土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法及其应用

本发明涉及土壤改良，具体为土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法及其应用。

背景技术：

1、随着农业生产的持续发展，土壤酸化问题日益凸显，对农业产能的提升构成了重大制约。据初步估计，酸化导致的粮食产能损失高达24.2％，成为影响农业可持续发展的主要瓶颈之一。酸化不仅限制了作物的生长，还能活化土壤中的重金属，降低生物多样性，进而威胁人体健康和生态环境安全，成为全球范围内的关注焦点。

2、秸秆作为农业生产中的重要副产品和可再生资源的重要组成部分，在我国拥有丰富的资源，近10年的产量稳定在8亿吨/年。秸秆的利用方式多样，包括肥料化、饲料化、燃料化、基料化和原料化等，其中秸秆原料化通过将秸秆开发成新型生物基材料，不仅拓展了秸秆的应用领域，也提升了其附加值。

3、水凝胶是一种高吸水性和保水性的聚合物材料，已广泛应用于农业、医药、环保等领域。近年来，利用秸秆制备水凝胶成为秸秆原料化利用的新趋势。这种由秸秆制备的水凝胶不仅具有高保水性、高响应性和生物相容性，而且在土壤中可分解为有机碳，不会产生二次污染，因此在农林保水、土壤增肥、改善土壤理化性质等方面具有巨大的应用潜力。

4、目前，针对土壤酸化的改良措施主要包括施用石灰、白云粉等碱性物质以及农家肥、生物菌肥、绿肥等有机肥。这些方法能够快速有效地改善土壤酸度，但存在诸多不足，如施用量大、成本高、施用方法难以控制、效果不持久等问题。因此，开发一种精准长效、快速高效的多功能复合降酸产品，对于解决土壤酸化问题具有重要的现实意义和应用价值，因此需要对以上问题提出一种新的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法及其应用，解决调理剂短效、功能单一的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法，至少包括以下步骤：

3、s1：秸秆粉末制备，将水稻秸秆粉碎，过200目筛，形成秸秆粉末；

4、s2：秸秆悬浊液制备；

5、s3：秸秆水解液制备；

6、s4：秸秆水溶液制备；

7、s5：水凝胶悬浊液制备；

8、s6：钙镁搭载凝胶制备；

9、s7：钙镁搭载凝胶纯化：将钙镁搭载凝胶放在蒸馏水浸泡48h～50h，每隔1h～2h换水，形成纯化凝胶；

10、s8：复合调理剂成品：将纯化凝胶放入喷雾干燥器中，利用高温和高速气流干燥，形成复合调理剂颗粒。

11、优选的，所述秸秆悬浊液制备为将秸秆粉末与蒸馏水按照固液比1:20-1:50混合形成秸秆悬浊液。

12、优选的，所述秸秆水解液制备为将30％-50％的双氧水和3％-10％的氢氧化钠按照3:10-5:8的体积比进行混合，形成秸秆水解液。

13、优选的，所述秸秆水溶液制备至少包括以下步骤：

14、将秸秆水解液与秸秆悬浊液按照1:1混合；

15、在60℃-80℃条件下反应20—24h后，调节混合液ph至8.0-8.5；

16、在600w-700w超声波细胞粉碎机中超声30min-40min，形成秸秆水溶液。

17、优选的，所述水凝胶悬浊液制备至少包括以下步骤：

18、将秸秆水溶液与引发剂过硫酸铵按照固液比1:400-1:600在60℃-80℃的水浴中混合；

19、并快速搅拌5—10min后，按照丙烯酸溶液与秸秆混合液的体积比，1:7-1:5和固液比1:400-1:600加入60％-80％的丙烯酸溶液和n,n'-亚甲基双丙烯酰胺，充分搅拌混匀，形成秸秆水凝胶悬浊液。

20、优选的，所述钙镁搭载凝胶制备至少包括以下步骤：

21、将生石灰和轻烧粉按照5:2-5:3(ca:mg)混合后，加入秸秆水凝胶悬浊液中搅拌均匀；

22、直至无法搅拌后，静置5—7h，使其充分反应形成均一的钙镁搭载凝胶。

23、土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂的应用，至少包括以下步骤：

24、在作物种植前，将调理剂按每亩用量为60—80kg的范围均匀撒施于表层土壤；

25、在撒施后24h内，对土壤进行翻松，并进行适当灌溉，使调理剂与土壤充分接触和反应；

26、按照常规方法进行作物种植、管理和收获。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

28、1、本发明的调理剂含有生石灰和轻烧粉，能够有效降低土壤酸化。施用该调理剂后，土壤ph提高1.91个单位，交换性酸、交换性氢和交换性铝分别降低86.77％、70.84％和90.88％。

29、2、本发明的调理剂具有水凝胶三维结构，表现出优异的吸水性和保水性，是理想的土壤抗旱剂。施用该调理剂后，土壤体积含水量增加20.61％、土壤干旱指数降低0.81，容重降低0.19g/cm3、团聚体平均重量直径增加6.90％。

30、3、本发明的调理剂由秸秆组分组成，能够被微生物降解，释放有机物质，增加土壤碳固存。施用该调理剂后，土壤有机碳增加37.62％，颗粒态有机质增加43.21％，矿物结合态有机质增加32.48％。

31、4、本发明的调理剂能够促进作物生长，增加作物产量。施用该调理剂后，作物生物量增加85.07％，产量提升83.84％。

技术特征：

1.土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法，其特征在于：所述秸秆悬浊液制备为将秸秆粉末与蒸馏水按照固液比1:20-1:50混合形成秸秆悬浊液。

3.根据权利要求2所述的土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法，其特征在于：所述秸秆水解液制备为将30％-50％的双氧水和3％-10％的氢氧化钠按照3:10-5:8的体积比进行混合，形成秸秆水解液。

4.根据权利要求3所述的土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法，其特征在于：所述秸秆水溶液制备至少包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法，其特征在于：所述水凝胶悬浊液制备至少包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法，其特征在于：所述钙镁搭载凝胶制备至少包括以下步骤：

7.土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂的应用，用于上述权利要求1-6所述的土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：

技术总结本发明公开了土壤抗旱固碳降酸多功能复合调理剂制备方法及其应用，涉及土壤改良技术领域。本发明该调理剂含有生石灰和轻烧粉，能够有效降低土壤酸化。施用该调理剂后，土壤pH提高1.91个单位，交换性酸、交换性氢和交换性铝分别降低86.77％、70.84％和90.88％，该调理剂具有水凝胶三维结构，表现出优异的吸水性和保水性，是理想的土壤抗旱剂。施用该调理剂后，土壤体积含水量增加20.61％、土壤干旱指数降低0.81，容重降低0.19g/cm<supgt;3</supgt;、团聚体平均重量直径增加6.90％，该调理剂由秸秆组分组成，能够被微生物降解，释放有机物质，增加土壤碳固存。施用该调理剂后，土壤有机碳增加37.62％，颗粒态有机质增加43.21％，矿物结合态有机质增加32.48％，该调理剂能够促进作物生长，增加作物产量。技术研发人员：张洋,张子怡,王亚男,苏世鸣,张楠,曾希柏,吴翠霞受保护的技术使用者：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/2