進土壤團粒結構形成，改善酸性土壤的理化結構，增加土壤有機質含量，提高土壤保水保肥能力，改善土壤物理性狀，為植物生長創造良好的生態環境，是一種優良的土壤改良劑，符合有機無公害農業發展趨勢，具有較大的推廣應用價值。
【專利說明】
一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑及制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于土壤改良技術領域，具體涉及一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑及 制備方法。
【背景技術】
[0002] 酸性土壤是指pH小于7的土壤。近年來，隨著無機化學肥料的不合理大量施用，導 致酸化土壤面積逐年增加，土壤酸化程度明顯加速，同時由于連種種植模式、氣候等因素影 響，目前我國酸性土壤的面積已達2億公頃。土壤酸化對農作物生產帶來以下幾個方面的影 響:一是破壞土壤結構，引起板結，降低土壤的通透性及微生物活性，使土壤貧脊;二是導致 土壤中鋁離子含量增加，造成農作物產量降低、品質下降，甚至產生鋁毒害死亡;三是增加 了土壤中重金屬離子的活性，使其更容易被作物吸收，加劇了重金屬的危害，進而危害人體 健康。
[0003] 目前，傳統改良酸性土壤所用的土壤調理劑主要是石灰類和堿性工業廢渣，雖然 該類物質可以降低土壤酸性，但過量或施用不均，會造成局部石灰化，損傷土壤微生物、影 響土壤結構且不能同時滿足作物對中微量元素肥料的需求。除此之外也有人用堿渣、菇渣、 鈣鎂磷肥等作為酸性土壤的改良材料，取得了一定的改良和增產效果，但這些材料也存在 使用不方便、質量不穩定、用量偏大、運輸成本高等缺點，在農業生產中難以大面積推廣應 用。
[0004] 中國專利公開號CN 103087720A公開了酸性土壤改良調理劑的制備方法，以生物 發電廠的下腳料堿性植物灰為原料，將堿性植物灰與鈣鎂磷肥及糠醛渣混合攪拌至均勻， 達到水份的重量份數為15~18%時即為成品。該制備過程操作簡單，產品不但能有效的調 理土壤的酸化，還能生產對人們健康有保障的農產品，有效補充鉀、硅、鈣、磷元素，生產成 本低，農民易接受。
[0005] 中國專利公開號CN 102002368A公開了一種酸化土壤改良劑的配方及其制備方 法，該酸化土壤改良劑包括將廢棄活性白土、豆柏等植物油脂廢棄物與氫氧化鉀溶液按比 例攪拌混合，使物料pH值在8~12之間，然后將所得物料間接加熱、攪拌，得到有機、無機堿 性混合物，最后對所得混合物進行脫水干燥，得到粉狀有機、無機混合土壤調理劑，可以解 決老果園、老菜園由于連年使用化學肥料造成的土壤酸化及其它類型的酸化問題。
[0006] 中國專利公開號CN 102321484A公開了一種改良酸化或酸性土壤的有機環保型土 壤調理劑，由沼渣、貝殼粉、鈣鎂磷肥、草木灰、殼聚糖、沸石粉、膨潤土組成。該土壤調理劑 可提高土壤pH值，增加土壤中鈣、鎂、磷、鉀等營養元素，提高土壤有機質含量，提高土壤保 水保肥能力，改善土壤理化性質，提高作物抗逆能力，還能降低重金屬毒害，而且施用方便， 適合機械化作業。
[0007] 綜上所述，目前傳統的在酸性土壤大量或長期施用石灰不僅會引起土壤板結，而 且易引起土壤鈣、鉀、鎂等元素的平衡失調而導致作物減產，且傳統改良劑施入土壤后只是 改變局部土壤酸性，經過一段時間耕作后土壤又迅速變酸，改良效果持續時間短。研究者發 現施用有機肥改良酸性土壤，具有使用效果好、無二次污染等優點，但在應用中有機肥料改 良酸性土地仍存在改良成本高、操作不方便等問題，尚未實現規模化推廣應用。因此，需要 尋找一種價格低廉、生態環保、可以長期改良酸性土壤的土壤調理劑。

【發明內容】

[0008] 為了解決上述問題，本發明提出一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑及制備方 法，本發明生態土壤調理劑可以調節土壤pH，改善酸性土壤理化性狀，增加土壤有機質含 量，促進土壤團粒結構的形成，提高土壤孔隙度，增強滲透性，改善土壤肥沃度，提高酸性土 壤農田的糧食增產效率。本發明進一步提供了一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑的制備 方法。
[0009] 為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0010] 一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，其特征在于按重量份計包括以下組分：30 ~60份的碳化酒糟、10~20份的工農業廢棄物、10~15份的馬尾藻、10~15份的水萌蘆、5~ 10份的草木灰、5~15份的納米改性粘土、5~10份的海藻酸鈉、1~10份的羅望子多糖膠、1 ~5份的鰲合中微量元素、0.1~3份的氧化石墨烯。
[0011] 上述所述的碳化酒糟是經過高溫碳化處理的酒糟，具有多孔結構，孔隙率為70% ~85%，pH值為10~11。。
[0012] 上述所述的工農業廢棄物為經過發酵腐熟的罌粟殼、檳榔渣、牡蠣殼中的至少一 種。
[0013] 上述所述的納米改性粘土為粒徑為100~lOOOnm的|丐基蒙脫土、|丐基凹凸棒土、|丐 基滑石粉、鈣基球粘土中的至少一種。
[0014] 上述所述的鰲合中微量元素為氨基酸鰲合鈣、氨基酸鰲鎂、氨基酸鰲合錳、氨基酸 鰲合鉬、氨基酸鰲合硼中的多種混合物。
[0015] 本發明一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑的制備方法，其特征在于具體制備步 驟如下：
[0016] (1)碳化酒糟的制備:將30~60重量份的酒糟烘干至含水量小于20wt%，將酒糟剪 切粉碎至細度為300~500目，放到熱解碳化裝置中，加入催化劑堿石灰，設置熱解碳化溫度 為300~80(TC，碳化時間為5~15min，然后進行水淬處理，得到碳化酒糟；
[0017] (2)將10~20重量份的工農業廢棄物和5~15重量份的納米改性粘土粉碎過100~ 200目篩，與1~5重量份的鰲合中微量元素、0.1~3重量份的氧化石墨烯混合攪拌10~ 30min，使混合物混合均勻，粉碎干燥備用；
[0018] (3)將10~15重量份的馬尾藻、10~15重量份的水萌蘆、5~10重量份的草木灰粉 碎過100~200目篩，加入步驟（1)得到的碳化酒糟和步驟(2)中的混合物混合攪拌，得到粉 劑；
[0019] (4)將步驟(3)得到的粉劑進行圓盤造粒，造粒過程中噴入5~10重量份的海藻酸 鈉和1~10重量份的羅望子多糖膠進行表面包覆，烘干至水分小于20%，冷卻至室溫即得改 良酸性土壤的生態土壤調理劑。
[0020] 上述步驟（1)中所述的熱解碳化裝置為可控氣氛的碳化裝置，通過通入氮氣使反 應氣氛保持低氧或無氧，升溫方式采用直接升溫或者程序升溫的方式，從室溫升至設定熱 解碳化反應溫度的時間控制在1~5小時；所述催化劑堿石灰的加入量為酒糟重量的1~ 10%〇
[0021] 上述步驟(3)中所述的攪拌速度為500~3000rpm，攪拌時間為20~40min。
[0022]本發明一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑及制備方法，與現有技術相比其突出 特點和有益效果在于：
[0023] 1、本發明生態土壤調理劑以碳化酒糟為主要原料，經過碳化處理的酒糟具有多孔 結構，且pH由原來的4.5變為10~11，可以用于中和酸性土壤，降低土壤的酸度，且添加的草 木灰和堿性工農業廢棄物可以提高堿置換容量，從而使土壤pH值升高，同時還可以增加土 壤有機質含量，提高土壤保水保肥能力，改善土壤理化性質。
[0024] 2、本發明生態土壤調理劑添加螯合中微量元素，彌補土壤中的中微量元素，添加 的納米改性粘土具有一定的膨脹性和分散性，可以增加土壤團聚體數量，增大土壤孔隙度， 使土壤容重降低；且通過海藻酸鈉和羅望子多糖膠對調理劑進行表面包覆處理，可以起到 改善土壤結構、增加土壤通氣性、透水性，提高土壤肥力。
[0025] 3、本發明生態土壤調理劑安全環保，采用碳化酒糟、工農業廢棄物及改性粘土為 主要原料，對農作物、人體及環境均無污染，且原料來源豐富，成本低廉。
[0026] 4、本發明生產成本低，有利于工業化生產和規模化應用，改變目前利用有機肥料 改良酸性土壤存在的成本高的弊端。
【具體實施方式】
[0027] 以下結合【具體實施方式】對本發明進行詳細的闡述，并不限制于本發明。在不脫離 本發明上述方法思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或改 進，均應包含在本發明的保護范圍之內。
[0028] 實施例1
[0029] 一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，按重量份計包括以下組分：30份的碳化酒 糟、10份的發酵腐熟的罌粟殼、10份的馬尾藻、10份的水萌蘆、5份的草木灰、5份的納米鈣基 蒙脫土、5份的海藻酸鈉、1份的羅望子多糖膠、1份的氨基酸鰲合鈣、0.1份的氧化石墨烯。
[0030] 一種上述本實施例的生態土壤調理劑的制備方法，包括以下步驟：
[0031] (1)碳化酒糟的制備:將30重量份的酒糟烘干至含水量小于20wt%，將酒糟剪切粉 碎至細度為300~500目，放到熱解碳化裝置中，加入3重量份的催化劑堿石灰，設置熱解碳 化溫度為300°C，碳化時間為15min，然后進行水淬處理，得到碳化酒糟；
[0032] (2)將10重量份的發酵腐熟的罌粟殼和5重量份的納米鈣基蒙脫土粉碎過100~ 200目篩，與1重量份的氨基酸鰲合鈣、0.1重量份的氧化石墨烯混合攪拌lOmin，使混合物混 合均勻，粉碎干燥備用；
[0033] (3)將10重量份的馬尾藻、10重量份的水萌蘆、5重量份的草木灰粉碎過100~200 目篩，加入步驟（1)得到的碳化酒糟和步驟（2)中的混合物混合，以3000rpm的速度攪拌 20min，得到粉劑；
[0034] (4)將步驟(3)得到的粉劑進行圓盤造粒，造粒過程中噴入5重量份的海藻酸鈉和1 重量份的羅望子多糖膠進行表面包覆，烘干至水分小于20%，冷卻至室溫即得改良酸性土 壤的生態土壤調理劑。
[0035] 實施例2
[0036] 一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，按重量份計包括以下組分:40份的碳化酒 糟、15份的發酵腐熟的檳榔渣、10份的馬尾藻、10份的水萌蘆、8份的草木灰、10份的納米鈣 基凹凸棒土、6份的海藻酸鈉、4份的羅望子多糖膠、3份的氨基酸鰲鎂、1份的氧化石墨烯。 [0037] 一種上述本實施例的生態土壤調理劑的制備方法，包括以下步驟：
[0038] (1)碳化酒糟的制備:將40重量份的酒糟烘干至含水量小于20wt%，將酒糟剪切粉 碎至細度為300~500目，放到熱解碳化裝置中，加入2重量份的催化劑堿石灰，設置熱解碳 化溫度為500°C，碳化時間為lOmin，然后進行水淬處理，得到碳化酒糟；
[0039] (2)將15重量份的發酵腐熟的檳榔渣和10重量份的納米鈣基凹凸棒土粉碎過100 ~200目篩，與3重量份的氨基酸鰲鎂、1重量份的氧化石墨烯混合攪拌20min，使混合物混合 均勻，粉碎干燥備用；
[0040] (3)將10重量份的馬尾藻、10重量份的水萌蘆、8重量份的草木灰粉碎過100~200 目篩，加入步驟（1)得到的碳化酒糟和步驟（2)中的混合物混合，以2000rpm的速度攪拌 30min，得到粉劑；
[0041] (4)將步驟(3)得到的粉劑進行圓盤造粒，造粒過程中噴入6重量份的海藻酸鈉和4 重量份的羅望子多糖膠進行表面包覆，烘干至水分小于20%，冷卻至室溫即得改良酸性土 壤的生態土壤調理劑。
[0042] 實施例3
[0043] 一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，按重量份計包括以下組分：50份的碳化酒 糟、20份的發酵腐熟的牡蠣殼、15份的馬尾藻、10份的水萌蘆、10份的草木灰、10份的納米鈣 基滑石粉、8份的海藻酸鈉、6份的羅望子多糖膠、2份的氨基酸鰲合錳、3份的氨基酸鰲合鉬、 2份的氧化石墨烯。
[0044] 一種上述本實施例的生態土壤調理劑的制備方法，包括以下步驟：
[0045] (1)碳化酒糟的制備:將50重量份的酒糟烘干至含水量小于20wt%，將酒糟剪切粉 碎至細度為300~500目，放到熱解碳化裝置中，加入5重量份的催化劑堿石灰，設置熱解碳 化溫度為800°C，碳化時間為5min，然后進行水淬處理，得到碳化酒糟；
[0046] (2)將20重量份的發酵腐熟的牡蠣殼和10重量份的納米鈣基滑石粉粉碎過100~ 200目篩，與2重量份的氨基酸鰲合錳、3重量份的氨基酸鰲合鉬、2重量份的氧化石墨烯混合 攪拌30min，使混合物混合均勻，粉碎干燥備用；
[0047] (3)將15重量份的馬尾藻、10重量份的水萌蘆、10重量份的草木灰粉碎過100~200 目篩，加入步驟（1)得到的碳化酒糟和步驟（2)中的混合物混合，以lOOOrpm的速度攪拌 40min，得到粉劑；
[0048] (4)將步驟(3)得到的粉劑進行圓盤造粒，造粒過程中噴入8重量份的海藻酸鈉和6 重量份的羅望子多糖膠進行表面包覆，烘干至水分小于20%，冷卻至室溫即得改良酸性土 壤的生態土壤調理劑。
[0049] 實施例4
[0050] -種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，按重量份計包括以下組分:60份的碳化酒 糟、10份的發酵腐熟的罌粟殼、10份的發酵腐熟的檳榔渣、15份的馬尾藻、15份的水萌蘆、10 份的草木灰、15份的納米鈣基球粘土、10份的海藻酸鈉、10份的羅望子多糖膠、1份的氨基酸 鰲合錳、1份的氨基酸鰲合鉬、1份的氨基酸鰲合硼、3份的氧化石墨烯。
[0051 ] 一種上述本實施例的生態土壤調理劑的制備方法，包括以下步驟：
[0052] (1)碳化酒糟的制備:將60重量份的酒糟烘干至含水量小于20wt%，將酒糟剪切粉 碎至細度為300~500目，放到熱解碳化裝置中，加入3重量份的催化劑堿石灰，設置熱解碳 化溫度為800°C，碳化時間為5min，然后進行水淬處理，得到碳化酒糟；
[0053] (2)將10重量份的發酵腐熟的罌粟殼、10重量份的發酵腐熟的檳榔渣和15重量份 的納米鈣基球粘土粉碎過100~200目篩，與1重量份的氨基酸鰲合錳、1重量份的氨基酸鰲 合鉬、1重量份的氨基酸鰲合硼素、3重量份的氧化石墨烯混合攪拌30min，使混合物混合均 勻，粉碎干燥備用；
[0054] (3)將15重量份的馬尾藻、15重量份的水萌蘆、10重量份的草木灰粉碎過100~200 目篩，加入步驟（1)得到的碳化酒糟和步驟（2)中的混合物混合，以500rpm的速度攪拌 40min，得到粉劑；
[0055] (4)將步驟(3)得到的粉劑進行圓盤造粒，造粒過程中噴入10重量份的海藻酸鈉和 10重量份的羅望子多糖膠進行表面包覆，烘干至水分小于20%，冷卻至室溫即得改良酸性 土壤的生態土壤調理劑。
[0056] 對比實施例
[0057]驗證本發明的生態土壤調理劑對酸性四川省宜賓市的紫色土壤改良的試驗效果 及對花生生長發育的影響，取得了良好的應用效果
[0058] (1)施用本發明生態土壤調理劑對酸性紫色土壤pH的影響
[0059]施用本發明生態土壤調理劑對調節宜賓市的酸性紫色土壤的pH值有良好的改良 作用。由表1可以看出，與對照相比，施用本發明生態土壤調理劑的紫色土壤pH值上升0.6個 單位，土壤活性酸含量降低15%，說明施用本發明生態土壤調理劑可以有效中和土壤活性 酸，提高土壤pH值。
[0060] 表1生態土壤調理劑對酸性紫色土壤pH的影響
[0062] (2)施用本發明生態土壤調理劑對花生產量及品質的影響
[0063]由表2可以看出，與對照相比，施用本發明生態土壤調理劑，顯著的提高了花生的 產量，增幅達到15 %，此外花生粗蛋白、粗脂肪含量也分別提高19.6 %、5.8 %。
[0064]表2生態土壤調理劑對花生產量及品質的影響
【主權項】
1. 一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，其特征在于按重量份計包括以下組分:30~60 份的碳化酒糟、10~20份的工農業廢棄物、10~15份的馬尾藻、10~15份的水萌蘆、5~10份的草 木灰、5~15份的納米改性粘土、5~10份的海藻酸鈉、1~10份的羅望子多糖膠、1~5份的鰲合中 微量元素、0.1~3份的氧化石墨烯。2. 根據權利要求1所述的一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，其特征在于所述的碳 化酒糟是經過高溫碳化處理的酒糟，具有多孔結構，孔隙率為70%~85%，pH值為10~11。3. 根據權利要求1所述的一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，其特征在于所述的工 農業廢棄物為經過發酵腐熟的罌粟殼、檳榔渣、牡蠣殼中的至少一種。4. 根據權利要求1所述的一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，其特征在于所述的納 米改性粘土為粒徑為100~1000 nm的f丐基蒙脫土、f丐基凹凸棒土、f丐基滑石粉、f丐基球粘土中 的至少一種。5. 根據權利要求1所述的一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，其特征在于所述的鰲 合中微量元素為氨基酸鰲合鈣、氨基酸鰲鎂、氨基酸鰲合錳、氨基酸鰲合鉬、氨基酸鰲合硼 中的多種混合物。6. -種權利要求1所述的改良酸性土壤的生態土壤調理劑的制備方法，其特征在于具 體制備步驟如下： (1) 碳化酒糟的制備:將30~60重量份的酒糟烘干至含水量小于20wt%，將酒糟剪切粉碎 至細度為300~500目，放到熱解碳化裝置中，加入催化劑堿石灰，設置熱解碳化溫度為300 ~800°C，碳化時間為5~15min，然后進行水淬處理，得到碳化酒糟； (2) 將10~20重量份的工農業廢棄物和5~15重量份的納米改性粘土粉碎過100~200目 篩，與1~5重量份的鰲合中微量元素、0.1~3重量份的氧化石墨烯混合攪拌10~30min，使混合 物混合均勻，粉碎干燥備用； (3) 將10~15重量份的馬尾藻、10~15重量份的水萌蘆、5~10重量份的草木灰粉碎過100~ 200目篩，加入步驟(1)得到的碳化酒糟和步驟(2)中的混合物混合攪拌，得到粉劑； (4) 將步驟(3)得到的粉劑進行圓盤造粒，造粒過程中噴入5~10重量份的海藻酸鈉和1~ 10重量份的羅望子多糖膠進行表面包覆，烘干至水分小于20%，冷卻至室溫即得改良酸性土 壤的生態土壤調理劑。7. 根據權利要求6所述的一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑的制備方法，其特征在 于步驟（1)所述的熱解碳化裝置為可控氣氛的碳化裝置，通過通入氮氣使反應氣氛保持低 氧或無氧，升溫方式采用直接升溫或者程序升溫的方式，從室溫升至設定熱解碳化反應溫 度的時間控制在1~5小時。8. 根據權利要求6所述的一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，其特征在于步驟（1)中 所述催化劑堿石灰的加入量為酒糟重量的1~1 〇%。9. 根據權利要求6所述的一種改良酸性土壤的生態土壤調理劑，其特征在于步驟(3)中 所述的攪拌速度為500~3000rpm，攪拌時間為20~40min。
【文檔編號】C09K17/40GK105950166SQ201610311235
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月12日
【發明人】宋華
【申請人】四川施利旺農業科技開發有限公司