[发明专利]一种利用海洋动植物残体生产的土壤调理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用海洋动植物残体生产的土壤调理剂及其制备方法，属于海洋废弃物综合利用技术领域。

背景技术

近几年土壤调理剂在农业上已逐步开始应用，土壤酸度的变化是指土壤中氢离子浓度的变化，从上世纪80年代早期至今，几乎在中国发现的所有土壤类型的pH值都下降了0.13-0.80，土壤的不断酸化还有发展的趋势。也就是说，由于人类不合理生产活动的影响，大大加速了我国土壤酸化，将会给生态环境和人类生存造成重大的危害。

我国酸性土壤的面积约为20万km²，占全国总面积的21％左右。这些酸性土壤大部分pH值小于5.5，其中较多的pH值小于5.0，甚至低至4.5。这些土壤在不合理的土地利用、耕作管理下，酸化程度日渐严重，正在成为农业生产障碍因子。当前全国土壤酸碱度(pH)30年平均下降了0.6个单位，酸性耕地面积(pH＜5.5)从30年前的7％，上升到目前的18％。南方14省(区、市)土壤pH值小于6.5的比例由30年前的52％扩大到65％，pH值小于5.5的由20％扩大到40％，pH值小于4.5的由1％扩大到4％。酸化最严重的广东、广西、四川等地pH值小于4.5的耕地土壤比例分别为13％、7％、4％。江西省余江县红砂岩母质发育的土壤(0-20cm层次)，经1980年测定，荒草地pH值4.84，低产水田pH值5.90；而1996年同在该取样点取样测定，荒草地pH值为4.67，下降了0.17，低产水田pH为4.89，下降了1.01。

近年来，关于我国北方非酸性土壤酸化的报道也逐渐增多。据调查，烟台地区苹果园土壤已发生不同程度的酸化，土壤pH≤5.5所占比例，依顺序排列为：招远32.03％、蓬莱29.88％、栖霞27.7％、龙口15.73％，已明显低于20世纪80年代土壤普查的pH值。

统计数据表明，山东省年折纯化肥施肥量达472.7万吨，氮肥利用率为30％左右，仅为发达国家水平的1/2，其余的都残留于土壤中。播亩平均化肥用量27.2公斤，比全国平均用量高6公斤，比世界平均用量高19.2公斤。

超量使用化肥的后果是土壤酸化、次生盐渍化加重。近年来山东土壤酸化速度加快，胶东地区尤为突出，pH值小于5.5的酸化面积已达980多万亩。全省1300万亩设施菜地中，有260万亩发生次生盐渍化。

土壤酸化造成土壤养分比例失调，作物发病率升高，农产品品质下降。pH值低于4.5的地块，一般可造成作物减产30％以上。设施菜地种植4年后，土壤盐渍化现象逐年增加，严重影响作物产量和质量。

在山东的一些蔬菜种植区，由于连续多年超量使用化肥，土地质量已经严重下降，也造成了“化肥依赖”。有的地方不得不用火车从东北地区拉来黑土进行土壤置换。而置换出的土壤，即使不再使用化肥，庄稼几年内也难长得很好。

目前国内改良酸化土壤的土壤调理剂大多为传统型的消石灰(白云灰)、碳酸钙(镁)、硅酸钙(镁、钾)等为主，都存在不同的施用局限性。

消石灰，这是最为久远的酸性土壤调理剂，化学性质为强碱，与土壤的反应为中和反应，中和反应是剧烈的放热反应，能够伤害土壤微生物，通常作消素毒剂使用，过量或施用不均匀可能使得局部土壤过碱或者引起土壤板结。能够提供单一的钙营养，但无其他营养作用。

石灰石、白云石、苛性法制碱残渣，主要成分都是碳酸钙，有些含有碳酸镁。碳酸钙与土壤的反应是复分解反应，由于硫酸根的固定和二氧化碳的析出，使土壤酸性减弱，pH提高，但是对弱酸性土壤，因为当土壤pH达到5.8时，便不能析出，所以调理作用有一定限制。

含有钙、镁等元素的硅酸盐，经过活化处理后，可以和土壤酸反应，所含的中微量植物营养元素具有植物吸收活性，但是，简单地以工业炉渣类硅酸盐如高炉水淬渣、煤渣等直接作酸性土壤调理剂，容易引起重金属危害，各种尾矿也不一定能够用来制造土壤调理剂，或许还会对土壤造成二次危害。

近几年随着海洋贝类养殖规模之扩大，海洋贝类生产加工过程中残留的大量贝类废弃物，以牡蛎壳为例，仅山东威海市每年产出的牡蛎壳约为30-40万吨，仅有一少部分得到了合理利用，大部分没有得到有效利用和妥善处理，严重污染乡村环境，直接影响了城乡人居环境的改善和新农村建设。而牡蛎壳的物质组成分为无机质和有机质两部分，无机质以碳酸钙为主，占牡蛎壳质量的90％以上，其中钙元素占39.78％-40.23％，此外还含有铜、锌、锰、锶等20多种微量元素，牡蛎壳的有机成分约占牡蛎壳质量的3-5％，含有甘氨酸、胱氨酸、蛋氨酸等17种氨基酸，经过活化处理以后均可以被植物吸收利用。