一种利用海洋动植物残体生产的土壤调理剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用海洋动植物残体生产的土壤调理剂及其制备方法，属于海洋 废弃物综合利用技术领域。
【背景技术】
[0002] 近几年土壤调理剂在农业上已逐步开始应用，土壤酸度的变化是指土壤中氢离子 浓度的变化，从上世纪80年代早期至今，几乎在中国发现的所有土壤类型的pH值都下降了 0. 13-0. 80,土壤的不断酸化还有发展的趋势。也就是说，由于人类不合理生产活动的影响， 大大加速了我国土壤酸化，将会给生态环境和人类生存造成重大的危害。
[0003] 我国酸性土壤的面积约为20万km2,占全国总面积的21 %左右。这些酸性土壤大 部分pH值小于5. 5,其中较多的pH值小于5. 0,甚至低至4. 5。这些土壤在不合理的土地 利用、耕作管理下，酸化程度日渐严重，正在成为农业生产障碍因子。当前全国土壤酸碱度 (pH) 30年平均下降了 0. 6个单位，酸性耕地面积（pH < 5. 5)从30年前的7%，上升到目前 的18%。南方14省（区、市）土壤pH值小于6.5的比例由30年前的52%扩大到65%， pH值小于5. 5的由20%扩大到40%，pH值小于4. 5的由1 %扩大到4%。酸化最严重的 广东、广西、四川等地pH值小于4. 5的耕地土壤比例分别为13%、7%、4%。江西省余江县 红砂岩母质发育的土壤（0-20cm层次），经1980年测定，荒草地pH值4. 84,低产水田pH值 5.90 ;而1996年同在该取样点取样测定，荒草地pH值为4. 67,下降了 0. 17,低产水田pH为 4. 89,下降了 L 01。
[0004] 近年来，关于我国北方非酸性土壤酸化的报道也逐渐增多。据调查，烟台地区苹果 园土壤已发生不同程度的酸化，土壤pH彡5. 5所占比例，依顺序排列为：招远32. 03%、蓬 莱29. 88%、栖霞27. 7%、龙口 15. 73%，已明显低于20世纪80年代土壤普查的pH值。
[0005] 统计数据表明，山东省年折纯化肥施肥量达472. 7万吨，氮肥利用率为30%左右， 仅为发达国家水平的1/2,其余的都残留于土壤中。播亩平均化肥用量27. 2公斤，比全国平 均用量高6公斤，比世界平均用量高19. 2公斤。
[0006] 超量使用化肥的后果是土壤酸化、次生盐渍化加重。近年来山东土壤酸化速度加 快，胶东地区尤为突出，pH值小于5. 5的酸化面积已达980多万亩。全省1300万亩设施菜 地中，有260万亩发生次生盐渍化。
[0007] 土壤酸化造成土壤养分比例失调，作物发病率升高，农产品品质下降。pH值低于 4. 5的地块，一般可造成作物减产30%以上。设施菜地种植4年后，土壤盐渍化现象逐年增 加，严重影响作物产量和质量。
[0008] 在山东的一些蔬菜种植区，由于连续多年超量使用化肥，土地质量已经严重下降， 也造成了"化肥依赖"。有的地方不得不用火车从东北地区拉来黑土进行土壤置换。而置换 出的土壤，即使不再使用化肥，庄稼几年内也难长得很好。
[0009] 目前国内改良酸化土壤的土壤调理剂大多为传统型的消石灰（白云灰）、碳酸钙 (镁）、硅酸钙（镁、钾）等为主，都存在不同的施用局限性。
[0010] 消石灰，这是最为久远的酸性土壤调理剂，化学性质为强碱，与土壤的反应为中和 反应，中和反应是剧烈的放热反应，能够伤害土壤微生物，通常作消素毒剂使用，过量或施 用不均匀可能使得局部土壤过碱或者引起土壤板结。能够提供单一的钙营养，但无其他营 养作用。
[0011] 石灰石、白云石、苛性法制碱残渣，主要成分都是碳酸钙，有些含有碳酸镁。碳酸钙 与土壤的反应是复分解反应，由于硫酸根的固定和二氧化碳的析出，使土壤酸性减弱，pH提 高，但是对弱酸性土壤，因为当土壤PH达到5. 8时，便不能析出，所以调理作用有一定限制。
[0012] 含有钙、镁等元素的硅酸盐，经过活化处理后，可以和土壤酸反应，所含的中微量 植物营养元素具有植物吸收活性，但是，简单地以工业炉渣类硅酸盐如高炉水淬渣、煤渣等 直接作酸性土壤调理剂，容易引起重金属危害，各种尾矿也不一定能够用来制造土壤调理 剂，或许还会对土壤造成二次危害。
[0013] 近几年随着海洋贝类养殖规模之扩大，海洋贝类生产加工过程中残留的大量贝类 废弃物，以牡蛎壳为例，仅山东威海市每年产出的牡蛎壳约为30-40万吨，仅有一少部分得 到了合理利用，大部分没有得到有效利用和妥善处理，严重污染乡村环境，直接影响了城乡 人居环境的改善和新农村建设。而牡蛎壳的物质组成分为无机质和有机质两部分，无机质 以碳酸钙为主，占牡蛎壳质量的90%以上，其中钙元素占39. 78% -40. 23%，此外还含有 铜、锌、锰、锶等20多种微量元素，牡蛎壳的有机成分约占牡蛎壳质量的3-5%，含有甘氨 酸、胱氨酸、蛋氨酸等17种氨基酸，经过活化处理以后均可以被植物吸收利用。
[0014] 海洋贝壳传统和常规的处理方式只是简单地粉碎后直接利用，其中的有效成分需 要经过土壤的长期转化才能被植物吸收利用，效果慢，这也是农民不愿意使用此类土壤调 理剂的主要原因。
[0015] 中国专利文献CN 102321484 A(申请号201110154187. 7)公开了一种改良酸化或 酸性土壤的有机环保型土壤调理剂。此专利采用沼渣、贝壳粉、钙镁磷肥、草木灰、壳聚糖、 沸石粉、膨润土作为土壤调理剂。中国专利文献CN 1502672 A(申请号02135914. 8)公开 了以牡蛎壳为主的土壤调理剂。其特征是由牡蛎壳粉、聚天冬氨酸盐、壳聚糖或其衍生物、 生物全部或部分的粉末或发酵物所组成。
[0016] 上述两篇专利对改良土壤形状、提高土壤肥力有一定的效果，但原料提供的营养 成分利用不充分，对改善作物品质的效果有限。
【发明内容】
[0017] 本发明针对现有技术的不足，提供一种利用海洋动植物残体生产的土壤调理剂及 其制备方法。
[0018] 术语说明：
[0019] 海洋植物残体：海藻食品工业生产过程中剩余的海藻根、边角等。
[0020] 海洋动物残体：海洋软体动物加工后剩余的贝壳，如牡蛎壳，各种贻贝壳等。
[0021] 本发明的技术方案如下：
[0022] 一种利用海洋动植物残体生产的土壤调理剂，包括进行预处理、粉碎、煅烧、配料、 混配和造粒，原料组分如下，均为重量份：
[0023] 海藻粉10~15份、贝壳粉62~76份、生化黄腐酸2~5份、硫酸锌0. 8~I. 0 份，硫酸亚铁1.0 ~I. 5份，硼0. 2~0. 5份，镁粉10~15份。
[0024] 根据本发明优选的，原料组分如下，均为重量份：
[0025] 海藻粉10~12份、贝壳粉69~72份、生化黄腐酸4~5份、硫酸锌0. 8~0. 9 份，硫酸亚铁I. 0~1. 3份，硼0. 2~0. 3份，镁粉11~12. 5份。
[0026] 上述利用海洋动植物残体生产的土壤调理剂的制备方法，包括如下步骤：
[0027] (1)剔除海洋植物残体中的杂质，经晾干或者烘干至物料的水分低于35%，经粉 碎，制得海澡粉；
[0028] (2)将海洋动物残体露天堆放2~3年进行自然熟化，然后剔除杂质，烘干，然后 在800~1200°C的条件下，煅烧30~40min，筛分崩解破碎为长度不大于5cm的物料，经粉 碎，制得贝壳粉；筛分后长度大于5cm的物料重复煅烧步骤；
[0029] (3)按比例将步骤⑴制得的海藻粉、步骤⑵制得的贝壳粉、生化黄腐酸、硫酸 锌、硫酸亚铁、硼、镁粉混合，搅拌均匀，制得土壤调理剂。
[0030] 根据本发明优选的，所述步骤（1)中的粉碎为粉碎至90%以上的物料细度达到60 目。
[0031] 根据本发明优选的，所述步骤（1)中的烘干，条件如下：1〇〇~130°C烘干10~ 20min〇
[0032] 根据本发明优选的，所述步骤（2)中的粉碎，细度为80~100目。
[0033] 根据本发明优选的，所述步骤（2)中的煅烧，采用电加热或者天然气加热式煅烧 炉。
[0034] 根据本发明进一步优选的，所述煅烧炉采用链动滚筒式煅烧炉，直径0. 8~I. 5m， 长度10~12m，滚筒转速8~10r/min。
[0035] 根据本发明优选的，所述的步骤（3)搅拌均匀后，还包括造粒步骤。
[0036] 有益效果
[0037] 1、本发明通过对海洋动物残体进行自然熟化与煅烧相结合的方式活化处理，极大 提高了海洋动物残体中的营养成分的释放，为提高最终制备的土壤调理剂的施用效果打下 了基础。
[0038] 2、本发明的原料成分配比合理，不仅有利于海洋动物残体的充分利用，而且各组 分相互促进，可以提高营养成分的利用效果，克服了现有技术中土壤调理剂效果慢、不显著 的弊端。
[0039] 3、本发明采用自然熟化的过程，可以大量去除海洋动物残体中含有的氯化钠离 子，有利于后续煅烧效果和施用效果的提高。
[0040] 4、本发明制得的土壤调理剂呈弱碱性，和土壤中的水份形成一种弱碱体，能够消 除土壤中的各种病菌，中和土壤里的酸根离子，促进硝态氮转化，提高化学肥料的利用率。 促进作物对土壤里有效养分的吸收，改良土壤物理性状，疏松土壤，破除板结，促进作物生 长，提高作物抗逆性和抗病虫害能力，特别是对作物生长因缺少钙元素造成的果树根腐病、 苹果的苦痘病、苦腐病、柑桔、葡萄、荔枝的落果、裂果、烂果、溃疡病、炭疽病、西红柿的脐腐 病、黄瓜灰霉病等生理性病害的防治有特效，提高农产品品质，增产增收效果明显。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于 此。
[0042] 实施例中所述的海洋植物残体来源于海产品加工厂，主要为海藻根和海藻加工后 的废料；
[0043] 实施例中所述的海洋动物残体来源于海产品加工厂，主要为牡蛎壳；
[0044] 生化黄腐酸购自江西省萍乡市乐乐腐植酸厂，生化黄腐酸是利用植物源、风化煤、 草炭等原料，通过专用菌种生物发酵和化学处理后，获得高纯度、高活性的类似黄腐酸和 富里酸物质，含有小分子的芳香羧酸化合物。其主要成份含黄腐酸（干基）多90、氨基酸 多3%，同时还含有微量元素、核酸、水杨酸、糖类、B引噪酸类、胶原蛋白等生化活性物质和植 物内源激素。
[0045] 实施例1
[0046] 一种利用海洋动植物残体生产的土壤调理剂，包括进行预处理、粉碎、煅烧、配料、 混配和造粒，原料组分如下，均为重量份：
[0047] 海藻粉10份、贝壳粉72份、生化黄腐酸5份、硫酸锌0. 8份，硫酸亚铁I. 0份，硼 0. 2份，镁粉11份。
[0048] 上述利用海洋动植物残体生产的土壤调理剂的制备方法，包括如下步骤：
[0049] (1)剔除海洋植物残体中掺杂的沙子以及养殖的塑料绳等杂质，经120°C烘干 15min，物料的水分达到30%，经研磨粉碎，制得90%以上的物料细度达到60目的海藻粉；
[0050] (2)将海洋动物残体露天堆放3年进行自然熟化，然后剔除杂质，烘干，然后在链 动滚筒式电加热煅烧炉中进行煅烧30min，煅烧炉直径I. lm，长度10m，滚筒转速8r/min，煅 烧炉进口温度控制在1200度，出口温度控制在800度，筛分崩解破碎为长度不大于5cm的 物料，经粉