本發(fā)明屬于酸性土壤改良，尤其涉及一種強(qiáng)酸性土壤改良和農(nóng)田地力提升的復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、土壤酸化障礙一方面造成土壤板結(jié)退化、通氣性降低和土壤水氣生態(tài)平衡受到破壞，嚴(yán)重的土壤酸化還會(huì)造成農(nóng)作物發(fā)生鋁毒等危害，造成作物產(chǎn)量和品質(zhì)等種植效益下降明顯，引起土壤生態(tài)環(huán)境惡化。另一方面，土壤酸化也容易引起農(nóng)作物發(fā)生病蟲害的幾率明顯增加，許多研究結(jié)果表明，在相同樣地形和氣候條件下，土壤ph值小于5.5時(shí)，作物病害更容易發(fā)作，直接導(dǎo)致作物減產(chǎn)和品質(zhì)較差。因此，如何實(shí)現(xiàn)強(qiáng)酸性土壤長效抑酸和綜合降酸已成為保障我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的卡點(diǎn)問題。

2、目前通常采用價(jià)格較為低廉的生石灰或熟石灰等強(qiáng)堿性改良劑改良酸化土壤，雖然短期內(nèi)會(huì)增加土壤ph，但由于石灰施入土壤后，常常會(huì)加快土壤有機(jī)質(zhì)的分解，易造成土壤板結(jié)和復(fù)酸，難以滿足長效抑酸要求，因此必須要頻繁施用石灰，這就導(dǎo)致土壤ph長期處于波動(dòng)狀態(tài)，嚴(yán)重制約農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和品質(zhì)的穩(wěn)定，且石灰粉等強(qiáng)堿性改良劑的大范圍和大量撒施還會(huì)對(duì)人體健康及生態(tài)環(huán)境造成危害。也可以通過牡蠣殼及其加工產(chǎn)品如特貝鈣等對(duì)強(qiáng)酸性土壤進(jìn)行改良，因?yàn)槟迪牃?nèi)部存在大量納米級(jí)微聚孔，這些微聚孔與其他有效元素結(jié)合可起到緩釋作用，但利用牡蠣殼及其加工產(chǎn)品提升土壤ph值的效果非常有限，很多田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在施用150kg/畝的牡蠣殼粉條件下，酸性土壤ph值通常只能提升0.2-0.3，無法滿足強(qiáng)酸性土壤(ph<5.5)的降酸需求，并且該技術(shù)產(chǎn)品的價(jià)格遠(yuǎn)高于石灰，且焙燒加工工藝復(fù)雜，難以大面積推廣。另外，還可以利用農(nóng)業(yè)廢棄物制成生物炭對(duì)酸性土壤進(jìn)行改良，但有研究發(fā)現(xiàn)施用生物炭可能會(huì)導(dǎo)致作物明顯減產(chǎn)，且生物炭的加工成本高，田間施用也不方便。因此，一些研究者在腐殖酸和生物炭等有機(jī)物料中添加石灰粉、沸石粉等，通過擠壓造粒后改良酸性土壤，如申請(qǐng)?zhí)枮?01810772394.0的專利“一種酸性土壤改良劑的制備和應(yīng)用方法”和申請(qǐng)?zhí)枮?01910515845.7的專利，但這些改進(jìn)技術(shù)都是針對(duì)ph值為4.5以上的酸性土壤，而對(duì)于ph值低于4.5以下的強(qiáng)酸性土壤，要實(shí)現(xiàn)土壤降酸0.1-0.2個(gè)ph單位，其改良難度至少是普通酸性土壤(ph>4.5)的兩倍?，F(xiàn)有的酸性土壤改良技術(shù)，大多利用堿性無機(jī)物或結(jié)合易分解的有機(jī)物進(jìn)行改良，其長效抑酸效果非常有限，容易引起土壤板結(jié)和復(fù)酸，很難在強(qiáng)酸性土壤上直接應(yīng)用，因此迫切需要一種針對(duì)強(qiáng)酸化土壤的綜合降酸改良新技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、解決的技術(shù)問題：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種針對(duì)強(qiáng)酸性土壤改良的復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑，該調(diào)理劑利用不易分解的木本型有機(jī)物料，與堿性物料混合后，在有機(jī)物顆粒表面快速形成包裹層，通過強(qiáng)吸附物料對(duì)包裹層進(jìn)行改性處理，并在外力作用下形成表面微孔結(jié)構(gòu)和豐富的羥基官能團(tuán)，緩釋包裹層強(qiáng)堿性離子的釋放，物料中的木質(zhì)纖維可提高外源有機(jī)質(zhì)在土壤中的停留時(shí)間，阻止土壤有機(jī)質(zhì)快速分解，從而持續(xù)、穩(wěn)定提高強(qiáng)酸性土壤ph值，有效防止酸化土壤改良后出現(xiàn)板結(jié)和復(fù)酸，實(shí)現(xiàn)綜合降酸和長效抑酸。

2、技術(shù)方案：一種強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑，由木本型有機(jī)物料、強(qiáng)堿性物料、弱堿性物料和強(qiáng)吸附物料組成；其中，按干基重量計(jì)，所述木本型有機(jī)物料40～65份，強(qiáng)堿性物料30～50份，弱堿性物料1～10份，強(qiáng)吸附物料1～8份。

3、優(yōu)選的，上述木本型有機(jī)物料由發(fā)酵香菇渣、發(fā)酵木耳渣、發(fā)酵木屑、木本泥炭、木質(zhì)素中的至少一種組成，所述有機(jī)物料的平均粒徑大小為2～6mm。

4、優(yōu)選的，上述強(qiáng)堿性物料為高純度生石灰粉、高純度熟石灰粉、高純度牡蠣殼粉、高純度貝殼粉、高純度珊瑚砂粉中的至少一種，粒徑小于20目。

5、優(yōu)選的，上述弱堿性物料為氧化鉀、碳酸鉀、氧化鎂、碳酸鎂中的至少一種，粒徑小于20目。

6、優(yōu)選的，上述強(qiáng)吸附物料為凹凸棒石粉、海泡石粉、蛭石粉、沸石粉中的至少一種，粒徑小于20目。

7、優(yōu)選的，上述調(diào)理劑由42％平均粒徑大小為5mm的發(fā)酵木屑、4％的木質(zhì)素、45.5％熟石灰粉、4.5％的氧化鎂粉和4％的蛭石粉組成。

8、上述強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑的制備方法，將所有物料按上述干基重量比例混合并均勻噴水，噴水量為物料總重的25％～35％，全部物料混合均勻并靜置24小時(shí)后，裝入有機(jī)肥顆粒擠壓機(jī)擠壓成顆粒狀，篩分后復(fù)合鈣顆粒粒徑大小為4～6mm，顆粒長度為2～4cm，擠壓完成后靜置風(fēng)干72小時(shí)后再進(jìn)行包裝。

9、上述強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑在改良強(qiáng)酸性土壤中的應(yīng)用。

10、應(yīng)用具體方法為，所述強(qiáng)酸性土壤的ph值應(yīng)小于5.0，具體改良步驟為：土壤ph值4.5-5.0時(shí)每畝用量為150～200kg/畝，土壤ph值4.0-4.5時(shí)每畝用量為200～250kg/畝，土壤ph值小于4.0時(shí)每畝用量為250～300kg/畝；將制備好的復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑按適宜用量均勻撒入田間土壤表面，然后對(duì)田塊進(jìn)行翻耕，翻耕深度為5～20cm，與土壤混合均勻后即可進(jìn)行農(nóng)作物種植栽培。

11、有益效果：本發(fā)明制備的強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑，一次施用可穩(wěn)定提升強(qiáng)酸性土壤ph值0.5以上，能夠緩釋堿性離子的快速釋放，避免田間頻繁施用，實(shí)現(xiàn)綜合降酸和長效抑酸，同時(shí)能夠有效降低土壤容重，增加土壤通氣孔隙和土壤有機(jī)質(zhì)含量，有效防止土壤有機(jī)質(zhì)快速分解而出現(xiàn)板結(jié)和復(fù)酸，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和品質(zhì)提升。本發(fā)明制備的強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑，能夠?qū)⒎勰顝?qiáng)堿性物料膠合為顆粒狀，方便運(yùn)輸和田間施用，人工和農(nóng)機(jī)均可操作，且無粉塵污染，不會(huì)對(duì)人體眼睛、皮膚等造成腐蝕傷害。本發(fā)明主體原料價(jià)格低廉，物料資源豐富，取材方便，適用性廣，高效利用農(nóng)林廢棄物，節(jié)約土壤改良成本，并有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

技術(shù)特征：

1.一種強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑，其特征在于，由木本型有機(jī)物料、強(qiáng)堿性物料、弱堿性物料和強(qiáng)吸附物料組成；其中，按干基重量計(jì)，所述木本型有機(jī)物料40～65份，強(qiáng)堿性物料30～50份，弱堿性物料1～10份，強(qiáng)吸附物料1～8份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑，其特征在于，所述木本型有機(jī)物料由發(fā)酵香菇渣、發(fā)酵木耳渣、發(fā)酵木屑、木本泥炭、木質(zhì)素中的至少一種組成，所述有機(jī)物料的平均粒徑大小為2～6mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑，其特征在于，所述強(qiáng)堿性物料為高純度生石灰粉、高純度熟石灰粉、高純度牡蠣殼粉、高純度貝殼粉、高純度珊瑚砂粉中的至少一種，粒徑小于20目。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑，其特征在于，所述弱堿性物料為氧化鉀、碳酸鉀、氧化鎂、碳酸鎂中的至少一種，粒徑小于20目。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑，其特征在于，所述強(qiáng)吸附物料為凹凸棒石粉、海泡石粉、蛭石粉、沸石粉中的至少一種，粒徑小于20目。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑，其特征在于，所述調(diào)理劑由42%平均粒徑大小為5mm的發(fā)酵木屑、4%的木質(zhì)素、45.5%熟石灰粉、4.5%的氧化鎂粉和4%的蛭石粉組成。

7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑的制備方法，其特征在于，將所有物料按上述干基重量比例混合并均勻噴水，噴水量為物料總重的25%～35%，全部物料混合均勻并靜置24小時(shí)后，裝入有機(jī)肥顆粒擠壓機(jī)擠壓成顆粒狀，篩分后復(fù)合鈣顆粒粒徑大小為4～6mm，顆粒長度為2～4cm，擠壓完成后靜置風(fēng)干72小時(shí)后再進(jìn)行包裝。

8.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑在改良強(qiáng)酸性土壤中的應(yīng)用。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述強(qiáng)酸性土壤的ph值應(yīng)小于5.0，具體改良步驟為：土壤ph值4.5-5.0時(shí)每畝用量為150～200?kg/畝，土壤ph值4.0-4.5時(shí)每畝用量為200～250?kg/畝，土壤ph值小于4.0時(shí)每畝用量為250～300?kg/畝；將制備好的復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑按適宜用量均勻撒入田間土壤表面，然后對(duì)田塊進(jìn)行翻耕，翻耕深度為5～20cm，與土壤混合均勻后即可進(jìn)行農(nóng)作物種植栽培。

技術(shù)總結(jié)
一種強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑及其制備方法和應(yīng)用，由木本型有機(jī)物料、堿性物料和強(qiáng)吸附物料組成；其中，按干基重量份計(jì)，所述木本型有機(jī)物料占比為40%～65%，強(qiáng)堿性物料重量占比為30%～50%，弱堿性物料重量占比為1%～10%，強(qiáng)吸附物料的比例為1%～8%，四種物料合計(jì)100%。本發(fā)明制備的強(qiáng)酸性土壤復(fù)合鈣顆粒調(diào)理劑，一次施用可穩(wěn)定提升強(qiáng)酸性土壤pH值0.5以上，能夠緩釋堿性離子的快速釋放，避免田間頻繁施用，實(shí)現(xiàn)綜合降酸和長效抑酸，同時(shí)能夠有效降低土壤容重，增加土壤通氣孔隙和土壤有機(jī)質(zhì)含量，有效防止土壤有機(jī)質(zhì)快速分解而出現(xiàn)板結(jié)和復(fù)酸，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和品質(zhì)提升。

技術(shù)研發(fā)人員：孫維俠,徐靈穎,王慎強(qiáng),史學(xué)正,田育天,李湘?zhèn)?謝新喬,李九玉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院南京土壤研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10