CN105732235A

CN105732235A - 一种土壤调理剂及其制备方法

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Publication number: CN105732235A
Application number: CN201610163493.XA
Authority: CN
Inventors: 熊方建
Original assignee: SICHUAN WO DA BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SICHUAN WO DA BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2016-07-06

Abstract

本发明公开了一种土壤调理剂及其制备方法，属于肥料领域。本发明的一种土壤调理剂包括颗粒状内芯和缓冲剂外层，所述内芯由40~70份电厂灰，10~30份腐植酸，10~45份硅藻土，5~22份添加剂和3~7份助剂组成，其中添加剂包括0.4~1.6份CaO，0.3~1份MgO，0.3~1份Mn₂O₅和0.1~0.2份K₂O，助剂包括0.2~1份抗菌肽和0.5~0.8份重金属吸附剂。本发明的一种土壤调理剂具有以生物质电厂灰为基础原料，可以有效改良土壤板结，具有广泛适应性，改良效果佳，生产使用过程中安全性能佳，不存在生态污染、残留等问题的特点。

Description

一种土壤调理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种肥料，特别是一种土壤调理剂及其制备方法。

背景技术

土壤由于受到环境、化肥等因素的影响，土质慢慢改变导致作物减产甚至不再适宜耕种，土壤调理剂能够改变土壤环境，改善土壤质量使得受到污染的土壤能够再次适宜耕种。而现有的土壤调理剂原料多集中于天然和人工合成的物质，对生活垃圾、生物质废弃物的开发利用少,造成大量廉价的土壤改良原材料废置，而人工合成的过程中又会造成二次污染；人工合成的高聚物，在长时间的作用下，高聚物在农田中降解演变过程不清，中间产物和最终产物危害不明；而天然矿石的成分较为复杂，对土壤有潜在风险。

同时，现有的土壤调理剂质量、效果、性能不稳定，改良效果不全面或有不同程度的负面影响；改良效果有限，改良持续期短，很难实现包含土壤结构改良、保水、保肥等综合改良。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种以生物质电厂灰为基础原料，可以有效改良土壤板结，具有广泛适应性，改良效果佳，生产使用过程中安全性能佳，不存在生态污染、残留等问题的土壤调理剂及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种土壤调理剂，包括颗粒状内芯和缓冲剂外层，所述内芯由40~70份电厂灰，10~30份腐植酸，10~45份硅藻土，5~22份添加剂和3~7份助剂组成，其中添加剂包括0.4~1.6份CaO，0.3~1份MgO，0.3~1份Mn₂O₅和0.1~0.2份K₂O，助剂包括0.2~1份抗菌肽和0.5~0.8份重金属吸附剂。

由于采用了上述技术方案，将土壤调理剂制成颗粒状能够降低调理剂的吸湿性，减少对环境的污染，减少在土壤中的化学固定，同时便于运输、贮藏和使用；而现有的土壤调理剂成粉末状，这会导致产品形态的均一性，粉末粘连，使用不便，而且可能会造成粉尘污染及产品的浪费，将调理剂制成颗粒状即可很好的解决上述问题。

使用电厂灰、腐植酸和硅藻土作为主要原料，能够完善生态***矿质元素的循环，具有好的生态环境效益；原料的数量大，成本低，同时能够解决电厂灰难以处理可能带来的问题，譬如大量堆积、污染地下水及空气。

硅藻土和电厂灰均具有特殊的多孔结构，吸收性强。硅藻土的颗粒密度小，孔隙度大，能够疏松土壤；含有大量的SiO₂，容易与土壤中其他阳离子发生交换吸附，可以增加对NH⁴⁺、SO4²⁺、K⁺等吸附交换作用，从而增加土壤中碱解氮、有效磷、有效钾等养分含量，提高肥料的有效性。电厂灰的主成分为CaO和MgO，呈碱性，中和土壤的酸性，改善土壤中微量元素的有效性，解决因土壤过酸造成的某些缺素症，提供二价阳离子，促进团粒结构形成，防板结，使土壤更疏松，增加通透性；电厂灰中的CaO可以杀灭土壤中一些病虫害，在酸性土壤条件中，与酸性物质中和反应中生成的CaCO₃疏松多孔，与土壤混合后能起到保肥保水透气的作用，从而使土壤蓬松起来，适宜植物生长。电厂灰中还含量少两的中微量元素，满足植物的生长需求，改善植物长势缺绿等。

腐植酸能够改善土壤胶体结构，增加团粒结构，增加土壤缓冲能力，加速盐碱地脱盐、降低红壤土中的活性铝和游离铁的危害，并为微生物提供碳素营养,提高有益微生物含量。

颗粒状内芯外层包裹缓冲剂层，能够广泛适应酸性土壤和碱性土壤，在调理剂与土壤接触时，缓冲剂层能够先改善土壤pH值，再将内芯中改善土壤环境的物质缓慢释放出，保证内芯物质有效的发挥调节作用，并为内芯中的微生物提供良好的生存环境。

电厂灰可以为40~70份中的任意值，例如45份，50份，53份，57份，64份，69份；腐植酸可以为10~30份中的任意值，例如14份，19份，22份，28份；硅藻土可以为10~45份中的任意值，例如15份，21份，29份，30份，36份，40份；添加剂可以为5~22份中的任意值，例如8份，15份，18份，20份；助剂可以为3~7份中任意值，例如4份，5份，6份。

添加剂包括CaO，MgO，Mn₂O₅和K₂O，其中CaO可以为0.4~1.6份中任意值，例如0.7，0.9，1.4，MgO可以为0.3~1份中的任意值，例如0.5，0.8，0.9，Mn₂O₅可以为0.3~1份中的任意值，例如0.5，0.6，0.7，K₂O可以为0.1~0.2份中的任意值，例如0.14，0.17；助剂包括抗菌肽和重金属吸附剂，其中抗菌肽可以为0.2~1份中的任意值，例如0.3，0.6，0.8，重金属吸附剂可以为0.5~0.8份中的任意值，例如0.6，0.69，0.7。

本发明的一种土壤调理剂，所述电厂灰中砷含量≤0.32‰，铬含量≤1.85‰，铅含量≤0.28‰，镉含量≤0.03‰，汞含量为0。

由于采用了上述技术方案，在电厂灰作为原材料时，对电厂灰的重金属含量进行检测，若重金属含量超过上述指标，则有可能会有对土壤造成二次污染；若检测到电厂灰的重金属含量超过上述指标，则对电厂灰进行去重金属处理，例如活性炭吸附等，将电厂灰处理至符合上述标准，保证使用安全，稳定。

本发明的一种土壤调理剂，所述腐植酸中有机质含量≥93%，所述腐植酸中三卤甲烷的含量≤1.7‰。

由于采用了上述技术方案，腐植酸中有效成分为有机质，若杂质含量过高，则会影响调理剂的使用效果，三卤甲烷是腐植酸中可能含有的有毒有害物质，三卤甲烷在有氧强光的条件下可能会形成剧毒物质光气，为了保证调理剂使用时的安全稳定，应当对腐植酸中的三卤甲烷含量进行严格的把控。

本发明的一种土壤调理剂，所述硅藻土的孔隙度≥86%。

由于采用了上述技术方案，硅藻土对土壤具有好的疏松性。

本发明的一种土壤调理剂，所述添加剂还包括2~6份活性炭和0.8~2份脲酶抑制剂。

由于采用了上述技术方案，活性炭能够吸附待改善土壤中的重金属，对重金属土壤起到良好的调节作用，脲酶抑制剂能够缓释氮元素的释放，使得氮元素不会轻易流失。其中活性炭可以为2~6份中的任意值，例如3，4，5，脲酶抑制剂可以为0.8~2中的任意值，例如0.94，1，1.7。

本发明的一种土壤调理剂，所述抗菌肽为天蚕素抗菌肽，所述重金属吸附剂为壳聚糖和/或啤酒酵母。

由于采用了上述技术方案，天蚕苏抗菌肽对预防病虫害有着积极的作用，能够增加抗病抗菌抗逆能力。

本发明的一种土壤调理剂，所述缓冲剂外层包括1~4份硼酸，0.25~1份硼砂，3~8份糠醛渣和1~3份石膏。

其中硼酸与硼砂的摩尔比为4：1，硼酸可以为1~4份中的任意值，例如2份，2.4份，2.5份，相应的硼砂则为0.5份，0.6份，0.625份，由于采用了上述技术方案，硼酸与硼砂形成固态的缓冲体系，能够很好的将pH值恒定在9左右，糠醛渣中含有大量的纤维素、半纤维素，是很好的外层填充物质，石膏将硼酸、硼砂以及糠醛渣粘合在一起，能够避免粉尘污染，降低调理剂的吸湿性，减少对环境的污染，减少在土壤中的化学固定，同时便于运输、贮藏和使用。

本发明的一种土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：取适量电厂灰，通过高温干燥箱在210~260℃的温度下干燥0.5~1h，干燥后的电厂灰研磨至粒径范围为0.5~20μm；

步骤二：按比例取适量硅藻土和助剂，搅拌均匀，保持湿度为46%，暗处常温放置1~2d；

步骤三：取适量腐植土，按质量比1：0.01加入1%的乙醇，将腐植土放于阴凉通风处，放置2~3d；

步骤四：按比例取经过上述步骤处理的电厂灰，腐植土，硅藻土和助剂，按比例加入添加剂，混合均匀后加入适量的水制成浓度大于98%的混合体系，将混合体系加热至95~98℃，通过造粒装置将混合体系分散成为小液滴，小液滴在自然状态下冷却固化成1~4.75mm的颗粒状内芯；

步骤五：取适量的硼酸，硼砂，糠醛渣和石膏在颗粒状内芯外表面包裹一层缓冲剂外层，自然冷却后得到土壤调理剂。

由于采用了上述技术方案，制备的土壤调理剂性质稳定，使用安全高效。

本发明的一种土壤调理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤五中将硼酸，硼砂，糠醛渣研磨按粒径范围为230~500μm，按比例混合均匀后在潮湿状态下，均匀沾于颗粒状内芯外表面，再通过高温喷枪将石膏喷于颗粒状内芯外表面。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的一种土壤调理剂能够广泛改善各类土壤环境，如酸性土壤，碱性土壤等，打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性、降低土壤容重，促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力。

2、本发明的一种土壤调理剂能够增加土壤孔隙度和CEC，降低土壤容重，使土壤疏松，通气透水，利于植物根系延伸，为作物提供适宜生长的土壤环境。

3、本发明的一种观念土壤调理剂提高土壤中有效养分浓度与吸收量，提高土壤中微量元素，改善植物缺素状况，补充作物生长必需的元素，提高土壤有机质含量，增加土壤有益微生物含量，提高农作物产量，改善农产品品质，恢复农作物原生态等功能，能够大幅度提高植树成活率和农产品产量。

具体实施方式

下面对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。（本发明中的“份”，均指代“重量份”）

实施例1

一种土壤调理剂，包括颗粒状内芯和缓冲剂外层，内芯由40份电厂灰，10份腐植酸，10份硅藻土，5份添加剂和3份助剂组成，其中添加剂包括0.4份CaO，0.3份MgO，0.3份Mn₂O₅和0.1份K₂O，助剂包括0.2份抗菌肽和0.5份重金属吸附剂。对原料电厂灰进行重金属含量检测，检测得电厂灰中砷含量为0.32‰，铬含量为1.85‰，铅含量为0.28‰，镉含量为0.03‰，汞含量为0。对腐植酸中的有机质含量和三卤甲烷的含量进行检测，测得腐植酸中有机质含量为93%，三卤甲烷的含量为1.7‰。所选用的硅藻土的孔隙度为86%。添加剂还包括2份活性炭和0.8份脲酶抑制剂。抗菌肽为天蚕素抗菌肽，天蚕素抗菌肽中枯草芽孢杆菌为1.3×10⁷CFU/g，重金属吸附剂为壳聚糖。缓冲剂外层包括1份硼酸，0.25份硼砂，3份糠醛渣和1份石膏。颗粒状内芯的颗粒大小为r=0.3cm，外层的厚度为0.14cm；颗粒状内芯的整体pH值为9。

将上述土壤调理剂进行应用试验，试验设点为四川省浦江县，试验作物为水稻和玉米，土壤类型为渗育水稻土亚类（A）和丘陵草甸土（B），试验年限为1年（2014~2015）。试验设3个处理：处理1，常规施肥；处理2，常规施肥+土壤调理剂50kg/亩；处理3，常规施肥+土壤调理剂100kg/亩。试验设计：随机排列，重复3次，试验前、后分别采集0~20cm耕层土样，根据《土壤分析技术规范》进行土壤化验分析。

表1土壤pH改善：

表2对水稻经济性状的影响：

表3对玉米经济性状的影响：

	株高/cm	穗长/cm	亩有效穗/个	穗实粒数/粒	千粒重/g	理论亩产量/kg
							处理1	201.7	21.8	4486.2	514.0	235.2	580.4
处理2	211.4	22.9	4502.7	548.1	240.7	637.5
							处理3	213.6	23.2	4518.0	550.8	242.3	690.1

实施例2

一种土壤调理剂，包括颗粒状内芯和缓冲剂外层，内芯由70份电厂灰，30份腐植酸，45份硅藻土，22份添加剂和7份助剂组成，其中添加剂包括1.6份CaO，1份MgO，1份Mn₂O₅和0.2份K₂O，助剂包括1份抗菌肽和0.8份重金属吸附剂。对原料电厂灰进行重金属含量检测，检测得电厂灰中砷含量为0.30‰，铬含量为1.75‰，铅含量为0.24‰，镉含量为0.03‰，汞含量为0。对腐植酸中的有机质含量和三卤甲烷的含量进行检测，测得腐植酸中有机质含量为93.8%，三卤甲烷的含量为1.4‰。所选用的硅藻土的孔隙度为87%。添加剂还包括6份活性炭和2份脲酶抑制剂。抗菌肽为天蚕素抗菌肽，天蚕素抗菌肽中枯草芽孢杆菌为1.34×10⁷CFU/g，重金属吸附剂为啤酒酵母。缓冲剂外层包括4份硼酸，1份硼砂，8份糠醛渣和3份石膏。颗粒状内芯的颗粒大小为0.5cm，外层的厚度为0.17cm；颗粒状内芯的整体pH值为9。

实施例3

一种土壤调理剂，包括颗粒状内芯和缓冲剂外层，内芯由50份电厂灰，20份腐植酸，32份硅藻土，17份添加剂和4份助剂组成，其中添加剂包括0.9份CaO，0.7份MgO，0.4份Mn₂O₅和0.13份K₂O，助剂包括0.6份抗菌肽和0.7份重金属吸附剂。对原料电厂灰进行重金属含量检测，检测得电厂灰中砷含量为0.27‰，铬含量为1.75‰，铅含量为0.24‰，镉含量为0.02‰，汞含量为0。对腐植酸中的有机质含量和三卤甲烷的含量进行检测，测得腐植酸中有机质含量为93%，三卤甲烷的含量为1.6‰。所选用的硅藻土的孔隙度为86%。添加剂还包括5份活性炭和1.4份脲酶抑制剂。抗菌肽为天蚕素抗菌肽，天蚕素抗菌肽中枯草芽孢杆菌为1.3×10⁷CFU/g，重金属吸附剂为1份壳聚糖和1份啤酒酵母。缓冲剂外层包括2份硼酸，0.5份硼砂，7份糠醛渣和2份石膏。颗粒状内芯的颗粒大小为0.7cm，外层的厚度为0.2cm；颗粒状内芯的整体pH值为9。

实施例4

一种土壤调理剂，包括颗粒状内芯和缓冲剂外层，内芯由67份电厂灰，24份腐植酸，29份硅藻土，19份添加剂和6份助剂组成，其中添加剂包括1.1份CaO，0.7份MgO，0.4份Mn₂O₅和0.2份K₂O，助剂包括0.8份抗菌肽和0.6份重金属吸附剂。对原料电厂灰进行重金属含量检测，检测得电厂灰中砷含量为0.34‰，铬含量为1.85‰，铅含量为0.38‰，镉含量为0.03‰，汞含量为0，对该电厂灰进行去重金属处理。对腐植酸中的有机质含量和三卤甲烷的含量进行检测，测得腐植酸中有机质含量为95%，三卤甲烷的含量为1.9‰，对腐植酸进行去除三卤甲烷处理。所选用的硅藻土的孔隙度为87.9%。添加剂还包括4份活性炭和1.7份脲酶抑制剂。抗菌肽为天蚕素抗菌肽，天蚕素抗菌肽中枯草芽孢杆菌为1.3×10⁷CFU/g，重金属吸附剂为1.5份壳聚糖和1份啤酒酵母。缓冲剂外层包括2份硼酸，0.83份硼砂，5.6份糠醛渣和2份石膏。颗粒状内芯的颗粒大小为0.4cm，外层的厚度为0.16cm；颗粒状内芯的整体pH值为9。

实施例5

一种土壤调理剂，包括颗粒状内芯和缓冲剂外层，内芯由57份电厂灰，23份腐植酸，29份硅藻土，20份添加剂和7份助剂组成，其中添加剂包括1.4份CaO，0.5份MgO，0.5份Mn₂O₅和0.16份K₂O，助剂包括0.4份抗菌肽和0.7份重金属吸附剂。对原料电厂灰进行重金属含量检测，检测得电厂灰中砷含量为0.32‰，铬含量为1.85‰，铅含量为0.28‰，镉含量为0.03‰，汞含量为0。对腐植酸中的有机质含量和三卤甲烷的含量进行检测，测得腐植酸中有机质含量为93%，三卤甲烷的含量为1.7‰。所选用的硅藻土的孔隙度为86%。添加剂还包括6份活性炭和1.1份脲酶抑制剂。抗菌肽为天蚕素抗菌肽，天蚕素抗菌肽中枯草芽孢杆菌为1.3×10⁷CFU/g，重金属吸附剂为1份壳聚糖和1.8份啤酒酵母。缓冲剂外层包括3份硼酸，0.75份硼砂，6份糠醛渣和1份石膏。颗粒状内芯的颗粒大小为0.6cm，外层的厚度为0.12cm；颗粒状内芯的整体pH值为9。

实施例6

一种土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤二：按比例取适量硅藻土和助剂，搅拌均匀，保持湿度为46%，暗处常温放置1~2d，经过该处理，保持助剂中微生物活性；

步骤三：取适量腐植土，按质量比1：0.01加入1%的乙醇，将腐植土放于阴凉通风处，放置2~3d，经过该步骤将腐殖土中的三卤甲烷含量处理至允许范围内；

步骤五：取适量的硼酸，硼砂，糠醛渣和石膏在颗粒状内芯外表面包裹一层缓冲剂外层，自然冷却后得到土壤调理剂。具体来说，可以将硼酸，硼砂，糠醛渣研磨按粒径范围为230~500μm，按比例混合均匀后在潮湿状态下，均匀沾于颗粒状内芯外表面，再通过高温喷枪将石膏喷于颗粒状内芯外表面。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种土壤调理剂，其特征在于：包括颗粒状内芯和缓冲剂外层，所述内芯由40~70份电厂灰，10~30份腐植酸，10~45份硅藻土，5~22份添加剂和3~7份助剂组成，其中添加剂包括0.4~1.6份CaO，0.3~1份MgO，0.3~1份Mn₂O₅和0.1~0.2份K₂O，助剂包括0.2~1份抗菌肽和0.5~0.8份重金属吸附剂。

2.如权利要求1所述的一种土壤调理剂，其特征在于：所述电厂灰中砷含量≤0.32‰，铬含量≤1.85‰，铅含量≤0.28‰，镉含量≤0.03‰，汞含量为0。

3.如权利要求1或2所述的一种土壤调理剂，其特征在于：所述腐植酸中有机质含量≥93%，所述腐植酸中三卤甲烷的含量≤1.7‰。

4.如权利要求3所述的一种土壤调理剂，其特征在于：所述硅藻土的孔隙度≥86%。

5.如权利要求1或2或4所述的一种土壤调理剂，其特征在于：所述添加剂还包括2~6份活性炭和0.8~2份脲酶抑制剂。

6.如权利要求5所述的一种土壤调理剂，其特征在于：所述抗菌肽为天蚕素抗菌肽，所述重金属吸附剂为壳聚糖和/或啤酒酵母。

7.如权利要求6所述的一种土壤调理剂，其特征在于：所述缓冲剂外层包括1~4份硼酸，0.25~1份硼砂，3~8份糠醛渣和1~3份石膏。

8.如权利要求7所述的一种土壤调理剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

9.如权利要求7所述的一种土壤调理剂的制备方法，其特征在于：所述步骤五中将硼酸，硼砂，糠醛渣研磨按粒径范围为230~500μm，按比例混合均匀后在潮湿状态下，均匀沾于颗粒状内芯外表面，再通过高温喷枪将石膏喷于颗粒状内芯外表面。