一种增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及土壤改良，尤其涉及一种增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、土壤无机碳(sic)是土壤碳库的重要组成部分，其储量约占全球碳储量的一半，其比土壤有机碳(soc)更加稳定。因此强化土壤无机碳固定功能，减少无机碳的分解，对于扩充土壤碳汇、降低大气co2浓度和缓解气候变化具有重要意义。

2、然而，施用氮肥会导致土壤酸化，加速无机碳的损失，尤其在集约管理下持续施用氮肥可能会导致土壤无机碳的完全流失。氮肥施用到土壤后，会发生硝化反应，从而产生大量高活性的不稳定的交换性h+，大部分交换性h+会与土壤粘土矿物反应，释放土壤铝硅酸盐矿物结构中的铝，并产生交换性al3+，绝大部分酸以交换性铝的形态存在于土壤固相部分，造成土壤酸化，同时h+与土壤无机碳(sic)发生中和反应，生成二氧化碳释放到大气中，造成土壤无机碳流失。

3、虽然铵态氮肥施入土壤后产生的一部分阴离子如硫酸根和氯离子会被植物吸收，植物根系会释放等比例的oh-，中和掉一部分h+，然而由于降雨淋失和土壤表面的静电排斥作用，这部分阴离子很容易从土壤中淋失，从而导致大量酸性h+留存在土壤中，造成土壤不断酸化。因此，若想改良土壤酸化以及固定土壤无机碳，一方面需要减少氮肥施用，提高氮肥利用效率，另一方面需要增加土壤碱基离子浓度，减少土壤酸容量，提升土壤ph，促进土壤无机碳的增蓄扩容。

4、硅酸盐岩因为具有巨大的空气固碳潜力而日益受到国内外学者的关注，但是目前没有更细致的研究证明硅酸盐岩在改良土壤酸化以及土壤固碳等方面发挥的作用。因此，本发明尝试采用硅酸盐岩制备土壤调理剂，在氮肥减施的同时改善土壤酸化，加强土壤碳汇功能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂、制备方式及应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂，包括如下重量份的原料：伊利石5～10份、白云石5～10份和硅酸盐岩25～35份。

4、优选的，所述硅酸盐岩为辉长岩、黑色页岩、玄武岩的其中一种。

5、本发明还提供了一种增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂的制备方法，包括以下步骤：

6、s1、研磨硅酸盐岩、伊利石、白云石并混合得到矿粉混合物①；

7、s2、将矿粉混合物①平铺于筛网，模拟矿物自然风化过程，得到矿粉混合物②；

8、s3、研磨并混合矿粉混合物②后，平铺于筛网，再次模拟矿物自然风化过程，得到矿粉混合物③；

9、s4、对矿粉混合物③模拟加强自然风化过程，得到调理剂。

10、优选的，s1中所述研磨在3r2715雷蒙磨粉机中进行，转速为700～900rpm，时间为50～70min，研磨至粒径为90～110目；所述混合在nfj-300粉体搅拌混合机中进行，转速为50～55rpm，时间为8～12min。

11、优选的，s2中所述筛网的目数为180～220目，平铺厚度＜0.3cm；所述模拟矿物自然风化过程在恒温通风培养箱中进行，温度为45～55℃，每隔10～14h以4.5～5.5l/min的气流速度输入氮气1～1.5h，持续4～5天。

12、优选的，s3中所述研磨在3r2715雷蒙磨粉机中进行，转速为1400～1600rpm，研磨时间为110～130min，研磨至粒径为290～300目；所述混合在nfj-300粉体搅拌混合机中进行，转速为50～55rpm，时间为25～35min；所述筛网的目数为350～450目，平铺厚度＜0.3cm；所述模拟矿物自然风化过程在恒温通风培养箱中进行，温度为70～80℃，每隔5～7h以9.5～10.5l/min的气流速度输入氮气1～1.5h，持续3～4天。

13、优选的，s4中所述加强模拟自然风化过程为通风降温，所述降温至50～55℃，降温过程中培养箱空气温度≥50℃。

14、本发明还提供了所述调理剂在增强氮肥减施下土壤无机碳固定中的应用。

15、优选的，所述调理剂与土壤的质量比为4～5:100。

16、本发明具有以下有益效果：

17、针对目前氮肥过量施用下土壤酸化和无机碳流失的现状，以及现有技术难以实现氮肥减量下土壤酸化改良和无机碳协同提升的问题，本发明提出采用硅酸盐岩风化促进土壤co2向hco3-转化，减少土壤酸容量，促进土壤无机碳形成累积，从而实现氮肥减量下土壤酸化和无机碳的协同改良和扩容强化效应。

技术特征：

1.一种增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂，其特征在于，包括如下重量份的原料：伊利石5～10份、白云石5～10份和硅酸盐岩25～35份。

2.根据权利要求1所述的增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂，其特征在于，所述硅酸盐岩为辉长岩、黑色页岩、玄武岩的其中一种。

3.一种权利要求1或2所述的增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂的制备方法，其特征在于，s1中所述研磨在3r2715雷蒙磨粉机中进行，转速为700～900rpm，时间为50～70min，研磨至粒径为90～110目；

5.根据权利要求4所述的增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂的制备方法，其特征在于，s2中所述筛网的目数为180～220目，平铺厚度＜0.3cm；

6.根据权利要求5所述的增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂的制备方法，其特征在于，s3中所述研磨在3r2715雷蒙磨粉机中进行，转速为1400～1600rpm，研磨时间为110～130min，研磨至粒径为290～300目；

7.根据权利要求6所述的增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂的制备方法，其特征在于，s4中所述模拟加强自然风化过程为通风降温，所述降温至50～55℃，降温过程中培养箱空气温度≥50℃。

8.一种按照权利要求3～7任一项所述的制备方法得到的增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂。

9.一种权利要求1或2或8所述的调理剂在增强氮肥减施下土壤无机碳固定中的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述调理剂与土壤的质量比为4～5:100。

技术总结
本发明提供了一种增强氮肥减施下土壤无机碳固定的调理剂及其制备方法和应用，属于土壤改良技术领域。本发明的调理剂，包括如下原料：伊利石、白云石和硅酸盐岩。本发明提出采用硅酸盐风化促进土壤CO<subgt;2</subgt;向HCO<subgt;3</subgt;<supgt;‑</supgt;转化，减少土壤酸容量，促进土壤无机碳形成累积，从而实现氮肥减量下土壤酸化和无机碳的协同改良和扩容强化效应。

技术研发人员：裘高扬,姚燕来,郭彬,李华,贾保磊,刘俊丽,陈晓冬,刘琛
受保护的技术使用者：湘湖实验室（农业浙江省实验室）
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18