一种设施土壤调理剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及农业技术领域，尤其涉及一种设施土壤调理剂及其应用。所述设施土壤调理剂包括：钙铝水滑石改性生物炭、丙三醇、甜菊糖提取物和海藻功能物质；以重量份计，所述钙铝水滑石改性生物炭为8～45份，所述丙三醇为7～35份，所述甜菊糖提取物为3～22份，所述海藻功能物质为1～7份。本发明专利技术复配丙三醇、甜菊糖提取物和海藻功能物质，解决了钙铝水滑石改性生物炭难悬浮、易沉降和不稳定的问题。本发明专利技术提供的设施土壤调理剂能够阻控土壤酸化，改良盐碱化土壤，同时还能够活化土壤氮、磷养分，显著降低土壤EC值，中和土壤pH值，提高土壤有机质含量，提高作物抗盐能力，促进作物生长，阻控作物吸收土壤重金属，具有高效环保的优点。具有高效环保的优点。具有高效环保的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种设施土壤调理剂及其应用


[0001]本专利技术涉及农业
，尤其涉及一种设施土壤调理剂及其应用。

技术介绍

[0002]现有技术中设施农业栽培常处于半封闭状态，具有气温高、湿度大、蒸发量大、无雨水淋洗、无沉降、复种指数高、施肥量较大等特点，导致设施土壤理化性质和生物学性状发生重大变化，主要表现为土壤酸化、盐碱化，养分不平衡及过量累积，以及重金属累积等问题。比如，有研究发现，玻璃和塑料温室耕层土壤(0
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25cm)盐分分别为露地的11.8倍和4倍，硝酸根含量则更高，分别为露地的16.5倍和5.9倍，一般在这种环境下种植2
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3年便出现盐害。随着大棚使用年限的延长，耕层(0
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20m)土壤的全盐含量不断增加，表层聚积趋势明显，如露地与3、6、10年棚龄大棚0
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20cm层的可溶性盐分离子的含量分别为1.04g/kg与2.27、2.67、3.32g/kg。
[0003]设施菜田土壤一旦发生盐碱化，理化特性将显著变差，土壤团粒结构和孔隙度显著改变，非常容易发生板结现象。同时，土壤中的离子浓度增大，pH值升高，电导率和可交换性钠比例升高，碳氮的矿化度下降，土壤中的酶活性、微生物活性和有机质的转化受抑制，最终使土壤养分利用率、有机质含量和土壤肥力下降。此外，在高浓度盐分作用下，水分会从作物根细胞外渗，作物容易干旱枯萎甚至死亡。由于钠离子等盐分离子的竞争作用，作物对氮磷等营养元素的吸收也会减少，养分转移受抑制，作物的营养状况受影响，造成品质下降，最终导致作物减产甚至绝收。除了前述问题，已有很多研究表明，当前设施栽培土壤中重金属呈明显累积趋势，且含量显著高于露地栽培土壤，农田土壤质量下降，作物体内重金属超标现象增加。设施菜地已经成为继工矿/污灌菜地之后重金属累积较严重的菜地类型，应引起足够重视。
[0004]生物炭基材料被证实是一种有效的新型土壤改良剂，具有有机碳含量高、多孔、碱性、吸附力强、用途广等特点。钙铝水滑石基材料也被证实是一种有效的土壤改良剂，对土壤中重金属等污染物固化效率高，具有组成和结构的可调变性、性质的稳定性以及绿色经济等优点。研究表明，生物炭基材料和钙铝水滑石基材料都可以起到改善土壤质量、增加土壤肥效、修复污染土壤、促进作物生长并提高产量等多重功效，但因两种材料易沉降、难悬浮等特点，目前很难应用在液体土壤调理剂领域。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种设施土壤调理剂及其应用。
[0006]调研发现，农艺措施是防治设施土壤盐碱化和重金属污染的有效手段，如施用土壤调理剂。研究表明，使用土壤调理剂养护土壤可以快速合理地修复土壤结构，让土壤营养比例及生态环境回归平衡，达到恢复健康的目的。特别是近年来随着水肥一体化的推广，液体土壤调理剂以生产成本低、污染风险小，肥效高、易吸收，混合均匀，配方容易调整，方便精确施用等优点而得到广泛关注，如果能制备一种悬浮液态土壤调理剂，则可更好地结合
水肥一体化技术使用。基于此，本专利技术以具有优良改土性能的生物炭基材料和钙铝水滑石基材料为基础，通过改性手段与复配技术，研发得到一款具有多功能协同作用，适用于设施菜田的悬浮液态土壤调理剂，为设施农业发展做出贡献。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种组合物，包括：
[0008]钙铝水滑石改性生物炭、丙三醇、甜菊糖提取物和海藻功能物质；
[0009]以重量份计，所述钙铝水滑石改性生物炭为8～45份，所述丙三醇为7～35份，所述甜菊糖提取物为3～22份，所述海藻功能物质为1～7份。
[0010]在本专利技术的一种实施方式中，以重量份计，
[0011]所述钙铝水滑石改性生物炭为20～33份，所述丙三醇为9～20份，所述甜菊糖提取物为7～19份，所述海藻功能物质为1～7份。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中，所述钙铝水滑石改性生物炭为鸡粪生物炭、猪粪生物炭、牛粪生物炭或蚓粪生物炭中的一种或多种，优选为鸡粪生物炭。
[0013]在本专利技术的一种实施方式中，所述钙铝水滑石改性生物炭的粒径为0.038～0.25mm，全碳含量为32％～60％，氢含量为0.5～5％，氧含量3～26％，灰分含量30％～65％，比表面积为100～300m2/g，总孔容积为0.05～0.5cm3/g，平均孔径为1～5nm。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，所述钙铝水滑石改性生物炭通过如下方法制备得到：
[0015]将鸡粪生物炭加入0.05～0.5mol/l九水硝酸铝和0.10～1.20mol/l四水硝酸钙的混合溶液中混合8～16h，调整混合悬浊液pH至8～12；蒸干水分后，经洗涤、干燥、自然冷却后过0.15～2mm筛；之后在球料比为20～100:1，球磨时间为1～12h，球磨转速为200～600rpm的条件下进行球磨。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，所述鸡粪生物炭选用粒径小于4mm的废弃秸秆、竹屑、木屑、椰壳、花生壳中的一种或几种为干化料，与新鲜鸡粪充分搅拌混合，在含水率≤40％后进行炭化处理；炭化条件如下：炭化温度为455
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720℃，升温速度为7～15℃/min，加热时间1.6～3.4h；自然冷却后研磨过筛。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，所述甜菊糖提取物中总甙含量为85％～98％，莱鲍迪甙含量为20～60％，甜菊甙含量为35～60％。
[0018]在本专利技术的一种优选实施方式中，所述甜菊糖提取物通过如下方法制备得到：
[0019]将甜叶菊按料液比1:15～1:40(mg/ml)加入天然低共熔溶剂以及0.1～0.7％纤维素酶和0.1～0.5％抗坏血酸，混匀；随后在pH为3～6、温度为35～60℃、输出功率为800～1200W条件下超声处理0.5～5h；然后在25℃、6000～10000r/min条件下离心15～45min；取上清液，浓缩后用0.15～0.45μm聚醚砜滤膜过滤制得所述甜菊糖提取物。
[0020]优选地，所述天然低共熔溶剂为1,2
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丙二醇、丙二酸、丙三醇、蒸馏水按体积比9:1:1:1在40～100℃水浴加热条件下配制而成的液体材料。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，所述海藻功能物质通过如下方式制备得到：
[0022]将海藻原料在碱性条件下超声处理，分离得到A液和海藻渣；将所述海藻渣在酸性条件下超声处理，分离得到B液和废渣；混合A液和B液进行纯化。
[0023]在本专利技术的一种优选实施方式中，所述海藻功能物质通过如下方式制备得到：
[0024]海藻原料粉末按料液比1:15～1:45(mg/ml)加入1～10mmol/l氢氧化钠溶液，在温
度为35～60℃、输出功率为800～1200W条件下超声处理0.5～2h；随后经过滤分离得到A液和海藻渣；向海藻渣中加入1～10mmol/l混合酸洗剂，在温度为35～60℃、输出功率为800～1200W条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合物，其特征在于，包括：钙铝水滑石改性生物炭、丙三醇、甜菊糖提取物和海藻功能物质；以重量份计，所述钙铝水滑石改性生物炭为8～45份，所述丙三醇为7～35份，所述甜菊糖提取物为3～22份，所述海藻功能物质为1～7份。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以重量份计，所述钙铝水滑石改性生物炭为20～33份，所述丙三醇为9～20份，所述甜菊糖提取物为7～19份，所述海藻功能物质为1～7份。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述钙铝水滑石改性生物炭的粒径为0.038～0.25mm；和/或，比表面积为100～300m2/g；和/或，总孔容积为0.05～0.5cm3/g；和/或，平均孔径为1～5nm；和/或，全碳含量为32～60％。4.根据权利要求1
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3任一项所述的组合物，其特征在于，以质量百分比计，所述甜菊糖提取物中总甙含量为85％～98％，莱鲍迪甙含量为20～60％，甜菊甙含量为35～60％。5.根据权利要求1
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3任一项所述的组合物，其特征在于，所述海藻功能物质通过如下方式制备得到：将海藻原料在碱性条件下超声处理，分离得到A液和海藻渣；将所述海藻渣在酸性条件下超声处理，分离得到B液和废渣；混合A液和B液进行纯化。6.一种设施土壤调理剂，其特征在于，所述设施土壤调理剂包括权利要求1
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5任一项所述的组合物，以及促生剂、悬浮分散剂和稳定提质剂。7.根据权利要求6所述的设施土壤调理剂，其特征在于，所述促生剂包括肌醇、葡甘露聚糖、甘露醇、壳聚糖、麦芽糖醇、海藻酸、5
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氨基乙酰丙酸、聚谷氨酸、γ
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氨基丁酸中的三种或三种以上；和/或，所述悬浮分散剂包括焦磷酸钠、六偏磷酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈清，王子豪，张冬寒，张鑫俊，祁瑞，廖宏杰，慕康国，王文昊，周林，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：