一种有机农业酸性土壤钾调理剂制造技术

本发明专利技术提供一种有机农业酸性土壤钾调理剂，所述有机农业酸性土壤钾调理剂的有效成分为作物秸秆炭和低品位凹凸棒石。所述作物秸秆炭和低品位凹凸棒石的重量比为1:0.1‑0.3。本发明专利技术制备的钾调理剂不仅实现了作物秸秆和低品位凹凸棒石的资源化利用，还利用作物秸秆炭和低品位凹凸棒石之间的协同效应，为有机农业酸性土壤钾素调控、酸度改良和钙镁肥力提升开辟了新途径。可以说，本发明专利技术中的钾调理剂是一种兼具钾素调理和土壤改良的高效酸性土壤调理剂。

【技术实现步骤摘要】
一种有机农业酸性土壤钾调理剂
本专利技术涉及一种有机农业酸性土壤钾调理剂。
技术介绍
钾是植物生长必需三大元素之一，对植物的生长、发育、代谢、抗逆等生理过程起着重要作用，并且还是一种品质元素，对保证作物品质具有极其重要的作用。我国长江以南的热带和亚热带地区分布有大面积的酸性土壤，由于成土作用的影响，酸性土壤钾含量普遍较低。由于我国耕地多年来的集约化种植以及人们不重视农田钾肥的补充等原因，酸性土壤已出现普遍缺钾现象，有些地区缺钾土壤已占耕地总面积的70%以上。有机农业是遵照特定的农业生产原则，在生产中不使用化学合成的农药、化肥、生长调节剂等物质，遵循自然规律和生态学原理，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植物和矿物来源的材料可以作为肥料和改良物质应用于有机农业的生产过程。酸性土壤区由于高温多雨的气候条件，土壤风化淋溶强烈，这类土壤钾十分缺乏，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钾的匮乏，造成土壤钾的供应不足，导致缺钾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钾调理剂资源匮乏，只有有限的钾素种类如秸秆、堆肥、草木灰和钾矿粉，而这些物质只能为酸性土壤提供钾素，对调理后土壤中的钾素没有减少其淋失的作用，对于处于降雨量非常丰富的酸性土壤区，对钾素具有减缓淋失作用的新型钾调理剂的探索和开发是提高其钾含量和钾素利用率的有效途径。生物炭是生物质在绝氧或厌氧条件下，以及相对较低的温度下经热解炭化产生的一类含碳丰富的物质。生物炭可以作为酸性土壤改良剂提高酸性土壤的pH值、阳离子交换量、盐基离子含量和盐基饱和度，同时还可以降低铝毒，减少土壤酸化导致的铝对植物的毒害作用。此外，生物炭还可以改善土壤结构、提高土壤保肥保水能力、提高土壤微生物丰度和数量。农作物秸秆富含钾素，将农作物秸秆制备成生物炭时，其中的钾素会发生浓缩，使相应生物炭中钾素含量大幅度提高，当将其施入到酸性土壤中时，这些钾素可以快速释放出来供作物吸收利用。基于有机农业的生产原则，作物秸秆炭可以作为有机农业酸性土壤的钾素补充剂。但是，由于秸秆炭中的钾素大部分以离子状态存在，很容易随降雨淋失，虽然生物炭自身含有丰富的孔隙结构和带有负电荷的表面官能团，但是其对钾离子的持留能力还不甚理想，急需寻找一种增强其钾离子保持能力的新材料。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，必须对其进行除杂处理。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。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述有机农业酸性土壤钾素十分匮乏、秸秆炭作为有机农业酸性土壤的钾素补充剂其自身对钾的保持作用不甚理想、大量低品位凹凸棒石需要新的有效化利用途径的现状，提供一种基于作物秸秆炭和低品位凹凸棒石协同作用下的有机农业酸性土壤钾调理剂。在有机农业酸性土壤中施入钾调理剂，对有机农业酸性土壤的钾进行调理。为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术提供一种有机农业酸性土壤钾调理剂，所述有机农业酸性土壤钾调理剂的有效成分为作物秸秆炭和低品位凹凸棒石。凹凸棒石在成矿过程中因为不同价态金属离子类质同晶取代而使凹凸棒石带有结构负电荷，而凹凸棒石结构缺陷和表面残缺价键的存在使其具有表面负电荷。结构负电荷和表面负电荷的存在使得凹凸棒石具有吸附和保持带正电荷的钾离子的潜力。此外，低品位凹凸棒石中的杂质诸如蒙脱石、伊利石、白云石、方解石、石膏等具有提供钙、镁离子和保持阳离子的作用，同时还具有改良酸性土壤的潜力。将作物秸秆炭和低品位凹凸棒石相结合作为有机农业酸性土壤钾调理剂，可以发挥二者的协同作用，起到提高酸性土壤钾离子含量并防止其淋失的作用。作为优选，所述作物秸秆炭和低品位凹凸棒石的重量比为1:0.1-0.3。作为优选，所述作物秸秆炭是将作物秸秆直接进行厌氧热解炭化形成的。作为优选，所述作物秸秆包括作物的茎和叶。作为优选，所述的厌氧热解炭化温度为350-450℃。作为优选，所述低品位凹凸棒石中，凹凸棒石重量百分比含量为20-50%。作为优选，所述低品位凹凸棒石为天然存在的或经过物理选矿后废弃的凹凸棒石尾矿。作为优选，所述低品位凹凸棒石经粉碎后的粒径为0.1-8mm。本专利技术提供一种对有机农业酸性土壤中钾含量进行调理的方法，其特征在于：将上述的有机农业酸性土壤钾调理剂均匀施入到有机农业酸性土壤；和/或所述有机农业酸性土壤钾调理剂的施入量为300-500kg/亩。本专利技术提供上述有机农业酸性土壤钾调理剂在以下任一项中的应用：（1）提高有机农业酸性土壤钾含量；（2）减少有机农业酸性土壤钾淋失；（3）提高有机农业酸性土壤pH、阳离子交换量、钙含量或镁含量。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术提供的钾调理剂含有丰富的钾素，能显著提高有机农业酸性土壤交换性钾含量。2、本专利技术提供的钾调理剂含有丰富的孔道结构，具有结构负电荷和表面负电荷，能显著提高有机农业酸性土壤的阳离子交换量，因此能显著降低调理后土壤钾的淋失率。3、本专利技术提供的钾调理剂还具有提高酸性土壤pH、钙含量和镁含量的作用，在调控酸性土壤钾素的同时，对土壤酸度和钙镁含量也具有调理作用。4、本专利技术中秸秆炭的制备过程中，水稻、小麦、大豆、花生、油菜、谷子、蚕豆、豌豆、绿豆等作物秸秆不经过粉碎处理，整株进行炭化，可以节约粉碎过程中的能源消耗。并且炭化过程依靠自身热解过程释放的热量维持，不需要消耗外来能源。5、本专利技术中制备作物秸秆炭的原料为农业废弃物农作物秸秆，实现了农业废弃物的资源化利用。6、本专利技术中对低品位凹凸棒石的使用方式与已本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机农业酸性土壤钾调理剂，其特征在于：所述有机农业酸性土壤钾调理剂的有效成分为作物秸秆炭和低品位凹凸棒石。/n

【技术特征摘要】
1.一种有机农业酸性土壤钾调理剂，其特征在于：所述有机农业酸性土壤钾调理剂的有效成分为作物秸秆炭和低品位凹凸棒石。


2.根据权利要求1所述的一种有机农业酸性土壤钾调理剂，其特征在于：所述作物秸秆炭和低品位凹凸棒石的重量比为1:0.1-0.3。


3.根据权利要求1所述的一种有机农业酸性土壤钾调理剂，其特征在于：所述作物秸秆炭是将作物秸秆直接进行厌氧热解炭化形成的。


4.根据权利要求3所述的一种有机农业酸性土壤钾调理剂，其特征在于：所述作物秸秆包括作物的茎和叶。


5.根据权利要求3所述的一种有机农业酸性土壤钾调理剂，其特征在于：所述的厌氧热解炭化温度为350-450℃。


6.根据权利要求1所述的一种有机农业酸性土壤钾调理剂，其特征在于：所述低品位凹凸棒石中，凹凸棒石重量百分比含量为20-...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁金华，俄胜哲，车宗贤，
申请(专利权)人：甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62