用于盐碱地改良的凹凸棒石基组合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于土壤改良剂，具体涉及用于盐碱地改良的凹凸棒石基组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、土壤盐碱化会造成耕作土壤肥力下降、理化性状退化、土壤结构变差等土壤问题，植被农作物营养吸取功能和生理代谢功能受到影响、形态结构和根茎发育不良、产量降低、作物适种性和品质降低，严重时会出现枯萎、离子中毒甚至死亡等现象，威胁到大部分作物的生长。

2、目前盐碱地改良方法有水利工程、化学调理、生物技术和农业方法。不同措施均有一定改良作用，但其改良效果不同。利用盐碱地调理剂改良盐碱地是目前较为普遍的改良措施，常用的调理剂有钙类物质、酸性物质和有机物料类。但不同调理剂对盐碱地改良效果差别较大。

3、凹凸棒石，俗称坡缕石，是一种具有土和石特性的非金属矿质资源。它是一种包含层、链结构的纤维状晶体，具有较大的比表面积，内含纳米通道，有较强的离子交换能力和良好的吸附性、缓释性、悬浮性，还富含植物生长所需的微量元素。其较大的比表面积和内部的纳米通道，可以很好的起到保水保肥的效果，其本身具有的缓释性和吸附性，能很好的与肥料相结合，缓慢的释放其中的养分，供其农作物的生长发育。凹凸棒石本身的矿质特性，可以很好的改善土壤环境，增加其土壤的通透性，并且可以为作物的生长提供各种微量元素。凹凸棒石经过提纯加工后是良好的缓释复合肥料的包膜材料，其可以增强肥料间的团聚作用，提高其肥料的成利率，有效的改善土壤板结，增加土壤的孔隙度。

4、期刊文献(“a facile approach to remediat the microenvironment ofsaline-alkali soil”，jiang n等，《acs sustain chem eng》，2015，3(2):374)在传统化肥的基础上添加了一种由坡缕石(atp)、磷石膏(pg)、聚丙烯酸钠(sp)和风化煤(wc)组成的纳米复合物作为盐碱土壤修复肥料。其可温和地修复盐碱地微环境，进而促进植物生长，增强作物对盐碱的抵抗力。

5、期刊文献(“controlling the hydrolysis and loss of nitrogen fertilizer(urea)by using ananocomposite favors plant growth”，zhou l等，《chem sus chem》，2017，10(9):2068)利用聚丙烯酰胺、atp和腐殖酸盐合成了纳米网状结构(sh)-atp-pam，作为化肥增效剂，能够有效抑制尿素的水解，减少损失，提高氮素利用效率；可显著促进氮吸收相关基因的表达、玉米根部离子流量、植株的生长和土壤有机质含量；能够调整土壤微生物群落、增加氮代谢、有机质降解、铁循环和光合作用相关细菌数量。

6、可见，凹凸棒石在在调节土壤生态结构方面具有独特的优势。但在应用研究上，还需研究凹凸棒石的改性技术、与矿质养分功能性材料和微生物制剂的复配技术以开发出高附加值的功能性产品，以有效改善土壤理化性状和微生态系统，实现盐碱地的改良，提高植物种植效率。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的问题，提供了用于盐碱地改良的凹凸棒石基组合物及其制备方法和应用。本发明经酸活化、煅烧制备得到活化凹凸棒石，并将活化后的凹凸棒石与十六烷基三甲基溴化铵和腐殖酸依次混合、研磨，制备得到的改性凹凸棒石可以实现对腐殖酸的良好负载，并提高与其他营养成分的相互作用，起到控释的作用，有利于降低土壤ph，并提高土壤中阳离子交换量、土壤的缓冲能力和保水保肥能力，改良盐碱地。此外，木醋液的加入时机对凹凸棒石基组合物的土壤调节亦具有一定的影响，最后添加木醋液有利于提高土壤改良效果。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种用于盐碱地改良的凹凸棒石基组合物，按重量份数包括：改性凹凸棒石30-50份、生物炭15-25份、木醋液10-20份、生长调节剂10-20份、保水剂2-6份；所述改性凹凸棒石由活化后的凹凸棒石、十六烷基三甲基溴化铵和腐殖酸制备得到。

3、在一项优选的实施方案中，活化后的凹凸棒石、十六烷基三甲基溴化铵和腐殖酸的质量比为1:0.05-0.2:0.5-2。

4、在一项优选的实施方案中，所述改性凹凸棒石的制备工艺为：

5、s1：采用质量分数5-20％的磷酸溶液对凹凸棒石进行活化，过滤、洗涤，高温煅烧，得活化后的凹凸棒石；

6、s2：将活化后的凹凸棒石与十六烷基三甲基溴化铵混合，研磨；再加入腐殖酸，继续研磨，即得所述改性凹凸棒石。

7、凹凸棒石往往含有许多伴生矿物，包括石英、蛋白石、长石、绿泥石、伊利石、方解石和蒙脱石等。这些杂质矿物的存在对凹凸棒石的利用和研究带来巨大的困扰，故有必要对凹凸棒石进行纯化。

8、凹凸棒石经酸改性后，酸溶液可以溶解凹凸棒石表面和孔道内的方解石、石膏等碳酸盐杂质，增大孔径和比表面积。同时，h+将凹凸棒石结构间的钠钾等金属阳离子替换掉，凹凸棒石的带电性发生变化，离子交换能力和吸附性能提高。

9、采用磷酸对凹凸棒石进行活化后再高温煅烧，可以进一步提高纯化效果，同时凹凸棒石具有更多反应位点，反应能力和吸附能力均更强，有利于后续进行有机改性。而载研磨条件下依次采用十六烷基三甲基溴化铵和腐殖酸对对凹凸棒石改性，凹凸棒石中的无机阳离子被有机阳离子代替后，可以提高凹凸棒石对腐殖酸的负载能力，以及凹凸棒石与其他营养成分的相互作用，起到控释的作用，有利于降低土壤ph，并提高土壤中阳离子交换量、土壤的缓冲能力和保水保肥能力，改良盐碱地。

10、在一项优选的实施方案中，步骤s1中，磷酸溶液与凹凸棒石的体积质量比为4-10ml:1g，活化条件为：先静置20-30h，再在50-60℃下搅拌2-4h，搅拌速度为100-500r/min。

11、在一项优选的实施方案中，步骤s1中，高温煅烧条件为：250-350℃下煅烧3-6h。

12、在一项优选的实施方案中，步骤s2中，将活化后的凹凸棒石与十六烷基三甲基溴化铵混合，研磨15-25min；加入腐殖酸，继续研磨10-30min。

13、在一项优选的实施方案中，所述生长调节剂为质量比为1:4-8:2-4的微生物、钼酸铵和硫酸锰的混合物。

14、在一项优选的实施方案中，所述微生物为木霉菌和芽孢杆菌的混合物，二者质量比为0.5-3:1。

15、在一项优选的实施方案中，所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌中的至少一种。

16、木霉菌在促进植物养分吸收方面具有高效性，且具有强大的竞争和繁殖潜力，在不利或非生物胁迫条件下，具有较高存活率。芽孢杆菌不仅可以拮抗病原菌，同时适应环境能力极强，在防治各类植物病害的同时，它还能够促进植物生长、提高营养利用率，增强植物抗逆性，修复被农药化肥污染的土壤环境。钼酸铵能提高植物叶绿素的活性，增强植物的光合作用。硫酸锰肥料可有效改善作物地上部生长状况，促进根系的发育，提高氮素吸收能力，增强氮代谢相关酶的活性，促进游离氨基酸的积累，提高整体氮同化效率。采用以上组分构成的生长调节剂，可以提高营养利用率、促进植物生长。

17、在一项优选的实施方案中，所述保水剂为聚丙烯酰胺。

18、第二方面，本发明提供了前述用于盐碱地改良的凹凸棒石基组合物的制备方法，包括如下工艺：

19、按配比称取木醋液以外的原料，混合均匀，加入木醋液，混匀即得。

20、木醋液为液体，相比其他原料，易于与凹凸棒石作用，如果将所有原料一起混合，或者将木醋液先与凹凸棒石混合，会影响凹凸棒石与其他成分的相互作用，影响改良效果。

21、第三方面，本发明提供了前述用于盐碱地改良的凹凸棒石基组合物在盐碱地改良中的应用。

22、本发明的有益效果是：

23、1、本发明经酸活化、煅烧制备得到活化凹凸棒石，并将活化后的凹凸棒石与十六烷基三甲基溴化铵和腐殖酸依次混合、研磨，制备得到的改性凹凸棒石可以实现对腐殖酸的良好负载，并提高与其他营养成分的相互作用，起到控释的作用，有利于降低土壤ph，并提高土壤中阳离子交换量、土壤的缓冲能力和保水保肥能力，改良盐碱地。

24、2、木醋液的加入时机对凹凸棒石基组合物的土壤调节亦具有一定的影响，最后添加木醋液有利于提高土壤改良效果。

25、3、本发明采用微生物、钼酸铵和硫酸锰构成的生长调节剂，可以提高营养利用率、促进植物生长。