[发明专利]腐殖酸型酸性土壤调理剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种腐殖酸型酸性土壤调理剂，其包含如下重量份的成分：包含如下重量份的成分：草木灰20~40份，腐殖酸盐10~30份，粘土材料10~30份，生物炭15~35份，硅钙肥5~15份。本发明进一步提供了一种腐殖酸型酸性土壤调理剂的制备方法与应用。本发明所述的腐殖酸型酸性土壤调理剂，原料来源广泛，可提高酸性土壤pH，沉淀、络合土壤中铅、镉等重金属，改良土壤，提高农作物产量，抑制植物对重金属的吸收，降低农产品中重金属的含量。

技术领域

本发明涉及农业环境保育与修复技术领域，具体涉及一种腐殖酸型酸性土壤调理剂及其制备方法与应用。

背景技术

土壤酸化是土壤退化的一种表现形式，土壤酸化不但是土壤肥力下降的一个重要原因，也是制约农业生产可持续发展的重要因素。据统计，从上世纪80年代至今，我国土壤酸化情况越来越严重，酸化的土地面积已经扩大到我国耕地面积的40％以上，而且经常有成片发生的情况，特别是在我国南方，由于土壤本身偏酸性，雨水多，土壤酸化现象更严重。

土壤酸化能够引起铝、锰、铬、镉等重金属的活化，从而影响植物的生长，如出现铝中毒、锰中毒等现象，而且活化的重金属被作物吸收积累后，通过食物链危害人体和动物体的健康。

中国农作物秸秆年产量约为7亿t左右，列世界之首。全国很多地区都有大量的秸秆剩余量可以加以利用。除了造纸、作饲料或饲料原料、造肥还田等，每年有大量秸秆被直接焚烧，污染又浪费。随着国家禁止露天焚烧秸秆政策的实施，大量秸秆亟待处理，应大力发展新的技术手段，资源化利用秸秆。草木灰与生物炭是秸秆资源利用的典型产物，来源广泛，成本较低。

腐殖酸通常有许多重要的络合官能团和螯合基团。络合官能团有羧基、酚羟基、羰基和氨基，螯合基团有烯醇基、氨基、偶氮基、羧基、醚基、羰基、磺酸基、磷酸基、羟基和氢硫基。其中络合官能团因可提供电子而能与Cd²⁺+生成Cd的络合物，螯合基团也有两个以上的给予电子配位体可与Cd²⁺生成Cd的螯合物。故HA和FA成为土壤重金属的增溶剂或固定剂，严重影响着金属离子在环境中的形态转化、移动性，进而影响镉的生物有效性。陕红等研究证明改变土壤HA/FA可以影响土壤镉的活性，从而影响植物对镉的吸收是有机物影响土壤镉形态及镉生物有效性的主要机制，增加HA/FA比，可以达到降低镉活性和生物有效性的目的。

目前，酸性土壤重金属污染治理有物理、化学、生物等多种方法，但常用的是施用土壤调理剂吸附钝化重金属，因其相较于其他方法具有成本低见效快的特点。施用土壤调理剂是一种既经济又方便的方法，它可以改善土壤理化性状、增强土壤保土保水能力、增强土壤中微量元素有效性；同时还能提高土壤中微生物和酶活性、抑制病源微生物、增强植物抗性等。但是在各种土壤改良剂中，人工合成的高分子化合物的高成本以及其存在的潜在环境污染风险而限制了它的广泛应用；单一土壤改良剂存在改良效果不全面或有不同程度的负面影响等不足之处。专利CN 102321484 B公开了一种改良酸化或酸性土壤的有机环保型土壤调理剂，该发明生产的土壤调理剂可提高土壤pH值，增加土壤中钙、镁、磷、钾等营养元素，增加土壤有机质含量，提高土壤保水保肥能力，改善土壤理化性质，提高作物抗逆(病、虫、旱等)能力，降低重金属毒害，但产品工艺复杂，成本较高，原料来源不丰富。专利CN200710029172.1提供了一种南方旱地酸性土壤调理剂的制备方法，采用煅烧贝壳产物、硅酸钙镁和磷酸铵镁为原料制备土壤调理剂，该土壤调理剂采用无机物质，只能补充土壤中缺失的钙、镁、硅等元素，不能解决土壤酸化导致的土壤结构变差、微生物数量种类降低等问题。

另外，目前常见的土壤调理剂生产方法多为简单混合，如专利CN 103320140 A、CN106433650 A公开的土壤调理剂，上述专利所公开的土壤调理剂配方中，均有部分含量较低的成分，简单混合较难混匀，或者对设备要求较高。另外，如CN 106433650 A公开的土壤调理剂，大部分成分为碱性石灰类物料，施用酸性土壤后会迅速反应，只能短期调整土壤pH值，部分土壤酸化严重地区后期随着土壤的酸化，土壤pH将逐渐复原至调控以前，时效性局限较大。