提高土壤肥力的改良剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种提高土壤肥力的改良剂，所述改良剂包括丛枝菌根真菌、多孔甲壳素‑聚羟基链烷酸酯纳米纤维、葡萄糖和腐殖酸。本发明专利技术还提供了一种提高土壤肥力的改良剂的制备方法。本发明专利技术公开的提高土壤肥力的改良剂利用多孔甲壳素‑聚羟基链烷酸酯纳米纤维的亲水性、吸水溶胀性、生物降解性和重金属吸附性，保蓄水分并在降解后为植物生长提供养分，还通过葡萄糖和腐殖酸促进微生物生长，通过丛枝菌根真菌促进形成和保持土壤的良好结构、促进土壤基质中矿质元素的转化和提高土壤微生物活性，在提高土壤肥力的同时能吸附土壤中的重金属、为植物生长提供养分。

Improver for improving soil fertility and its preparation

The invention discloses an improver for improving soil fertility, which comprises arbuscular mycorrhizal fungi, porous chitin polyhydroxyalkanoate nanofibers, glucose and humic acid. The invention also provides a preparation method of an improver for improving soil fertility. The soil fertility improving agent of the invention utilizes the hydrophilicity, water absorption swelling, biodegradation and heavy metal adsorption of the porous chitin polyhydroxyalkanoate nanofiber to retain water and provide nutrients for plant growth after degradation, and also promotes the growth of microorganisms through glucose and humic acid, promotes the formation and maintenance of good soil quality through arbuscular mycorrhizal fungi Structure, promote the transformation of mineral elements in soil matrix and improve the activity of soil microorganism. It can not only improve soil fertility, but also absorb heavy metals in soil and provide nutrients for plant growth.

【技术实现步骤摘要】
提高土壤肥力的改良剂及其制备方法
本专利技术涉及土壤改良剂，具体是提高土壤肥力的改良剂及其制备方法。
技术介绍
土壤肥力是衡量土壤能够提供作物生长所需的各种养分的能力。它是反映土壤肥沃性的一个重要指标，是土壤各种基本性质的综合表现，是土壤区别于成土母质和其他自然体的最本质的特征，也是土壤作为自然资源和农业生产资料的物质基础。土壤肥力低对农作物的生长发育也有很大影响，如植株生长缓慢、开花授粉不良、结实结果少从而产量降低。现有很多土壤因为本身土地自然条件差、耕种方式不当、风蚀水蚀影响、有害物污染和施肥方式不当等原因导致土壤质地、结构、水分状况、温度状况、生物状况、有机质含量或pH变化，使土壤肥力下降。土壤改良剂可以改善土壤物理性，促进作物养分吸收，而本身不提供植物养分。土壤改良剂具有保墒和增温作用，可以有效地提高土壤墒情，增加耕层地温，使作物生育期提早，土壤湿度增加，同时还能改良土壤结构，协调土壤水、肥、气、热及生物之间的关系，防止水土流失，抑制土壤次生盐渍化，提高沙荒地的开发利用。土壤改良剂主要适用于干旱、半干旱和作物生育期积温不足的地区，以及土壤结构差的土壤，特别是缺水严重的旱地和坡沙地、盐碱地。目前通常使用的土壤结构改良剂主要为天然结构土壤改良剂，人工合成类土壤改良剂和生物土壤改良剂，其中天然结构土壤改良剂包括天然矿物、天然提取高分子化合物等，这类改良剂具有更好的环境友好性，但由于其天然结构限制，改良效果一般；人工合成类土壤改良剂，主要为聚丙烯酸类、醋酸乙烯马来酸类和聚乙烯醇类，多作为保水剂或促使土壤形成团粒结构，这类改良剂具有较好的改良效果，能在土壤中降解，但是其生物利用率不高，改良效果单一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术土壤改良剂生物利用率不高，改良效果单一，不提供植物养分的不足，提供了一种提高土壤肥力的改良剂及其制备方法，利用多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维的亲水性、吸水溶胀性、生物降解性和重金属吸附性，保蓄水分并在降解后为植物生长提供养分，还通过葡萄糖和腐殖酸促进微生物生长，通过丛枝菌根真菌促进形成和保持土壤的良好结构、促进土壤基质中矿质元素的转化和提高土壤微生物活性，在提高土壤肥力的同时还能吸附土壤中的重金属、为植物生长提供养分。本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现：提高土壤肥力的改良剂，所述改良剂包括丛枝菌根真菌、多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维、葡萄糖和腐殖酸。甲壳素是一种含氮的多糖物，不溶于水，但具有较好的吸水溶胀性并能吸附重金属，聚羟基链烷酸酯是在多个微生物物种的细胞中作为储能物质而生成、积蓄的热塑性聚酯，具有良好的亲水性，这两种物质都为天然且具有生物降解性的物质，在降解后能为植物生长提供足够的养分；本技术方案中使用多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维，将甲壳素和聚羟基链烷酸酯混合成为多孔纳米纤维，多孔纳米纤维为多孔结构，以甲壳素为基底，聚羟基链烷酸酯嵌合在载体内，对水分、养分具有较好的吸附效果，多孔纳米纤维具有亲水性、吸水溶胀性、优良的生物降解性、重金属的吸附性，能保蓄水分、减少蒸发，有效提高降水利用效率，吸附土壤中的有害金属，还能促使土壤形成团粒结构，提高土壤肥力；在土壤改良过程中，随时间土壤肥力会逐渐提升，由于多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维中的聚羟基链烷酸酯降解速率大于甲壳素，在土壤改良过程中随着聚羟基链烷酸酯被降解，多孔纳米纤维中聚羟基链烷酸酯从嵌合部位脱落形成小孔，使多孔纳米纤维的孔隙率增加，吸附性能随时间逐渐增强至甲壳素降解后再下降，使土壤改良前期，多孔纳米纤维随土壤肥力的提升其吸附效果也升高，多孔纳米纤维能锁住土壤中增加的肥力不流失。本技术方案中使用丛枝菌根真菌有利于形成和保持土壤的良好结构，丛枝菌根真菌的菌丝及其分泌的粘胶性物质可将土壤微粒结合起来形成一定的团粒结构，从而控制水土流失，土壤或其它基质中的矿质营养，只有处于可溶状态才有可能被植物吸收利用，丛枝菌根真菌能促进土壤基质中矿质元素转化为可溶状态的营养元素，菌根的形成能引起植物根系生理代谢活动的变化，从而使菌根根际的微生物区系产生以养分需求为介导的选择作用，引起根际微生物区系组成和数量的变化，进而影响土壤养分的释放和转化；技术方案使用葡萄糖为丛枝菌根真菌生长提供养分，也促进土壤其他微生物生长，通过使用腐殖酸对重金属和有机物的吸附沉淀作用；由于多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维降解周期较长，利用腐植酸能促进土壤微生物对多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维以及有机污染物的降解，且腐殖酸能改善和优化植物对营养和水份的吸收，刺激土壤中有益微生物的生长和繁殖，提高植物自然抗病、抗虫害的能力，增加和激发土壤肥力；可见，本技术方案提供的改良剂不仅能提高土壤肥力，还能吸附土壤中的重金属、为植物生长提供养分。需要进一步说明的是，本技术方案中丛枝菌根真菌的种类选择为常规技术手段，专利技术人一般选择丛枝菌根真菌为地表球囊霉、根内球囊霉、摩西球囊霉中的一种或一种以上；本技术方案中腐殖酸的种类选择为常规技术手段，一般为腐殖酸钾或腐殖酸钠。进一步的，所述改良剂各组分的重量比为：丛枝菌根真菌2～8份、多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维10～25份、葡萄糖1～5份和腐殖酸1～5份。改良剂中各组分对提高土壤肥力均有效用，且各组分间还相互作用影响改良剂的整体效果，如葡萄糖和腐植酸促进丛枝菌根真菌和土壤其他微生物的生长，腐殖酸通过促进土壤微生物生长加快多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维和有机污染物降解，多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维除吸附土壤中水分和养分外还会吸附改良剂其他组分，减少流失，对此专利技术人发现改良剂的各组分在适当的配比下能相互影响产生积极的促进作用，当配比不当时会减弱部分组分的效用使改良剂整体效果减弱。专利技术人在试验中发现，丛枝菌根真菌过量会使真菌生长的养分不够，甚至会与土壤中的微生物竞争，导致丛枝菌根真菌和土壤中其他微生物活性降低，丛枝菌根真菌过少，土壤基质中矿质元素转化效果和土壤中根际的微生物活性降低；多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维过量，对土壤养分和水分大量吸附，使土壤中的养分和水分减少，反而加快了水分蒸发和养分流失，多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维过少则对养分和水分吸附不够，对土壤肥力保持不够，且土壤形成的团粒结构较少；葡萄糖为小分子化合物，用量过多时过量的葡萄糖变得粘稠附着在植物的根系上，阻断了根系吸收水分和养分，妨碍了根系的呼吸作用，用量过少时丛枝菌根真菌和土壤中其他微生物生长养分不够，使活性降低；腐殖酸过量会导致植物幼嫩根关部分产生质壁分离，使根系丧失吸收功能，且过量的腐殖酸会流失导致浪费，腐殖酸过少时多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维降解速率降低，土壤中微生物活性较差；专利技术人经过反复试验获得了本技术方案中的改良剂各组分配比，在该配比下改良剂能获得较佳的提高土壤肥力的效果。进一步的，所述多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维的孔径为20～45nm，孔隙率为40～65％。本技术方案中的多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维在施入土壤进行改良后，随着聚羟基链烷酸酯被降解，多孔纳米纤维中聚羟基链烷酸酯从嵌合部位脱落形成小孔，使多孔纳米纤维的孔隙率增加，因此在多孔纳米纤维孔径大小选择使多孔纳米纤维易于吸附土壤中的水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.提高土壤肥力的改良剂，其特征在于，所述改良剂包括丛枝菌根真菌、多孔甲壳素‑聚羟基链烷酸酯纳米纤维、葡萄糖和腐殖酸。

【技术特征摘要】
1.提高土壤肥力的改良剂，其特征在于，所述改良剂包括丛枝菌根真菌、多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维、葡萄糖和腐殖酸。2.如权利要求1所述的提高土壤肥力的改良剂，其特征在于，所述改良剂各组分的重量比为：丛枝菌根真菌2～8份、多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维10～25份、葡萄糖1～5份和腐殖酸1～5份。3.如权利要求1所述的提高土壤肥力的改良剂，其特征在于，所述多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维的孔径为20～45nm，孔隙率为40～65％。4.如权利要求1所述的提高土壤肥力的改良剂，其特征在于，所述多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维中甲壳素和聚羟基链烷酸酯的质量比为2:1～1:4。5.如权利要求1所述的提高土壤肥力的改良剂，其特征在于，所述多孔甲壳素-聚羟基链烷酸酯纳米纤维中聚羟基链烷酸酯的当量分子量为50000Da至200000Da，并且基于所述聚羟基链烷酸酯的总重量，CO2的含量为10重量％至20重量％。6.如权利要求1-5任一所述的提高土壤肥力的改良剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在室温下，在搅拌釜中将甲壳素和聚羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗言云，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51