[发明专利]一种改良酸化或酸性土壤的有机环保型土壤调理剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种改良酸化或酸性土壤的有机环保型土壤调理剂及其制备方法，属于固体废弃物循环利用及农业生产技术领域。

背景技术

由于受成土母质、种植模式、施肥、气候等因素影响，目前我国分布着大约面积为2亿公顷的酸性土壤。大部分酸性土壤的pH值小于5.5，有的甚至更低。山东省土壤总面积为1211万公顷，而酸性棕壤面积达170.62万公顷，尤其在山东胶东地区，一些果园土壤的pH值甚至达到4.5，严重影响果树生长。保护地设施蔬菜生产中，由于多年连作，过量施用化肥，导致土壤酸化现象日趋严重，成为实现设施蔬菜产品安全生产和可持续发展的重大限制因素。此外，随着无机化学肥料的不合理大量施用，致酸气体排放所导致的酸沉降增加等原因，导致酸化土壤面积逐年增加，土壤酸化程度明显加速。

土壤酸化给农业生产及人类生活带来以下几方面的影响，一是导致土壤结构变差，阳离子交换量和盐基饱和度降低，土壤养分流失严重，土壤贫脊，影响植物正常生长；二是土壤中含铝的原生和次生矿物风化加速，形成植物可吸收形态的铝化合物。植物过量吸收铝，造成产量降低、品质下降，抗病虫害能力降低，甚至会导致作物铝毒死亡；三是影响土壤微生物活动，使土壤微生物数量减少，微生物的生长和活动受到抑制，从而影响土壤有机质的分解和土壤中C、N、P、S的循环；四是提高土壤中有毒金属元素的活性，这些有毒金属元素通过作物进入食物链，进而危害人体健康。

传统改良土壤酸化的方法是施石灰。虽然施用石灰在一定范围内缓解了土壤的酸化程度，但由于石灰在土壤中的移动性不高，长期、过量施用石灰会造成表层土壤的板结，有效养分过多的被钙化，无法被作物吸收，引起营养元素的失衡。除了利用石灰改良酸性土壤的方法外，人们还发现利用某些矿物和工业废弃物也能改良土壤酸度，如白云石、磷石膏、粉煤灰、磷矿粉和碱渣等矿物和工业废弃物。以上的改良剂虽然能在一定程度上中和土壤酸度，原料也比较充足，但也存在一些不足之处，如施用白云石需消耗宝贵的矿产资源，也会增加农业生产的成本；大多数工业废弃物含有一定量的有毒金属元素，如磷石膏、磷矿粉中含有少量的铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铬(Cr)，粉煤灰中也含有少量的铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)、铬(Cr)。虽然含量很少，但长期施用仍存在着污染环境的风险。

中国专利文件CN200610035807.4公开了一种利用制碱废渣和城市污泥生产多元酸性土壤调理剂的方法；中国专利文件CN200810141039.X公开了土壤调理剂及含土壤调理剂的有机肥及其制备方法；中国专利文件CN200910039237.X公开了一种培肥型土壤调理剂及其制备方法。上述专利文件均利用粉煤灰、碱渣或城市污泥等工业废弃物，特别是CN200610035807.4中利用生石灰处理城市污泥。由于城市污泥中含有一些有害成分，如各种病原茵、寄生虫卵，以及Ni、Cd、Pb等重金属和多氯联苯、二噁英等难降解的有毒有机物质，可溶性盐含量也较高，对植物和微生物有毒害作用。利用生石灰只能杀灭各种病原茵、寄生虫卵等，不能解除重金属和有毒有机物质的毒害。中国专利文件CN 200710029172.1提供了一种南方旱地酸性土壤调理剂的制备方法，采用煅烧贝壳产物、硅酸钙镁和磷酸铵镁为原料制备土壤调理剂，该土壤调理剂采用无机物质，只能补充土壤中缺失的钙、镁、硅等元素，不能解决土壤酸化导致的土壤结构变差、微生物数量种类降低等问题。中国专利文件CN 200910067065.7涉及蔬菜保护地土壤调理剂，该调理剂的主要作用是改良土壤、增加肥效，对土壤酸度的调节效果不大。

发明内容

针对现有土壤调理剂制备技术的不足，本发明提供一种具有降低土壤酸度、增加肥效、疏松土壤、提高土壤保水性，多功能有机环保型土壤调理剂及其制备方法。

发明概述

针对现有土壤调理剂制备技术中存在的利用粉煤灰、碱渣或城市污泥等可能导致土壤重金属毒害的工业废弃物作原料的问题，本发明采用天然或对环境无任何污染的秸秆燃烧物草木灰、贝壳粉、钙镁磷肥等原料制备土壤调理剂。针对现有土壤改良剂作用单一问题，本发明采用沼渣为有机原料，提高土壤有机质含量；采用沸石提高土壤的保水能力；采用贝壳粉和膨润土提高土壤的通气性、透水性、保肥性；采用壳聚糖和沼渣中的有益菌群及其分泌的活性物质提高植物抗逆能力，抑制病原菌的生长，提高有益菌的种类和数量；利用沼渣有机质、膨润士和沸石粉对土壤中的重金属如Pb、Ni、As、Cd等的吸附交换性能，降低重金属的生物有效性；利用草木灰、贝壳粉、钙镁磷肥均为碱性物质，且含有多种营养元素，解决酸性土壤pH低和钙镁磷元素缺乏问题。

发明详述