一种酸性土壤改良剂及其制备方法与应用与流程

本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及到一种酸性土壤改良剂及其制备方法与应用。

背景技术：

在日常的农业生产过程中，大部分作物一般生长在弱酸性附近(ph5.5-6.5)土壤上，一旦土壤呈酸性(5.0以下)，就会改变土壤微生物环境，进而增加病菌滋生和根结线虫的繁殖，导致作物易患病，发育不良；且酸性土壤环境会降低土壤养分的利用率，或者破坏作物的根系组织让其难以吸收养分。作物因缺乏一些必要的元素，会出现叶片黄化，根部受损，果实畸形，易落果的问题，严重影响作物的产量和品质，使得种植户收入水平大大降低。

传统改良酸性土壤ph值的方法一般采用大水灌溉洗酸或是撒石灰粉进行改良酸性土壤。其中，采用大水灌溉喜酸以冲掉耕作层的土，此方法虽可以缓解酸性土壤对作物造成的伤害，但费水费工，还会破坏土壤原有的结构，造成养分的流失，进而严重影响作物的健康生长。而撒石灰粉法，此方法虽成本低，也能改良酸性土壤，但长期撒石灰粉不仅耗时费工，见效慢，还会引起土壤板结，打破土壤中某些营养元素的平衡，最终导致作物发育不良而减产，种植户损失严重。且有些种植户采用生石灰撒施，生石灰与水反应，放出大量的热量，烧根烧苗，严重时颗粒无收，因此提供一套简单高效的施用方案，旨在解决传统调酸性土壤方法中带来的耗时费工，副作用明显的问题势在必行。

技术实现要素：

为了消除传统改良酸性土壤ph值的技术中存在的弊端，针对种植猕猴桃的土壤ph过低或是蓝莓基地改种其他作物等问题，本发明提供一种安全高效的酸性土壤改良剂及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种酸性土壤改良剂，由下列重量份数的原料组成，包括钙镁盐0.1-99.9份、有机质0.1-99.9份、微生物菌体0.01-0.05份；其中所述钙镁盐包括钙盐、镁盐，所述钙盐包括硅酸钙、磷酸钙、磷酸氢钙、硫酸钙、碳酸钙、氯化钙中的一种或多种；所述镁盐包括硅酸镁、磷酸镁、磷酸氢镁、硫酸镁、碳酸镁、氯化镁中的一种或多种。

进一步的，钙镁盐5-30份、有机质70-95份、微生物菌体0.02-0.03份。

进一步的，钙镁盐20份、有机质80份、微生物菌体0.02份。

进一步的，微生物菌体为复合芽孢杆菌，所述复合芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌。

一种酸性土壤改良剂的制备方法，制备上述的酸性土壤改良剂，其方法具体如下：

s1：制备钙镁盐

硅酸钙制备：将纯石英与碳酸钙按cao/sio2以摩尔比1∶1混合，放入铂坩埚中于1500℃以上充分熔融后，将铂坩埚在水中急冷。将制得的偏硅酸钙玻璃体放入铂坩埚中，加热至800-1000℃，开始结晶生成硅酸钙；

硅酸镁制备：将石英和mgo在熔炉中熔化，获得mgsio3；

磷酸钙制备：将磷矿石、白云石、硅石按配料比计量后，经破碎、再经球磨机磨成80目以上细粉，送入旋风炉中在1350-1500℃高温下，通过水蒸气流进行熔融脱氟，经水骤冷熔融体，获得磷酸钙晶体；接着将磷酸钙干燥，球磨磨细，制得饲料级脱氟磷酸钙，其反应方程式为2casf(po4)3+h2o+sio2→3ca3(po4)2+casio3+2hf↑；

磷酸镁制备：将热法磷酸加入反应器中，在搅拌下缓慢加入轻质氧化镁进行中和反应，生成磷酸镁溶液；接着加入除砷剂和除重金属剂进行溶液净化，滤液经冷却结晶、分离、干燥，制得食用磷酸镁；

磷酸氢钙制备：石灰石经煅烧制得优质工业石灰，然后用4倍的水于90℃下消化反应70-80min，过滤除渣后稀释得相对密度1.00-1.20的石灰乳；接着将85％的食品级热磷酸稀释至相对密度为1.10-1.30的溶液，在高速搅拌下，将石灰乳加入磷酸溶液中，反应温度控制在40-45℃，当有白色沉淀析出时，控制石灰乳缓慢加入，至溶液ph7.0-7.5时停止加入石灰乳；接着熟化20-40min，最后洗涤、离心脱水、干燥、粉碎得磷酸氢钙，其反应方程式为：h3po4+ca(oh)2→cahpo4·2h2o；

磷酸氢镁制备：磷酸与氧化镁或氢氧化镁进行中和反应，分离出沉淀物，经干燥得磷酸氢镁；

硫酸镁制备：往氢氧化镁原料中滴加硫酸，获得硫酸镁，其反应方程式为：mg(oh)2+h2so4＝2h2o+mgso4；

硫酸钙制备：将试剂级硫酸钙加到硫酸铵水溶液中进行反应，当沉淀完全后，静置澄清，水洗沉淀5-6次，吸滤后再用水洗至溶液nh4⁺离子含量合格，并于60-70℃下干燥，即得化学纯硫酸钙；

碳酸镁制备：将等量的结晶硫酸镁和结晶碳酸钠分别溶于10倍量的水中，加热至60-80℃充分混合，产生co2和白色沉淀，过滤，得到沉淀物；接着将沉淀物与70-80℃的热水混合，再过滤，重复洗涤至少三次，最后将沉淀物置于50-60℃下干燥，获得碳酸镁；

碳酸钙制备：将石灰石与白煤按一定比例混配，经高温煅烧、水消化、二氧化碳碳化，再经离心脱水、干燥、冷却、粉碎、过筛即得碳酸钙，其反应方程式为：

cao+h2o＝ca(oh)2；

ca(oh)2+co2＝caco3↓+h2o；

氯化钙制备：将碳酸钙与盐酸反应而得，其化学反应方程式：caco3+2hcl＝cacl2+h2o+co2↑；

氯化镁制备：将海水制盐时的副产物卤水，经浓缩成光卤石溶液，冷却后除去氯化钾，再浓缩、过滤、冷却、结晶而得；

将上述获得的钙盐、镁盐放入干燥箱内，并加热至260℃，蒸发脱水，获得钙镁盐；

s2：制备有机质

采用木薯渣为原料，经过发酵腐熟制成有机质；

s3：制备微生物菌体

用液体培养基培养菌体，然后配制50％经高温灭菌25-35min的甘油；再将培养好的菌液与经过灭菌后的甘油混合均匀，并置于冻干机中冻干，获得微生物菌体；

s4：将步骤s1中钙镁盐打碎，并加入一定量步骤s2中有机质和步骤s3中微生物菌体，搅拌，混合制备成不同质地的混合物。

进一步的，硅酸钙制备中硅酸钙晶型为β-casio3；

所述磷酸钙制备中其物料配比余碱度<1，且其晶型为α型磷酸三钙玻璃质；

所述磷酸氢钙制备中石灰乳的相对密度为1.03，磷酸的相对密度为1.21，反应终点的ph为7.2。

所述磷酸氢镁制备中磷酸氢镁结晶水为3或7个；

所述氯化镁制备还包括氧化镁或碳酸镁与盐酸反应获得，或氯化镁铵加热脱氨而得。

进一步的，菌液与经过灭菌后的甘油的比例为1:1。

进一步的，不同质地的混合物包括微颗粒、圆颗粒、片状、粉剂、膏体、柱状中的一种或多种。

一种酸性土壤改良剂的应用，将上述的酸性土壤改良剂作为底肥施加于种植猕猴桃的土壤或蓝莓基地改种的土壤，其施加方式包括甩施、撒施、沟施、穴施中的一种或多种，经所述酸性土壤改良剂改良后的土壤的ph值为5.5-6.5。

进一步的，在作物生育期施加酸性土壤改良剂，其施加方式包括撒施、沟施、穴施、冲施中的一种或多种，经所述酸性土壤改良剂改良后的土壤的ph值为5.5-6.5。

本发明的有益效果：由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明采用一种简单高效的酸性土壤改良剂，旨在解决传统调酸性土壤方法中带来的耗时费工，副作用明显等问题。通过本发明能安全高效的改良酸性土壤的ph值，防止酸性土壤对作物的损害，使目标作物在适宜酸碱度的土壤环境中生长，同时，还能提高土壤中的养分含量，进而能够提高作物的品质，增加种植户的经济收入。

本发明的酸性土壤改良剂含有一定量的钙和有机质，它可以替代一部分原要施入的钙肥和有机肥，给土壤和作物提供养分，不足的部分可以再稍微进行补充。

本发明的酸性土壤改良剂可以调理酸性土壤，一般的酸性土壤耕作层的ph在3-4之间，而吸收层的ph在4-4.5之间，通过少量慢慢使用该酸性土壤改良剂，其可将土壤逐步调至5.5-6.5之间，在此ph范围下，更适合绝大部分作物生长。

通过施加本发明的酸性土壤改良剂，可打破土壤板结，第一，因施入的化学成分碳酸根离子和土壤中的氢离子反应，其方程式为：co3^2-+2h⁺＝h2o+co2↑，从而改善土壤板结；第二，该改良剂中含有多种复合微生物菌，其能分泌胞外多糖，是土壤团粒结构的粘合剂，能够增强土壤团粒结构，疏松土壤；第三，该改良剂中含有丰富的有机质，能更好的促进土壤团粒结构的形成，打破土壤板结。

附图说明

图1为本发明优选实施例中一种酸性土壤改良剂的制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1所示，本发明的优选实施例，一种酸性土壤改良剂，由下列重量份数的原料组成，包括钙镁盐0.1-99.9份、有机质0.1-99.9份、微生物菌体0.01-0.05份；其中所述钙镁盐包括钙盐、镁盐，所述钙盐包括硅酸钙、磷酸钙、磷酸氢钙、硫酸钙、碳酸钙、氯化钙中的一种或多种；所述镁盐包括硅酸镁、磷酸镁、磷酸氢镁、硫酸镁、碳酸镁、氯化镁中的一种或多种，其中上述钙镁盐质地粉末或是颗粒均可；有机质含量≥45％的某商品有机肥，钙镁盐与有机质的比例为0.1-99.9:1，其相互作用能够能更好的促进土壤团粒结构的形成，打破土壤板结，可将土壤逐步调至5.5-6.5之间，从而更适合绝大部分作物生长。因目前一般的酸性土壤耕作层的ph在3-4之间，而吸收层的ph在4-4.5之间，其基本不适合绝大部分作物生长。

作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：微生物菌体为复合芽孢杆菌，该复合芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌，其添加后数量要求为1.5亿/克，增强土壤的团粒结构，疏松土壤。

一种酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

s1：制备钙镁盐

硅酸钙制备：将纯石英与碳酸钙按cao/sio2为1∶1(摩尔比)混合，放入铂坩埚中于1500℃以上充分熔融后，将铂坩埚在水中急冷。将制得的偏硅酸钙玻璃体放入铂坩埚中，加热至800-1000℃，开始结晶生成硅酸钙，该硅酸钙晶型为β-casio3；

硅酸镁制备：将石英和mgo在熔炉中熔化，获得mgsio3；

磷酸钙制备：将磷矿石、白云石、硅石按配料比计量后，经破碎、再经球磨机磨成80目以上细粉，送入旋风炉中在1350-1500℃高温下，通过水蒸气流进行熔融脱氟，经水骤冷熔融体，使产品以α型磷酸三钙玻璃质固定下来，从而获得磷酸钙晶体，其物料配比控制余碱度<1(即cao+mgo-3p2o5/sio2)+al2o3<1)，使物料带微酸性；接着将磷酸钙干燥，球磨磨细，制得饲料级脱氟磷酸钙，其反应方程式为2casf(po4)3+h2o+sio2→3ca3(po4)2+casio3+2hf↑；

磷酸镁制备：将热法磷酸加入反应器中，在搅拌下缓慢加入轻质氧化镁进行中和反应，生成磷酸镁溶液；接着加入除砷剂和除重金属剂进行溶液净化，过滤除去砷和金属等杂质，滤液经冷却结晶、分离、干燥，制得食用磷酸镁；

磷酸氢钙制备：石灰石经煅烧制得优质工业石灰，然后用4倍的水于90℃下消化反应70-80min，优先地为75min；过滤除渣后稀释得相对密度1.03的石灰乳；接着将85％的食品级热磷酸稀释至相对密度为1.21的溶液，在高速搅拌下，将石灰乳加入磷酸溶液中，反应温度控制在40-45℃，当有白色沉淀析出时，控制石灰乳缓慢加入，至溶液ph7.2时停止加入石灰乳；接着熟化30min，最后洗涤、离心脱水、干燥、粉碎得磷酸氢钙，其反应方程式为：h3po4+ca(oh)2→cahpo4·2h2o；

磷酸氢镁制备：磷酸与氧化镁或氢氧化镁进行中和反应，分离出沉淀物，经干燥得磷酸氢镁，该磷酸氢镁的结晶水依结晶温度的不同，可得到3个或7个结晶水的磷酸氢镁产品；

硫酸镁制备：往氢氧化镁原料中滴加硫酸，获得硫酸镁，其反应方程式为：mg(oh)2+h2so4＝2h2o+mgso4；

硫酸钙制备：将试剂级硫酸钙加到硫酸铵水溶液中(氯化钙过量)进行反应，当沉淀完全后，静置澄清，水洗沉淀5-6次，吸滤后再用水洗至溶液nh4⁺离子含量合格，并于60-70℃下干燥，即得化学纯硫酸钙；同时要制取无水硫酸钙，可将二水合硫酸钙在200℃加热至恒重；

碳酸镁制备：将等量的结晶硫酸镁和结晶碳酸钠分别溶于10倍量的水中，加热至60-80℃充分混合，产生co2和白色沉淀，过滤，得到沉淀物；接着将沉淀物与70-80℃的热水混合，再过滤，重复洗涤至少三次，最后将沉淀物置于50-60℃下干燥，获得碳酸镁；

碳酸钙制备：将石灰石与白煤按一定比例混配，经高温煅烧、水消化、二氧化碳碳化，再经离心脱水、干燥、冷却、粉碎、过筛即得碳酸钙，其反应方程式为：

cao+h2o＝ca(oh)2；

ca(oh)2+co2＝caco3↓+h2o；

氯化钙制备：将碳酸钙与盐酸反应而得，其化学反应方程式：caco3+2hcl＝cacl2+h2o+co2↑；

氯化镁制备：将海水制盐时的副产物卤水，经浓缩成光卤石溶液，冷却后除去氯化钾，再浓缩、过滤、冷却、结晶而得；

将上述获得的钙盐、镁盐放入干燥箱内，并加热至260℃，蒸发脱水，获得钙镁盐；

s2：制备有机质

采用泰国木薯渣为原料，经过一系列发酵腐熟制成商品有机肥；

s3：制备微生物菌体

用液体培养基培养有效菌体，然后配制50％经高温灭菌30min的甘油；再将培养好的菌液与经过灭菌后的甘油按照1:1比例混合均匀，并置于冻干机中冻干，获得微生物菌体；

s4：将步骤s1中钙镁盐打碎，并加入一定量的步骤s2中有机质和步骤s3中微生物菌体，搅拌，混合制备成不同质地的混合物，根据其使用需求制备成微颗粒、圆颗粒、片状、粉剂、膏体、柱状等。

一种酸性土壤改良剂的应用，将上述的酸性土壤改良剂作为底肥施加于种植猕猴桃的土壤或蓝莓基地改种的土壤，其施加方式包括甩施、撒施、沟施、穴施中的一种或多种，经所述酸性土壤改良剂改良后的土壤的ph值为5.5-6.5；或在作物生育期施加该酸性土壤改良剂，其施加方式包括撒施、沟施、穴施、冲施中的一种或多种，经所述酸性土壤改良剂改良后的土壤的ph值为5.5-6.5。

使用时需注意1)由于此试剂难溶于水，故施入方法不可选择喷施和滴灌，可冲施，但要一边搅一边施入，以确保施入均匀；2)此试剂主要针对种植猕猴桃等一般作物的酸性土壤或是蓝莓基地改种其他作物的土壤可起到调节改良的作用，对种植蓝莓、茶树等喜酸作物的土壤不适合，对盐碱地作物不适合。

下面以具体的试验进行说明：

试验一：种植猕猴桃的土壤改良

试验时间：2019年

试验地点：江苏省新沂马陵山镇某种植合作社

试验面积：200亩

品种：徐香猕猴桃

供试肥料：青岛滋百农作物营养有限公司，其配方如下：钙镁盐占5份，有机质占95份，微生物占0.02份。

问题描述：江苏新沂某种植户种植2000亩的猕猴桃，反映其种植的一块区域(约200亩)的猕猴桃植株近年来出现叶片黄化严重、苗期长势慢、果子小畸形多、易患病且产量低，某些植株濒临死亡。在检测该区域土壤的ph值发现，均在5以下，而其他正常生长植株的区域土壤ph在6.5左右，这属于典型的酸中毒现象。

改良土壤酸性的方案：将200亩种植区分成两组，其中100亩作为试验区，在整地改土时撒入一定量的该试剂，按每亩一吨施入，另外100亩为对照区，除不加该试剂外，其他操作方式与试验区相同；在实验的后一月左右开始观察，并记录。

在施入后的一段时间记录其农艺学性状和土壤情况，基本情况如下：

试验二：种植油桃土壤改良

试验时间：2019年

试验地点：辽宁沈阳某种植户

试验面积：180亩

品种：中油4号

供试肥料：青岛滋百农作物营养有限公司，其配方如下：钙镁盐占20份，有机质占80份，微生物占0.02份。

问题描述：辽宁某种植户种植300亩暖棚油桃，其种植的油桃长势差，果子小，口感差，产量低，但根据种植户描述，其采购的肥料均是高端肥，在走访基地采集土样发现，土壤ph基本在4.8左右。

改良方案如下：

在整地时撒施该试剂，该试剂配比如下：施160kg/亩，撒入后发现有冒泡现象，测其土壤温度很高，说明进行了酸碱反应。

在当年挂果后撒施该试剂，施160kg/亩。

在施入后的一段时间记录其农艺学性状和土壤情况，基本情况如下：

试验三：改良西红柿苦痘病

试验时间：2020年

试验地点：山东省青岛市胶州市胶东镇某种植户

试验面积：60亩

品种：中油4号

供试肥料：青岛滋百农作物营养有限公司，其配方如下：钙镁盐占30份，有机质占70份，微生物占0.02份。

问题描述：胶州胶东镇某种植户种植大棚西红柿150亩，其中有60亩土地种植的西红柿苦痘病非常严重，进棚两米能摘下一捧的病果，期间施入硝酸钙和硝酸铵钙来补钙，但效果并不理想。

改良土壤的试验方案如下：在该土撒施该试剂，施180kg/亩。

施入后的一段时间记录其农艺学性状和土壤情况，基本情况如下：

在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。