一种基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂，按重量份计，其制备原料包括生物炭20～70份、碱性材料20～80份、纳米氧化物1～5份、胶液120～180份。该土壤调理剂通过海藻酸钠胶液的使用，使粉状的碱性材料与颗粒状的生物炭复合，减少养分、碱性材料随雨水的径流和下渗，随着胶的降解，复合改良材料能够持续有效地中和土壤酸度、改良土壤结构，增加土壤有机质含量，为热带农业副产物的资源化利用和热区土壤培肥改良提供思路和途径。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂及其制备方法
本专利技术涉及土壤改良修复
，尤其涉及一种基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂及其制备方法。
技术介绍
我国广东省、海南省、云南省南部地区均为热带气候，由于日照充足、水源充沛、温度适宜等气候条件，这些地区生产品种丰富的热带水果，例如菠萝、香蕉、菠萝蜜、甘蔗等，每年农产品收获之后会产生大量的农业副产物，而此类资源的回收利用率极低，以菠萝叶为例，其表面具有蜡质层，导致难以快速降解、与土壤融合，因此无法如水稻、玉米秸秆等农副产物一样可以直接翻压还田，类似的废弃物还包括香蕉茎秆、甘蔗渣、椰糠等。上述热带地区多数沿海，由于我国水产养殖业和海洋渔业经济的发展，贝类产量快速增加，同时也产生了大量的废弃贝壳，带来一系列环境问题。将上述地区的农业副产物综合利用的研究尚存在一些问题，例如贝壳粉以碳酸钙和少量有机物为主，属于碱性物料，具有改良酸性土壤的潜力，但是南方地区雨水充足，对土壤的冲刷侵蚀作用较大，贝壳粉直接利用容易随雨水流失，改良效果不理想，也不利于土壤结构的改善；土壤中微生物活动较强，施入的有机肥料在未被有效利用之前，一部分被土壤固定，一部分随雨水流失，再加上高强度的微生物活动，造成有机物料利用率较低，带来资源浪费和环境污染。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂，按重量份计，其制备原料包括生物炭20～70份、碱性材料20～80份、纳米氧化物1～5份、胶液120～180份。作为一种优选的技术方案，所述生物炭的生产原料选自菠萝叶、菠萝皮、菠萝蜜皮、香蕉茎秆、香蕉皮、甘蔗渣、椰糠、沼渣中的一种或多种的混合。作为一种优选的技术方案，所述生物炭的目数≤20目。作为一种优选的技术方案，所述碱性材料的生产原料选自鸡蛋壳和/或贝类生物的外套壳。作为一种优选的技术方案，所述贝类生物的外套壳为牡蛎壳、海虹壳、花蛤壳、毛蚶壳中的一种或多种的混合。作为一种优选的技术方案，所述纳米氧化物选自纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化镁、纳米氧化钙中的一种或多种的混合。作为一种优选的技术方案，所述纳米氧化物的平均粒径为15～30nm。作为一种优选的技术方案，所述胶液为粘合剂的水溶液；所述粘合剂选自海藻酸钠、聚丙烯酸钠、淀粉、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种的混合。作为一种优选的技术方案，所述胶液中粘合剂和水的重量比为0.5：(150～250)。作为一种优选的技术方案，所述生物炭和碱性材料的重量比为(0.3～1.5)：1。本专利技术的第二方面提供了一种如上所述的基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：混合生物炭、碱性材料、纳米氧化物，向混合物中加入胶液，造粒，风干，得到酸性土壤调理剂。有益效果：本专利技术提供了一种基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂及其制备方法，将颗粒状的有机生物炭辅助以高温煅烧的粉状碱性材料，制备得到土壤调理剂，有助于提高土壤pH值，增加土壤团聚体，降低土壤容重，改善土壤通气状况，同时可以补充土壤酸化缺失的钙、镁离子；通过生物炭的吸附作用，吸附土壤中的养分，减少养分淋失，调节土壤酸度的同时，改良土壤结构。本专利技术提供的酸性土壤调理剂原料廉价容易获取，成本低，制备工艺简单，符合农情，适宜于农业生产使用。附图说明为了进一步解释说明本专利技术中提供的一种基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂及其制备方法的有益效果，提供了相应的附图，需要指出的是本专利技术中提供的附图只是所有附图中选出来的个别示例，目的也不是作为对权利要求的限定，所有通过本申请中提供的附图获得的其他相应图谱均应该认为在本申请保护的范围之内。图1为本专利技术实施例1～3制备得到的土壤调理剂。图2为本专利技术实施例1对玉米铝毒的缓解作用试验结果。图3为本专利技术实施例1～3的玉米种植试验结果。具体实施方式结合以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本专利技术的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术的范围之外。为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂，按重量份计，其制备原料包括生物炭20～70份、碱性材料20～80份、纳米氧化物1～5份、胶液120～180份。生物炭本申请中的生物炭是指生物质能原料裂解之后的产物，其主要的成分为碳。在一些优选的实施方式中，所述生物炭的生产原料选自菠萝叶、菠萝皮、菠萝蜜皮、香蕉茎秆、香蕉皮、甘蔗渣、椰糠、沼渣中的一种或多种的混合。热带由于良好的光、热、水等气候条件，盛产多种水果，典型的热带水果有菠萝、菠萝蜜、香蕉、甘蔗、椰子等，这些农作物收获后会产生大量农业废弃物，专利技术人在研究中发现，将这些农业废弃物制成生物炭回收利用，能够对酸性土壤进行改良，然而由于生物炭的生产原料不同，所得到的生物炭性能也有所区别，例如香蕉茎秆、香蕉皮制成的生物炭中的有机氮含量较多，可以参与土壤中氮元素的矿化，消耗土壤中的氢离子，提高土壤pH，但香蕉农产品废弃物中的木质素含量低，导致制得的生物炭中微孔结构不理想，吸附性能略差，保水保肥的效果不能满足需求；椰糠、甘蔗渣等原料中含有更多木质素，木质素的结构较为稳定，热解时可形成石墨烯类似结构，穿插在无定形碳基体中，当纤维素成分被分解后，体系中留下大量完整微孔，赋予土壤调理剂保水保肥的性能；菠萝、菠萝蜜的废弃物中含有较多无机矿物质，这些物质不会轻易分解，因此原料的炭产率高，还可以补充土壤中的镁、磷、钾、钙等元素，为农作物提供所需营养。专利技术人在大量的实践中发现，仅当多种类型生物炭以特定比例共同使用时才能得到性能平衡的土壤调理剂。在一些优选的实施方式中，所述生物炭的制备方法包括以下步骤：将生物炭的生产原料切碎成长度为1～5cm的小段，烘干后放置于马弗炉中，400～600℃下裂解3～5h，降温冷却后，研磨，即得。在一些优选的实施方式中，所述生物炭的目数≤20目；进一步优选的，所述生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括生物炭20～70份、碱性材料20～80份、纳米氧化物1～5份、胶液120～180份。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括生物炭20～70份、碱性材料20～80份、纳米氧化物1～5份、胶液120～180份。


2.如权利要求1所述的基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂，其特征在于，所述生物炭的生产原料选自菠萝叶、菠萝皮、菠萝蜜皮、香蕉茎秆、香蕉皮、甘蔗渣、椰糠、沼渣中的一种或多种的混合。


3.如权利要求2所述的基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂，其特征在于，所述生物炭的目数≤20目。


4.如权利要求1所述的基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂，其特征在于，所述碱性材料的生产原料为鸡蛋壳和/或贝类生物的外套壳。


5.如权利要求4所述的基于热带农业副产物的酸性土壤调理剂，其特征在于，所述贝类生物的外套壳选自牡蛎壳、海虹壳、花蛤壳、毛蚶壳中的一种或多种的混合。


6.如权利要求1所述的基于热带农业副产物的酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋书会，杨子明，焦静，李普旺，杨艳，刘运浩，何祖宇，周闯，王超，吕明哲，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44