CN106244159A - 土壤调理剂、制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种土壤调理剂，包括：活化的磷矿尾矿粉60‑90份、钙镁磷肥10‑20份、微量元素0.1‑1.0份、氨基酸1‑10份、有机质1‑10份。制备方法：将磷矿尾矿粉和有机助剂按比例混合搅拌均匀后边加热、边分散一段时间，形成活化的磷矿尾矿粉；将活化的磷矿尾矿粉筛分细化；按重量份将磷矿尾矿粉、钙镁磷肥颗粒、氨基酸液、有机质以及微量元素混合，使水分含量在5％以下，即得土壤调理剂成品。本发明通过磷矿尾矿的活化处理和与其它原材料混配，可提高土壤pH值，增加土壤中钙、镁、磷、锌、硼等营养元素及有机质含量，改善土壤理化性质；提高作物抗逆能力。本发明还提供了上述土壤调理剂在作物肥料中的应用。

Description

土壤调理剂、制备方法及其应用

技术领域

本发明属于肥料技术领域，尤其涉及一种以磷矿尾矿作为主要原料的土壤调理剂和制备方法以及该土壤调理剂在作物中的应用。

背景技术

中国南方土壤普遍程酸性状态，尤其是这些年来一直使用大量酸性化肥，已使用土壤的酸性超出了大部分作物喜好偏弱酸的范围，甚至部分土壤达到了强酸的情况，对作物产生了很大的不良影响，同时，酸性土壤微生物生态平衡失调，其所含的有害微生物相对于偏中性土壤要高很多，农户在这些酸性土壤上搞种植生产，农药往往用得相对也多，包括作物根部病害的治理。

磷元素是植物需要的大量元素之一，磷矿是不可再生的矿产资源，当今，磷矿资源日渐枯竭已成为世界性的问题。中国磷矿储量占世界第二位(仅次于摩洛哥)，但与世界有关国家相比，在矿石质量、可选性和磷矿石开采等方面都有较大的差距，可供加工利用的磷矿石的基础储量相对较低，只有40.54亿吨，中、低品位矿多，其中P2O5，质量分数大于30％的富矿仅为11.08亿吨。中国磷矿石P2O5，平均质量分数为17％左右。磷矿开采和生产磷精矿的同时，会产生大量的尾矿砂。

怎样在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用，推进资源综合利用产业化，提高资源利用效率，一直是当前我国亟需解决的突出问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，首先提供了一种包含有磷矿尾 矿的酸性土壤用调理剂，可有效利用矿产资源，改善土壤性状，减少肥料施用量。

本发明提供的一种土壤调理剂，包括下述重量份的原料：活化的磷矿尾矿粉60～90份、钙镁磷肥10～20份、微量元素0.1-1.0份、氨基酸1～10份、有机质1-10份。

优选地，所述磷矿尾矿包含磷酸盐50-60％、白云石10-15％和硅酸盐25-30％。

优选地，所述微量元素为铁、锌或硼中的至少一种。

优选地，所述有机质为腐殖酸类物质，其有效成分为30-50％。

本发明还提供了上述土壤调理剂的制备方法，包括下述步骤：

磷矿尾矿粉活化：取一定量的磷矿尾矿粉和有机助剂，按比例混合搅拌均匀，然后将混合物料边加热、边分散一段时间，形成活化的磷矿尾矿粉；

筛分：将活化的磷矿尾矿粉筛分细化；

混合：按重量份将磷矿尾矿粉、钙镁磷肥颗粒、氨基酸液、有机质以及微量元素混合，使水分含量在5％以下，即得所述土壤调理剂成品。

优选地，筛分细化后的磷矿尾矿粉细度为80-150目。

优选地，所述有机助剂为草酸或/和酒石酸，为5-10％。

优选地，所述磷矿尾矿份和有机助剂混合物料加热温度为600-1000℃，时间1-2小时。

本发明还提供了上述土壤调理剂在作物肥料中的应用。

本发明相对于现有技术具有下述技术效果：

1)本发明土壤调理剂充分利用了我国大量存在的磷矿尾矿，可有效节约磷矿资源，制备时采用有机助剂催化加热处理，可使磷矿尾矿中的有益元素充分活化，提高土壤调理剂中钙、镁、磷、硅、铁等有效成分的含量，从而可提高土壤调理剂利用率；

2)本发明土壤调理剂生产原材料是由天然矿物质组成，含有钙、镁等天然 矿质元素，同时佐以钙镁磷肥、氨基酸、有机质及微量元素，具有调理和改善作物生长的机制，能增加作物的抗逆性，从而使作物具有较强的抗病虫害能力，可减少施药次数，还具有抗倒伏、抗干旱、抗寒冷的能力；

3)本发明土壤调理剂用于作物生长过程中，能调节土壤酸碱度，改良土壤结构，改善土壤理化学性质和生物化学性质，提高肥料有效利用率，减少肥料使用量，减轻肥料施用对环境的污染，符合环保需要。

具体实施方式

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。

本发明提供了一种土壤调理剂，包括下述重量份的原料：活化的磷矿尾矿粉60～90份、钙镁磷肥10～20份、微量元素0.1-1.0份、氨基酸1～10份、有机质1-10份。

上述组分中，磷矿尾矿主要成分包括：磷酸盐55％、白云石12％和硅酸盐28％，铁和铝等化合物含量比较少，重金属含量低。活化处理后可以回收磷矿尾矿中富含的多种营养的矿物质元素，特别是钙和镁，可提高磷矿尾矿中钙、镁有效成分的转化率，使尾矿中的矿物质元素钙、镁等元素整体活化为能被植物吸收的有效营养。

上述组分中，钙镁磷肥主要成分包括Ca₃(PO₄)₂、CaSiO₃、MgSiO₃，是一种多元素复合肥料，水溶液呈碱性，可改良酸性土壤，调整土壤PH；可在一定程度补充土壤中的硅元素、补充钙镁中量元素，促进作物纤维组织的生长，使植物能够缓慢吸收所需养分，同时使植物有较好的防止倒伏和病虫害的能力，广泛地适用于各种作物和缺磷的酸性土壤。

上述组分中，氨基酸主要来源于微生物、动植物及其代谢产物，有机质含量约15％-20％，它们既是作物的有机碳源和氮源，同时又能起到细胞间矿质元 素的协同运输功能，可以直接提升土壤微生物活性、促进作物根系生长；而且还能改善氮素在植物体内的储存形态。所述氨基酸能促进根系生长，壮苗、健株、增强叶片的光合功能及作物的抗逆能力和抗病虫害能力，氨基酸还可以作为螯合剂，整合微量元素，对多种作物均有较显著的增产、增质效果，同时还可以减少化肥和化学农药的用量，保护生态环境。

上述组分中，所述有机质为腐殖酸，其有效成分为30-50％。腐殖酸具有巨大的吸收代换能力和缓冲能力，对土壤的物理化学性质有明显的影响，可显著提高土壤的保肥保水能力，从而改善作物的生态环境。同时，由于腐殖酸能吸附交换活化土壤中很多矿质元素，如磷、钾、钙、镁等，使这些元素的有效性大大增加，从而改善了作物的营养条件。腐殖酸中含有多种官能团,作为生理活性物质,对作物的生长发育及体内生理代谢有刺激作用,可增加作物吸收水份和养份的能力。腐殖酸还具有增效剂的作用，可减轻化肥对土壤理化性状产生的不良影响，对改善作物品质有着良好效果。腐殖酸可以发挥缓冲作用，降低作物生长的不良影响，具有抗逆性能，腐殖酸对增强土壤抗病能力、防治病虫害有着独特的效果,因而大大减少病害，与农药配合施用具有抑菌抗病作用。

上述组分中，所述微量元素为锌、硼或铁中的至少一种。其中所述锌元素可选用七水硫酸锌、氯化锌或氧化锌，优选七水硫酸锌。锌作为补充作物锌的微量元素，可增强作物的光合作用和呼吸作用，激发细胞活力，促进作物体内碳水化合物的合成和运转，增加叶绿素和生长素的合成，促进作物对氮磷钾等营养元素的吸收，提高作物耐寒、耐旱、抗盐碱、抗病、抗逆能力，还可以用于防止作物的病害。所述硼元素可选用硼砂或硼酸，硼作用于作物的花、叶、茎、根、果实中，可改变植物激素活性，促进营养生长和生殖生长。硼能增强细胞壁对水分的控制，从而增强植物的抗寒和抗病能力。硼和锌组合可调节作物的营养平衡，改善作物环境生态关系，提高作物产量和品质。所述铁元素可选用硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、硝酸铁、硫酸铁。铁元素是叶绿素形成不可缺少的，直接或间接参与叶绿体蛋白质的形成，可促进氮素代谢，增强作物抗病力。

本发明通过磷矿尾矿的活化处理和与其它原材料混配得到的土壤调理剂，各组分相互辅佐、协同作用，可有效缓解以下问题：大量施用单质化学肥料、连作等不合理耕作因素的影响，加剧的土壤钙、镁等盐基离子的流失，土壤盐基饱和度降低，从而引起土壤的过度酸化，造成土壤板结、有益微生物损失和有机质减少等问题。还可提高土壤pH值；增加土壤中钙、镁、磷、锌、硼等营养元素；增加土壤有机质含量，改善土壤理化性质；提高作物抗逆(病、虫、旱等)能力，降低重金属毒害。本发明充分利用了我国大量存在的磷矿尾矿，可提高磷矿石的磷转化率，使中低品位磷矿中的有益元素得到有效利用，体现了资源的高效利用，有效降低了产品材料成本，是一种值得推广的生态功能性土壤调理剂。

本发明还提供了上述土壤调理剂制备方法，包括下述步骤：

1)磷矿尾矿粉活化：取磷矿尾矿粉85％-95％，加入有机助剂5-10％，有机助剂可为草酸或/和酒石酸，两者混合搅拌均匀后，将混合物料投入热风干燥设备加热，加热温度为600-1000℃，使混合物料与并流(逆流)的热空气充分接触，同时均匀分散1-2小时，形成活化的磷矿尾矿粉。

该步骤中，有机助剂草酸或/和酒石酸可与铁、铝、钙等形成螯合物，同时辅佐以加热催化，从而通过离子交换和还原作用，抑制沉淀或者以有机磷的形式存在，增加磷、钙、镁的有效性。如此，不仅将资源变废为宝，而且提高了肥料的利用率。

2)筛分：将步骤1)活化的磷矿尾矿粉筛分细化，使其细度到达80-150目，便于产品成型；

3)混合：将活化的磷矿尾矿粉60～90份、钙镁磷肥10～20份、微量元素0.1-1.0份、氨基酸1～10份、有机质1-10份混合，使水分含量在5％以下，即得所述土壤调理剂成品。

将上述制备的土壤调理剂施用于农作物土壤中，其有效镁大于90％，有效钙大于90％，有效磷大于80％。

实施例一：

1)制备活化磷矿粉：取磷矿尾矿份75份、酒石酸5份一起混合搅拌均匀，然后将混合物料加入热风干燥设备内，加热至800度的温度，在热风干燥设备筒内均匀分布的抄板器翻动下，使上述混合料在热风干燥设备内均匀分布与分散，并与并流(逆流)的热空气充分接触，1.5个小时后，形成活化磷矿粉；

2)筛分：将上述步骤1)活化磷矿物料进行筛分，使细度到达120目；

3)混合：取步骤2)活化磷矿尾矿粉70份，然后加入钙镁磷肥14.5份，氨基酸5份，腐殖酸10份，七水硫酸锌0.3份、硼砂0.2份，混合均匀，使水分含量在5％以下，即得肥料成品。

将本实施例制得的土壤调理剂应用于叶菜种植中，可增加产量约12-15％。

实施例2：

1)制备活化磷矿粉：取磷矿尾矿粉80份和草酸8份，一起混合搅拌均匀，然后将混合物料加入热风干燥设备内，加热至1000度的温度，在热风干燥设备筒内均匀分布的抄板器翻动下，使上述混合料在热风干燥设备内均匀分布与分散，并与并流(逆流)的热空气充分接触，1个小时后，形成活化磷矿粉；

2)筛分：将上述步骤1)活化磷矿物料进行筛分，使细度到达150目；

3)混合：将活化磷矿尾矿80份，钙镁磷肥10.2份，氨基酸5份，腐殖酸4份，氯化锌0.3份，硼酸0.3份，硫酸亚铁0.2份混合均匀；使水分含量在5％以下，即得肥料成品。

将本实施例制得的土壤调理剂应用于果菜种植中，可增加产量约12-15％。

实施例3：

1)制备活化磷矿粉：取磷矿尾矿粉85份和酒石酸6份，一起混合搅拌均匀，然后将混合物料加入热风干燥设备内，加热至600度的温度，在热风干燥设备筒内均匀分布的抄板器翻动下，使上述混合料在热风干燥设备内均匀分布与分散，并与并流(逆流)的热空气充分接触，2个小时后，形成活化磷矿粉；

2)筛分：将上述步骤1)活化磷矿物料进行筛分，使细度到达100目；

3)混合：取步骤2)活化磷矿尾矿85份，然后加入钙镁磷肥15份，氨基酸5份，有机质5份，七水硫酸锌0.3份，硼砂0.1份，硫酸亚铁铵0.1份混合均匀；使水分含量在5％以下，即得肥料成品。

将本实施例制得的土壤调理剂应用于水稻种植中，可增加产量约10-15％。

综上所述，本发明上述实施例仅为本发明较佳的实施例，并不能以此局限本发明，在不脱离本发明精髓的条件下，本领域技术人员所作的任何修改、等同替换和改进等，都属本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种土壤调理剂，其特征在于，包括下述重量份的原料：活化的磷矿尾矿粉60～90份、钙镁磷肥10～20份、微量元素0.1-1.0份、氨基酸1～10份、有机质1-10份。

2.如权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述磷矿尾矿包含磷酸盐50-60％、白云石10-15％和硅酸盐25-30％。

3.如权利要求1或2所述的土壤调理剂，其特征在于，所述微量元素为铁、锌或硼中的至少一种。

4.如权利要求1或2所述的土壤调理剂，其特征在于，所述有机质为腐殖酸类物质，其有效成分为30-50％。

5.如权利要求1-4任一项所述的土壤调理剂制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

磷矿尾矿粉活化：取一定量的磷矿尾矿粉和有机助剂，按比例混合搅拌均匀，然后将混合物料边加热、边分散一段时间，形成活化的磷矿尾矿粉；

筛分：将活化的磷矿尾矿粉筛分细化；

混合：按重量份将磷矿尾矿粉、钙镁磷肥颗粒、氨基酸液、有机质以及微量元素混合，使水分含量在5％以下，即得所述土壤调理剂成品。

6.如权利要求5所述的土壤调理剂制备方法，其特征在于，筛分细化后的磷矿尾矿粉细度为80-150目。

7.如权利要求5所述的土壤调理剂制备方法，其特征在于，所述有机助剂为草酸或/和酒石酸，加入量为5-10％。

8.如权利要求5所述的土壤调理剂制备方法，其特征在于，所述磷矿尾矿份和有机助剂混合物料加热温度为600-1000℃，时间1-2小时。

9.如权利要求1-8所述的土壤调理剂在作物肥料中的应用。