專利名稱：一種酸化土壤改良劑組合物及其制備與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)用新材料技術(shù)領(lǐng)域，主要是土壤改良。更具體地，本發(fā)明涉及一種水溶性有機酸土壤改良劑組合物及其制備與應(yīng)用。所述的土壤改良劑組合物含有植酸、植酸酶、枸櫞酸、氨基酸、衣康酸和滲透劑，尤其適用于酸化所致障礙性土壤的修復(fù)和改良。
背景技術(shù)：
一、土壤酸化我國長江以南廣泛地分布著大面積的酸性土壤，主要集中在浙江、江西、福建、廣東、廣西、海南、云南和貴州等南方省份，總面積約為2億hm2。大部分酸性土壤的pH值小于5. 5，其中很大一部分小于5.0，甚至更低。而且隨著我國社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展，我國酸性土壤面積和土壤酸化程度還有進一步增加的趨勢。中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院教授張福鎖團隊從對過去20多年來的中國農(nóng)田土壤pH值變化的研究中發(fā)現(xiàn)，高達90%的農(nóng)田土壤均發(fā)生不同程度的酸化現(xiàn)象，土壤PH值平均下降約0. 5個單位，相當于土壤酸量在原有基礎(chǔ)上增加了 2. 2倍。相關(guān)論文《中國主要農(nóng)田發(fā)生顯著酸化》發(fā)表在國際頂級學術(shù)刊物《科學》上。土壤酸化鋁毒害是全世界范圍普遍存在的嚴重農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題，影響著世界40%耕地面積的作物生產(chǎn)。土壤中的鋁主要以固定態(tài)的形式存在，這種固定態(tài)的鋁對植物和環(huán)境沒有毒害作用，只有游離態(tài)的鋁才會對植物和環(huán)境產(chǎn)生影響。近年來，全球范圍酸沉降日益嚴重以及酸性肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大量使用，大大加速了土壤和沉積物中鋁的釋放，從而影響植物對營養(yǎng)和水分的吸收。我國南方分布著大面積的酸性土壤，占全國土地總面積的21%，鋁毒已成為酸性土壤中抑制植物生長的主要因素之一。目前，酸性土壤中減緩鋁毒危害的主要措施是施用石灰，提高土壤的pH值，但作用時間短且成本較高，還會產(chǎn)生如降低土壤磷、鋅的有效性，造成土壤板結(jié)，復(fù)酸化等不良影響。二、土壤酸化的原因？自然因素和人為因素自然因素主要有①植物根系活動及土壤中有機質(zhì)的分解產(chǎn)生的有機酸和大量的CO2，還有某些微生物產(chǎn)生的礦質(zhì)酸，都是土壤溶液中的H+的來源；②當土壤膠體上吸附H+達到一定數(shù)量后，黏粒礦物的晶格遭到破壞，使黏粒礦物中鋁被溶解出來，溶液中出現(xiàn)了活性鋁，水解后釋放出H+ ；③膠體吸附的H+和Al3+被其他置換到溶液中而使土壤呈酸性。人為因素主要是①酸性氣體的大量排放，導致酸沉降的增加。排放到空氣中的SO2和NOx。有一部分直接滲入地表形成干沉降，另一部分經(jīng)過一系列的化學反應(yīng)最后形成強酸H2SO4和HNO3,雨水PH值隨之下降形成酸雨。土壤酸化始于活性質(zhì)子(H+)，由于氫質(zhì)黏土不穩(wěn)定，當土壤有機礦質(zhì)復(fù)合體或鋁硅酸鹽黏粒礦物表面吸附的氫離子達到一定限度后，這些粒子的晶格結(jié)構(gòu)就會遭到破壞，鋁氧八面體會解體，是鋁離子脫離了八面體晶格的束縛，轉(zhuǎn)變成交換性鋁離子。土壤交換性鋁的水解使土壤表現(xiàn)出酸度特征，依據(jù)水解程度的不同，一個(Al3+)水解可以產(chǎn)生I 3個H+氫離子。結(jié)果導致土壤耕作層可給性營養(yǎng)元素(鉀、鈉、鈣、鎂等)的損失及某些毒性元素，如重金屬鎘(Cd)的釋出和活化。②長期過量單純的使用化肥使土壤酸化比如硫酸銨[(NH4) #04其有營養(yǎng)的部分在含氮(N)的銨(NH4+)陽離子，則植物將大量吸收銨離子而不吸收沒有營養(yǎng)的硫酸根離子(so4)2-，在吸收的離子交換過程中大量排出氫離子(H+)，致使土壤酸化。土壤酸化與危害①土壤酸化后，土壤中含鋁的原生和次生礦物風化加速而釋放大量鋁離子，形成植物可吸收形態(tài)的鋁化合物。植物過量的吸收鋁，不僅會降低作物產(chǎn)品品質(zhì)，還會對植物體特別是植物根系生長產(chǎn)生極大影響，導致植物過量吸收鋁(Al.)中毒死亡。②土壤酸化還使土壤對磷酸根和鑰酸根的固定作用增強，土壤磷和鑰的有效性降低，大量沉積于土壤中導致土壤板結(jié)貧脊化，影響植物正常生長和發(fā)育。③土壤酸化還會引起土壤中有毒重金屬元素的活化，不僅影響作物生長，還會通過食物鏈危害人體或動物體的健康。④土壤酸化板結(jié)影響土壤微生物的活動，使土壤微生物數(shù)量減少，微生物的生長和活動受到抑制，從而影響土壤有機質(zhì)的分解和土壤中C、N、P、S的循環(huán)。⑤土壤酸化pH低是影響土壤中磷的有效性的重要因素，加劇對磷的固定，pH在5. 5 7. 5之間，磷的有效性最高。酸性土壤常含有大量的Al3+、Fe2+和Mn2+，它們易與土壤中的磷酸根離子結(jié)合為難溶性磷酸鹽，降低了土壤中磷元素的有效性。低pH 土壤條件下，隨著土壤陽離子代換量(CEC)的降低，K+的有效度亦降低，從而影響植物對K+的吸收。⑥土壤酸化有機質(zhì)降低，土壤細菌和放線菌數(shù)量隨連作年限的增加而呈減少趨勢，真菌以連作3年最低；連作使細菌和真菌有益菌群數(shù)量降低，而腐霉等有害菌群數(shù)量增加。迄今為止，國內(nèi)外對土壤酸化的改良措施和積累的經(jīng)驗有控制二氧化硫排放，農(nóng)業(yè)及生物改良措施，化學改良措施等?？刂贫趸蚺欧拍壳拔覀儑液褪澜绺鲊荚谂?，采取的具體措施是(I)確定合理的酸沉降控制區(qū)與二氧化硫排放控制區(qū)，控制機動車尾氣排放量(2)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展替代能源。開發(fā)可以替代燃煤的清潔能源，如核電、水電、太陽能、風能、地熱能等(3)抓緊研究開發(fā)二氧化硫治理技術(shù)和設(shè)備，優(yōu)化能源質(zhì)量，提高能源利用率，減少燃燒產(chǎn)生的二氧化硫上述方法實施是目前解決人為致酸因素一個方面，不能解決已經(jīng)酸化和其它因素所致的酸化土壤改良問題。農(nóng)業(yè)及生物改良措施酸性土壤采用微生物改良主要是利用綠肥及土壤中的一些動物來達到改良酸化土壤的目的，在農(nóng)業(yè)上利用有機物料改良酸性土壤已經(jīng)有千余年的歷史。土壤中施用有機物質(zhì)不僅能提供作物需要的養(yǎng)分，提高土壤的肥力水平，還能增加土壤微生物的活性，增加土壤對酸的緩沖性能，利用了生物改良的技術(shù)。有機物料還能與單體鋁復(fù)合，降低土壤交換性鋁的含量，減輕鋁對植物的毒害作用，用作改良土壤的有機物料種類很多，在農(nóng)業(yè)中取材也比較方便，如各種農(nóng)作物的莖桿，家禽的糞肥、綠肥和草木灰等等。然而這種農(nóng)業(yè)改良或生物改良的效果受到改良時間土壤酸化程度和原料來源等條件的制約，在短期內(nèi)難以獲得理想效果！化學改良劑I.石灰改良劑石灰可以中和土壤的活性酸和潛酸，生成氫氧化物沉淀，迅速有效的降低酸性土壤的酸度，還能增加土壤中交換性鈣的含量。但石灰施用法只處理了表土層，心土層的鋁離子活性仍然沒有變化，深根作物尤其是禾谷類仍然會受到嚴重的鋁害。施用石灰后土壤存在復(fù)酸化過程，作用時間短且成本較高，還會產(chǎn)生如降低土壤磷、鋅的有效性即石灰的堿性消耗后土壤再次發(fā)生酸化，而且酸化程度比施用石灰前有所加劇。2 礦物和工業(yè)廢棄物的改良近幾年來人們又發(fā)現(xiàn)了一些礦物質(zhì)和工業(yè)副產(chǎn)物也能起到改良酸性土壤的效果。如磷石膏、粉煤灰、堿渣、磷礦粉和廢液污染等工業(yè)廢棄物。磷石膏的主要成分是硫酸鈣，土壤與硫酸鈣反應(yīng)后，SO42-和0H—之間的配位基交換作用產(chǎn)生堿度。粉煤灰，火力發(fā)電廠的煤經(jīng)高溫燃燒后由除塵器收集的細灰，成粒狀結(jié)構(gòu)，主要含硅、鋁、鐵和微量元素，PH值在10 12之間，其中的CaO，MgO等堿性物質(zhì)，可以中和土壤中的酸性物質(zhì)。上述方法均可收到一定的效果。礦渣，工業(yè)廢棄物用量大資源有限，但一些礦渣，工業(yè)廢棄物有可能還含有有害元素成分，會產(chǎn)生次生危害。普通改良劑改良土壤的作用機理分三種I.物理方法減輕人為酸化的現(xiàn)象。即通過測土配方施肥，科學合理地施用化學肥料，通過施生理堿性或中性肥改善土壤理化狀況。2.微生物菌群(微生物菌肥)施入土壤中.讓微生物發(fā)揮生物效應(yīng),改良酸化土壤達到改良土壤的目的，是理想的改良酸化土壤的措施和方法，這個產(chǎn)品市場上出現(xiàn)很多制劑但實際應(yīng)用效果卻不理想。這與土壤酸化板結(jié)土壤環(huán)境不好，微生物在不好的環(huán)境中難以大量繁殖，發(fā)揮作用有限的原因。要想達到更好效果，應(yīng)采用更好的措施將已經(jīng)酸化土壤的理化性質(zhì)進行改善和修復(fù)，微生物有良好的生存空間這樣微生物菌群大量繁殖，才能達到理想效果。3.化學方法一主要用于加堿中和(化學作用)，如石灰這個多次使用還會產(chǎn)生在復(fù)酸化過程。磷石膏、粉煤灰，堿渣，磷礦粉等，這些用量大，原料不能滿足農(nóng)業(yè)大規(guī)模的生產(chǎn)使用，某些礦渣還有可能含有有害元素給土壤造成二次污染。中國專利申請?zhí)?00910018585. 9(2009. 9. 24 申請，公布號 CN101665699A)公開了
一種營養(yǎng)型果園酸化土壤改良劑及其制備方法與應(yīng)用，他含有碳氮化鈣、輕燒粉、粉煤灰、爐渣、普通鈣鎂磷鉀肥等為主要改良成分，這些堿性物質(zhì)成分可以中和酸性土壤酸度。它的不足在于用量大，長期多次使用會產(chǎn)生土壤復(fù)酸化過程，最終導致土壤酸化會越來越嚴重，發(fā)生次生危害等。 綜上所述，雖然目前本領(lǐng)域已經(jīng)有多種用于土壤酸化改良，修善的改良劑，但是仍然缺乏低廉的、快速、有效、環(huán)保、不產(chǎn)生次生危害，適用于酸化土壤修復(fù)的改良劑。因此，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)能夠快速、有效、低廉、環(huán)保、不產(chǎn)生次生危害的改善酸化土壤的土壤改良劑，以便快速有效地修復(fù)酸化土壤
發(fā)明內(nèi)容
0045]本發(fā)明的一個目的就是提供一種能夠快速、有效、低廉、環(huán)保不產(chǎn)生次生危害改善酸化土壤的土壤改良劑組合物。本發(fā)明的另一個目的就是提供一種所述酸化土壤改良劑組合物的制法和用途。本發(fā)明的第一方面，提供一種酸化土壤改良劑組合物，所述的組合物含有(I) 1-15重量份的植酸(2) 1-15重量份的植酸酶(3) 2-20重量份的枸櫞酸(4) 3-25重量份的氨基酸(5) 0. 5-12重量份的衣康酸(6) 0. 1-0. 7重量份的滲透劑(7) 20-80重量份的水其中，組份(I)至(7)的重量之和占酸化土壤改良劑組合物總重的100%在另一優(yōu)選例中，所述組合物含有(I) 5-12重量份的植酸(2) 3-9重量份的植酸酶(3) 3-10重量份的枸櫞酸(4) 2-11重量份的氨基酸(5)0. 5-2重量份的衣康酸(6) 0. 2-0. 5重量份的滲透劑(7) 25-75重量份的水。在另一優(yōu)選例中，所述滲透劑選自陰離子表面活性劑烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽、C12_14脂肪醇硫酸銨、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪酸甲酯a -磺酸鈉之一或其組合。在另一優(yōu)選例中，所述的水選自經(jīng)過處理的純水或飲用自來水在另一優(yōu)選例中，按改良劑組合物的總重量計,所述組合物包括(I) 5-12% 的植酸(2) 3-9% 的植酸酶(3) 3-10% 的枸櫞酸(4) 2-11% 的氨基酸(5)0. 5-2% 的衣康酸(6) 0. 2-0. 5 % 的滲透劑(7) 25-75 %的飲用自來水在另一優(yōu)選例中，所述組合物可含有如下組分(8)0. 01-6重量份的中微量元素
(9)0. 01-0. 05重量份的植物生長調(diào)節(jié)劑。在另一優(yōu)選例中，所述組合物可含有如下組分(I) 2-10重量份的植酸
(2) 5-11重量份的植酸酶
(3) 3-12重量份的枸櫞酸(4) 9-15重量份的氨基酸(5) 1-2重量份的衣康酸(6) 0. 3-0. 5重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(7) 20-80重量份的純凈水。本發(fā)明的第二方面，提供一種上述的酸化土壤改良劑組合物的制備方法，它包括步驟混合以下組分(I) 1-15重量份的植酸(2) 1-15重量份的植酸酶(3) 2-20重量份的枸櫞酸(4) 3-25重量份的氨基酸(5) 0. 5-12重量份的衣康酸(6) 0. 1-0. 7重量份的滲透劑(7) 20-80重量份的水將各組分物料按重量百分比稱重先將飲用自來水加入加熱反應(yīng)釜，在常壓下啟動加熱，待升溫至攝氏65°依次將各組分的物料加入反應(yīng)釜中，并啟動攪拌，每分鐘50-80轉(zhuǎn)(采用60轉(zhuǎn)/分鐘)，控制溫度在攝氏50-55°攪拌反應(yīng)2-3小時，反映結(jié)束，冷卻過濾，檢驗，包裝。從而形成上述的酸化土壤改良劑組合物，其中，組分(I)至(7)重量之和為酸化土壤改良劑組合物總重量的100%。在另一優(yōu)選例中，所述滲透劑選自陰離子表面活性劑烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪酸甲酯a-磺酸鈉之一或其組合。所述的水選自經(jīng)過處理的純水或飲用自來水。在另一優(yōu)選例中，所述方法在混合步驟中或混入如下一種或兩種組分(8)0. 01-6重量份的中微量元素(如硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鋅、硝酸鈰、硝酸鑭、硼砂之一或其組合)(9)0. 01-0. 05重量份的植物生長調(diào)節(jié)劑(如硝基化合物復(fù)硝酚鈉、胺鮮酯、吲哚丁酸、萘乙酸之一或其組合)本發(fā)明的第三方面，提供上述的酸化土壤改良劑組合物的用途，它被用于酸化土壤中，尤其是改善酸化土壤的物理或化學性質(zhì)(提高土壤的PH值，絡(luò)合并鈍化土壤酸化溶出的鋁和鎘等重金屬離子，釋放酸化土壤中固化的磷元素和氫離子，使土壤的PH升高改善了土壤的酸度，增加土壤有機質(zhì)含量，增強微生物菌群繁殖能力和數(shù)量)最終達到修復(fù)和改良了受酸化的土壤。
本發(fā)明的第四方面，提供一種酸化土壤改良劑組合物的使用方法，在待改良的酸化土壤中施用本發(fā)明的土壤改良劑組合物。在另一優(yōu)選例中，所述酸化土壤改良劑組合物的使用量為1-3公斤/畝，更佳的為1. 5-2公斤/畝。
具體實施例方式本發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研究，最終選擇將(I)植酸、(2)植酸酶、(3)枸櫞酸、
(4)氨基酸、(5)衣康酸等(6)滲透劑和(7)純水或飲用自來水等7類材料按一定的比列配伍后，經(jīng)中和反應(yīng)形成一種快速、有效、低廉、環(huán)保的改良土壤酸化的改良劑組合物。在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。如本文所用，“本發(fā)明組合物”指本發(fā)明的酸化土壤改良的改良劑組合物。它含有一定比例的必要組分即(1)植酸、(2)植酸酶、(3)枸櫞酸、(4)氨基酸、(5)衣康酸、(6)滲透劑和(7)水等7類材料，以及可有可無的附加成分。如本文所用，術(shù)語“含有”指“包括”、“基本上由……構(gòu)成”和“由……構(gòu)成”。酸化土壤改良劑組合物本發(fā)明的酸化土壤改良劑組合物含有(1) 1-15重量份的植酸(2) 1-15重量份的植酸酶(3) 2-20重量份的枸櫞酸(4) 3-25重量份的氨基酸(5)0. 5-12重量份的衣康酸(6) 0. 1-0. 7重量份的滲透劑(7) 20-80重量份的水其中，組份(1)至(7)的重量之和占酸化土壤改良劑組合物總重的100%。本發(fā)明組合物中各組合物的單一成分作用機理，應(yīng)用原理以及生產(chǎn)工藝簡述如下植酸(CgH11OyPJ本發(fā)明的組合物中，植酸的作用主要是植酸是天然有機酸，采用它的高效螯合金屬離子的作用機理，它在PH 3. 5 10之間能與金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，施入土壤中能快速螯合被酸化土壤而釋放出的鋁、鉛、鎘等金屬離子，鈍化這些元素，減輕有害元素對作物土壤的毒害。同時釋放出氫離子和磷酸根離子，磷酸根中磷變成有效態(tài)被作物吸收，減少了土壤中鋁離子、氫離子、以及酸根離子含量，使土壤溶液pH升高。本發(fā)明的酸化土壤改良劑組合物，按重量份計算，植酸的用量通常約為1-15重量份，較佳的3-10重量份，更佳5-8重量份，按百分比計算，植酸用量通常約為l-15wt%,較佳的3-10wt%,更佳5-8wt% .當植酸用量大于上述范圍的上限時，會導致成本上升，當植酸用量小于上述范圍的下限時，難以達到理想效果。本發(fā)明中使用的植酸也可采用其植酸化合物植酸鹽系列之一種或幾種，如植酸鋅、植酸鈣、植酸鎂等植酸鹽類螯合物，但這些會增加成本的投入。
植酸生產(chǎn)工藝和原料以及應(yīng)用領(lǐng)域植酸是從天然植物(谷糠或脫脂玉米胚)中提取的安全、多功能的新型有機酸，廣泛用于食品添加劑和水處理等方面，本發(fā)明人將它應(yīng)用于農(nóng)業(yè)土壤改良領(lǐng)域。它自身可以生物降解，是對作物土壤環(huán)境有好理想的用材，作為本發(fā)明酸化土壤改良劑組合物組分之
棺酸酶本發(fā)明的組合物中，植酸酶的作用主要是植酸酶是一類特殊的磷酸酶，它的理化特性能給土壤提供磷素供給，同時利用酶化功能提高土壤中磷的利用率，改善作物對礦物質(zhì)的吸收，植酸酶能將磷酸分子上的磷酸基團逐個切下，能夠水解磷酸分子上第3位和第6位的磷酸基團，可使土壤中磷的利用率提高40% 60%，循環(huán)利用土壤中有機磷，減少了土壤中酸性物質(zhì)的含量，從而提高了土壤PH值。本發(fā)明人將它應(yīng)用于農(nóng)業(yè)土壤酸化改良，尤其是酶化作用把土壤中被固定的磷釋放讓作物吸收。它自身可以生物降解，是對作物土壤環(huán)境有好理想的用材，作為本發(fā)明酸化土壤改良劑組合物組分之一。本發(fā)明的酸化土壤改良劑組合物，按重量份計算，植酸酶的用量通常約為1-15，較佳的3-10重量份，更佳5-7重量份，按百分比計算，植酸酶用量通常約為l-15wt%,較佳的3-10wt%,更佳5-7wt%。當植酸酶用量大于上述范圍的上限時，會導致成本上升，當植酸酶用量小于上述范圍的下限時，難以達到理想效果。植酸酶生產(chǎn)工藝和原料以及應(yīng)用領(lǐng)域植酸酶是采用玉米通過微生物(米曲霉、土曲霉、黑曲霉和無花果曲霉等)發(fā)酵制取生物制劑，植酸酶作為一種新型的食品添加劑在日常工業(yè)中已經(jīng)得到大范圍的應(yīng)用。枸櫞酸(CJiOz H2O)本發(fā)明的組合物中枸櫞酸的作用主要是它具有螯合金屬離子的作用機理等，顯著特點是在酸化土壤中對被固化的磷酸鈣有極強的分解和螯合能力，能快速絡(luò)合磷酸鈣中的鈣離子，同時釋放出磷酸根離子，提高土壤有效磷的含量，減少了土壤中酸性物質(zhì)的含量，提高了土壤PH值。在與植酸，植酸酶的協(xié)同作用下，能將改善酸化土壤的效果產(chǎn)生疊加效應(yīng)，本發(fā)明人將它應(yīng)用于農(nóng)業(yè)土壤改良領(lǐng)域，它自身可以生物降解，對作物土壤環(huán)境友好，作為本發(fā)明酸化土壤改良劑組合物組分之一。本發(fā)明的酸化土壤改良劑組合物，按重量份計算，枸櫞酸的用量通常約為2-20重量份，較佳的7-13重量份，更佳8-10重量份。按百分比計算，枸櫞酸用量通常約為2_20wt%，較佳的7_13wt%，更佳8_10wt%。當枸櫞酸用量大于上述范圍的上限時，會導致成本上升，當枸櫞酸用量小于上述范圍的下限時，難以達到理想效果。本發(fā)明中使用的枸櫞酸也可采用其枸櫞酸化合物枸櫞酸鹽系列之一種或幾種如枸櫞酸鋅、枸櫞酸鈣、枸櫞酸鎂等枸櫞酸鹽類螯合物，但這些會增加成本的投入。枸櫞酸生產(chǎn)工藝和原料以及應(yīng)用領(lǐng)域枸櫞酸用生物化學方法，發(fā)酵培養(yǎng)將淀粉質(zhì)原料，糖蜜(甜菜糖蜜等)為基質(zhì)的發(fā)酵液中提取的枸櫞酸，是眾多有機酸的一種，廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)和飼料工業(yè)等。氨基酸
本發(fā)明的組合物中，氨基酸的作用主要是氨基酸是天然有機酸，它同樣有螯合絡(luò)合的機理，最大的特點被動植物不經(jīng)轉(zhuǎn)化可以直接吸收利用，提高動植物的營養(yǎng)抗性，能增強動植物免疫力，是植物土壤的高級營養(yǎng)能源。
酸化土壤造成土壤板結(jié)，有機質(zhì)下降，土壤原生微生物菌落減少，有害病菌(霉菌類)增加，通過上述幾種有機酸在土壤中的螯合絡(luò)合分解作用下，土壤環(huán)境得到改善，微生物的生存空間變好。復(fù)合氨基酸加入，給微生物提供了能源，可大大促進耕層土壤細菌、真菌、放線菌、磷細菌、鉀細菌和氨化細菌等有益微生物大量繁殖，分泌出有機酸固定土壤中活性鋁的能力就越強，相應(yīng)地使活性鋁的釋放量降低。有益菌群的微生物抵御了有害微生物腐霉等有害菌群數(shù)量的發(fā)展，凈化了土壤。微生物的新陳代謝過程殘體滯留土壤中是土壤天然有機質(zhì)供給源，提高了土壤有機質(zhì)含量，土壤有機質(zhì)可以與鋁進行絡(luò)合反應(yīng)，吸附陽離子，利于對鋁的吸附，從而降低毒性鋁的含量，土壤有機質(zhì)含量越高，土壤活性鋁的釋放量就越少。土壤有機質(zhì)的增加緩沖酸化土壤的活性，導致酸化土壤鈍化，提高土壤pH值，達到修善酸化土壤又培肥了地力的效果。氨基酸可被植物根部直接吸收植物健康生長，增強了植物抗性，減輕作物病害發(fā)生，達到增產(chǎn)增收的目的。氨基酸的這一特點是其它有機酸不具備的。本發(fā)明人將氨基酸應(yīng)用于農(nóng)業(yè)土壤改良領(lǐng)域，對作物土壤環(huán)境友好，作為本發(fā)明酸化土壤改良劑增效作用組合物組分之一。本發(fā)明的酸化土壤改良劑組合物按重量份計算，氨基酸的用量通常約為5-25重量份，較佳的12-23重量份，更佳10-18重量份。按百分比計算，氨基酸用量通常約為5_25wt %，較佳的12_23wt %，更佳10-18wt%o當復(fù)合氨基酸用量大于上述范圍的上限時，會導致成本上升.當復(fù)合氨基酸用量小于上述范圍的下限時，難以達到理想效果。本發(fā)明中使用氨基酸可采用單一氨基酸或復(fù)合氨基酸，也可采用氨基酸螯合鹽之一種或幾種，如氨基酸鋅、氨基酸鈣、氨基酸鎂等，但這些會增加成本的投入氨基酸生產(chǎn)工藝和原料以及應(yīng)用領(lǐng)域氨基酸用生物化學方法以動植物蛋白為原料，即動物皮毛或植物料(如豆柏類)I、化學方法采用酸水解。2、生物方法發(fā)酵法等工藝制取的含有17種以上的復(fù)合氨基酸或提取單一成分氨基酸。它廣泛應(yīng)用于食品、飼料、醫(yī)藥工業(yè)等多種領(lǐng)域。衣康酸本發(fā)明的組合物中，衣康酸的作用主要是它是一種有機酸，具有螯合絡(luò)合功能，它與上述幾種有機酸的不同特點是有活潑的化學性質(zhì)，可進行自身的聚合，能與其它有機酸進行各種加成反應(yīng)生成高分子聚合物，高分子聚合物能改善土壤結(jié)構(gòu)，增強土壤抗侵蝕能力，提高土壤的透氣性，改善了根系環(huán)境，促進了根系和植物的生長發(fā)育，防止土壤板結(jié)和酸化，與有機酸混合增強了上述幾種有機酸的協(xié)同功效，介于衣康酸的這一特性本發(fā)明人將它應(yīng)用于土壤改良農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。對作物土壤環(huán)境友好，作為本發(fā)明酸化土壤改良劑組合物組分之一。本發(fā)明的酸化土壤改良劑組合物按重量份計算，衣康酸的用量通常約為0. 5-12重量份，較佳的2-7重量份，更佳
3-5重量份。按百分比計算,衣康酸用量通常約為0. 5_12wt%,較佳的2_7wt%,更佳3_5wt%。當衣康酸用量大于上述范圍的上限時，會導致成本上升.當衣康酸用量小于上述范圍的下限時，難以達到理想效果。衣康酸的生產(chǎn)工藝和原料以及應(yīng)用領(lǐng)域衣康酸以玉米淀粉為原料，采用雙酶制糖工藝，經(jīng)深層發(fā)酵、直接結(jié)晶法提取生產(chǎn)新型生物化工產(chǎn)品-衣康酸，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化工和農(nóng)業(yè)抗旱保水劑等領(lǐng)域.滲誘劑本發(fā)明的組合物中，滲透劑(陰離子表面活性劑，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽、C12_14脂肪醇硫酸銨等一種或多種組合)的作用主要是。他們的作用機理是添加在幾種有機酸組合物之中起到潤濕、分散、滲透、乳化、發(fā)泡。施入土壤中能提高土壤的通透性，易生物降解，對作物土壤無害。本發(fā)明人將它應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，對作物土壤環(huán)境友好，作為本發(fā)明酸化土壤改良劑組合物組分之一。本發(fā)明的酸化土壤改良劑組合物按重量份計算，滲透劑的用量通常約為0. 1-0. 7重量份，較佳的0. 2-0. 6重量份，更佳0. 2-0. 5重量份 按百分比計算，滲透劑用量通常約為0. 1-0. 7wt %,較佳的0. 2-0. 6wt %,更佳0. 2—0. 5wt % 滲透劑的制法和原料以及應(yīng)用領(lǐng)域脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽由脂肪醇聚氧乙烯醚和氯乙酸鈉反應(yīng)制得。C12_14脂肪醇硫酸銨用SCMf C12_14脂肪醇酯化成C12_14脂肪醇硫酸酯以后，用氨水進行中和而得。應(yīng)用領(lǐng)域日用化工化妝品、工業(yè)洗滌、石油開采等多種行業(yè)。水本發(fā)明的組合物中水可是凈化后的純水或飲用自來水，作用是載體。根據(jù)組何物(I)至出)的重量百分比，余量加水，優(yōu)先是用凈化后的純水。附加組分本發(fā)明的組合物除了含有(I)至(6)之外，還可含有少量的(少于5wt%)且不影響主要成分的附加成分。通常，這些附加組分的含量為0-10的重量份，或按百分比計算則為組合物總重量的 0-5%添加的附加成分根據(jù)待改良的酸化土壤實際現(xiàn)狀而決定，上面綜述了酸化土壤由 于土壤酸化緣故容易造成土壤養(yǎng)分的流失，尤其是金屬離子態(tài)的中微量元素，根據(jù)這個情況首先了解土壤養(yǎng)分狀況，通過測土清楚土壤元素的缺失，缺什么就應(yīng)補充什么，平衡土壤養(yǎng)分的原則，以便更好地改善土壤質(zhì)量，達到改良土壤的酸化同時又恢復(fù)和培肥地力目的。附加組分包括
中微量元素(采用有機鹽或無機鹽類)如硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鋅、硝酸鈰、硝酸鑭、硼砂、乙二胺四乙酸二鈉鹽。植物生長調(diào)節(jié)劑(如硝基化合物胺鮮酯、復(fù)硝酚鈉、吲哚丁酸、萘乙酸)之一或其組合。綜上所述
土壤酸化造成土壤有機質(zhì)下降，各種養(yǎng)分的流失，養(yǎng)分嚴重失衡，養(yǎng)分固化板結(jié)，當季肥料利用率低，有害元素的溶出，土壤繼續(xù)向酸化、貧瘠有害化方向發(fā)展，解決這個問題迫在眉捷。如何能找到一種快速、低廉、有效、原料易得、生產(chǎn)工藝簡單、適宜于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)、有機環(huán)保的產(chǎn)品來解決這世界性的難題呢？本發(fā)明人通過十多年研究努力，選擇了多種方案.采用各種有機酸多種配方組合，有機酸各自都有一定的效果，通過優(yōu)選組合最終確定了上述各組分的組合物配制和應(yīng)用。各組分發(fā)揮各自的特性外，組合物之間互相協(xié)同產(chǎn)生疊加效應(yīng)，經(jīng)過大量試驗示范驗證這個是最佳組合，在改良酸化土壤，恢復(fù)土壤原生的地力以及增強土壤肥力上均表現(xiàn)出了良好的效果，迄今為止國內(nèi)外未見同類型的產(chǎn)品出現(xiàn)和相關(guān)的文獻報道。本發(fā)明的組合物遵循了國際環(huán)境保護要求準則，它對人、畜、植物、土壤無公害，環(huán)境友好！作用機理歸納；本發(fā)明的有機酸組合物對土壤酸化引起土壤中鋁、鎘氧化物溶解后的螯合，導致吸磷介質(zhì)減少，土壤中有效態(tài)磷增加，有機酸根離子被吸附改變鋁、鎘氧化物的表面電性，從而增大磷酸根吸附的靜電排斥作用。微生物菌群的大量繁殖對土壤肥力的改善以及對鋁毒的緩解作用。土壤改良方法本發(fā)明的土壤改良劑組合物可用于酸化造成的障礙性酸化土壤的改良，尤其是改善酸化土的物理或化學性質(zhì)。如提升酸化土壤PH值、降低有害元素對土壤的危害、提高土壤有益元素利用率、提升土壤有機質(zhì)、恢復(fù)地力。通常，在待改良的土壤中，施用本發(fā)明上述的酸化土壤改良劑組合物，即可起到改良酸化土壤的作用。所述的酸化土壤改良劑組合物的使用量根據(jù)多年大量的田間試驗示范得出的最佳使用量，每公頃(km2)每季總用量最大不超過75千克(kg)，每公頃(km2) 土地每季最少不低于7. 5千克(kg)。本發(fā)明的酸化土壤改良劑組合物的主要優(yōu)點包括I.能提高酸化土壤的pH值，在同一塊土壤連續(xù)施用2-3次當季土壤pH值5. 0上升至6-6. 5，接近中性-微酸性。2.能把對植物危害嚴重的元素(鈍化鋁、鎘等)轉(zhuǎn)化為對植物危害輕的元素。3.能把危害土壤的鹽分(磷酸鈣等)轉(zhuǎn)化為植物可用鹽分。4.能給土壤原生有益微生物菌群提供營養(yǎng)能源，改善土壤微生物生存空間，提高土壤生物的數(shù)量，微生物的新陳代謝提升土壤有機質(zhì)，達到生物改良酸化土壤培肥地力的目的。5.能改善酸化土壤的物理性質(zhì)，形成適用于植物生長的土壤結(jié)構(gòu)和土壤生態(tài)環(huán)境。
6.本發(fā)明提供含有適當配比的各種中微量元素植物基本營養(yǎng)元素的改良劑。7.本發(fā)明的酸化土壤改良劑可穩(wěn)定有效地結(jié)合上述化學、生化特性，修復(fù)由于自然和人為造成土壤酸化，由于酸化產(chǎn)生的有害元素對土壤的危害，并同時改善土壤結(jié)構(gòu)和持水特性，起效快、用量小、使用方便、成本低、環(huán)保的酸化土壤改良劑，能有效地針對酸化土壤大面積綜合實施土壤修善的土壤改良劑。下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下例實施例中未注明具體條件的試驗方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商建議的條件進行。除非另外說明，否則所有的份數(shù)為重量份，所有的百分比為重量百分比。
實施例I制備土壤改良劑組合物NO. I(1)9公斤植酸(2) 4公斤植酸酶(3) 11公斤枸櫞酸(4) 15公斤復(fù)合氨基酸(5) 2公斤衣康酸(6) 0. 2公斤脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽 (7) 59公斤的飲用自來水將各組分物料按重量百分比稱重先將飲用自來水加入搪瓷反應(yīng)釜，在常壓下啟動加熱，待升溫至攝氏65°依次將各組分的物料加入反應(yīng)釜中，并啟動攪拌，每分鐘50-80的轉(zhuǎn)速(控制在60轉(zhuǎn)/分鐘)，控制溫度在攝氏50-55°攪拌反應(yīng)2-3小時，反應(yīng)結(jié)束，冷卻過濾，檢驗，包裝。實施例2制備土壤改良劑組合物NO. 2(1)6公斤植酸(2) 7公斤植酸酶(5) 3公斤衣康酸(6)0. 2公斤脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(7) 57公斤的飲用自來水將各組分物料按重量百分比稱重先將飲用自來水加入加熱反應(yīng)釜，在常壓下啟動加熱，待升溫至攝氏65°依次將各組分的物料加入反應(yīng)釜中，并啟動攪拌，每分鐘50-80的轉(zhuǎn)速(控制在60轉(zhuǎn)/分鐘)控制溫度在攝氏50-55°攪拌反應(yīng)2-3小時，反應(yīng)結(jié)束，冷卻過濾，檢驗，包裝。實施例3制備土壤改良劑組合物NO. 3(I) 3公斤植酸(2) 2公斤植酸酶(3) 5公斤枸櫞酸(4) 10公斤復(fù)合氨基酸
(5) I公斤衣康酸(6) 0. 3公斤脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(7) 79公斤的飲用自來水將各組分物料按重量百分比稱重先將飲用自來水加入加熱反應(yīng)釜，在常壓下啟動加熱，待升溫至攝氏55°依次將各組分的物料加入反應(yīng)釜中，并啟動攪拌，以每分鐘50-80的轉(zhuǎn)速(控制在60轉(zhuǎn)/分鐘)，控制溫度在攝氏50-55°攪拌反應(yīng)2-3小時，反應(yīng)結(jié)束，冷卻過濾，檢驗，包裝。實施例4制備土壤改良劑組合物NO. 4適用于土壤缺乏中微量元素(鈣、鎂、鋅、硼、鑭、鑰)的土壤(I) 5公斤植酸(2) 4公斤植酸酶(3) 7公斤枸櫞酸(4) 15公斤復(fù)合氨基酸(5) 2公斤衣康酸(6)0. 2公斤脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(7)硝酸鈣2公斤、硝酸鎂3公斤、硝酸鋅0. 5公斤、硼砂0. 5公斤、硝酸鑭0. 001公斤、胺鮮酯0.01公斤⑶65公斤的飲用自來水將各組分物料按重量百分比稱重先將飲用自來水加入加熱反應(yīng)釜，在常壓下啟動加熱，待升溫至攝氏65°依次將各組分的物料加入反應(yīng)釜中，并啟動攪拌，每分鐘50-80的轉(zhuǎn)速(控制在60轉(zhuǎn)/分鐘)，控制溫度在攝氏50-55°攪拌反應(yīng)3-4小時(添加中微量元素需增加反應(yīng)時間)，反應(yīng)結(jié)束，冷卻過濾，檢驗，包裝。實施例5酸化土改良在檸檬果園地的實驗在四川省安岳縣城北檸檬園10畝5年生檸檬果園，行距3米株距2米平均畝97株 用實例I中制備的酸化土壤改良劑組合物NO. 1，按667m2 (畝)施入I. 5公斤計，2009年3月17日施開春萌芽肥時期施入，5畝地施用改良劑，5畝對照不用改良劑，其它農(nóng)藝措施相同。每株15克稀釋800-1000倍液在樹冠下開溝灌根，改良前和30天后取土化驗土壤土壤的基本理化性質(zhì)見下表I
權(quán)利要求
1.一種酸化土壤改良劑組合物，其特征在于，所述的組合物含有 (1)1-15重量份的植酸 (2)1-15重量份的植酸酶 (3)2-20重量份的枸櫞酸 (4)3-25重量份的氨基酸 (5)0.5-12重量份的衣康酸 (6)0.1-0. 7重量份的滲透劑 (7)20-80重量份的水 其中，組份(1)至(7)的重量之和占酸化土壤改良劑組合物總重的100%。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述的組合物含有 (1)5-12重量份的植酸 (2)3-9重量份的植酸酶 (3)3-10重量份的枸櫞酸 (4)2-11重量份的氨基酸 (5)0.5-2重量份的衣康酸 (6)0.2-0. 5重量份的滲透劑 (7)25-75重量份的水。
3.如權(quán)利要求I所述的組合物，其特征在于，所述的組合物分別選自 植酸、植酸酶、枸櫞酸、氨基酸、衣康酸。
4.如權(quán)利要求I所述的組合物，其特征在于，所述的滲透劑選自 陰離子表面活性劑烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪酸甲酯a-磺酸鈉之一或其組合。
5.如權(quán)利要求I所述的組合物，其特征在于，所述的水選自 經(jīng)過處理的純水或飲用自來水。
6.如權(quán)利要求I所述的組合物，其特征在于，按土壤改良劑組合物的總重量計，所述組合物包括 (1)5-12%的植酸 (2)3-9%的植酸酶 (3)3-10%的枸櫞酸 (4)2-11%的氨基酸 (5)0.5-2%的衣康酸 (6)0.2-0. 5%的滲透劑 (7)25-75%的飲用自來水。
7.如權(quán)利要求I所述的土壤改良劑組合物，其特征在于，它可含有以下組分 (8)0.01-6重量份的中微量元素 (9)0.01-0. 05重量份的植物生長調(diào)節(jié)劑。
8.如權(quán)利要求I所述的組合物，其特征在于，所述的組合物含有 (1)2-10重量份的植酸 (2)5-11重量份的植酸酶(3)3-12重量份的枸櫞酸 (4)9-15重量份的氨基酸 (5)1-2重量份的衣康酸 (6)0.3-0. 5重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉 (7)20-80重量份的純凈水。
9.一種如權(quán)利要求I所述的土壤改良劑組合物的制備方法，其特征在于，它可包括以下步驟將各組分物料按重量百分比稱重，先將水加入加熱反應(yīng)釜，在常壓下啟動加熱，待反應(yīng)釜的水溫度升至攝氏65°依次將各組分的物料加入反應(yīng)釜中，并啟動攪拌，每分鐘50-80轉(zhuǎn)(采用60轉(zhuǎn)/分鐘)，控制溫度在攝氏55-60°攪拌反應(yīng)2_3小時，冷卻過濾，檢驗，包裝即為本發(fā)明的土壤改良劑組合物 (1)1-15重量份的植酸 (2)1-15重量份的植酸酶 (3)2-20重量份的枸櫞酸 (4)3-25重量份的氨基酸 (5)0.5-12重量份的衣康酸 (6)0.1-0. 7重量份的滲透劑 (7)20-80重量份的水 其中，組份(I)至(7)的重量之和占酸化土壤改良劑組合物總重的100%。
10.一種如權(quán)利要求I所述的土壤改良劑組合物的用途，其特征在于，用于改良因酸化所致障礙性土壤。
11.一種改良酸化，障礙性土壤的方法，其特征在于，在待改良的酸化、障礙性土壤中施用權(quán)利要求I所述的土壤改良劑組合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種酸化土壤改良劑組合物及其制備與應(yīng)用，它含有植酸、植酸酶、枸櫞酸、氨基酸、衣康酸幾種有機原料。本酸化土壤改良劑組合物尤其適用于受酸雨以及長期施肥不當造成的障礙性酸化土壤的生態(tài)改良修復(fù)。本發(fā)明還公開了該改良劑的制備方法。
文檔編號A01B77/00GK102618293SQ20121004711
公開日2012年8月1日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者李智強 申請人:李智強