[发明专利]一种有机-无机酸性土壤改良剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种有机‑无机酸性土壤改良剂及其制备方法与应用。本发明有机‑无机酸性土壤调理剂，以摩尔百分含量计，由85～95％水溶性天然高分子络合剂和5～15％无机养分盐组成。本发明有机‑无机酸性土壤改良剂中，无机养分盐与有机络合剂共同作用可通过阳离子交换作用和络合作用大大提高了土壤脱酸效率，被交换的Al³⁺转化为毒性较低的有机络合形态，从而缓解铝毒对作物的胁迫，同时阻止铝离子水解更多的氢离子，从而显著降低土壤交换性酸和提高土壤pH；由于弱酸官能团和盐基阳离子的引入，显著提高了土壤有机碳和阳离子交换量，进而提高了土壤酸碱缓冲容量，增强了土壤的抗酸化能力。

技术领域

本发明属于酸化土壤修复领域，具体涉及一种有机-无机酸性土壤改良剂及其制备方法与应用。

背景技术

我国南方酸化土壤分布较广，面积高达2.03×10⁸hm²，占全国耕地面积的21%，这些地区的绝大部分土壤pH低于5.5，甚至低于5.0。自然酸化是一个缓慢的自然过程，但近年来人为活动大大加速了土壤酸化速率，包括酸雨、氮肥的大量施用。土壤酸化直接导致土壤物理、化学性质的恶化，不仅造成土壤板结和养分有效性降低，而且活化铝、锰和重金属（镉、铅、铜等），从而严重抑制作物的生长发育。

传统酸性土壤改良剂主要包括石灰矿物、农业废弃物、工业废弃物等，其中石灰是最常用的酸性土壤改良剂，具有效果显著和快速的特点，但大量而频繁的使用不仅导致资源消耗大，还会产生土壤板结、次生盐渍化和复酸化等不良影响。工农业废弃物等常常含有重金属含量，容易导致二次污染。此外，石灰等传统改良剂的溶解度较低，往往只能改良表层土壤，但对表下层土壤酸度的改良作用有限，从而不能有效缓解作物根区的酸度胁迫。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机-无机酸性土壤改良剂及其制备方法与应用，有机-无机酸性土壤改良剂以水溶性天然高分子络合剂和无机养分盐为原料，有机-无机配合施用大大提高了酸性土壤的改良效率，可随水迁移至土壤深层，进而降低和缓解亚表层土壤的酸度和铝毒，针对不同地方酸化土壤pH低、铝毒高和盐基饱和度低等特点，本发明通过阳离子交换法形成不同配比的阳离子类型的酸性土壤调理剂，合成过程易于操作，原料廉价易得，具有重要的实用价值。

第一方面，本发明保护一种酸性土壤调理剂，以摩尔百分含量计，由85%~95%水溶性天然高分子络合剂和5%~15%无机养分盐组成。

作为实例，以摩尔百分含量计，所述酸性土壤调理剂由85%水溶性天然高分子络合剂和15%无机养分盐组成。

上述的酸性土壤调理剂中，所述水溶性天然高分子络合剂为木质素磺酸盐、羧甲基壳聚糖盐、聚天冬氨酸盐、聚谷氨酸盐、腐植酸盐和海藻酸盐中的一种或几种；

所述水溶性天然高分子络合剂中阳离子与所述无机养分盐中的阳离子相同。

上述的酸性土壤调理剂中，所述无机养分盐的种类可根据待调理的酸性土壤中所缺少的盐基离子成分和阴离子养分确定；

所述无机养分盐中的阳离子可为钙离子、镁离子、钾离子和锌离子中的至少一种；

所述无机养分盐中的阴离子可为氯离子、硫酸根离子、磷酸二氢根离子、磷酸根离子和钼酸根离子中的至少一种。

例如，所述无机养分盐具体可为氯化钙、硫酸钙、磷酸二氢钙、磷酸二氢镁、磷酸二氢钾、氯化镁、硫酸镁、硫酸钾、氯化钾、磷酸钾、硫酸钾、氯化锌、硫酸锌、钼酸钾、钼酸钙和钼酸锌中的至少一种。

第二方面，本发明保护上述任一项所述的酸性土壤调理剂的制备方法，包括如下步骤：

1）将所述水溶性天然高分子络合剂的水溶液通过钠型阳离子交换树脂柱，收集流出液，得到水溶性高分子的钠盐的水溶液；