[发明专利]一种复合型环保土壤调理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤修复和改良技术领域，具体涉及一种新型环保土壤调理剂及其制备方法与应用。

背景技术

土壤是陆地生态系统的基础,为作物生长提供了必要的营养、空气、水分等基本条件,是发展农业生产的基础。然而我国的土地质量不容乐观，酸化板结、盐渍化、养分流失或失衡、有机质下降、重金属污染、微生物多样性降低等问题日趋严重。上述土壤障碍因子的存在致使耕地地力下降，农作物产量低而不稳，严重威胁着农业的可持续发展和国家粮食安全。据不完全统计，我国耕地中有78.5％的农田存在各种不同形式的土壤障碍因素。如何通过土壤改良的方法消除限制障碍、增加土壤的微生物多样性、提升耕地的基础地力、改善农业生产条件，是目前农业生产中一个亟待解决的重大问题。

应用土壤调理剂是修复退化土壤、提升地力的主要应对措施之一。土壤调理剂可以有效地改善土壤理化性质和营养水平，并对土壤微生物具有良好促进作用，从而使土地更适合农作物生长。根据其核心成分的来源，可将其分为天然型、合成型、生物型和复合型。天然型调理剂主要是采用天然矿物、无机或有机废弃物、天然提取高分子化合物、天然有机质等为原料制备而成。利用调理剂成分固有的理化属性，改善土壤的物理结构和水肥特性；合成型调理剂是模拟天然材料，通过有机化学手段合成的高分子聚合物，用以改良土壤；生物型则是采用从枝菌根为代表的微生物，利用其生命活动或其副产物，增加有机质含量和活化矿质养分，提高土壤质量。复合型是将上述三种不同类型的调理剂进行复配，取长补短，联合使用，达到更为优良的改良效果。虽然上述几种类型的土壤调理剂在农业生产中得到了广泛应用，但仍存在改良效果不全面，或次生污染、副作用多等不同程度的负面问题。中国科学院微生物研究所发明一种以天然矿物装载多种微生物菌剂而成的复合型土壤调理剂，具有天然环保、改土增效、使用方便、成本低廉等优点，是一种绿色环保土壤调理技术，符合生态农业发展趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合型环保土壤调理剂及其制备方法，它是通过凹凸棒土、腐殖酸与复合菌剂配制而成，其中凹凸棒土是一种具有链层状结构的含水富镁铝硅酸盐凹凸棒土矿物，具有较高的孔隙率和比表面积，经腐殖酸修饰后可以作为微生物的优良载体；腐殖酸含有大量羧基、酚羟基等官能团，具有疏松多孔的结构和较强的粘滞性，可促进土壤形成团粒结构，同时与天然粘土共同置换出土壤中的钠离子，从而起到降盐的作用，并且可以将土壤深层水体中的碳酸根离子固定住，从而达到降低土壤pH值的作用；添加的复合菌剂是核心成分，自身在土壤中的定殖力较高，既可有效促进土壤矿物质和有机物的分解，提升土壤肥力，改善土壤的营养状况，又能有效提升根际有益微生物菌群的数量，优化土壤微生态环境。

本发明所提供的复合型环保土壤调理剂的制备方法，包括如下步骤：

1)载体制备：

①利用γ-射线对凹凸棒土(100～200目，胶体级)进行辐照处理，然后采用微波对凹凸棒土进行处理，使凹凸棒土中的棒晶间和层间更为分散，比表面积增大。γ-射线辐照的能量为2～10MeV，剂量为50～100kGy，时间为20～40分钟。微波处理的功率为1～2kW，时间为20～40分钟。辐照时，凹凸棒土的放置厚度为5～10cm，质量为5～10kg。

②将处理过的凹凸棒土加入到自来水中配成10～20g/L的悬浊液，往该悬浊液中加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷(1～2g/L)，于40～60℃下搅拌(100～500rpm)1～3小时，然后加入腐殖酸(2～5g/L)，于30～50℃下搅拌(100～500rpm)4～6小时，并离心(4000～10000rpm)5～10分钟收集沉淀，与40～70℃下干燥至恒重并研磨至100～200目即得到凹凸棒土载体。

2)复合微生物菌剂制备：

①将枯草芽孢杆菌、木霉菌菌粉混合，质量比为3:2，各种菌剂的活菌数约为1×10⁹个/克。

②所添加的枯草芽孢杆菌为保藏号13758的枯草芽孢杆菌，其发酵方法为10％葡萄糖、10％豆粕饼、10％玉米粉，6％碳酸钙，7％氯化钠，其余为水。培养温度37℃，转速210rpm。发酵结束后用喷雾干燥法干燥成粉剂。