一种稳产固碳的土壤结构调理剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种稳产固碳的土壤结构调理剂及其制备方法与应用，所述土壤结构调理剂包括以下质量份的组分：植物材料30‑90份，矿物材料1‑40份；动物材料1‑30份；复合微生物菌剂1‑10份。本发明专利技术土壤结构调理剂可促进土壤固碳减排、促进团粒结构形成，提高土壤保水持水能力，增加有效水供应；调节土壤pH值，降低或减少铝毒危害；改良盐碱土，调节土壤盐基饱和度和阳离子交换量；调理失衡的土壤养分体系，促进有效养分供应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业固碳减排领域，具体涉及一种可以促进土壤固碳并稳产的土壤调理剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着全球温室气体排放浓度的不断增加，全球气候变暖已经成为不争的事实。中国是全球温室气体排放第一大国，面临着巨大的减排压力，中国政府已经向世界承诺，到2020年我国减少相对二氧化碳排放量占每单位GDP(国内生产总值)产生排放量的45％，任务艰巨；农业作为在生态系统的碳汇能为减排做什么呢？事实上只有新增的土壤有机碳量才能计入碳汇，目前农田和管理草地能够计入碳汇的数量不足，原因之一是化学品投入过多，目前很多人都在考虑用土壤调理剂等方法来改变现状。土壤调理剂(soilconditioner)也称为土壤改良剂(soilmodifier)、土壤添加剂(soilamendment)，是一类主要用于改良土壤物理、化学和生物化学性质，使其更适宜于植物生长，并实现一定的环境或者生态功能(例如废弃物处理、改善水土流失、防止土壤退化、节水、固碳、防止土壤酸化和盐碱化等等)。近年来，世界各国为了改善耕地质量和提高农作物产量和品质，研制和开发了许多新型固碳改良剂，例如土壤保湿剂、土壤结构剂、松土剂、固沙剂、增肥剂、消毒剂和降酸碱剂等等。如何利用土壤改良剂改善土壤养分供应能力并促进土壤有机质的固定，也成为各国研究土壤改良剂的专家关注的问题之一。经检索，现有土壤调理剂相关专利申请有：CN101391930A公开了一种具有保水作用的边坡人工土壤调理剂,包括畜禽粪便、高吸水树脂、磷矿粉、硬石膏粉、腐植酸、沸石粉、壳聚糖、膨润土、磷酸脂、柠檬酸。所述调理剂对增强土壤持水性能、减少水土流失、改善土壤理化特性、促进植被恢复方面具有显著的效果。CN01136114.X公开了一种利用多种复合材料配置而成的能够快速有效改善土壤质地和肥力的新型改良剂。CN103897704A公开了一种保水松土土壤调理剂，具有较好的保水松土效果。CN103756684A公开了利用生物炭、聚丙烯酰胺、腐殖酸钾、月桂醇乙氧基硫酸按聚合物和膨润土组成的土壤结构调理剂，具有提高土壤保水持水能力、调节土壤pH值、改良土壤结构、促进团粒结构形成等多重效益。但是现有土壤结构调理技术主要围绕提高土壤保水性能、改良土壤盐碱化、改善土壤结构、钝化重金属等环境问题展开，对固碳稳产的效果考虑较少。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种可以促进土壤固碳、减少肥料投入并且稳定作物产量的具有多重效益的土壤结构调理剂。实现本专利技术目的的技术方案如下：一种稳产固碳的土壤结构调理剂，包括以下质量份的组分：植物材料30-90份，矿物材料1-40份；动物材料1-30份；复合微生物菌剂1-10份。优选地，所述稳产固碳的土壤结构调理剂，包括以下质量份的组分：植物材料36-80份；矿物材料12-30份；动物材料6-20份；复合微生物菌剂2-7份。上述植物材料以作物秸秆为主体，具体由作物秸秆、天然中草药与植物氨基酸粉混合而成，按质量份数，其组成为：作物秸秆60-80份，天然中草药10-30份；植物氨基酸粉1-40份。上述作物秸秆为田间种植的任意植物秸秆，优选为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、大豆秸秆、甘蔗秸秆等中的一种或几种；进一步优选上述作物秸秆为田间种植的上茬作物秸秆。上述天然中草药为万寿菊、续随子、丁香、苦参、百部、川穹、黄荆、五倍子、烟草、蓖麻、苍耳、水蓼、狼毒、大蒜、艾叶、香蕉皮或核桃皮中的一种或几种的任意比混合物。上述植物氨基酸粉以棉籽粕、豆粕、油菜粕、花生粕、葵花子粕、油茶粕、乌桕粕或蓖麻粕为原料生产的氨基酸原粉，其所含氨基酸的质量百分比≥8％。上述矿物材料由含钾矿物组分、含磷矿物组分、含钙与镁矿物组分、含硫与铁矿物组分、稀土矿物组分以及辅料矿物组分混合而成，按质量份数，其组成为：含钾矿物组分40-70份；含磷矿物组分15-30份；含钙与镁矿物组分5-10份；含硫与铁矿物组分5-10份；稀土矿物组分1-5份；辅料矿物组分3-5份。上述含钾矿物组分为钾长石、霞石、白榴石、海绿石或云母中的一种或几种的任意比混合物；含磷矿物组分为磷灰石；含钙与镁矿物组分为方解石、白云岩、石灰岩或蛇纹石中的一种或几种的任意比混合物；含硫与铁矿物组分为硫铁矿；稀土矿物组分为稀土矿；辅料矿物组分为凹凸棒石粘土、膨润土、沸石、蛭石或麦饭石中的一种或几种的任意比混合物。上述动物材料为牡蛎粉、贝壳粉、甲壳素或壳聚糖中的一种或几种的任意比混合物。所述复合微生物菌剂含有枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)1-3亿cfu/g、地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)1-2亿cfu/g、巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)0.1-2亿cfu/g、凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagulans)0.1-3亿cfu/g、嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus)0.1-3亿cfu/g、侧孢芽孢杆菌(LatinNameBacilluslaterosporusLaubach)0.01-0.5亿cfu/g、5406放线菌(Actinobacteria-5406)0.01-0.5亿cfu/g、光合细菌(简称PSBPhotosyntheticBacteriaAbbr)0.01-0.5亿cfu/g、胶冻样芽孢杆菌(又名硅酸盐细菌Bacillusmucilaginosus)0.01-0.3亿cfu/g、绿色木霉菌(Trichodermaviride)0.01-0.3亿cfu/g。优选地，所述复合微生物菌剂含有枯草芽孢杆菌1-3亿cfu/g、地衣芽孢杆菌1.3-1.8亿cfu/g、巨大芽孢杆菌1-2亿cfu/g、凝结芽孢杆菌2-4亿cfu/g、嗜酸乳杆菌1-3亿cfu/g、侧孢芽孢杆菌0.1-0.5亿cfu/g、5406放线菌0.1-0.5亿cfu/g、光合细菌0.1-0.3亿cfu/g、胶冻样芽孢杆菌0.05-0.2亿cfu/g、绿色木霉菌0.05-0.2亿cfu/g。优选地，所述复合微生物菌剂中枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌和嗜酸乳杆菌五种菌的重量之和是侧孢芽孢杆菌、5406放线菌、光合细菌、胶冻样芽孢杆菌、绿色木霉菌五种菌的重量之和的9倍。上述复合微生物菌剂中各微生物均为本领域常规菌种，均可通过常规途径获得。上述复合微生物菌剂的制备方法可以是将上述各微生物菌粉按比例混匀即可。所述各微生物菌粉可按本领域常规方法制备，例如将所述各微生物原始菌种在无菌条件下依次进行斜面培养、摇床培养、发酵罐培养和/或固体发酵产孢后，将得到的发酵产物干燥制备成微生物菌粉。本专利技术还提供上述稳产固碳的土壤结构调理剂的制备方法，包括以下步骤：1)将矿物材料混合，并经过900-1500℃高温煅烧5-20小时，冷却后粉碎过60-150目筛；2)将植物材料分别烘干粉碎，然后混合；3)将动物材料烘干，粉碎，过30-100目筛；4)将复合微生物菌剂各原料混合，过60-150目筛；5)将以上原料按配比混合均匀，即可。进一步地，控制所述稳产固碳的土壤结构调理剂含水量在8-10wt％。本专利技术还包括上述土壤结构调理剂在土壤稳产固碳方面的应用。特别适用于作物稳产前提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳产固碳的土壤结构调理剂，其特征在于，包括以下质量份的组分：植物材料30‑90份，矿物材料1‑40份；动物材料1‑30份；复合微生物菌剂1‑10份；所述植物材料按质量份数计其组成为：作物秸秆60‑80份，天然中草药10‑30份；植物氨基酸粉1‑40份；所述矿物材料按质量份数计其组成为：含钾矿物组分40‑70份；含磷矿物组分15‑30份；含钙与镁矿物组分5‑10份；含硫与铁矿物组分5‑10份；稀土矿物组分1‑5份；辅料矿物组分3‑5份；所述动物材料为牡蛎粉、贝壳粉、甲壳素或壳聚糖中的一种或几种的任意比混合物；所述复合微生物菌剂含有枯草芽孢杆菌1‑3亿cfu/g、地衣芽孢杆菌1‑2亿cfu/g、巨大芽孢杆菌0.1‑2亿cfu/g、凝结芽孢杆菌0.1‑1亿cfu/g、嗜酸乳杆菌0.1‑1亿cfu/g、侧孢芽孢杆菌0.01‑0.1亿cfu/g、5406放线菌0.01‑0.1亿cfu/g、光合细菌0.01‑0.1亿cfu/g、胶冻样芽孢杆菌0.01‑0.1亿cfu/g、绿色木霉菌0.01‑0.1亿cfu/g。

【技术特征摘要】
1.一种稳产固碳的土壤结构调理剂，其特征在于，包括以下质量份的组分：植物材料30-90份，矿物材料1-40份；动物材料1-30份；复合微生物菌剂1-10份；所述植物材料按质量份数计其组成为：作物秸秆60-80份，天然中草药10-30份；植物氨基酸粉1-40份；所述矿物材料按质量份数计其组成为：含钾矿物组分40-70份；含磷矿物组分15-30份；含钙与镁矿物组分5-10份；含硫与铁矿物组分5-10份；稀土矿物组分1-5份；辅料矿物组分3-5份；所述动物材料为牡蛎粉、贝壳粉、甲壳素或壳聚糖中的一种或几种的任意比混合物；所述复合微生物菌剂含有枯草芽孢杆菌1-3亿cfu/g、地衣芽孢杆菌1-2亿cfu/g、巨大芽孢杆菌0.1-2亿cfu/g、凝结芽孢杆菌0.1-1亿cfu/g、嗜酸乳杆菌0.1-1亿cfu/g、侧孢芽孢杆菌0.01-0.1亿cfu/g、5406放线菌0.01-0.1亿cfu/g、光合细菌0.01-0.1亿cfu/g、胶冻样芽孢杆菌0.01-0.1亿cfu/g、绿色木霉菌0.01-0.1亿cfu/g。2.根据权利要求1所述的土壤结构调理剂，其特征在于，包括以下质量份的组分：植物材料36-80份；矿物材料12-30份；动物材料6-20份；复合微生物菌剂2-7份。3.根据权利要求1所述的土壤结构调理剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂含有枯草芽孢杆菌1-3亿cfu/g、地衣芽孢杆菌1.3-1.8亿cfu/g、巨大芽孢杆菌1-2亿cfu/g、凝结芽孢杆菌2-4亿cfu/g、嗜酸乳杆菌1-3亿cfu/g、侧孢芽孢杆菌0.1-0.5亿cfu/g、5406放线菌0.1-0.5亿cfu/g、光合细菌0.1-0.3亿cfu/g、胶冻样芽孢杆菌0.05-0.2亿cfu/g、绿色木霉菌0.05-0.2亿cfu/g。4.根据权利要求1-3任一项所述的土壤结构调...

【专利技术属性】
技术研发人员：路遥，夏旭，李秀凤，
申请(专利权)人：仲元北京绿色生物技术开发有限公司，仲元北京土壤改良技术研究所，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11