一种强酸性土壤复合钙颗粒调理剂及其制备方法和应用

本发明属于酸性土壤改良，尤其涉及一种强酸性土壤改良和农田地力提升的复合钙颗粒调理剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、土壤酸化障碍一方面造成土壤板结退化、通气性降低和土壤水气生态平衡受到破坏，严重的土壤酸化还会造成农作物发生铝毒等危害，造成作物产量和品质等种植效益下降明显，引起土壤生态环境恶化。另一方面，土壤酸化也容易引起农作物发生病虫害的几率明显增加，许多研究结果表明，在相同样地形和气候条件下，土壤ph值小于5.5时，作物病害更容易发作，直接导致作物减产和品质较差。因此，如何实现强酸性土壤长效抑酸和综合降酸已成为保障我国农业可持续发展的卡点问题。

2、目前通常采用价格较为低廉的生石灰或熟石灰等强碱性改良剂改良酸化土壤，虽然短期内会增加土壤ph，但由于石灰施入土壤后，常常会加快土壤有机质的分解，易造成土壤板结和复酸，难以满足长效抑酸要求，因此必须要频繁施用石灰，这就导致土壤ph长期处于波动状态，严重制约农作物高产稳产和品质的稳定，且石灰粉等强碱性改良剂的大范围和大量撒施还会对人体健康及生态环境造成危害。也可以通过牡蛎壳及其加工产品如特贝钙等对强酸性土壤进行改良，因为牡蛎壳内部存在大量纳米级微聚孔，这些微聚孔与其他有效元素结合可起到缓释作用，但利用牡蛎壳及其加工产品提升土壤ph值的效果非常有限，很多田间试验数据表明，在施用150kg/亩的牡蛎壳粉条件下，酸性土壤ph值通常只能提升0.2-0.3，无法满足强酸性土壤(ph<5.5)的降酸需求，并且该技术产品的价格远高于石灰，且焙烧加工工艺复杂，难以大面积推广。另外，还可以利用农业废弃物制成生物炭对酸性土壤进行改良，但有研究发现施用生物炭可能会导致作物明显减产，且生物炭的加工成本高，田间施用也不方便。因此，一些研究者在腐殖酸和生物炭等有机物料中添加石灰粉、沸石粉等，通过挤压造粒后改良酸性土壤，如申请号为201810772394.0的专利“一种酸性土壤改良剂的制备和应用方法”和申请号为201910515845.7的专利，但这些改进技术都是针对ph值为4.5以上的酸性土壤，而对于ph值低于4.5以下的强酸性土壤，要实现土壤降酸0.1-0.2个ph单位，其改良难度至少是普通酸性土壤(ph>4.5)的两倍。现有的酸性土壤改良技术，大多利用碱性无机物或结合易分解的有机物进行改良，其长效抑酸效果非常有限，容易引起土壤板结和复酸，很难在强酸性土壤上直接应用，因此迫切需要一种针对强酸化土壤的综合降酸改良新技术。

技术实现思路

1、解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种针对强酸性土壤改良的复合钙颗粒调理剂，该调理剂利用不易分解的木本型有机物料，与碱性物料混合后，在有机物颗粒表面快速形成包裹层，通过强吸附物料对包裹层进行改性处理，并在外力作用下形成表面微孔结构和丰富的羟基官能团，缓释包裹层强碱性离子的释放，物料中的木质纤维可提高外源有机质在土壤中的停留时间，阻止土壤有机质快速分解，从而持续、稳定提高强酸性土壤ph值，有效防止酸化土壤改良后出现板结和复酸，实现综合降酸和长效抑酸。

2、技术方案：一种强酸性土壤复合钙颗粒调理剂，由木本型有机物料、强碱性物料、弱碱性物料和强吸附物料组成；其中，按干基重量计，所述木本型有机物料40～65份，强碱性物料30～50份，弱碱性物料1～10份，强吸附物料1～8份。

3、优选的，上述木本型有机物料由发酵香菇渣、发酵木耳渣、发酵木屑、木本泥炭、木质素中的至少一种组成，所述有机物料的平均粒径大小为2～6mm。

4、优选的，上述强碱性物料为高纯度生石灰粉、高纯度熟石灰粉、高纯度牡蛎壳粉、高纯度贝壳粉、高纯度珊瑚砂粉中的至少一种，粒径小于20目。

5、优选的，上述弱碱性物料为氧化钾、碳酸钾、氧化镁、碳酸镁中的至少一种，粒径小于20目。

6、优选的，上述强吸附物料为凹凸棒石粉、海泡石粉、蛭石粉、沸石粉中的至少一种，粒径小于20目。

7、优选的，上述调理剂由42％平均粒径大小为5mm的发酵木屑、4％的木质素、45.5％熟石灰粉、4.5％的氧化镁粉和4％的蛭石粉组成。

8、上述强酸性土壤复合钙颗粒调理剂的制备方法，将所有物料按上述干基重量比例混合并均匀喷水，喷水量为物料总重的25％～35％，全部物料混合均匀并静置24小时后，装入有机肥颗粒挤压机挤压成颗粒状，筛分后复合钙颗粒粒径大小为4～6mm，颗粒长度为2～4cm，挤压完成后静置风干72小时后再进行包装。

9、上述强酸性土壤复合钙颗粒调理剂在改良强酸性土壤中的应用。

10、应用具体方法为，所述强酸性土壤的ph值应小于5.0，具体改良步骤为：土壤ph值4.5-5.0时每亩用量为150～200kg/亩，土壤ph值4.0-4.5时每亩用量为200～250kg/亩，土壤ph值小于4.0时每亩用量为250～300kg/亩；将制备好的复合钙颗粒调理剂按适宜用量均匀撒入田间土壤表面，然后对田块进行翻耕，翻耕深度为5～20cm，与土壤混合均匀后即可进行农作物种植栽培。

11、有益效果：本发明制备的强酸性土壤复合钙颗粒调理剂，一次施用可稳定提升强酸性土壤ph值0.5以上，能够缓释碱性离子的快速释放，避免田间频繁施用，实现综合降酸和长效抑酸，同时能够有效降低土壤容重，增加土壤通气孔隙和土壤有机质含量，有效防止土壤有机质快速分解而出现板结和复酸，从而实现农作物高产稳产和品质提升。本发明制备的强酸性土壤复合钙颗粒调理剂，能够将粉末状强碱性物料胶合为颗粒状，方便运输和田间施用，人工和农机均可操作，且无粉尘污染，不会对人体眼睛、皮肤等造成腐蚀伤害。本发明主体原料价格低廉，物料资源丰富，取材方便，适用性广，高效利用农林废弃物，节约土壤改良成本，并有利于保护生态环境。

技术特征：

1.一种强酸性土壤复合钙颗粒调理剂，其特征在于，由木本型有机物料、强碱性物料、弱碱性物料和强吸附物料组成；其中，按干基重量计，所述木本型有机物料40～65份，强碱性物料30～50份，弱碱性物料1～10份，强吸附物料1～8份。

2.根据权利要求1所述强酸性土壤复合钙颗粒调理剂，其特征在于，所述木本型有机物料由发酵香菇渣、发酵木耳渣、发酵木屑、木本泥炭、木质素中的至少一种组成，所述有机物料的平均粒径大小为2～6mm。

3.根据权利要求1所述强酸性土壤复合钙颗粒调理剂，其特征在于，所述强碱性物料为高纯度生石灰粉、高纯度熟石灰粉、高纯度牡蛎壳粉、高纯度贝壳粉、高纯度珊瑚砂粉中的至少一种，粒径小于20目。

4.根据权利要求1所述强酸性土壤复合钙颗粒调理剂，其特征在于，所述弱碱性物料为氧化钾、碳酸钾、氧化镁、碳酸镁中的至少一种，粒径小于20目。

5.根据权利要求1所述强酸性土壤复合钙颗粒调理剂，其特征在于，所述强吸附物料为凹凸棒石粉、海泡石粉、蛭石粉、沸石粉中的至少一种，粒径小于20目。

6.根据权利要求1所述强酸性土壤复合钙颗粒调理剂，其特征在于，所述调理剂由42%平均粒径大小为5mm的发酵木屑、4%的木质素、45.5%熟石灰粉、4.5%的氧化镁粉和4%的蛭石粉组成。

7.权利要求1-6任一项所述强酸性土壤复合钙颗粒调理剂的制备方法，其特征在于，将所有物料按上述干基重量比例混合并均匀喷水，喷水量为物料总重的25%～35%，全部物料混合均匀并静置24小时后，装入有机肥颗粒挤压机挤压成颗粒状，筛分后复合钙颗粒粒径大小为4～6mm，颗粒长度为2～4cm，挤压完成后静置风干72小时后再进行包装。

8.权利要求1-6任一项所述强酸性土壤复合钙颗粒调理剂在改良强酸性土壤中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述强酸性土壤的ph值应小于5.0，具体改良步骤为：土壤ph值4.5-5.0时每亩用量为150～200 kg/亩，土壤ph值4.0-4.5时每亩用量为200～250 kg/亩，土壤ph值小于4.0时每亩用量为250～300 kg/亩；将制备好的复合钙颗粒调理剂按适宜用量均匀撒入田间土壤表面，然后对田块进行翻耕，翻耕深度为5～20cm，与土壤混合均匀后即可进行农作物种植栽培。

技术总结一种强酸性土壤复合钙颗粒调理剂及其制备方法和应用，由木本型有机物料、碱性物料和强吸附物料组成；其中，按干基重量份计，所述木本型有机物料占比为40%～65%，强碱性物料重量占比为30%～50%，弱碱性物料重量占比为1%～10%，强吸附物料的比例为1%～8%，四种物料合计100%。本发明制备的强酸性土壤复合钙颗粒调理剂，一次施用可稳定提升强酸性土壤pH值0.5以上，能够缓释碱性离子的快速释放，避免田间频繁施用，实现综合降酸和长效抑酸，同时能够有效降低土壤容重，增加土壤通气孔隙和土壤有机质含量，有效防止土壤有机质快速分解而出现板结和复酸，从而实现农作物高产稳产和品质提升。技术研发人员：孙维侠,徐灵颖,王慎强,史学正,田育天,李湘伟,谢新乔,李九玉受保护的技术使用者：中国科学院南京土壤研究所技术研发日：技术公布日：2024/10/10