一种微生物复合土壤改良剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及农业种植领域，公开了一种微生物复合土壤改良剂及其制备方法。土壤改良剂包括速释层和缓释层；速释层由以下物质组成：蚯蚓土10‑20wt％、土壤防板结剂5‑10wt％、有益微生物制剂20‑30wt％、复合凝胶载体35‑45wt％、改性氧化钙3‑5wt％、粘合剂0.5‑1.5wt％；缓释层由以下物质组成：蚯蚓土10‑20wt％、土壤防板结剂5‑10wt％、有益微生物制剂20‑30wt％、环糊精40‑50wt％。本发明专利技术的土壤改良剂不仅能够提高土壤保水性、透气性，还具有改善土壤中微生物环境、提高肥力的作用。而且本发明专利技术的土壤改良剂具有长效缓释效果，能够持续、稳定地释放活性成分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业种植领域，特别是涉及一种微生物复合土壤改良剂及其制备方法。
技术介绍
土壤在过量施肥后，会引起土壤板结、硬化、酸碱度失衡、透气性差、保水能力下降等，从而难以满足植物的种植。土壤改良剂主要用于改良土壤的物理、化学和生物性质，使其更适宜于植物生长。公告号为CN103788954A的中国专利技术专利公开了一种生物炭基土壤改良剂，该专利技术所述土壤改良剂包括生物质炭，所述生物质炭由生物质炭原料在限氧条件下进行热裂解炭化后制得，将所述生物质炭通过深翻施用，改善不良白浆土土质。在上述专利中，主要依靠生物质炭的吸附性来提高土壤的保水性和透气性。因此上述土壤改良剂的功能较为单一，对于一些质量较差的土壤来说，其土质无法得到有效改善，仍无法适于植物生存。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微生物复合土壤改良剂。本专利技术的土壤改良剂不仅能够提高土壤保水性、透气性，还具有改善土壤中微生物环境、提高肥力的作用。而且本专利技术的土壤改良剂具有长效缓释效果，能够持续、稳定地释放活性成分。本专利技术的另一目的在于提供一种微生物复合土壤改良剂的制备方法。本专利技术土壤改良剂的制备方法简单、合理，制备的土壤改良剂品质稳定，适于大规模生产。本专利技术的具体技术方案为：一种微生物复合土壤改良剂，由内至外依次包括速释层和缓释层。所述速释层由以下物质组成：蚯蚓土10-20wt％、土壤防板结剂5-15wt％、有益微生物制剂20-30wt％、复合凝胶载体38-48wt％、改性氧化钙4-6wt％、粘合剂1-3wt％。所述缓释层由以下物质组成：蚯蚓土10-20wt％、土壤防板结剂5-15wt％、有益微生物制剂20-30wt％、环糊精45-55wt％。本专利技术的土壤改良剂的速释层中含有蚯蚓土、土壤防板结剂、杀虫成分、有益微生物制剂、复合凝胶载体、改性氧化钙。缓释层含有蚯蚓土、土壤防板结剂、有益微生物制剂、环糊精。其中，土壤防板结剂具有防止土壤板结的作用，有益微生物制剂能够改善土壤中微生物环境，加速土壤中有机质的分解，以及促进释放土壤中的养分的释放。蚯蚓土、复合凝胶载体、环糊精一方面自身均具有出色的保水性和透气性，能够改善土壤的保水能力和结构，而且蚯蚓土自身还具有较好的肥力，能够提升土壤肥力。另一方面，蚯蚓土、复合凝胶载体、环糊精还作为载体骨架，对土壤防板结剂、有益微生物制剂还起到了包覆缓释的作用，一举多得。并且该载体骨架与传统的缓释载体骨架相比，缓释效果更稳定、长久。传统的缓释骨架材料在吸水后容易造成前期突释，土壤防板结剂、有益微生物制剂被迅速消耗释放，导致持久性严重下降。另一方面，位于核芯部分的土壤防板结剂、有益微生物制剂，却由于水分渗透进入核芯的速度较慢，以及土壤防板结剂、有益微生物制剂需要渗透穿过载体外层的部分，土壤防板结剂、有益微生物制剂释放动力不足，导致后期的效果大不如前期。本专利技术的土壤改良剂具有两层结构。其中，缓释层的主要载体为环糊精。环糊精内部具有疏水空腔，能够对水分的渗透起到一定的延缓作用。环糊精的缓释作用，使得土壤防板结剂、有益微生物制剂在前期遇水后不会迅速被释放，缓释速率更为稳定，缓释持久性更强。速释层的主要载体为复合凝胶载体，并且复合凝胶载体还负载有改性氧化钙。改性氧化钙吸水后会释放热量，这些热量会加速土壤防板结剂、在水中的溶解，从而为土壤防板结剂、有益微生物制剂的释放提供动力，克服后期释放效果较差的缺陷。优选地，所述速释层和缓释层的质量比为1:3-5。优选地，所述有益微生物制剂的制备方法为：将秸秆添加到其10-20倍质量的pH为9-11的氢氧化钾溶液中浸泡8-12h，之后取出并用水洗净，得到碱活化的秸秆；将碱活化的秸秆在惰性气体氛围中由室温开始，经15-25min升温至200-300℃，再经25-35min升温至400-500℃，最后经25-35min升温至600-700℃；保温20-40min后冷却至室温；清洗杂质并干燥、研磨后得到秸秆生物质炭；将有益微生物配制成微生物溶液，接着将真空处理后的秸秆生物质炭浸渍于微生物溶液中进行吸附，饱和吸附后离心分离，得到吸附有微生物的秸秆生物质炭，将其添加到其10-30倍质量的8-12wt％海藻酸钠溶液中分解均匀；然后滴加氯化钙溶液进行包覆交联固化，最后经过抽滤、真空干燥、粉碎后，制得有益微生物制剂。本专利技术选用上述特定方法制得的秸秆生物质炭作为有益微生物的第一载体。经过上述方法制得的秸秆生物质炭结构内部的孔道尺寸适中，能够正好吸附微生物，不会太小导致无法吸附，或者太大导致吸附牢度不高。其不仅能作为微生物载体，还能吸附土壤中重金属。首先对秸秆进行碱活化，再进行分步炭化，提高其吸附能力，然后对有益微生物饱和吸附后，再通过海藻酸钠与氯化钙交联反应形成包覆，进一步提高负载稳定性。能够与其他成分进行隔离，避免了部分其他成分对微生物的抑制，在制备过程中微生物得到了固定化，环境对其的影响较小，因此能够保持高活性和高存活率。优选地，所述有益微生物为根瘤菌、巨大芽胞杆菌、胶质芽胞杆菌、腐殖菌、圆褐固氮菌、解磷菌和解钾菌中的至少一种。优选地，所述有益微生物制剂的粒度为400-600目。上述粒度下的有益微生物制剂在载体中的分散性较佳。优选地，所述蚯蚓土的制备方法为：将落叶、瓜果壳、烂菜叶分别粉碎后一同与园土混合均匀，得到混合土壤；加水控制混合土壤含水率在60-70％；在混合土壤中接种蚯蚓，使蚯蚓对混合土壤中的物质进行分解；期间选取混合土壤中的蚯蚓排出的蚯蚓土并进行干燥、粉碎；其中，落叶、瓜果壳、烂菜叶与园土的质量比为0.5-1.5:0.5-1.5:0.5-1.5:20；所述蚯蚓的初始接种量为6-12条/kg。上述方法制得的蚯蚓土，与其他组份复配后，透气性好，保水率高，且肥效佳。优选地，所述土壤防板结剂为烷基苯磺酸钠；所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精；所述粘合剂为聚维酮。一般的粘合剂是溶于水使用。由于本专利技术在制备过程中土壤防板结剂、有益微生物制剂不宜遇水，而聚维酮溶于乙醇，因此作为粘合剂是较为合适的选择。优选地，所述复合凝胶载体的制备方法为：取海藻切碎并将其投入50-100倍质量的水中，在95-105℃下加热20-30min；过滤后将海藻转移至其5-15倍质量的浓度为3-5wt％的焦磷酸钠溶液中，在50-60℃下浸泡0.5-1.5h，得到粘稠状液体；将粘稠状液体浓缩至固含量为45-55wt％，向粘稠状液体中添加其0.5-1倍质量的聚乙烯醇并搅拌均匀；然后在40-50℃下保温，添加液体总质量1-3％的碳酸氢钠，搅拌反应10-20min，反应后调节液体pH值至中性，最后干燥得到复合凝胶载体。本专利技术的复合凝胶载体，可采用上述方法制得，主要是以海藻提取物和聚乙烯醇为主要载体。海藻提取液呈粘稠状，与聚乙烯醇混合后，添加碳酸氢钠，碳酸氢钠正好与海藻提取液中的酸性物质发生反应，生成二氧化碳气体，气体在凝胶液中制得大量的毛细孔道，不仅能够提高载体的负载量，并且为土壤防板结剂溶解后释放到土壤中提供了快速通道，减小了渗透的阻力。并且复合凝胶载体具有很强的吸湿性，在后期能够加速土壤防板结剂的溶解速率，进一步克服后期土壤防板结剂释放效果较差的缺陷。优选地，所述改性氧化钙的制备方法为：将氧化钙与氢氧化钾按质量比100:0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微生物复合土壤改良剂，其特征是：由内至外依次包括速释层和缓释层；所述速释层由以下物质组成：蚯蚓土10‑20wt％、土壤防板结剂5‑15wt％、有益微生物制剂20‑30wt％、复合凝胶载体38‑48wt％、改性氧化钙4‑6wt％、粘合剂1‑3wt％；所述缓释层由以下物质组成：蚯蚓土10‑20wt％、土壤防板结剂5‑15wt％、有益微生物制剂20‑30wt％、环糊精45‑55wt％。

【技术特征摘要】
1.一种微生物复合土壤改良剂，其特征是：由内至外依次包括速释层和缓释层；所述速释层由以下物质组成：蚯蚓土10-20wt％、土壤防板结剂5-15wt％、有益微生物制剂20-30wt％、复合凝胶载体38-48wt％、改性氧化钙4-6wt％、粘合剂1-3wt％；所述缓释层由以下物质组成：蚯蚓土10-20wt％、土壤防板结剂5-15wt％、有益微生物制剂20-30wt％、环糊精45-55wt％。2.根据权利要求1所述的一种微生物复合土壤改良剂，其特征是：所述速释层和缓释层的质量比为1:3-5。3.根据权利要求1所述的一种微生物复合土壤改良剂，其特征是：所述有益微生物制剂的制备方法为：将秸秆添加到其10-20倍质量的pH为9-11的氢氧化钾溶液中浸泡8-12h，之后取出并用水洗净，得到碱活化的秸秆；将碱活化的秸秆在惰性气体氛围中由室温开始，经15-25min升温至200-300℃，再经25-35min升温至400-500℃，最后经25-35min升温至600-700℃；保温20-40min后冷却至室温；清洗杂质并干燥、研磨后得到秸秆生物质炭；将有益微生物配制成微生物溶液，接着将真空处理后的秸秆生物质炭浸渍于微生物溶液中进行吸附，饱和吸附后离心分离，得到吸附有微生物的秸秆生物质炭，将其添加到其10-30倍质量的8-12wt％海藻酸钠溶液中分解均匀；然后滴加氯化钙溶液进行包覆交联固化，最后经过抽滤、真空干燥、粉碎后，制得有益微生物制剂。4.根据权利要求3所述的一种微生物复合土壤改良剂，其特征是：所述有益微生物为根瘤菌、巨大芽胞杆菌、胶质芽胞杆菌、腐殖菌、圆褐固氮菌、解磷菌和解钾菌中的至少一种。5.根据权利要求3所述的一种微生物复合土壤改良剂，其特征是：所述有益微生物制剂的粒度为400-600目。6.根据权利要求1所述的一种微生物复合土壤改良剂，其特征是：所述蚯蚓土的制备方法为：将落叶、瓜果壳、烂菜叶分别粉碎后一同与园土混合均匀，得到混合土壤；加水控制混合土壤含水率在60-70％；在混合土壤中接种蚯蚓，使蚯蚓对混合土壤中的物质进行分解...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭万鹏，
申请(专利权)人：重庆市江津区森德家庭农场，
类型：发明
国别省市：重庆;50