一种靶向修复酸化黑土地的调理剂及其制备方法与流程

本发明属于土壤调理领域，特别涉及一种靶向修复酸化黑土地的调理剂及其制备方法。

背景技术：

1、黑土地区是我国重要的粮食生产基地，然而耕地酸化严重制约该地区农业生产，不利于农业可持续发展。黑土酸化主要是由于有机质消退和氮素利用率低两方面因素影响，导致酸缓冲性能减弱和硝化产酸严重。因此缓解黑土酸化是需要迫切解决的重大问题，对保障粮食安全具有重要意义。改良酸化黑土的常规措施主要是施用石灰等材料，然而石灰为无机钙，养分单一，缺乏有机养分，且施用不当易产生烧苗现象。相较于石灰等无机钙类型改良材料，有机钙类型的改良材料富含有机养分，改良土壤酸化作用温和，不易产生烧苗问题，且与其它调理材料复配后无不良影响。牡蛎壳就是这样一种天然的有机钙类型物质，是缓解酸化很好的改良材料。

2、牡蛎是人工养殖最多的贝类，年产量达581万吨。牡蛎壳作为养殖和餐饮副产废弃物，有着巨大的存量，有待对其资源化开发利用。牡蛎壳材料来源广泛，作为天然有机钙基土壤调理剂应用前景广阔。牡蛎壳主要成分为碳酸钙，其中天然有机物约占5％左右，主要的有益物质包括甲壳素和氨基酸等；此外牡蛎壳的多孔结构具有良好的物理性状，具有良好的保水、保肥、透气的作用。然而牡蛎壳的常规烧制方法存在多方面问题：常规烧制温度通常达800℃左右，能耗大、成本高；也无法保留牡蛎壳中天然有机物质，且破坏其微孔结构，未能充分发挥牡蛎壳粉保水供肥的价值；此外，高温烧制后形成的氧化钙，与石灰无异，具有强碱性，溶于水放热，施用于土壤易产生烧苗风险。且市场上现有的牡蛎壳土壤调理剂功能单一、有机营养含量低，大部分调理剂只间接对土壤进行改酸，而缺少直接作用于肥料和植株的产品，针对性较弱，导致对酸化的黑土改良效果短暂，作物稳产增产效果不明显。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供一种有机营养含量高、改良土壤酸化作用温和、不易产生烧苗的调理剂及其制备方法，以克服现有牡蛎壳土壤调理剂的不足。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了一种靶向修复酸化黑土地的调理剂及其制备方法。

3、本发明提供的一种靶向修复酸化黑土地的调理剂，所述调理剂的颗粒包括核层和壳层，核层包括海藻酸、生化黄腐酸和木质素，壳层包括kh2po4溶液和低温焙烧后的牡蛎壳粉。

4、优选地，所述一种靶向修复酸化黑土地的调理剂，固体按重量份计算，包括以下成分：

5、低温焙烧后的牡蛎壳粉48～80份、海藻酸12～20份、生化黄腐酸3～6份、木质素12～22份。

6、本发明提供的一种靶向修复酸化黑土地的调理剂的制备方法，包含以下步骤：

7、步骤1)将牡蛎壳脱盐和破碎，破碎后的牡蛎壳烘干、低温焙烧和降温冷却后，进行粉碎、磨细得到低温焙烧后的牡蛎壳粉；

8、步骤2)将海藻酸、生化黄腐酸、木质素复配、干燥、磨细、造粒，得到核层；

9、步骤3)将kh2po4溶液喷在核层表面，再将低温焙烧后的牡蛎壳粉包裹核层，得到靶向修复酸化黑土地的调理剂。

10、牡蛎在海洋中生长，牡蛎壳含有大量盐分。牡蛎壳粉施用于土壤中，会同时引入过量盐分，对作物产生盐分胁迫效应。因此本发明首先对牡蛎壳脱盐处理，避免盐分太高施用于土壤中引发盐渍化危害。

11、优选地，所述进行脱盐处理后的牡蛎壳游离盐含量控制在0～0.5wt％之间。

12、优选地，步骤1)中所述烘干温度为60～100℃、烘干时间为20～40min。

13、优选地，步骤1)中所述低温焙烧温度为250～550℃、低温焙烧时间为20～60min。

14、优选地，步骤1)中低温焙烧后的牡蛎壳粉粒径在20～50μm范围内。

15、优选地，步骤2)包含以下步骤：

16、s1：按量称取海藻酸、生化黄腐酸、木质素，干燥后搅拌混合均匀，研磨成粉，得到一定磨细度的混合粉末；

17、s2：将混合粉末加入至挤压机中进行挤压造粒，然后经过干燥和筛选，得到核层。

18、优选地，所述步骤s2中核层粒径大小为0.5-1mm。

19、优选地，步骤3)中用雾化器将kh2po4溶液喷在核层表面，kh2po4溶液浓度为1g/l，雾化器雾化喷嘴孔径0.1mm，雾粒7-12μm。

20、本发明的有益效果为：

21、(1)本发明中牡蛎壳通过脱盐工艺，有效控制盐分总量，减轻其对作物产生高盐胁迫，避免盐分太高施用于土壤中引发盐渍化危害。

22、(2)本发明采用低温分段焙烧工艺，代替常规800℃煅烧工艺，使牡蛎壳烧制均匀、无粘连，降低焙烧温度和时间，一方面降低了能耗和成本；另一方面保留了牡蛎壳有效结构和成分，最大程度保留了牡蛎壳多孔结构、甲壳素和氨基酸成分，且降低了牡蛎壳溶于水的强碱和放热特性。核心成分的牡蛎壳粉还可以促进土壤团聚体形成，有效保护黑土有机质，提高黑土缓冲性能，兼具良好的保肥供肥、调节水气作用。

23、(3)调理剂中海藻酸是一种生物刺激素，其特有的褐藻多酚、岩藻多糖以及甜菜碱、细胞分裂素、赤霉素、生长素、脱落酸等植物内源激素为作物生长提供刺激作用，通过促进种子萌发、根系生长、提高光合作用效率等机制有效促进作为生长；生化黄腐酸是通过养殖和种植业废弃物发酵技术生产制取，其有效成分fa具有抑制脲酶和硝化细菌活性的功效，可降低氮肥转化效率，起到缓释氮素的作用，有效改善氮肥低利用率所产生的黑土地酸化问题；木质素作为复杂的芳环结构物质，较其它易分解的简单烷烃、脂族化合物可有效增强黑土有机质稳定性，有效补偿因耕作和酸化而损耗的有机质，发挥长久功效。海藻酸、生化黄腐酸、木质素有机物料复配进一步提高有机营养含量，并促进调理剂颗粒团聚成粒，增加颗粒强度，提升产品性状。

24、复配的海藻酸、生化黄腐酸等肥料增效助剂，可提升氮肥利用率，减少硝化产酸，同时调节根系生理代谢；同时引入木质素，与牡蛎壳的钙桥键连接土壤矿物和有机质，促进团粒结构胶结并形成团聚体，保护土壤有机质增加腐殖物质含量，进一步提升黑土有机质稳定性和酸缓冲性性能，发挥长效作用；此外还可起到保肥供肥、协调水汽的功效，缓解因有机质消退产生的黑土物理性转恶化，如耕层板结等伴生危害。

25、(4)海藻酸具有粘稠性，遇水会膨胀十倍，将kh2po4溶液用雾化器喷在核层表面，控制液滴大小，使得核层表面具有粘稠性又不至于膨胀，能够黏附壳层低温焙烧后的牡蛎壳粉。kh2po4溶液具有磷元素，可以为土壤提供磷肥。低温焙烧后的牡蛎壳粉具有一定的碱性，当土壤中有水分时，海藻酸遇水膨胀十倍，使得核层破裂，释放出核层的海藻酸、生化黄腐酸和木质素，能够有效避免烧苗现象。

技术特征：

1.一种靶向修复酸化黑土地的调理剂，所述调理剂的颗粒包括核层和壳层，核层包括海藻酸、生化黄腐酸和木质素，壳层包括kh2po4溶液和低温焙烧后的牡蛎壳粉。

2.根据权利要求1所述一种靶向修复酸化黑土地的调理剂，其特征在于，固体按重量份计算，包括以下成分：

3.一种靶向修复酸化黑土地的调理剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

4.根据权利要求3所述一种靶向修复酸化黑土地的调理剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中进行脱盐后的牡蛎壳游离盐含量控制在0～0.5wt％之间。

5.根据权利要求3所述一种靶向修复酸化黑土地的调理剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述烘干温度为60～100℃、烘干时间为20～40min。

6.根据权利要求3所述一种靶向修复酸化黑土地的调理剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述低温焙烧温度为250～550℃、低温焙烧时间为20～60min。

7.根据权利要求3所述一种靶向修复酸化黑土地的调理剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中低温焙烧后的牡蛎壳粉粒径在20～50μm范围内。

8.根据权利要求3所述一种靶向修复酸化黑土地的调理剂的制备方法，其特征在于：步骤2)包含以下步骤：

9.根据权利要求8所述一种靶向修复酸化黑土地的调理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中核层粒径大小为0.5-1mm。

10.根据权利要求3所述一种靶向修复酸化黑土地的调理剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中用雾化器将kh2po4溶液喷在核层表面，kh2po4溶液浓度为1g/l，雾化器雾化喷嘴孔径0.1mm，雾粒7-12μm。

技术总结本发明提供了一种靶向修复酸化黑土地的调理剂，所述调理剂的颗粒包括核层和壳层，核层包括海藻酸、生化黄腐酸和木质素，壳层包括KH2PO4溶液和低温焙烧后的牡蛎壳粉。本发明中低温焙烧制备的牡蛎壳粉，较传统工艺能耗和成本低，产品盐分少，保留了独特的有机钙成分，促进钙—腐殖质复合体形成，可保护土壤有机质，提升黑土缓冲性能，改良土壤酸化作用温和、不易产生烧苗；同时保留了有益微孔结构，保供肥力、协调水汽。海藻酸、生化黄腐酸和木质素等肥料增效助剂，可提高氮肥利用率和有机质含量，同时调节根系生理代谢，靶向修复酸化黑土地。技术研发人员：高璐阳,沈彦辉,肖晨星,武良,赵旭剑受保护的技术使用者：新洋丰农业科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29