本發(fā)明屬于生物肥料，涉及一種改善土壤板結(jié)的生物肥料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、目前，全球正面臨著人口增多和環(huán)境惡化的嚴(yán)峻問題，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中無機(jī)肥料的大量使用也會(huì)使得環(huán)境惡化更加嚴(yán)重。為了使農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展，通過施用生物肥料進(jìn)行改善，但是國內(nèi)許多品種的生物肥料良莠不齊，有的在肥料中添加了大量的化肥，有的干脆就用畜類糞便來加工，還有的施用量極少，不能作為主施肥，且功效單一，售價(jià)高。

2、在傳統(tǒng)粗放的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民大量使用了化學(xué)肥料和難降解、毒害大的農(nóng)藥，致使土地酸化板結(jié)，不斷積累有害物質(zhì)，土壤有益微生物減少，化肥利用率逐次降低。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，有益的微生物能夠獲得特定的肥料效應(yīng)，在植株生長過程中起到關(guān)鍵作用。特定的生物肥料能夠有效地解決這些難題，改善土壤理化結(jié)構(gòu)，恢復(fù)土壤肥力。

3、土壤板結(jié)是指土壤表層因缺乏有機(jī)質(zhì)、結(jié)構(gòu)不良，在灌水或降雨等外因作用下結(jié)構(gòu)破壞、土料分散，干燥后受內(nèi)聚力作用使土面變硬的現(xiàn)象，這是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的問題。

4、因此，需要開發(fā)一種可以用于改善土壤板結(jié)的生物肥料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種改善土壤板結(jié)的生物肥料及其制備方法，本發(fā)明所制備的生物肥料，能夠?yàn)橥寥捞峁┴S富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀元素，從而可以有效的改善土壤板結(jié)的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種改善土壤板結(jié)的生物肥料，所述生物肥料包括以下重量份的原料：60～75份腐熟人畜糞便、15～20份納米生物炭、20～30份稻殼粉、5～8份磷酸二氫鈣、4～6份硫酸鎂、4～6份鉀肥、20～30份腐殖酸、3～5份枯草芽孢桿菌、2～3份有機(jī)酸、1～3份聚甘油蓖麻醇酸酯和4～7份改性蛭石粉；

4、其中所述改性蛭石粉的制備過程如下：

5、將蛭石粉在280～320℃焙燒0.5～1h，冷卻至室溫后得到焙燒后的蛭石粉；

6、將焙燒后的蛭石粉放入濃度為100～150g/l的氯化鈉溶液中，在30～40℃下水浴加熱并攪拌1.5～3h，再加入濃度為0.3～0.4mmol/l的十二烷基二甲基氧化胺溶液，升溫至70～80℃繼續(xù)攪拌3～5h，冷卻至室溫后離心去除溶劑，取出固體用蒸餾水洗滌3次，在80～90℃干燥5～8h，研磨后過200目篩得到改性蛭石粉。

7、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述納米生物炭的制備方法如下：

8、將水葫蘆在60～80℃環(huán)境下干燥30～48h，烘干后將水葫蘆進(jìn)行粉碎處理，將粉碎后的水葫蘆粉末置于熱解爐中，在100～150℃的環(huán)境下保溫0.5～1h，將質(zhì)量比為1：(0.4～0.6)的經(jīng)過保溫的水葫蘆粉末與甘氨酸混合均勻，并用去離子水進(jìn)行洗滌，冷凍干燥后得到混合物干粉，將混合物干粉磨細(xì)后轉(zhuǎn)移到氣氛爐中，在氮?dú)鈼l件下進(jìn)行加熱，以5～10℃/min的升溫速率將溫度升至400～500℃，熱解2～4h得到固體；

9、自然冷卻至室溫后分別用乙醇、去離子水洗滌所得固體并進(jìn)行抽濾，冷凍干燥后得到生物炭；

10、將質(zhì)量比為1：(5～10)的生物炭與去離子水進(jìn)行混合，在攪拌條件下，緩慢加入到砂磨機(jī)中，以1000～3000rpm的轉(zhuǎn)速砂磨5～8h得到所述納米生物炭。

11、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述鉀肥為腐殖酸鉀、磷酸鉀和硝酸鉀中的一種或多種。

12、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述有機(jī)酸為蘋果酸、葡萄糖酸和莽草酸中的一種或多種。

13、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述焙燒后的蛭石粉、氯化鈉溶液和十二烷基二甲基氧化胺溶液的重量比為(3～5)：(60～80)：(30～45)。

14、一種改善土壤板結(jié)的生物肥料的制備方法，包括以下制備步驟：

15、s1、按重量份，將腐熟人畜糞便、稻殼粉和納米生物炭混合均勻，在120～122℃時(shí)滅菌處理30～35min，得到混合料a；

16、s2、向混合料a中加入腐殖酸、鉀肥，混合均勻后，再加入枯草芽孢桿菌，攪拌均勻后先有氧培養(yǎng)2～3天，再無氧培養(yǎng)10～15天，得到混合料b；

17、s3、繼續(xù)加入磷酸二氫鈣、硫酸鎂、有機(jī)酸、鉀肥、聚甘油蓖麻醇酸酯和改性蛭石粉，混合攪拌均勻，得到混合料c；

18、s4、將混合料c堆成圓錐形進(jìn)行堆肥，堆肥培養(yǎng)15～20天，得到所述改善土壤板結(jié)的生物肥料。

19、本發(fā)明中以水葫蘆為原料在厭氧條件下高溫炭化后形成生物炭，并且在炭化過程中添加甘氨酸，甘氨酸作為一種有機(jī)小分子，可以促進(jìn)炭化過程的進(jìn)行，有助于形成更為穩(wěn)定和多孔的炭結(jié)構(gòu)。同時(shí)甘氨酸富含氮元素，其分解產(chǎn)物在生物炭中固定氮元素，可以提高生物炭的氮含量，得到富含氮的生物炭，使得生物肥料中的氮素更為豐富，為土壤微生物提供了豐富的碳源和氮源，促進(jìn)了微生物的繁殖和代謝活動(dòng)，進(jìn)而提高了土壤的生物肥力。

20、所制備的納米生物炭具有極強(qiáng)的吸附性和穩(wěn)定性，能夠有效的增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力，從而改良土壤理化性狀。納米生物炭具有多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積，能夠增加土壤的孔隙度和通透性，改善土壤的通氣性和透水性，從而有效緩解土壤板結(jié)問題。并且納米生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)和親水性使其具有良好的保水能力，有助于保持土壤水分，減少因水分蒸發(fā)引起的土壤板結(jié)。

21、蛭石粉中含有k、mg、ca、fe以及微量的mn、cu、zn等元素，具有保水、儲(chǔ)水和提供礦物肥料等多重作用，本發(fā)明中先通過焙燒對(duì)蛭石粉進(jìn)行熱膨脹，可以增加蛭石的層間距和比表面積，使其具有更好的吸水性和保水性，同時(shí)提高土壤的透氣性和孔隙度，有利于緩解土壤板結(jié)。再通過氯化鈉溶液對(duì)蛭石進(jìn)行處理，進(jìn)一步擴(kuò)大蛭石粉內(nèi)部平均孔徑，再通過十二烷基二甲基氧化胺處理蛭石，能通過其表面活性劑的特性，增強(qiáng)蛭石粉對(duì)水分、養(yǎng)分及有害物質(zhì)的吸附能力，提高其在土壤中的穩(wěn)定性，改性蛭石粉能夠吸附并儲(chǔ)存大量水分和養(yǎng)分，減少水分和養(yǎng)分的流失，提高土壤的保水保肥能力，提高土壤肥力和通氣性，改善土壤結(jié)構(gòu)。

22、本發(fā)明中利用鉀肥提供鉀元素，促進(jìn)植物生長，增強(qiáng)抗逆性；使用磷酸二氫鈣提供磷和鈣元素；用硫酸鎂提供鎂和硫元素，參與葉綠素合成，提高光合作用效率，改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤肥力，促進(jìn)微生物活動(dòng)；使用有機(jī)酸調(diào)節(jié)土壤酸堿度，促進(jìn)養(yǎng)分釋放，提高養(yǎng)分利用率；此外本發(fā)明添加的稻殼粉中纖維素有利于疏松土壤，防止土壤板結(jié)。

23、本發(fā)明中在生物肥料中添加枯草芽孢桿菌，枯草芽孢桿菌能夠分解土壤中一些難分解的物質(zhì)，加快土壤中有機(jī)質(zhì)的分解，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增加土壤的通氣性和透水性，從而緩解土壤板結(jié)問題。同時(shí)枯草芽孢桿菌及其分泌物可加速氮、磷與鉀的礦化與釋放，提高土壤養(yǎng)分含量，為植物提供充足的營養(yǎng)，并且有助于有益菌的生存和繁殖，形成優(yōu)勢(shì)菌群，進(jìn)一步改善土壤微生態(tài)環(huán)境。

24、聚甘油蓖麻酸酯是一種可生物降解的高分子表面活性劑，在土壤中可被微生物分解利用，為土壤微生物提供碳源，從而促進(jìn)其生長和繁殖。聚甘油蓖麻酸酯通過其分子結(jié)構(gòu)與土壤顆粒相互作用，有助于土壤團(tuán)聚體的形成和穩(wěn)定，從而改善土壤結(jié)構(gòu)。同時(shí)聚甘油蓖麻酸酯通過其親水性和表面活性，提高土壤對(duì)水分和養(yǎng)分的保持能力，間接促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)的改善。

25、本發(fā)明的有益效果：

26、本發(fā)明通過特定的原料制備的生物肥料，能夠?yàn)橥寥捞峁┴S富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀元素，從而可以有效的改善土壤板結(jié)的問題。