一种用于砂性土壤的土壤结构改良剂及土壤改良方法技术

本发明专利技术涉及一种用于砂性土壤的土壤结构改良剂，由包括如下组分的原料混合而成：粒径＜1mm的生物质炭颗粒，相当于所述生物质炭颗粒重量10‑15％的腐植酸和/或腐植酸盐粉末，相当于所述生物质炭颗粒重量1‑5％的氧化铁粉末，相当于所述生物质炭颗粒重量30‑50％的水。采用本发明专利技术的土壤结构改良剂对砂性土壤进行改良，可提高砂性土壤团聚性，增加土壤保水性、增加土壤粘性、提高土壤保存有机质能力，提高土壤肥力，增加作物产量；还可增加土壤固碳数量。同时，本发明专利技术的方法简单易行、成本低、效果明显而持久、易于大面积应用。

Soil structure modifier for sandy soil and soil improvement method

The invention relates to a method for soil structure improver of sandy soil, which comprises the following components: raw materials and mixed grains of biomass carbon size less than 1mm, the equivalent of the biomass carbon particle weight of 10 15% humic acid and / or humic acid salt powder, iron oxide powder equivalent to the biomass carbon particle weight of 1 5%, equivalent to the biomass carbon particle weight of 30 50% water. The soil structure of the present invention agent of sandy soil was improved, can improve the agglomeration of sandy soil, increase soil water retention, increase soil viscosity, improve soil organic matter preservation ability, improve soil fertility, increase crop yield; also can increase the amount of carbon sequestration in soil. Meanwhile, the method has the advantages of simplicity, low cost, obvious effect, long persistence and easy application in a large area.

【技术实现步骤摘要】
一种用于砂性土壤的土壤结构改良剂及土壤改良方法
本专利技术涉及农业土壤培肥
，尤其涉及一种用于砂性土壤的土壤结构改良剂，同时涉及利用该土壤结构改良剂提高砂性土壤团聚性的方法。
技术介绍
土壤团聚性是重要的土壤物理性质，影响土壤透气性、储水能力、耕性和植物根系伸展能力，是土壤肥力中的重要因素。砂性土壤粘粒含量少，有机质含量低，所以很难自然形成团聚体，尤其是大于1mm的团聚体，因此提高土壤大团聚体数量是砂性土壤培肥的重要内容。提高土壤团聚性的方法有很多种，主要分为粘合剂法、有机肥法和农艺法，其中以粘合剂法应用最为广泛。在粘合剂法中，以人工合成的聚丙烯酰胺为最普遍，但其高昂的成本影响了其大面积的应用。在砂性土壤中，由于砂粒之间粘合力很小，粘粒含量又低，所以使用聚丙烯酰胺类产品促使土壤团聚的效果十分不好。现有技术中公开的涉及该领域的技术存在如下缺陷和不足：(1)工艺复杂，如“一种修复改良土壤结构的复合制剂及其制备方法(公开号CN106085459A)”中的改性废沸石是废催化裂化催化剂经过煅烧、粉碎，负载酸后得到的；(2)组成复杂，如“一种改良土壤团聚体的生物质有机肥料(公开号CN105967783A)”中涉及烤烟叶粉、膨润土、聚天冬氨酸、磷酸二铵、小麦谷朊粉、硫酸亚镍、柠檬酸铁、农作物秸秆、伊乐藻、纤维素酶制剂、蛋白酶制剂、酸豆果、水适量等13种成分，“一种改善土壤结构的土壤调理剂及制备方法(公开号CN106085438A)”中涉及11种成分；(3)人工化学品多，如“一种改良土壤结构的有机肥料及其制备方法(公开号CN104140318A)”中使用尿素、硫酸亚铁、磷酸氢钙、腐殖酸钠、明胶、硫酸锰、黄原胶等化学品；(4)对土壤组成改变大，如“利用生物质灰渣快速改良土壤团聚体的方法(公开号CN103918375A)”中每亩要施入生物质灰渣1200kg，对土壤无机物组成改变巨大。上述特点均在不同程度上导致产品或技术应用的局限性。本专利技术以避免上述技术的不足为出发点，针对砂性土壤，提出一种组分简单、成本低、施用方便、效果迅速而持久的方法来提高土壤团聚性。
技术实现思路
本专利技术以避免现有技术中的不足为出发点，针对砂性土壤，提出一种组分简单、成本低、制备工艺简单的土壤结构改良剂，并同时提供使用该改良剂改良砂性土壤结构的方法，本专利技术的方法可实现迅速而持久地提高砂性土壤大团聚体数量的目的。为实现上述目的，本专利技术的技术方案之一是：一种用于砂性土壤的土壤结构改良剂，由包括如下组分的原料混合而成：粒径＜1mm的生物质炭颗粒，相当于所述生物质炭颗粒重量10-15％的腐植酸和/或腐殖酸盐粉末，相当于所述生物质炭颗粒重量1-5％的氧化铁粉末，相当于所述生物质炭颗粒重量30-50％的水。本专利技术从土壤颗粒组成差异出发，通过氧化铁粉末与土壤颗粒的无机胶结作用、腐植酸分子与土壤颗粒的有机胶结作用以及孔隙丰富的生物质炭颗粒对有机质的保存作用，促进土壤颗粒的团聚作用，从而实现了提高砂性土壤团聚性的目的。具体而言，对于形成土壤团聚体而言，砂性土壤同时缺乏有机胶结物和无机胶结物，尤其是有机胶结物，因此，本专利技术的方案中，含有10-15％(较多)腐植酸和/或腐植酸盐和1-5％的氧化铁粉末(较少)，此两种物质可提供更多的有机胶结物并辅以一定的无机胶结物，有助于快速提高土壤颗粒的团聚性。其中，所述生物质炭颗粒是以小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆中的任意一种为原料制备得到的。与其他可用于制备生物质炭颗粒的原料，如棉花杆、花生壳等相比，本专利技术采用的用于制备生物质炭颗粒的原料是草本植物茎秆，具有柔软、易加工、易得的特点，以此制备得到的生物质炭颗粒具有孔隙丰富、易粉碎、松软、作用类似土壤粘粒的性质，非常适用于改良砂性土壤。优选地，所述生物质炭颗粒是以小麦秸秆或玉米秸秆为原料制备得到的。所述生物质炭颗粒的制备方法为：取所述生物质炭颗粒的原料，于500-600℃厌氧裂解1-3h，粉碎，过筛，取＜1mm粒径颗粒，即得。在一种具体的实施方式中，所述生物质炭颗粒的制备方法为：取所述生物质炭颗粒的原料，于550℃厌氧裂解2h，粉碎，分别过3mm和1mm筛，取1-3mm粒径颗粒，即得。或者，所述生物质炭颗粒也可通过市购手段购买用所述原料制成的生物质炭，经粉碎，过筛，取＜1mm颗粒而得。本专利技术以生物质炭颗粒作为土壤改良剂的主要成分，可实现小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆等农林废弃物的循环使用，并且该类物质来源广泛，价格低廉，以此为原料制备生物质炭颗粒的方法简单，易于操作。优选地，所述腐植酸盐为腐植酸钠和/或腐植酸钾。本专利技术的土壤结构改良剂中含有30-50％的水，一方面，水的存在能够增加改良剂中腐殖酸和/或腐殖酸盐、氧化铁粉末两种材料的融合，另一方面可降低施用时的灰尘飞扬，可进一步提高土壤改良效果，确保使用的便捷性和安全性。作为本专利技术较佳的技术方案，所述土壤结构改良剂中，所述腐植酸和/或腐植酸盐粉末的重量相当于所述生物质炭颗粒重量的10-12％，所述氧化铁粉末的重量相当于所述生物质炭颗粒重量的3-4％，所述水的重量相当于所述生物质炭颗粒重量的38-42％。作为本专利技术最佳的技术方案，所述土壤结构改良剂中，所述腐植酸钠粉末的重量相当于所述生物质炭颗粒重量的11.5％，所述氧化铁粉末的重量相当于所述生物质炭颗粒重量的3.5％，所述水的重量相当于所述生物质炭颗粒重量的40％。本专利技术的技术方案之二是：一种利用上述任意一种土壤结构改良剂提高砂性土壤团聚性的方法，所述方法具体为：将所述土壤结构改良剂均匀撒在待改良砂性土壤的表面，采用农用机具将其翻入0-20cm表层土壤即可。优选地，所述土壤结构改良剂的亩用量为2-12吨。采用本专利技术的用量，改良剂中腐植酸的加入量可达土壤质量的0.2％左右，该数量可占砂性土壤本身有机质的30-80％，可显著提高土壤有机质含量，因此可迅速提高土壤的团聚体数量。改良剂中的氧化铁粉末可达土壤质量的0.06％左右，也可发挥显著的胶结作用。进一步优选地，针对砂性土壤的不同程度，调整土壤结构改良剂的用量可以最经济的用量取得最佳的改良效果，具体而言：当待改良砂性土壤≤20cm土层土壤质地为重砂土时，所述土壤结构改良剂的亩用量为9-11吨；(最优为10吨)当待改良砂性土壤≤20cm土层土壤质地为中或轻砂土时，所述土壤结构改良剂的亩用量为5-7吨；(最优为6吨)当待改良砂性土壤≤20cm土层土壤质地为砂粉土时，所述土壤结构改良剂的亩用量为2-4吨。(最优为3吨)其中，本专利技术所述的重砂土、中或轻砂土、砂粉土的定义参照邓时琴编著的《中国土壤质地分类》(1996年)中的定义，即：重砂土的定义为：中砂粒(1-0.05mm)含量>80％的土壤；中或轻砂土的定义为：中砂粒(1-0.05mm)含量50-70％的土壤；砂粉土的定义为：中砂粒(1-0.05mm)含量≥20％、粗粉粒(0.05-0.01mm)含量≥40％的土壤。采用本专利技术的土壤结构改良方法，可提高砂性土壤团聚性，增加土壤保水性、增加土壤粘性、提高土壤保存有机质能力，提高土壤肥力，增加作物产量；还可增加土壤固碳数量。同时，本专利技术的方法简单易行、成本低、效果明显而持久、易于大面积应用。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于砂性土壤的土壤结构改良剂，其特征在于，由包括如下组分的原料混合而成：粒径＜1mm的生物质炭颗粒，相当于所述生物质炭颗粒重量10‑15％的腐植酸和/或腐植酸盐粉末，相当于所述生物质炭颗粒重量1‑5％的氧化铁粉末，相当于所述生物质炭颗粒重量30‑50％的水。

【技术特征摘要】
1.一种用于砂性土壤的土壤结构改良剂，其特征在于，由包括如下组分的原料混合而成：粒径＜1mm的生物质炭颗粒，相当于所述生物质炭颗粒重量10-15％的腐植酸和/或腐植酸盐粉末，相当于所述生物质炭颗粒重量1-5％的氧化铁粉末，相当于所述生物质炭颗粒重量30-50％的水。2.根据权利要求1所述的土壤结构改良剂，其特征在于：所述生物质炭颗粒是以小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆中的任意一种为原料制备得到的。3.根据权利要求1所述的土壤结构改良剂，其特征在于：所述生物质炭颗粒是以小麦秸秆或玉米秸秆为原料制备得到的。4.根据权利要求2或3所述的土壤结构改良剂，其特征在于：所述生物质炭颗粒的制备方法为：取所述生物质炭颗粒的原料，于500-600℃厌氧裂解1-3h，粉碎，过筛，取＜1mm粒径颗粒，即得。5.根据权利要求1所述的土壤结构改良剂，其特征在于：所述腐植酸盐为腐植酸钠和/或腐植酸钾。6.根据权利要求1所述的土壤结构改良剂，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵桐，杨馨逸，赵小蓉，林启美，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11