[发明专利]一种调节土壤酸度的组合物及其应用

说明书

技术领域

本发明属于土壤改良和调理方法的技术领域，具体涉及一种调节土壤酸度的组合物及其应用。

背景技术

由于高温多雨的气候条件，强烈的淋溶作用导致我国南方热带和亚热带地区土壤一般呈酸性（赵其国等，2002. 科学出版社）。近年来，酸沉降和农业生产中铵态氮肥过量施用导致土壤酸化速度大大加快 (Guo et al., 2010. Science, 327: 1008–1010.)。土壤加速酸化导致的低pH和铝毒严重危害该类土壤上作物生长，导致作物生长不良、产量和品质均下降。目前，针对土壤酸度的危害，传统的改良方法是施用石灰等碱性物质中和土壤酸度，提高土壤pH值，这一方法虽然有效，但消耗大量的矿产资源。另一方面，由于酸沉降对土壤酸化的影响长期存在，农业生产中铵态氮肥仍将大量施用，因此酸性土壤即使施用石灰改良剂提高土壤pH，过一段时间仍会发生复酸化问题，需要频繁施用石灰改良剂。如能在改良酸度的同时，提高土壤酸缓冲容量，可以提高土壤对外源酸的抵抗能力，有效减缓农田土壤的复酸化。南方红壤的酸缓冲容量低，其抗酸化能力有很大的提升空间，但需要研发提升土壤抗酸化能力的关键技术。

除酸度外，南方红壤风化程度高，土壤黏土矿物以1:1型高岭石为主。强烈的淋溶作用使土壤盐基离子大量淋失。高温多雨的气候条件促使土壤有机质快速分解，不易积累。因此，酸性土壤的肥力水平一般较低，这是影响该地区农业生产的另一个不利因素。在改良土壤酸度的同时，提高土壤肥力水平，才能充分利用南方热带和亚热带地区丰富的水热资源，使土壤的生产潜力最大化，保障该地区农业的可持续发展。

针对上述问题，本发明利用碱渣、有机肥和农作物秸秆制备的生物质炭为原料，研制一种能改良土壤酸度，并同步提升土壤肥力和土壤抗酸化能力的长效综合方法。

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是针对我国南方酸性土壤的酸害、铝毒、低肥力、易复酸化等问题，设计一种以低成本的工业副产品和农业废弃物为原料，既改良土壤酸度，又提升土壤肥力，同时提高土壤抗酸化能力的调节土壤酸度的组合物及其应用，从而提高该类土壤的综合生产力，降低酸性土壤改良成本。

技术方案：一种调节土壤酸度的组合物，由秸秆生物质炭、碱渣和有机肥组成，其中秸秆生物质炭、碱渣和有机肥的质量比例为（80~100）:（6~15）:50。

优选的，所述秸秆为花生秸秆，花生收获后将花生秸秆干燥、粉碎，之后放入炭化炉中，在400℃的温度下加热炭化3小时后自然冷却制得。

优选的，所述碱渣为氨碱法生产纯碱过程中产生的副产品。

优选的，所述有机肥为畜禽粪经腐解生产的商品有机肥。

上述调节土壤酸度的组合物的应用，对第四纪红黏土、玄武岩和板页岩等母质发育的黏质酸性土壤，花生秸秆炭的施用量为15000 kg/ha；pH<4.5时，碱渣施用量为2250 kg/ha；5.0>pH>4.5时，碱渣施用量为1500 kg/ha。对花岗岩和砂岩母质发育的砂质土壤，花生秸秆炭施用量为12000 kg/ha；pH<4.5时，碱渣施用量为1500 kg/ha；5.0>pH>4.5时，碱渣施用量为900 kg/ha。所有酸性土壤，有机肥施用量为7500 kg/ha；对pH<4.5的酸性土壤，按上述计量连续施用2年，每年1次，之后可间隔4年再次施用；对5.0>pH>4.5的酸性土壤，按上述计量施用1次之后，间隔4年再次施用。

具体应用方法为，将碱渣、有机肥和生物质炭均匀撒施于土壤表层，然后通过人工或旋耕机将调理剂与耕层土壤均匀混合，一周后播种或移栽作物。

有益效果：单独施用碱渣，虽然能够有效提高土壤pH，但不能提升土壤肥力，解决不了红壤肥力低下的问题。单施有机肥对土壤酸度的改良效果有限，尤其是对pH<4.5的强酸性土壤。但有机肥通过改善土壤结构、提高土壤有机质含量和土壤养分含量提升了土壤肥力。将碱渣与有机肥配施可以同时解决土壤酸度改良和肥力提升问题。但随着铵态氮肥的继续施用，土壤会出现复酸化现象，需要频繁施用改良剂。秸秆生物质炭能够提高土壤缓冲容量，从而提高土壤的抗酸化能力。比较不同秸秆炭的效果，发现花生秸秆炭在提升土壤抗酸化能力方面的效果明显优于稻草炭、玉米秸秆炭和油菜秸秆炭。因此，将花生秸秆炭与碱渣和有机肥配施，可以中和土壤酸度，提升土壤肥力并提高土壤的抗酸化能力，减缓土壤复酸化，从而减少改良剂的施用次数，延长改良剂的作用时间。这可以大大减少施用改良剂消耗的劳动力成本。