本發(fā)明涉及土壤改良技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種土壤改良劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
糧食和經(jīng)濟(jì)作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育有賴于良好的土壤環(huán)境，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所將我國(guó)的土壤分為六類：土壤侵蝕、土壤沙化、土壤鹽化、土壤污染、土壤性質(zhì)惡化和非農(nóng)占用耕地。其中，土壤污染是指人為活動(dòng)將對(duì)人類本身和其他生命體有害的物質(zhì)施加到土壤中，致使某種有害成分的含量明顯高于土壤的原有含量，從而引起土壤質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。土壤污染大致可分為無(wú)機(jī)物污染和有機(jī)物污染兩大類。無(wú)機(jī)物污染主要包括酸、堿、重金屬鹽類、放射性元素銫、鍶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等對(duì)土壤的污染。有機(jī)物污染主要包括有機(jī)農(nóng)藥、酚類、氰化物、石油、廄肥帶來(lái)的有害微生物等對(duì)土壤造成的污染。
當(dāng)土壤中含有害物質(zhì)過(guò)多，超過(guò)土壤自凈能力，就會(huì)引起土壤組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，使土壤微生物活動(dòng)受到抑制，有害物質(zhì)或其分解產(chǎn)物在土壤中逐漸積累通過(guò)“土壤-植物-人體”間接被人體吸收，達(dá)到危害健康。我國(guó)主要的污染是亂用農(nóng)藥和化肥，破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)，生物學(xué)性質(zhì)惡化，影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。對(duì)于污染土壤的改良的方法，比較常用的有水利改良、化學(xué)改良和生物改良。這些常規(guī)的改良手段，大多都是通過(guò)中和、調(diào)理土壤物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)，從而使土壤的成分和結(jié)構(gòu)趨于平衡而利于種植；因此在改良的效果上，比較單一；并且后續(xù)種植中如果繼續(xù)進(jìn)行噴灑農(nóng)藥、施肥，改良效果并不能持久。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于提供一種多方面共同對(duì)污染土壤的理化性質(zhì)、代謝環(huán)境、結(jié)構(gòu)層次進(jìn)行改進(jìn)的土壤改良劑及其制備方法，旨在提升土壤改良的效果和持久性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的土壤改良劑，包括各重量份的如下組分：三葉草10～20份、麥飯石30～50份、芽孢桿菌5～10份、海藻酸10～20份。
本發(fā)明還提出制備上述土壤改良劑的方法，包括：
按照上述土壤改良劑成分獲取原料；
依次將所述麥飯石、三葉草、海藻酸、芽孢桿菌原料添加至攪拌機(jī)，充分混合。
本發(fā)明的上述土壤改良劑，一方面直接添加的抗逆性且易生長(zhǎng)的三葉草和海藻酸直接調(diào)理土壤的物質(zhì)；并輔助有益微生物菌劑和麥飯石活化改善土壤代謝環(huán)境和物理結(jié)構(gòu)，并且各成分的協(xié)同作用，還能優(yōu)化作物生長(zhǎng)的根系微環(huán)境；從多個(gè)方面共同對(duì)土壤改良的功效上產(chǎn)生作用，效果顯著且效果持久。且制備過(guò)程簡(jiǎn)單，物料成分分散均勻，成分之間吸附親合充分，成分活性能較好地被保持，利于大量生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明提供一種土壤改良劑，包括各重量份的如下組分：三葉草10～20份、麥飯石30～50份、芽孢桿菌5～10份、海藻酸10～20份。
本發(fā)明的土壤改良劑成分中，三葉草是對(duì)耐寒性強(qiáng)、且對(duì)土壤要求不嚴(yán)的作物，可適應(yīng)各種土壤類型，在偏酸性土壤上生長(zhǎng)良好，生長(zhǎng)中喜溫暖、向陽(yáng)、排水良好的環(huán)境條件；在氣溫降至0℃時(shí)部分老葉枯黃，主根上小葉緊貼地面停止生長(zhǎng)，但仍保持綠色，因此綠期很長(zhǎng)。并且其具有非常強(qiáng)的再生能力，通常修剪后10d內(nèi)可長(zhǎng)出更新小葉，高強(qiáng)度踐踏或碾壓后3～5d即可恢復(fù)。用于土壤之后易陡長(zhǎng)，可以快速增加土壤有機(jī)質(zhì)，有利培肥地力；并且能增加土壤覆蓋，降低夏季土壤溫度、抗旱保墑，利于保持良好的土壤結(jié)構(gòu)。另外，由于三葉草良好的覆蓋作用，可以有效避免雨水對(duì)土壤的沖涮和沉積作用，保持土壤結(jié)構(gòu)良好，有利于土壤微生物的活動(dòng)和果樹根系的新陳代謝，有利于各種肥料的分解和有害物質(zhì)的降解。
麥飯石是一種天然的硅酸鹽礦物(石英二長(zhǎng)巖)，是對(duì)生物無(wú)毒、無(wú)害并具有一定生物活性的復(fù)合礦物或藥用巖石。麥飯石的主要化學(xué)成分是無(wú)機(jī)的硅鋁酸鹽，當(dāng)然還包括sio2、al2o3、fe2o3、feo、mgo、cao、k2o、na2o、tio2、p2o5、mno等，還含有動(dòng)物所需的全部常量元素，如：k、na、ca、mg、cu、mo等微量元素和稀土元素，約58種之多，能穩(wěn)定的提高和平衡土壤的物理機(jī)能，從其礦物元素和結(jié)構(gòu)組成上，一方面可以通過(guò)釋放出的紅外線，減少水分子的凝聚，幫助土壤有效地吸收并保持營(yíng)養(yǎng)元素；另一方面它具有的多孔性通過(guò)吸收土壤中殘存的農(nóng)藥和有毒物質(zhì)對(duì)土壤有解毒功能。并且其還可釋放出生長(zhǎng)必不可少的各種礦物質(zhì)元素，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。
海藻酸，是存在于褐藻細(xì)胞壁中的一種天然多糖，形態(tài)為白色到棕黃色纖維、顆粒或粉末；易與陽(yáng)離子形成凝膠，如海藻酸鈉等，被稱為海藻膠、褐藻膠或藻膠。其在本發(fā)明中作為改良劑成分添加，除了在改良劑中能作為微生物生長(zhǎng)養(yǎng)分之外，施用于土壤中之后首先可以直接使土壤或通過(guò)植物使土壤增加有機(jī)質(zhì)，激活土壤中的各種有益微生物，可在植物和微生物代謝物循環(huán)中其催化劑的作用，使土壤的生物效力增加。更重要地，其含有的天然化合物如藻朊酸鈉能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤內(nèi)部的孔隙空間，協(xié)調(diào)土壤中固、液、氣三者比例，恢復(fù)由于土壤負(fù)擔(dān)過(guò)重和化學(xué)污染而失去的天然膠質(zhì)平衡，增加土壤的生物活力，促進(jìn)速效養(yǎng)分的釋放，有利于作物根系生長(zhǎng)，提高作物的抗逆性。
另外最終補(bǔ)充的芽孢桿菌作為微生物成分添加，芽孢桿菌在生長(zhǎng)代謝中能產(chǎn)生多種消化酶，并具有較強(qiáng)的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。添加到土壤中之后作為有益微生物，迅速在土壤中以幾何級(jí)數(shù)繁衍擴(kuò)散，以及功能微生物的代謝產(chǎn)物，能改善土壤的理化性狀，提高親水性、吸附性，增強(qiáng)通透性和保水保肥能力；并且其在土壤中的增殖及代謝會(huì)抑制有害菌的生長(zhǎng)，減少作物發(fā)病幾率，也就減少了農(nóng)藥的用量，對(duì)于維護(hù)土壤健康也有一定作用。通過(guò)這一有益微生物的活動(dòng)，不但可以改變土壤的理化性狀，提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量和轉(zhuǎn)化效率，而且具有解鉀、釋磷、固氮的功能；且其本身無(wú)毒、無(wú)殘留，且能分解土壤中因長(zhǎng)期施用化肥、農(nóng)藥的殘留，溶解污水灌溉后的重金屬殘留，凈化環(huán)境。
當(dāng)然，在具體的實(shí)施中，芽孢桿菌的種類很多，本案中在改良劑產(chǎn)品制備時(shí)優(yōu)選可以采用巨大芽孢桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌以及枯草芽孢桿菌中的一種或多種組合。其中在功效上，巨大芽孢桿菌具有很好的降解土壤中有機(jī)磷的功效，磷肥施入土壤后，非常容易與土壤中的正離子(鈣、鐵、鋁、鎂等)結(jié)合，形成不溶性的磷化合物，如磷酸鈣、磷酸鐵、磷酸鋁等，且磷素在土壤中的移動(dòng)性較差，不易流失而常在農(nóng)田中累積，該菌會(huì)分泌有機(jī)酸類等物質(zhì)溶解土壤中作物不易吸收的鈣磷化合物、鐵磷化合物及鋁磷化合物，促使土壤無(wú)效磷的溶解及利用，進(jìn)而協(xié)助土壤中微生物的增長(zhǎng)，預(yù)防土壤病害發(fā)生，減少連作障礙等問(wèn)題，其分泌的多糖物質(zhì)，可使土壤團(tuán)粒構(gòu)造變好，增加土壤的優(yōu)良物理特性，以達(dá)到土壤改良的功效。另一種膠質(zhì)芽孢桿菌又稱硅酸鹽細(xì)菌，它能分解硅谷酸鹽和鋁硅酸鹽組成的含鉀礦物，具有溶磷、釋鉀和固氮功能。其解磷、解鉀、解硅的強(qiáng)度超強(qiáng)。由于菌體自身的代謝，生化反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生有機(jī)酸、氨基酸、多糖、激素等有利于植物吸收和利用的物質(zhì)。同時(shí)，細(xì)菌在土壤中繁殖，也抑制其他病原菌的生長(zhǎng)，大部分的磷、鉀等養(yǎng)分也成為組成菌體的成分。在菌體的灰分中鉀的含量可高達(dá)33％-34％。菌體內(nèi)的鉀在菌體死亡后，游離出來(lái)，又可被植物吸收利用。同時(shí)膠質(zhì)芽孢桿菌能分泌生長(zhǎng)素物質(zhì)和赤霉素物質(zhì)等促生長(zhǎng)物質(zhì)，增根壯苗，直接增強(qiáng)植株抗旱能力；并能分解土壤里硅元素供植物利用，使得植物的蠟質(zhì)層增厚，提高植物保水能力。另外的地衣芽孢桿菌能較強(qiáng)的促使土壤中的有機(jī)質(zhì)分解成腐殖質(zhì)，極大的提高土壤肥效，同時(shí)還對(duì)植物的真菌性病害有較好的抑制效果；枯草芽孢桿菌可以防治根部病害(枯萎病、根腐病、黑斑病等)，促進(jìn)作物增產(chǎn)。
進(jìn)一步在實(shí)施中，上述的麥飯石優(yōu)選采用煅燒處理后的麥飯石，煅燒處理除了能具有除雜效果之外，更重要地在煅燒過(guò)程中能活化多孔結(jié)構(gòu)，比未經(jīng)處理的麥飯石吸附能力增強(qiáng)50～100倍，對(duì)土壤中的重金屬離子(pb、hg、cr、cd、as)、污染有機(jī)質(zhì)、病菌等有毒有害物質(zhì)有更強(qiáng)的吸附作用；同時(shí)相比未經(jīng)處理的麥飯石用于土壤中之后能具有更多的氧離子和氫離子的置換能力，利于改善和活化土壤。煅燒處理在本發(fā)明中可以優(yōu)選采用450～550℃的溫度中，煅燒1～2h即可。當(dāng)然基于基本常識(shí)，麥飯石在本發(fā)明中作為改良劑成分添加使用時(shí)，是以粉末形態(tài)添加而不是以原始?jí)K狀形態(tài)添加；實(shí)施中麥飯石粉末的粒徑或者細(xì)度常規(guī)采用60～120目的范圍即可。
進(jìn)一步本發(fā)明改良劑采用的其他的成分原料中，芽孢桿菌和海藻酸都是比較成熟的市售產(chǎn)品，可以直接通過(guò)成品購(gòu)買獲得；市售購(gòu)買的上述芽孢桿菌的菌劑粉體中一般含有細(xì)菌數(shù)50～200億/克。另一種原料成分三葉草，技術(shù)人員可以自行制備，制備的過(guò)程也較為簡(jiǎn)便，將新鮮采摘的三葉草曬干之后磨成粉劑即可。
本發(fā)明的上述土壤改良劑，一方面直接添加的抗逆性且易生長(zhǎng)的三葉草和海藻酸直接調(diào)理土壤的物質(zhì)；并輔助有益微生物菌劑和麥飯石活化改善土壤代謝環(huán)境和物理結(jié)構(gòu)，并且各成分的協(xié)同作用，還能優(yōu)化作物生長(zhǎng)的根系微環(huán)境；從多個(gè)方面共同對(duì)土壤改良的功效上產(chǎn)生作用，效果顯著且效果持久。
在上述土壤改良劑的基礎(chǔ)上，本案進(jìn)一步還提出制備上述土壤改良劑的方法，方法過(guò)程包括：
s00，原料獲?。浩渲腥~草和麥飯石按照如下過(guò)程制備，其余購(gòu)買獲得。將三葉草曬干或烘干磨成粉劑即可作為本案原料；將麥飯石于高溫爐中煅燒處理，冷卻后將其投入到粉碎機(jī)內(nèi)粉碎成粉末后用于下述步驟；
s10，按照上述土壤改良劑的成分按照麥飯石、三葉草、海藻酸、芽孢桿菌的順序?qū)⑽锪咸砑又翑嚢铏C(jī)中進(jìn)行混合，然后出料即得到本發(fā)明的土壤改良劑成品。
其中，步驟s10中采用的攪拌機(jī)混合的過(guò)程中，攪拌機(jī)中的攪拌轉(zhuǎn)速優(yōu)選控制200～300r/min，攪拌混合中溫度控制75～80℃范圍，結(jié)合上述加料次序，可以有利于保持菌種細(xì)胞存活率。采用本發(fā)明的上述土壤改良劑的制備方法，過(guò)程簡(jiǎn)單且物料成分分散均勻，成分之間吸附親合充分，成分活性能較好地被保持，利于大量生產(chǎn)。
為使本發(fā)明上述土壤改良劑的細(xì)節(jié)更利于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解和實(shí)施，以及突出本案制備的土壤改良劑的進(jìn)步性效果，以下通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)對(duì)本案的上述內(nèi)容進(jìn)行舉例說(shuō)明。
實(shí)施例1
在本實(shí)施例1中，按照如下步驟制備本發(fā)明的土壤改良劑：
s00，將采摘的三葉草曬干后磨成粉劑，備用；
將麥飯石塊原料置于煅燒爐中500℃高溫煅燒2h，等溫度降到36℃左右，將其投入到粉碎機(jī)內(nèi)粉碎成粉末，備用；
s10，將上述三葉草、麥飯石、與購(gòu)買的海藻酸、芽孢桿菌菌劑(按照等比例的膠質(zhì)芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌配制)按照麥飯石30份、三葉草10份、海藻酸10份、芽孢桿菌5份，先后順序添加完成后，倒入到攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定為200～300r/min，溫度為75～80℃，反應(yīng)時(shí)間為30min；然后出料即為本實(shí)施例1的土壤改良劑。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述制備的獲得的土壤改良劑對(duì)污染的板結(jié)實(shí)驗(yàn)田土壤的改良效果，通過(guò)下述步驟進(jìn)行農(nóng)化試驗(yàn)驗(yàn)證：
s21，選擇剛采收完的地塊，處理組將田間清理干凈，鋪一層作物秸稈1-2cm厚度，然后撒施腐熟農(nóng)家肥1200kg/畝，復(fù)合肥(15-15-15)35kg/畝，最后撒施上述步驟s10制備的土壤改良劑200g/畝(溶于40kg水噴施)，要噴施均勻，最后打地機(jī)耕地，耕地深度30cm左右；
同時(shí)，在該步驟中對(duì)照組重復(fù)處理組的施肥方式，不添加麥秸稈及土壤改良劑；
s22，平地起壟，起好壟后滴管噴水，濕度為60％，保證土壤濕潤(rùn)，激活土壤改良劑；
s23，定植豌豆苗；
s24，數(shù)據(jù)采集：移摘后生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)豌豆苗監(jiān)測(cè)株高、病蟲害發(fā)生率；收獲測(cè)量根重，地上部產(chǎn)量；品質(zhì)檢測(cè)可溶性糖、可溶性蛋白、粗纖維含量；并且種植完成之后抽取試驗(yàn)田的表層土壤樣品進(jìn)行化驗(yàn)。
實(shí)施例2
在本實(shí)施例2中，采用實(shí)施例1相同的方法過(guò)程，按照如下物料制備本實(shí)施例2的土壤改良劑：麥飯石40份、三葉草15份、海藻酸15份、芽孢桿菌(按照等比例的地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌配制)5份。制備完成后同樣按照實(shí)施例1的方式進(jìn)行農(nóng)化試驗(yàn)，并采集數(shù)據(jù)。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例3中，采用實(shí)施例1相同的方法過(guò)程，按照如下物料制備本實(shí)施例3的土壤改良劑：麥飯石50份、三葉草20份、海藻酸15份、巨大芽孢桿菌10份。制備完成后同樣按照實(shí)施例1的方式進(jìn)行農(nóng)化試驗(yàn)，并采集數(shù)據(jù)。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例4中，采用實(shí)施例1相同的方法過(guò)程，按照如下物料制備本實(shí)施例4的土壤改良劑：麥飯石50份、三葉草20份、海藻酸20份、芽孢桿菌(按照等比例的巨大芽孢桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌以及枯草芽孢桿菌配制)10份。制備完成后同樣按照實(shí)施例1的方式進(jìn)行農(nóng)化試驗(yàn)，并采集數(shù)據(jù)。
從上述實(shí)例的結(jié)果上看，施用上述實(shí)施例制備的土壤改良劑后移摘之后檢查豌豆苗的生長(zhǎng)情況，發(fā)現(xiàn)豌豆苗根系和側(cè)芽苞沒(méi)有萎縮，而且在1個(gè)月左右之后，拔取豌豆苗查視其根部，發(fā)現(xiàn)根部根須的數(shù)量和長(zhǎng)度，比正常酸化板結(jié)地移植的豌豆苗的根須要大很多。并且統(tǒng)計(jì)植株生長(zhǎng)數(shù)量、電導(dǎo)率以及丙二醛(mda)、抗壞血酸系統(tǒng)apx等數(shù)值，生理指標(biāo)的代謝數(shù)量上中可溶性糖含量提高10％，氧化酶系的表達(dá)量相比高出約20％。并且對(duì)表層土壤樣品進(jìn)行化驗(yàn)測(cè)得的ph值提升到5.8左右。同時(shí)，翻整田地后持續(xù)用該實(shí)施例1的調(diào)理劑繼續(xù)種植，持續(xù)種植3輪之后，試驗(yàn)田的ph值提升到6.5以上，而且收獲到的作物的根系和植株高度要強(qiáng)于正常酸化板結(jié)地移植的豌豆株，作物生長(zhǎng)明顯壯。并且檢視幾輪種植之后的土壤團(tuán)粒大小以及柔軟性，都有比較顯著的提升。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。