[发明专利]低品位凹凸棒石作为有机农业酸性土壤镁调理剂的应用

说明书

本发明公开了一种低品位凹凸棒石的新用途，其特点是将经过简单物理破碎后、凹凸棒石含量≤35wt%的低品位凹凸棒石直接用作有机农业酸性土壤镁调理剂。本发明与已有低品位凹凸棒石作为高值化利用的原材料相比，不用经过改性、提纯等复杂的化学处理，只需经过简单的物理破碎就可以直接使用，并且使用过程中没有额外的成本消耗和污染物排放，具有节约能源、防治环境污染、培肥地力等优点。本发明与已有有机农业酸性土壤中允许使用的镁素调理剂相比，低品位凹凸棒石作为有机农业酸性土壤镁调理剂不仅可以提高有机农业酸性土壤镁含量和提升镁水平，还对经过调理后的土壤镁具有缓释和减少淋失的作用。

技术领域

本发明涉及低品位凹凸棒石的一种新用途，具体涉及低品位凹凸棒石作为有机农业酸性土壤镁调理剂的用途。

背景技术

凹凸棒石是一种天然2:1型具链层状结构含水富镁铝硅酸盐黏土矿物，具有特殊的纳米棒状晶体形貌及规整的一维纳米孔道结构，在吸附、储能、材料、生物医药、农业生产等方面得到了广泛应用。凹凸棒石资源在我国储量丰富，主要分布在江苏盱眙、安徽明光、甘肃临泽等地，总储量占全球总量的50%以上，其中少部分为高纯度凹凸棒石，大部分为含有杂质的低品位凹凸棒石。因为我国非金属矿业整体技术水平不高，低品位凹凸棒石至今未得以有效开发利用。目前，凹凸棒石研究方向大都集中在以高品位凹凸棒石为原料进行改性，制备高纯、高附加值的凹凸棒石产品等高值化利用方面，而对低品位凹凸棒石的研究开展较少。杂质是限制低品位凹凸棒石高值化利用的瓶颈问题，低品位凹凸棒石杂质含量高，所含杂质主要有石英、长石、高岭石、蒙脱石、蛋白石、伊利石、白云石、方解石、石膏等。根据目前的研究方向和研究思路，当将低品位凹凸棒石进行高值化应用时，不仅需要对其进行研磨处理，最关键的是还需要对其进行除杂处理。低品位凹凸棒石中大量高硬度杂质的存在极大地增加了研磨难度，并会对研磨仪器产生较大损害，从而增加了研磨成本。而除杂过程会消耗大量的外来能源和物质，并且会产生大量的废水、废酸、有机溶剂和含盐量高的废渣等环境污染物，对环境造成危害。这些问题导致大量低品位凹凸棒石露天堆放，风吹日晒和降雨条件下，致使其会被风刮走或被雨水淋失到周围环境中，不仅造成资源的浪费，还会对周围环境造成危害。因此，寻找低品位凹凸棒石新的有效化利用途径是解决这一瓶颈问题的新出路。

镁是作物体内叶绿素的重要组成成分，在作物营养中起着重要作用。作物中镁的营养来源主要是土壤，而土壤供应镁的能力主要与其有效镁含量有关。近几十年来，随着作物产量的不断提高，作物缺镁现象在各地陆续出现。尤其在我国长江以南的热带和亚热带地区，作物缺镁症状日益频发。这主要是由于热带和亚热带地区常年高温多雨，土壤风化强烈，土壤呈酸性或强酸性，阳离子交换量和有机质含量较低，使其对阳离子元素镁的保持能力较弱，导致镁大量淋失，造成酸性土壤中镁元素的缺乏。据相关资料报道，我国有54%的土壤需要补充镁素肥料。有机农业是遵照特定的农业生产原则，在生产中不采用基因工程获得的生物及其产物，不使用化学合成的农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂等物质，遵循自然规律和生态学原理，协调种植业和养殖业的平衡，采用一系列可持续的农业技术以维持持续稳定的农业生产体系的一种农业生产方式。在有机农业生产中不能使用化学合成的化肥，而符合有机农业生产要求的天然矿物材料可以作为肥料应用于有机农业的生产过程。我国酸性土壤主要分布在长江以南的热带和亚热带地区，由于强烈的风化和淋溶作用，这类土壤中镁素十分缺乏，加之有机农业生产体系中不允许使用化肥等肥料产品，更加剧了有机农业酸性土壤中镁素的匮乏，造成土壤镁的供应不足，导致缺镁有机农业酸性土壤上生长的作物抗逆性降低、生长受阻和产量品质下降。而符合有机农业生产原则的酸性土壤镁调理剂资源匮乏，只有有限的镁素种类如镁矿粉、碳酸钙镁和泄盐类，而这些矿物只能为酸性土壤提供镁素，对调理后土壤中的镁素没有固持和减少其淋失的作用，对于处于降雨量非常丰富的酸性土壤区，对镁素具有减缓淋失作用的新型镁调理剂的探索和开发是提高其镁含量和镁素利用率的有效途径。

到目前为止，由于人们对低品位凹凸棒石的研究与应用主要集中在去除杂质、提高品位方面，而对于其中的杂质没有开展相应研究，致使低品位凹凸棒石的实际应用极为少见，特别是在作为有机农业酸性土壤镁调理剂方面，未见应用。

发明内容