一种针对黄芪增产提质的土壤改良剂，制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及土壤改良技术领域，尤其涉及一种针对黄芪增产提质的土壤改良剂，制备方法及应用。土壤改良剂为负载有腐殖质微粉的生物炭颗粒，所述生物炭颗粒采用黄芪的茎和/或叶为原材料制备而成。土壤改良剂中还通过材料改性添加氮元素和磷元素。本发明专利技术的土壤改良剂，可显著提高土壤保水保肥能力，显著降低作物病虫害，降低土壤中有害因子的不良影响并激活，提高土壤有益土壤酶与微生物的活性，抑制不利菌群和不益酶活性，增加和固定肥分并明显改善土壤沙化贫瘠化现状，从而清除和大大降低土壤中有毒有害成分对黄芪的负面作用，对黄芪产物并起到提质增产的效果。起到提质增产的效果。起到提质增产的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种针对黄芪增产提质的土壤改良剂，制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及土壤改良
，尤其涉及一种针对黄芪增产提质的土壤改良剂，制备方法及应用。

技术介绍

[0002]当前，我国干旱和半干旱地区，土壤普遍存在有机质不足、金属离子过剩、肥力低下、保肥保水透气性能差等特点，再加上季节性干旱频发，由于栽培强度高、轮作不合理、化肥农药使用过量、环境污染等种植等天然和人为问题，使得土壤生态环境的破坏日益加剧，土壤土质恶化并出现严重的次生盐渍化、酸化、板结化等不利作物产量和质量提高的种植问题以及土传病害频繁发生和连作障碍日益严重等引起作物质量下降的同时大幅减产甚至绝产。
[0003]而在具有“千年药乡”之称的甘肃陇西县，上述问题也是日益严重并引起了广泛关注，作为三大黄芪之一甘肃黄芪的主栽区，其土壤特点总体表现为“一高、一中、三低”，即高含量的钙镁离子，中等含量的速效钾，低含量的有机质、低含量的全氮与速效磷以及低供氮能力。这已经严重影响了黄芪种植的产量和质量，因此迫切需要通过一定技术方法对土壤进行改良以提高黄芪的产量和质量，达到增产提质的功效。
[0004]与此同时，现有的针对中药种植土壤改良方式一般包括调节土壤酸碱度、增加有机肥，增加有益菌种等，但现有土壤改良剂普遍存在针对性不足和效果单一的缺陷，导致改良效果单一，不尽如人意。
[0005]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种针对黄芪增产提质的多效能土壤改良剂，制备方法及应用。
[0007]本专利技术提供了一种针对黄芪增产提质的土壤改良剂，土壤改良剂为负载有腐殖质微粉的改性生物炭颗粒，生物炭颗粒采用黄芪的茎和/或叶为原材料制备而成；改性生物炭颗粒表面负载有氮元素和磷元素。优选的，改性生物炭表面负载N元素的质量百分比含量为0.2% ~ 0.5%，负载P元素的质量百分比含量为0.2% ~ 0.5%。
[0008]可选的，腐殖质微粉的粒径为0.5 ~ 10
ꢀµ
m；可选的，生物炭颗粒的粒径为2 ~ 5 mm，比表面积为700~ 800 m
²
/g，总孔容积为0.5 ~ 0.6 cm
³
/g；可选的，土壤改良剂的粒径为3.5 ~ 5.0 mm。
[0009]可选的，腐殖质微粉与生物炭颗粒的质量比为1 ~ 9：1 ~ 9，优选为1 ~ 3：7 ~ 9或7 ~ 9：1 ~ 3。
[0010]本专利技术提供了上述土壤改良剂的制备方法，至少包括以下步骤：S1、采用一步负载法制备负载有氮元素和磷元素的改性生物炭颗粒；
S2、制备腐殖质微粉；S3、将生物炭颗粒与腐殖质微粉按照质量比进行负载，得到土壤改良剂。
[0011]可选的，在S1中包括：S11、粉碎黄芪的茎和/或叶，得到原料粉；S12、将原料粉与改性剂混合，浸渍8 ~ 24小时，离心、干燥得固体物；改性剂为磷酸和硝酸钠混合溶液；S13、将固体物晾干后置于N2氛围管式炉内中，升温至800℃~840℃热解1.5 ~ 3小时；S14、清洗至中性，干燥，即为生物炭颗粒。
[0012]可选的，S11中，原料粉的粒径为5 ~ 8 mm；可选的，S12中，改性剂中磷酸和硝酸钠的摩尔比为1 ~ 2：8 ~ 9，水溶液的浓度为5 ~ 20 mol/L；可选的，S12中，原料粉与改性剂的质量比为3 ~ 8：1 ~ 5；可选的，S12中，烘干的温度为70 ~ 80℃，时间12 ~ 24小时。
[0013]可选的，S13中，惰性气体N2的流速为20 ~ 30mL/min，升温的速率为3 ~ 6℃/min；S13中，升温至830℃~ 838℃热解2小时；S14中，清洗的条件为采用超纯水和0.1~ 1 mol/L盐酸反复抽滤冲洗；S14中，干燥的条件为：100~ 105℃下烘干12 ~ 24小时。
[0014]可选的，S2包括：S21、首先将腐殖质原料干燥、粉碎成1~ 10 mm的小颗粒；腐殖质矿物质原料包括褐煤、泥炭、矿石表层中的至少一种，或由将褐煤、泥炭、矿石表层中的至少一种混合有机物；或腐殖质矿物质原料采用土壤好氧培养法制备；S22、将小颗粒装入变轨研磨机进行研磨，将研磨档位调至研磨出的粒径不大于200 μm颗粒，同时将压力为150 KPa的空气流、从上下磨盘中心注入至上下磨盘空隙、并向四周扩散，利用气流使颗粒通过四周的网筛，获得粒径不大于75 μm的微粒；S23、将微粒送入多级变轨球磨机，调节球磨档位，通过多级变轨后，球磨出粒径为0.5 ~ 50 μm的颗粒，同时将压力为120KPa的空气流、从球磨机正上方旋转吸出，获得0.5 ~ 10 μm的微粉。
[0015]本专利技术提供了上述土壤改良剂或上述制备方法制备得到的土壤改良剂在用于改良黄芪种植用地土壤中的应用，在酸性土壤中，所施用的土壤改良剂中生物炭颗粒与腐殖质微粉的重量比7 ~ 9：1~ 3；在碱性土壤中，所施用的土壤改良剂中生物炭颗粒与腐殖质微粉的重量比为1 ~ 3：7~ 9；在沙化土壤中，所施用的土壤改良剂的粒径为2.5 ~ 3.5 mm。
[0016]可选的，土壤改良剂施加在土壤中的质量百分比为0.1％ ~ 0.5％。
[0017]本专利技术实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本专利技术提出一种生物炭颗粒负载腐殖质微粉的多效能土壤改良剂，与土壤按比例混合施入在显著提高土壤保水保肥透气能力同时可有效激活和提高土壤中有益菌群和土壤酶的活性并抑制不利菌群和不益酶活性，增加和固定肥分并明显改善土壤沙化贫瘠化与板结化现状并能清除和大大降低土壤中有毒有害成分对黄芪的负面作用（如固化重金属离子），使得作物根茎叶生长环境全面提升从而大大提高黄芪产量、品质并减少病虫害与土传
病害。
[0018]本专利技术提出的生物炭颗粒负载腐殖质微粉土壤改良剂，应用于干旱和半干旱土地的黄芪种植土壤，可同时进行生态修复与地力等级提升与优化，一并提高黄芪的产量与品质。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例中腐殖质研磨设备的结构示意图；图2为本专利技术实施例的土壤改良剂的扫描电镜（SEM）照片；图3为本专利技术实施例的土壤改良剂使用 EDS进行元素分析的结果；其中，在图1中：1
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进料器；11
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进料仓；12
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送气口；2
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研磨机上磨盘；3
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研磨机下磨盘；4
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筛网；5
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收集装置；6
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研磨机变轨调整器；7
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研磨机出气和出料口；8
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传送装置；101
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外壳；102
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球磨机上磨盘；103
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球磨机下磨盘；104
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球磨机变轨调整器；105
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旋吸装置；106
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出料口；107
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球磨机出气和出料口。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对黄芪增产提质的土壤改良剂，其特征在于，所述土壤改良剂为负载有腐殖质微粉的改性生物炭颗粒，所述生物炭颗粒采用黄芪的茎和/或叶为原材料制备而成；所述改性生物炭颗粒表面负载有氮元素和磷元素，和/或，所述改性生物炭表面负载N元素的质量百分比含量为0.2% ~ 0.5%，负载P元素的质量百分比含量为0.2%~ 0.5%。2.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述腐殖质微粉的粒径为0.5 ~ 10
ꢀµ
m；和/或，所述生物炭颗粒的粒径为2 ~ 5 mm，比表面积为700~ 800 m
²
/g，总孔容积为0.5 ~ 0.6 cm
³
/g；和/或，所述土壤改良剂的粒径为3.5 ~ 5.0 mm。3.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述腐殖质微粉与所述生物炭颗粒的质量比为1 ~ 9：1~ 9。4.如权利要求1~3任一项所述土壤改良剂的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：S1、采用一步负载法制备负载有氮元素和磷元素的改性生物炭颗粒；S2、制备腐殖质微粉；S3、将所述生物炭颗粒与所述腐殖质微粉按照质量比进行负载，得到所述土壤改良剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在S1中包括：S11、粉碎黄芪的茎和/或叶，得到原料粉；S12、将所述原料粉与改性剂混合，浸渍8 ~ 24小时，离心、干燥得固体物；所述改性剂为磷酸和硝酸钠混合溶液；S13、将所述固体物晾干后置于N2氛围管式炉内中，升温至800℃~ 840℃热解1.5 ~ 3小时；S14、清洗至中性，干燥，即为所述生物炭颗粒。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S11中，所述原料粉的粒径为5 ~ 8 mm；和/或，S12中，所述改性剂中磷酸和硝酸钠的摩尔比为1 ~ 2：8~ 9，溶液的浓度为5 ~ 20mol/L；和/或，S12中，所述原料粉与所述改性剂的质量比为3 ~ 8：1 ~ 5；和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣福，刘荟达，张鑫博，孔全存，李慧宇，刘国忠，荆日星，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：