一种新型盐碱地土壤调理剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种盐碱地土壤调理剂及其制备方法，属于土壤改良。

背景技术：

1、土壤盐碱化是土壤或地下水中的易溶性盐分在土壤表层大量积聚的土壤退化过程，是限制农业生产发展和威胁生态环境安全的重要问题之一。当土壤表层的含盐量超过0.3%时，农作物的产量将明显下降；当土壤表层的含盐量超过0.6%时，大多数植物已不能生长；当土壤表层的含盐量超过1.0%时，只有一些特殊适应于盐土的植物才能生长。当前，全世界范围内土壤盐碱化仍呈上升趋势，已有超过100个国家受到土壤盐渍化的影响，盐碱地面积高达1.1×109hm2，极大限制了全球的作物产量与生态环境安全，并造成严重的经济损失与生态危机。而盐碱化耕地仍是我国主要的中低产耕地资源，但土壤中高浓度的交换性钠，使土壤板结，从而导致土壤结构不良和肥力下降。此外，土壤盐分降低了植物养分的获取和运输，导致养分失衡，造成其生产能力下降和周边环境生态功能的退化等问题严重制约当地的土地利用效率提高和生态环境安全。因此，研究盐碱土改良措施、提高生产能力，在保障耕地稳定与生态安全方面具有重要作用和意义。

2、目前盐碱地的改良方法主要包括物理及水利工程调控、生物改良、化学调理等途径措施。其中物理改良和水利工程措施如客土、营建排水、灌溉和淋洗系统等，虽对盐碱地改良可操作性强，成效卓著，但成本昂贵且调控效果受土壤质地、气象、水质等因素影响，不可持续，难以大面积推广应用；生物改良通过优选的耐盐植物的种植和培养耐盐微生物改善盐碱地，但其对土壤质量改良的时效性较差且对及生态系统影响的稳定性和长效性仍有待观测。化学改良主要是通过离子代换、酸碱中和、离子均衡等原理来降低土壤可溶性钠离子浓度和土壤盐碱度，目前常用的化学调理改良材料有石膏、脱硫石膏、硫酸亚铁、腐殖酸和糠醛渣等，具有经济、见效快、操作性强等优点，但也存在效率低或二次污染，使盐碱地的改良效果受到限制。因此，迫切需要一种高效、低成本的新型土壤调理剂来改善盐碱地土壤环境，提高农作物产量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新型土壤调理剂。该土壤调理剂将化学改良技术和生物改良技术相结合，在有效改善土壤理化性质的同时，增加土壤生物活性，以促进作物生长，提升作物产量和抗病能力，真正实现盐碱地土壤的改良和充分利用。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种新型盐碱地土壤调理剂，它是由以下重量份的原料制成：改性壳聚糖10-20份、稻壳炭20-30份、γ-氨基丁酸3-6份、聚丙烯酰胺1-5份、活化剂1-3份、腐殖酸20-40份、高炉矿渣10-20份、复合微生物菌剂1-3份。

4、进一步的，所述改性壳聚糖是由下述方法制备得到的：

5、（1）将壳聚糖溶解在2.5%（v/v）乙酸溶液中，加入适量10%（w/w）戊二醛溶液，搅拌反应5h得到交联壳聚糖溶液；

6、（2）配置质量百分比浓度3%的柠檬酸溶液，向溶液中依次加入n-（3-二甲氨基丙基）-n'-乙基盐酸碳二亚胺和n-羟基琥珀酰亚胺，搅拌3h，得到活化的柠檬酸溶液；

7、（3）将步骤（1）所得交联壳聚糖溶液与步骤（2）所得活化的柠檬酸溶液混合反应3h，然后加入适量四氢呋喃搅拌反应2h，将反应后的混合溶液直接冻干成粉即得改性壳聚糖。

8、进一步的，所述壳聚糖与乙酸溶液的质量体积比为2g:100ml；所述壳聚糖的与戊二醛的质量比为1:0.3。

9、进一步的，所述步骤（2）中柠檬酸溶液、n-（3-二甲氨基丙基）-n'-乙基盐酸碳二亚胺和n-羟基琥珀酰亚胺的质量比为100:2.5:3。

10、进一步的，所述步骤（3）中交联壳聚糖溶液、活化的柠檬酸溶液和四氢呋喃的体积比为2:1：0.1。

11、进一步的，所述活化剂为木质素磺酸钠与koh按照2:1的质量比组成。活化剂的作用是激活改性壳聚糖吸附性能，增加对土壤中盐分和碱性物质的吸附性，同时促进土壤团粒结构的形成，提高盐分的下渗速率窜，从而达到降低盐碱度，调节ph、减少土壤板结的目的。

12、进一步的，所述高炉矿渣比表面积≥500m2/kg。

13、进一步的，所述复合微生物菌剂是由绿色木霉菌、透明毛壳菌和谷氨酸棒杆菌组成；所述复合微生物菌剂的制备方法如下：将绿色木霉菌、透明毛壳菌和谷氨酸棒杆菌分别接种至lb培养基中，28℃下振荡培养至菌含量为o.d600≈3.0，然后按照1:2:1的体积比混合后干燥即得。

14、进一步的，所述绿色木霉菌购自中国普通微生物保藏管理中心（cgmcc）,地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc3.7339；所述透明毛壳菌购自中国普通微生物保藏管理中心（cgmcc）,地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc3.17184；所述谷氨酸棒杆菌购自中国普通微生物保藏管理中心（cgmcc）,地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc1.1886。

15、本发明还提供了一种上述的新型盐碱地土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：

16、（1）采用上述的方法制备改性壳聚糖；

17、（2）将改性壳聚糖加入10倍量去离子水中，超声分散10-15min后，将木质素磺酸钠与koh按照2:1的质量比组成的活化剂加入其中，继续超声30min后，于65℃下烘干得到活化后的改性壳聚糖；

18、（3）将绿色木霉菌、透明毛壳菌和谷氨酸棒杆菌分别接种至lb培养基中，28℃下振荡培养至菌含量为o.d 600≈3.0，然后按照1:2:1的体积比混合后干燥得到复合微生物菌剂；

19、（4）将所得活化后的改性壳聚糖、复合微生物菌剂与稻壳炭、γ-氨基丁酸、聚丙烯酰胺、腐殖酸、高炉矿渣按重量配比混合均匀后，造粒机造粒成粒径为1-3mm的颗粒即可。

20、本发明土壤调理剂的用量为20-30kg/亩，根据实际土地状况调整施用量。

21、本发明的有益效果是：

22、（1）本发明使用的改性壳聚糖具有三维网格的多孔结构，孔洞均匀致密，该结构具有较大的比表面积，可以使更多的活性位点暴露，增强对土壤中盐碱分及多种养分的吸附能力；同时采用本发明的活化剂激活改性壳聚糖后，激活多孔结构吸附性能，其对土壤中盐碱分的吸附性增加，同时还促进土壤团粒结构的形成，提高盐分的下渗速率，从而达到降低盐碱度，调节ph、减少土壤板结的目的。

23、（2）本发明将化学改良技术和生物改良技术相结合，所使用的改性壳聚糖在有效改善土壤理化性质的同时与本发明的复合微生物菌剂共同作用，增加了土壤生物活性。本发明改性壳聚糖特殊的网状及孔洞结构为土壤中微生物提供适宜的生态环境，促进多种有益微生物的生长，减少了有害微生物的数量，促进作物生长，提升作物产量和抗病能力，真正实现盐碱地土壤的改良和充分利用。

24、（3）本发明的土壤改良剂施用于土壤后能显著降低土壤酸碱度、含盐量及容重，促进土壤团粒结构形成，而且能大幅提高土壤有机质含量从而提高土壤肥力，调节作物生长，最终通过改良土壤的理化性质，减少了投入，提高了作物产量与品质。