一种酸化土壤改良剂组合物及其制备与应用制造技术

本发明专利技术提供一种酸化土壤改良剂组合物及其制备与应用，它含有植酸、植酸酶、枸橼酸、氨基酸、衣康酸几种有机原料。本酸化土壤改良剂组合物尤其适用于受酸雨以及长期施肥不当造成的障碍性酸化土壤的生态改良修复。本发明专利技术还公开了该改良剂的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业用新材料
，主要是土壤改良。更具体地，本专利技术涉及一种水溶性有机酸土壤改良剂组合物及其制备与应用。所述的土壤改良剂组合物含有植酸、植酸酶、枸橼酸、氨基酸、衣康酸和渗透剂，尤其适用于酸化所致障碍性土壤的修复和改良。
技术介绍
一、土壤酸化我国长江以南广泛地分布着大面积的酸性土壤，主要集中在浙江、江西、福建、广东、广西、海南、云南和贵州等南方省份，总面积约为2亿hm2。大部分酸性土壤的pH值小于5. 5，其中很大一部分小于5.0，甚至更低。而且随着我国社会经济的进一步发展，我国酸性土壤面积和土壤酸化程度还有进一步增加的趋势。中国农业大学资源与环境学院教授张福锁团队从对过去20多年来的中国农田土壤pH值变化的研究中发现，高达90%的农田土壤均发生不同程度的酸化现象，土壤PH值平均下降约0. 5个单位，相当于土壤酸量在原有基础上增加了 2. 2倍。相关论文《中国主要农田发生显著酸化》发表在国际顶级学术刊物《科学》上。土壤酸化铝毒害是全世界范围普遍存在的严重农业生产问题，影响着世界40%耕地面积的作物生产。土壤中的铝主要以固定态的形式存在，这种固定态的铝对植物和环境没有毒害作用，只有游离态的铝才会对植物和环境产生影响。近年来，全球范围酸沉降日益严重以及酸性肥料在农业生产中的大量使用，大大加速了土壤和沉积物中铝的释放，从而影响植物对营养和水分的吸收。我国南方分布着大面积的酸性土壤，占全国土地总面积的21%，铝毒已成为酸性土壤中抑制植物生长的主要因素之一。目前，酸性土壤中减缓铝毒危害的主要措施是施用石灰，提高土壤的pH值，但作用时间短且成本较高，还会产生如降低土壤磷、锌的有效性，造成土壤板结，复酸化等不良影响。二、土壤酸化的原因？自然因素和人为因素自然因素主要有①植物根系活动及土壤中有机质的分解产生的有机酸和大量的CO2，还有某些微生物产生的矿质酸，都是土壤溶液中的H+的来源；②当土壤胶体上吸附H+达到一定数量后，黏粒矿物的晶格遭到破坏，使黏粒矿物中铝被溶解出来，溶液中出现了活性铝，水解后释放出H+ ；③胶体吸附的H+和Al3+被其他置换到溶液中而使土壤呈酸性。人为因素主要是①酸性气体的大量排放，导致酸沉降的增加。排放到空气中的SO2和NOx。有一部分直接渗入地表形成干沉降，另一部分经过一系列的化学反应最后形成强酸H2SO4和HNO3,雨水PH值随之下降形成酸雨。土壤酸化始于活性质子(H+)，由于氢质黏土不稳定，当土壤有机矿质复合体或铝硅酸盐黏粒矿物表面吸附的氢离子达到一定限度后，这些粒子的晶格结构就会遭到破坏，铝氧八面体会解体，是铝离子脱离了八面体晶格的束缚，转变成交换性铝离子。土壤交换性铝的水解使土壤表现出酸度特征，依据水解程度的不同，一个(Al3+)水解可以产生I 3个H+氢离子。结果导致土壤耕作层可给性营养元素(钾、钠、钙、镁等)的损失及某些毒性元素，如重金属镉(Cd)的释出和活化。②长期过量单纯的使用化肥使土壤酸化比如硫酸铵[(NH4) #04其有营养的部分在含氮(N)的铵(NH4+)阳离子，则植物将大量吸收铵离子而不吸收没有营养的硫酸根离子(so4)2-，在吸收的离子交换过程中大量排出氢离子(H+)，致使土壤酸化。土壤酸化与危害①土壤酸化后，土壤中含铝的原生和次生矿物风化加速而释放大量铝离子，形成植物可吸收形态的铝化合物。植物过量的吸收铝，不仅会降低作物产品品质，还会对植物体特别是植物根系生长产生极大影响，导致植物过量吸收铝(Al.)中毒死亡。②土壤酸化还使土壤对磷酸根和钥酸根的固定作用增强，土壤磷和钥的有效性降低，大量沉积于土壤中导致土壤板结贫脊化，影响植物正常生长和发育。③土壤酸化还会引起土壤中有毒重金属元素的活化，不仅影响作物生长，还会通过食物链危害人体或动物体的健康。④土壤酸化板结影响土壤微生物的活动，使土壤微生物数量减少，微生物的生长和活动受到抑制，从而影响土壤有机质的分解和土壤中C、N、P、S的循环。⑤土壤酸化pH低是影响土壤中磷的有效性的重要因素，加剧对磷的固定，pH在5. 5 7. 5之间，磷的有效性最高。酸性土壤常含有大量的Al3+、Fe2+和Mn2+，它们易与土壤中的磷酸根离子结合为难溶性磷酸盐，降低了土壤中磷元素的有效性。低pH 土壤条件下，随着土壤阳离子代换量(CEC)的降低，K+的有效度亦降低，从而影响植物对K+的吸收。⑥土壤酸化有机质降低，土壤细菌和放线菌数量随连作年限的增加而呈减少趋势，真菌以连作3年最低；连作使细菌和真菌有益菌群数量降低，而腐霉等有害菌群数量增加。迄今为止，国内外对土壤酸化的改良措施和积累的经验有控制二氧化硫排放，农业及生物改良措施，化学改良措施等。控制二氧化硫排放目前我们国家和世界各国都在努力，采取的具体措施是(I)确定合理的酸沉降控制区与二氧化硫排放控制区，控制机动车尾气排放量(2)调整能源结构，发展替代能源。开发可以替代燃煤的清洁能源，如核电、水电、太阳能、风能、地热能等(3)抓紧研究开发二氧化硫治理技术和设备，优化能源质量，提高能源利用率，减少燃烧产生的二氧化硫上述方法实施是目前解决人为致酸因素一个方面，不能解决已经酸化和其它因素所致的酸化土壤改良问题。农业及生物改良措施酸性土壤采用微生物改良主要是利用绿肥及土壤中的一些动物来达到改良酸化土壤的目的，在农业上利用有机物料改良酸性土壤已经有千余年的历史。土壤中施用有机物质不仅能提供作物需要的养分，提高土壤的肥力水平，还能增加土壤微生物的活性，增加土壤对酸的缓冲性能，利用了生物改良的技术。有机物料还能与单体铝复合，降低土壤交换性铝的含量，减轻铝对植物的毒害作用，用作改良土壤的有机物料种类很多，在农业中取材也比较方便，如各种农作物的茎杆，家禽的粪肥、绿肥和草木灰等等。然而这种农业改良或生物改良的效果受到改良时间土壤酸化程度和原料来源等条件的制约，在短期内难以获得理想效果！化学改良剂I.石灰改良剂石灰可以中和土壤的活性酸和潜酸，生成氢氧化物沉淀，迅速有效的降低酸性土壤的酸度，还能增加土壤中交换性钙的含量。但石灰施用法只处理了表土层，心土层的铝离子活性仍然没有变化，深根作物尤其是禾谷类仍然会受到严重的铝害。施用石灰后土壤存在复酸化过程，作用时间短且成本较高，还会产生如降低土壤磷、锌的有效性即石灰的碱性消耗后土壤再次发生酸化，而且酸化程度比施用石灰前有所加剧。2 矿物和工业废弃物的改良近几年来人们又发现了一些矿物质和工业副产物也能起到改良酸性土壤的效果。如磷石膏、粉煤灰、碱渣、磷矿粉和废液污染等工业废弃物。磷石膏的主要成分是硫酸钙，土壤与硫酸钙反应后，SO42-和0H—之间的配位基交换作用产生碱度。粉煤灰，火力发电厂的煤经高温燃烧后由除尘器收集的细灰，成粒状结构，主要含硅、铝、铁和微量元素，PH值在10 12之间，其中的CaO，MgO等碱性物质，可以中和土壤中的酸性物质。上述方法均可收到一定的效果。矿渣，工业废弃物用量大资源有限，但一些矿渣，工业废弃物有可能还含有有害元素成分，会产生次生危害。普通改良剂改良土壤的作用机理分三种I.物理方法减轻人为酸化的现象。即通过测土配方施肥，科学合理地施用化学肥料，通过施生理碱性或中性肥改善土壤理化状况。2.微生物菌群(微生物菌肥)施入土本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李智强，
申请(专利权)人：李智强，
类型：发明
国别省市：