一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂及其施用方法

本发明属于磷素活化，具体涉及一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂及其施用方法。

背景技术：

1、磷素是植物生长发育过程中的一种重要元素，磷素缺失会导致植物出现一系列生长发育问题和生产问题，但是磷素在土壤中的有效性差，目前会通过过量施磷肥的方式为农作物提供磷素，但是作物对磷肥的当季利用率较低，仅为10％-25％，大部分磷肥被土壤中的钙、铁、铝等金属离子螯合后形成难溶性磷被固定在土壤中，难以被植物利用，目前只能通过多次施磷肥为农作物提供磷元素，但是过量施入磷肥会加重农田磷素径流和淋溶损失，容易造成农业面源污染。

2、专利cn109777438a公开了一种用于活化土壤中磷素的制剂及其制备方法、施用方法和应用，通过分枝孢子霉属真菌与无机纳米材料的协同促进作用，和复硝酚钠复用，促进土壤中植酸酶和磷酸酶等溶磷酶的分泌，释放土壤中原有的难溶性磷为速效磷，但是该方案是通过无机纳米材料和复硝酚钠来活化农作物的根系活力，从而提高水稻对磷素的吸收量，需要在农作物生长出根系后才有作用，施用难度较高，并且受限于农作物种类以及农作物的被活化能力。

3、专利cn107162852a公开了一种土壤磷素活化剂及其制备方法和应用，通过将解磷微生物在载体的保护下施入土壤中，在解磷微生物的作用下活化土壤中的难溶性磷，但是该方案活化磷速度慢，依赖于解磷微生物的活性以及在土壤中的分布性，并且在磷肥施用初期保磷效果较差。

4、水溶性磷肥第一次施完后，土壤中的水溶性磷含量较高，但很快会与土壤中金属离子螯合沉淀转化为难溶性磷，再次浇水后土壤中磷溶出量较少，因此需要一种可活化土壤中难溶性磷的制剂，增加土壤中可溶性磷的含量，并且可以减少水溶性磷转化为难溶性磷，以满足土壤对磷素的需求，避免重复施肥带来的磷素过量问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂及施用方法；

2、解决的第一个技术问题为：如何活化土壤中难溶性磷；

3、解决的第二个技术问题为：减少土壤中水溶性磷转化为难溶性磷；

4、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

5、一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂，包括以下重量份组分：

6、50-60份活性生物炭、20-30份改性淀粉、3-4份海藻酸钠、3-5份氯化钙；

7、制剂由如下方法制得：

8、将海藻酸钠和去离子水加入反应釜中，制备3-4wt％的海藻酸钠溶液，然后加入改性淀粉混合，将反应釜升温至30-40℃并以500-600rpm的搅拌速率搅拌30-60min，然后向反应釜中加入活性生物炭混合后用针径1.2-1.6mm注射器泵将反应釜中的溶液滴入3-5wt％氯化钙溶液中，过滤沉淀，用去离子水洗涤沉淀后冻干，得到制剂；

9、进一步的，活性生物炭由如下步骤制得：将粒径≦1mm的稻草和去离子水置于反应釜中，升温至190-210℃反应8-10h，冷却后抽滤，洗涤沉淀物，然后在沉淀物表面均匀喷洒混合菌液，在30-40℃干燥后得到活性生物炭。

10、进一步的，混合菌液为淀粉降解菌发酵液和解磷微生物发酵液等体积混合制得。

11、进一步的，淀粉降解菌包括但不限于芽孢杆菌、双歧杆菌和乳酸杆菌，本实施例优选为解淀粉芽孢杆菌；解磷微生物包括但不限于解磷细菌、解磷真菌和解磷放线菌，本实施例优选为解磷巨大芽孢杆菌；

12、进一步的，淀粉降解菌发酵液和解磷微生物发酵液采用常规种子罐扩大培养法制得，制得的发酵液中菌种数目大于8x108cfu/ml。

13、进一步的，稻草、去离子水和混合菌液的用量比为100-150g：150-200ml：4-5ml。

14、进一步的，改性淀粉由如下步骤制得：将草酸玉米淀粉、柠檬酸钠和硼酸加入反应釜中，加入去离子水，升温至40-50℃，搅拌15-20min，冷却至室温后，喷雾干燥，得到改性淀粉。

15、进一步的，草酸玉米淀粉、柠檬酸钠、硼酸和去离子水的用量比为20-30g：5-8g：0.5-1g：100-120ml。

16、进一步的，草酸玉米淀粉由如下步骤制得：

17、在反应釜中将草酸溶解在二甲基亚砜中，向反应釜中加入的干燥的玉米淀粉，再分别加入苯和吡啶，在75-100℃下搅拌反应2-4小时，冷却至室温后加入乙醇搅拌得到沉淀，将沉淀过滤后用50wt％的乙醇洗涤沉淀至最后一次洗涤液呈中性，将沉淀在90-100℃干燥12-24小时，研磨过80-100目筛，得到草酸玉米淀粉。

18、进一步的，草酸、二甲基亚砜、玉米淀粉、苯和吡啶的质量比为10-15：20-25：20-30：100-300：0.1-0.15。

19、一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂的施用方法为：

20、将制剂以25-40kg/hm2的施用量施入5-10cm深的土壤中，洒水使5-10cm深的土壤含水量达到30-40％，施用完成。

21、进一步的，施用方法还可以为：将需施磷肥与制剂以质量比10:3-5混合后施入5-10cm深的土壤中，然后洒水使5-10cm深的土壤湿度达到30-40％，施用完成。

22、本发明的有益效果：

23、(1)本发明的制剂通过海藻酸钠吸水在土壤颗粒周围形成水膜增加土壤团聚体稳定性，从而提高土壤团聚体对难溶性磷的吸附作用，使难溶性磷在土壤中分散更均匀，土壤团聚体中的难溶性磷上的金属离子被制剂吸附，通过对金属离子的竞争结合活化难溶性磷，与解磷菌协同作用，对土壤团聚体中的难溶性磷活化。

24、(2)本发明的制剂与磷肥共施时，通过吸附并缓释磷肥来减少土壤中难溶性磷的形成，制剂通过对土壤中金属离子的螯合作用减少磷肥与金属离子的结合，通过生物炭增加土壤中团聚体的稳定性提高团聚体对难溶性磷的吸附作用，并使难溶性磷在解磷菌作用下变成可溶性磷素，既减少新施磷肥转变为难溶性磷，也将土壤中难溶性磷活化，转变为可溶性磷，达到增加土壤中可溶性磷素含量的目的。

25、(3)本发明的制剂中的活性生物炭通过水热法制备，使得到的生物炭表面含有丰富的官能团，不仅提高了生物炭的吸附能力，还有助于与改性淀粉的交联反应，使改性淀粉与活性生物炭结合更牢固。

26、(4)本发明的制剂中的改性淀粉由玉米淀粉草酸酯化后与柠檬酸钠交联得到，本发明的玉米淀粉草酸酯化程度较低，提高了吸附配位能力，还使玉米淀粉更容易分解成葡萄糖被微生物利用，促进了菌剂的生长，并草酸基团在淀粉被降解后依旧可以与金属离子螯合，从而促进磷素在土壤中的释放。

技术特征：

1.一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂，其特征在于，包括以下重量份组分：

2.根据权利要求1所述的一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂，其特征在于，所述活性生物炭由如下步骤制得：将粒径≦1mm的稻草和去离子水置于反应釜中，升温至190-210℃反应8-10h，冷却后抽滤，洗涤沉淀物，然后在沉淀物表面均匀喷洒混合菌液，在30-40℃干燥后得到活性生物炭。

3.根据权利要求2所述的一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂，其特征在于，所述混合菌液为淀粉降解菌发酵液和解磷微生物发酵液等体积混合制得。

4.根据权利要求2所述的一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂，其特征在于，所述稻草、去离子水和混合菌液的用量比为100-150g：150-200ml：4-5ml。

5.根据权利要求1所述的一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂，其特征在于，所述改性淀粉由如下步骤制得：

6.根据权利要求5所述的一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂，其特征在于，所述草酸玉米淀粉、柠檬酸钠、硼酸和去离子水的用量比为20-30g：5-8g：0.5-1g：100-120ml。

7.根据权利要求5所述的一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂，其特征在于，所述草酸玉米淀粉由如下步骤制得：

8.根据权利要求7所述的一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂，其特征在于，所述草酸、二甲基亚砜、玉米淀粉、苯和吡啶的质量比为10-15：20-25：20-30：100-300：0.1-0.15。

9.根据权利要求1所述的一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂的施用方法，其特征在于，所述施用方法为：

技术总结本发明公开了一种用于活化土壤中难溶性磷的制剂及其施用方法，制剂包括以下重量份组分：50‑60份活性生物炭、20‑30份改性淀粉、3‑4份海藻酸钠、3‑5份氯化钙；制剂由如下方法制得：将改性淀粉、海藻酸钠和去离子水加入反应釜中，加入去离子水，然后加入活性生物炭混合后将混合液滴入氯化钙溶液中，过滤沉淀，洗涤冻干，得到制剂；本发明的制剂通过增加土壤团聚体稳定性，提高土壤团聚体对难溶性磷的吸附，使难溶性磷上的金属离子被制剂吸附，通过对金属离子的竞争结合活化难溶性磷，与解磷菌协同作用，对土壤团聚体中的难溶性磷活化。技术研发人员：叶新新,熊启中,李虹颖,陈曦,郑雅晶,田达,徐刚,王智,魏俊岭受保护的技术使用者：安徽农业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1