一种降酸微生物土壤改良剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种降酸微生物土壤改良剂及其制备方法与应用，该改良剂包括外壳以及包覆在该外壳中的内核，其中：所述外壳的原料包括：硅酸三钙、改性电石渣和水；所述内核的原料包括网络状基体、肠膜明串珠菌、环氧丙烷、土壤微生物菌粉、降酸微球和水。本发明专利技术的这种土壤改良剂为核壳式结构，其特点在于：外壳中改性电石渣含有大量氧化钙，在灌溉水的溶解作用下能持续释放OH

【技术实现步骤摘要】
一种降酸微生物土壤改良剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及土壤改良
，具体涉及一种降酸微生物土壤改良剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]土壤酸化改变了土壤微生态环境，有害微生物在酸性条件下大量繁殖，而植物的根系抗逆力弱，在这种酸化的土壤中容易受病菌侵蚀。同时，还会导致土壤有益微生物种群变化，细菌个体生长变小，生长繁殖速度降低，如分解有机质及其蛋白质的主要微生物类群芽孢杆菌、放线菌、甲烷极毛杆菌和有关真菌数量降低，影响营养元素的良性循环，造成农业减产。特别是降低土壤中氨化细菌和固氮细菌的数量，使土壤微生物的氨化作用和硝化作用能力下降，对农作物大为不利。

技术实现思路

[0004]针对上述的问题，本专利技术提供一种降酸微生物土壤改良剂及其制备方法与应用，其不仅能够有效降低土壤酸度，而且能构建微生物补给系统，实现土壤活性的可持续性。为实现上述目的，本专利技术如下所述的技术方案。
[0005]在本专利技术的第一方面，提供一种降酸微生物土壤改良剂，该改良剂包括外壳以及包覆在该外壳中的内核，其中：所述外壳的原料包括：硅酸三钙、改性电石渣和水，该改性电石渣的有效成分为氧化钙；所述内核的原料包括网络状基体、肠膜明串珠菌、环氧丙烷、土壤微生物菌粉、降酸微球和水。
[0006]进一步地，所述外壳的原料中，硅酸三钙、改性电石渣、水的添加比例依次序为：5～10重量份、90～115重量份、5～15重量份。
[0007]进一步地，所述内核的原料中，网络状基体、肠膜明串珠菌、环氧丙烷、土壤微生物菌粉、降酸微球和水的添加比例依次序为：160～180重量份、5～10重量份、3～7重量份、10～30重量份、10～30重量份、20～40重量份。
[0008]进一步地，所述网络状基体为经过发酵的甘蔗渣，甘蔗渣经过制糖榨汁后，剩余的主要成分为大量的纤维丝，其经过发酵后形成的网络结构可为添加在内核中的微生物菌提供生态网。
[0009]进一步地，所述降酸微球为多孔微粒，其原料包括双氧水、硅酸三钙、改性电石渣和水，该多孔微粒的孔隙中由润湿的改性电石渣填充。这种润湿的改性电石渣由于少部分氧化钙溶解在水中形成碱性环境，并伴随着反应放热。双氧水呈弱酸性，在这种碱性环境以及水化热形成的高温环境中，容易分解产生氧气，从而得到多孔状的降酸微球。
[0010]进一步地，所述降酸微球中的改性电石渣的有效成分同样为氧化钙，改性电石渣
充填在降酸微球的孔隙中，便于在初期快速释放氧化钙，尽快改善土壤酸度。
[0011]进一步地，所述润湿的改性电石渣包括经过水等润湿剂润湿的改性电石渣，改性电石渣与水等润湿剂混合后形成的稠状膏体具有良好的粘性，便于填充在降酸微球的孔隙中。
[0012]进一步地，所述多孔微粒中，双氧水、硅酸三钙、改性电石渣和水的添加比例依次序为：0.5～5重量份、5～15重量份、50～65重量份、5～10重量份。如果水加入过量，改性电石渣中的氧化钙会重新转变为氢氧化钙，而氢氧化钙具有易溶性，降低酸度的效率无法控制。另外，由于控制了加水量，硅酸三钙未完全发生水化，在降酸微球使用过程中灌溉水等与硅酸三钙继续水化，水化相体积收缩，同时改性电石渣的氧化钙与灌溉水反应生成氢氧化钙，体积膨胀，在二者的协同作用下外壳产生裂纹，继而破碎，氢氧化钙释放降低土壤酸度。
[0013]进一步地，所述降酸微球的直径不大于3mm；所述内核的直径不超过7mm，所述外壳的厚度控制在2～4mm厚度内为宜。
[0014]在本专利技术的第二方面，提供所述降酸微生物土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：
[0015](1)将电石渣煅烧至其中的Ca(OH)2转换为CaO，得改性电石渣。
[0016](2)将硅酸三钙、改性电石渣加入双氧水和水的混合液中，养护后破碎，得到多孔微粒，将所述多孔微粒和湿改性电石渣混合后搅拌，使湿改性电石渣填充在多孔微粒的孔隙中，得降酸微球。
[0017](3)将制糖甘蔗渣、肠膜明串珠菌、环氧丙烷和水混匀后发酵，完成后加入土壤微生物菌粉继续发酵，完成后加入降酸微球和水进行造粒，得到内核。
[0018](4)将硅酸三钙、改性电石渣和水混合成浆体后包裹于步骤(3)制备的内核表面，干燥，即得降酸微生物土壤改良剂。
[0019]进一步地，步骤(1)中，所述煅烧的温度为300～550℃，煅烧保温时间为0.5～2小时，煅烧完成后冷却至室温再粉磨，即得改性电石渣。
[0020]进一步地，步骤(1)中，煅烧之前先对电石渣在100～120℃下烘干1～3小时，以去除电石渣中的水分，便于后期进行煅烧。
[0021]进一步地，步骤(2)中，所述养护的条件为：在20～35℃和相对湿度40～60％的条件下养护10～18小时。通过养护能够提高降酸微球中多孔结构硬化体的性能，防止破碎体过小。由于硅酸三钙是快硬快凝矿物，并伴随着大量的水化放热和体积收缩，养护温度过高容易导致硬化体开裂。
[0022]进一步地，步骤(2)中，所述湿改性电石渣是由50～65重量份改性电石渣和5～10重量份水混合而成。
[0023]进一步地，步骤(3)中，所述发酵条件为：在65～85℃和相对湿度40～60％的条件下发酵24～48小时；继续发酵的条件为：在65～85℃和相对湿度40～60％的条件下发酵10～20小时。
[0024]在本专利技术的第三方面，提供所述降酸微生物土壤改良剂在农业工程、环境工程等领域中的应用。
[0025]相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0026](1)本专利技术的这种土壤改良剂为核壳式结构，其特点在于：外壳中改性电石渣含有大量氧化钙，其和硅酸三钙在灌溉水的溶解作用下能持续释放OH
‑
，快速降低土壤酸度。内核主要成分为含有微生物的降酸微球，由于降酸微球具有发泡多孔结构，能调控碱性组分(OH
‑
)的释放速率，有效防止土壤二次酸化。另外，内核中的网络状基体能为微生物提供长期生存的生态网络系统，能持续地向土壤释放微生物菌和养分。
[0027](2)电石渣是一种主要成分为Ca(OH)2，并少量杂质SiO2、Al2O3的工业废渣。经过本专利技术在300～550℃煅烧后Ca(OH)2转变为CaO，在灌溉水的溶解作用下能持续释放OH
‑
，快速降低土壤酸度，同时实现了固废的资源化利用。
[0028](3)本专利技术的降酸微球是由双氧水、改性电石渣和硅酸三钙等组分组成的多孔结构的水化硬化微粒，并在这种水化硬化微粒的孔隙中填充了改性电石渣。其特点在于：在降酸微球服役过程中，孔隙中改性电石渣中的氧化钙快速释放，快速有效改善土壤酸度。之后，由于受水化硅酸三钙相的胶结作用，有助于控制降酸微球本身含有的改性电石渣中氧化钙缓释。因此，降酸微球在快速减低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降酸微生物土壤改良剂，该改良剂包括：内核；外壳，其包覆在所述内核上；其中：所述外壳的原料包括：硅酸三钙、改性电石渣和水，该改性电石渣的有效成分为氧化钙；所述内核的原料包括：网络状基体、肠膜明串珠菌、环氧丙烷、土壤微生物菌粉、降酸微球和水。2.根据权利要求1所述的降酸微生物土壤改良剂，其特征在于，所述降酸微球为多孔微粒，其原料包括双氧水、硅酸三钙、改性电石渣和水，该多孔微粒的孔隙中由润湿的改性电石渣填充，所述改性电石渣的有效成分为氧化钙；优选地，所述润湿的改性电石渣包括经过水润湿的改性电石渣。3.根据权利要求2所述的降酸微生物土壤改良剂，其特征在于，所述多孔微粒中，双氧水、硅酸三钙、改性电石渣和水的添加比例依次序为：0.5～5重量份、5～15重量份、50～65重量份、5～10重量份。4.根据权利要求1所述的降酸微生物土壤改良剂，其特征在于，所述外壳的原料中，硅酸三钙、改性电石渣、水的添加比例依次序为：5～10重量份、90～115重量份、5～15重量份；或者，所述内核的原料中，网络状基体、肠膜明串珠菌、环氧丙烷、土壤微生物菌粉、降酸微球和水的添加比例依次序为：160～180重量份、5～10重量份、3～7重量份、10～30重量份、10～30重量份、20～40重量份。5.根据权利要求1所述的降酸微生物土壤改良剂，其特征在于，所述网络状基体为经过发酵的甘蔗渣。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的降酸微生物土壤改良剂，其特征在于，所述降酸微球的直径不大于3mm，所述内核的直径不超过7mm，所述外壳的厚度为2～4mm。7.权利要求1
‑
6任一项所述的降酸微生物土壤改良剂的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫晨琛，戴靖，高新，王艳飞，霍柳青，芦令超，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：