一种土壤酸化和有效铝调节剂的制备方法及其产品和用途技术

本发明专利技术公开了一种土壤酸化和有效铝调节剂的制备方法及其产品和用途，以油茶为模式植物，基于油茶产业副产品油茶壳加工利用制备生物质炭。油茶为高度铝富集植物，油茶壳中含有丰富的铝元素。油茶壳生物质炭呈碱性，向土壤中施加油茶壳生物质炭后，碱性炭被土壤中的酸中和，缓解土壤酸化。同时，生物质炭中的有效铝被活化，可溶态铝被溶解，进而释放到土壤中，增加了土壤中有效铝的含量，有效提供了油茶科植物生长所需铝元素，实现改良酸性土壤的同时提高土壤有效铝含量的目的。高土壤有效铝含量的目的。高土壤有效铝含量的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤酸化和有效铝调节剂的制备方法及其产品和用途


[0001]本专利技术属于改良剂的
，尤其涉及一种土壤酸化和有效铝调节剂的制备方法及其产品和用途。

技术介绍

[0002]铝是土壤重要元素之一。土壤中的铝主要以生物不可利用的硅酸盐和三氧化二铝的形式存在，这种固定态对植物和环境没有毒害作用，但是在pH<5的酸性土壤中，难溶态铝解离，以可溶性铝离子的形式存在，会对植物产生较大的毒害作用。
[0003]目前，世界上酸性土壤面积已高达40％，铝毒已成为酸性土壤中抑制植物生长的主要因素之一。土壤中的铝离子首先会抑制植物根系的伸长，使根毛减少，从而阻碍植物根系分支的形成发展，导致植物利用水和其他物质的能力大大降低，严重危害植物的正常生长发育。在酸性土壤中，由于铝的交换量占土壤阳离子交换总量的20％～80％，导致土壤中阳离子易于淋失，致使钾、钙、镁、硼、钼等营养元素缺乏，因此，作物耐酸性与耐铝毒性具有一致性。
[0004]当土壤中铝离子含量过高时，植物将会受其毒害，通常表现为植株矮小，叶片呈现黑绿色，茎和叶脉呈现紫色，叶尖则变黄萎焉枯死。铝对土壤微生物区系特征有较大的影响，这与土壤中铝的含量有关。当土壤中铝的质量分数小于1.1g/kg时，土壤中细菌、放线菌、氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌数量均随着铝质量分数的增加而增加；当土壤中铝的质量分数大于1.1g/kg时，则会随着铝质量分数的升高而减少；当土壤中铝的质量分数较高时，硝化细菌、反硝化细菌几乎不能存活。
[0005]现有技术中多采用生物质炭调节酸性土壤pH以改良土壤，由于生物质炭中含有丰富的碳酸盐和有机官能团，它能与酸性土壤中的H
+
发生缔合反应，降低H
+
浓度，提高土壤pH，从而改良土壤酸性，而且生物质炭表面含丰富的含氧官能团且具有多孔结构的特征，因此对金属元素具有较强的吸附能力，能够减少土壤中的铝元素，减轻土壤铝毒的危害。
[0006]然而，虽然高浓度铝对大多数植物具有毒害作用，但在自然界中也存在一些植物，比如油茶(山茶科)植物，与大多数植物不同，油茶科植物多喜铝，具有高度铝富集特征。由于其本身高度铝富集特征，其生长土壤逐渐酸化退化。土壤酸化改良将有效提高土壤pH值，但随着酸性土壤改良，土壤中有效铝含量将明显下降。由于土壤铝毒的危害，目前尚无有效提高土壤有效铝的环境友好型调节剂，严重限制了酸性土壤改良以及土壤有效铝调节工作的进展，尤其是山茶科聚铝植物资源的开发和利用。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供一种土壤酸化和有效铝调节剂的制备方法及其产品和用途。以油茶为模式植物，基于油茶产业副产品油茶壳加工利用制备生物质炭，实现改良酸性土壤的同时提高土壤有效铝含量的目的。
[0008]为实现上述技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种土壤酸化和有效铝调节剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将油茶壳烘干至恒重，冷却，在400
‑
500℃缺氧条件下进行分段式炭化处理，冷却，粉碎，得到油茶壳生物质炭，即土壤酸化和有效铝调节剂。
[0010]优选的，所述烘干温度为60℃
[0011]优选的，所述分段式炭化处理是指：升温至200℃，维持20min，排除内部氧气，然后升温到350
‑
550℃，隔绝空气条件下高温裂解30
‑
60min，随后降温至200℃，维持20min。
[0012]优选的，所述炭化处理时间为1
‑
2h。
[0013]优选的，所述粉碎至过0.25mm筛。
[0014]本专利技术还提供一种利用上述方法制备得到的土壤酸化和有效铝调节剂。
[0015]本专利技术还提供一种土壤酸化和有效铝调节剂在调节土壤有效铝含量中的应用。
[0016]油茶属于山茶科山茶属植物，花色鲜艳，树形优美，种子含油率高，是南方重要的木本食用油料树种和观赏树种，也是南方地区有名的经济林树种。在自然界中，大多数植物在高浓度铝离子环境下根系生长受抑制。然而，对油茶而言，一定浓度的活性铝能促进植株对营养元素的吸收，提高光合作用能力和叶绿素含量等。油茶树体具有高度聚铝特性，其体内聚集着大量的铝，部分器官中铝含量是一般植物的几十倍。
[0017]油茶壳生物质炭能够提高土壤有效铝含量的原因：
[0018]油茶为富铝含植物，油茶壳中含有丰富的铝元素，油茶壳生物质炭呈碱性，向土壤中施加油茶壳生物质炭后，碱性炭被土壤中的酸中和，生物质炭中的有效铝被活化，生物质炭中的固态铝被溶解，进而释放到土壤中，增加了土壤中有效铝的含量，有效提高了油茶生长所需铝元素的含量。
[0019]由于植物吸收土壤中的铝已经下降到一定程度，浓度低于生物质炭，添加生物炭可以通过酸性中和释放铝离子，使活性炭释放铝离子的量大于活性炭吸收铝离子的量，从而达到增加土壤中有效铝的含量的目的。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为:
[0021]本专利技术提供了一种土壤铝补充的绿色生态友好型方法，基于农林废弃物制备，通过将含铝量大的油茶壳经过分段式炭化处理得到油茶壳生物质炭，通过油茶本身富集的铝再利用，提高土壤中有效铝的含量，同时生物质炭本身的性质还能够改良土壤酸性，实现了改良酸性和调节铝含量双重效果的目的。而且本专利技术基于农林废弃物制备和应用，不会新增土壤污染，环境友好，有较大推广和应用潜力。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术含有油茶壳生物质炭的土壤与空白组CK土壤随时间推移土壤pH的变化；
[0024]图2为本专利技术含有油茶壳生物质炭的土壤与空白组CK土壤随时间推移土壤有效铝含量的变化；
[0025]图3为施入不同生物质炭的土壤中有效铝含量的变化。
具体实施方式
[0026]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0027]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0028]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤酸化和有效铝调节剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将油茶壳烘干至恒重，冷却，在400
‑
500℃缺氧条件下进行分段式炭化处理，冷却，粉碎，得到油茶壳生物质炭，即土壤酸化和有效铝调节剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烘干温度为60℃。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分段式炭化处理是指：升温至200℃，维持20min，排除内部氧气，然后升温至350
‑
550...

【专利技术属性】
技术研发人员：张令，罗来聪，白健，李爱新，赖晓琴，刘晓君，邓文平，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：