[发明专利]一种活化磷矿粉-生物炭复合土壤改良剂的制备方法及应用

说明书

本发明提供一种活化磷矿粉‑生物炭复合土壤改良剂的制备方法及应用，用中低品位磷矿石和废弃椰壳作为原料，利用腐殖酸活化技术，将不溶性或酸溶性Ca‑P转化为高活性HPO₄^2‑，有效提高中低品位磷矿粉释放的有效磷元素，还可改善高风化土壤酸化程度，在活化过程中加入硅酸钠，使活化后的磷矿粉有效磷能够持续、缓慢、稳定的释放，更有利于植物获取所需磷元素，提高磷元素利用率；本发明通过高温煅烧将椰子壳纤维素大分子有机碳转变为灰分小分子无机碳，施入土壤后可以缓解土壤风化程度，再通过与丙二醇嵌段聚醚、活性磷矿粉合用，可以吸附土壤中铁锰氧化物，并降低土壤中铁锰氧化物对磷的吸附作用，进一步提高磷元素的利用率。

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，特别涉及一种活化磷矿粉-生物炭复合土壤改良剂的制备方法及应用。

背景技术

我国南方热带亚热带地区土壤都经历了较强的风化过程，使这部分土壤具有矿物组分以高岭石等“低活性”黏土为主，有机质含量低，土壤pH值偏酸，养分有效性低，部分土壤铁锰氧化物含量高等区别于温带土壤的明显特征，这些特征又导致土壤得盐基离子含量低，固持养分能力弱，土肥力低，水溶性磷肥利用率极低，一般为10％左右。因此，高风化土壤种植区通常面临pH值不适作物生长、磷利用率低和养分不足的问题，而土壤养分的缺失和不平衡是导致土传病害发生和作物高发病率的重要因素。

目前高风化土壤普遍采用的改良方法是增施有机肥，然而热带土壤的有机质分解速度较快，有机质的矿化率比温带土壤高3-4倍，有机肥培肥土壤的时效性短，成本高。另一方面，近年来商品有机肥中重金属等污染物在土壤中累积造成的农产品和环境污染风险逐渐受到重视。

磷矿粉以及活化磷矿粉是补充土壤磷的较好的材料，在我国磷矿资源中，中低品位磷矿资源占比高，占总磷矿资源的70％，但这类磷矿多为磷矿开采的废弃磷矿，其工业利用成本高、耗能大，难以利用。因此，需要充分利用这部分磷矿资源，避免资源的浪费。

生物炭是较好的增加土壤固碳能力的改良剂，中国专利CN110041935A公开了用于土壤改良的复合生物炭、土壤改良剂及其制备方法，该土壤改良剂能够吸附降解土壤中的污染物，提高土壤中的有机质和微生物含量，但不能为土壤补充磷分，且易造成土壤板结。而且单独使用一种有机或无机改良剂忽视了土壤养分平衡的管理，不利于土壤丰富微生物群落的构建，对病害发生率的控制作用不明显。

因此，本发明旨在利用磷矿粉和生物炭的协同互补作用，通过改进的活化方法及制备过程，得到复合改良剂，改良高风化土壤pH、磷利用率和养分供应问题，达到促进作物生长，及病害防控的目的。

发明内容

本发明的目的在于充分利用我国中低品位磷矿资源及农业废弃物，以中低品位磷矿粉和椰壳为原材料，将磷矿粉活化产物和椰壳质生物炭混合制成一种复合土壤改良剂，并应用于我国高风化土壤的改良，以提高土壤磷有效性高，缓解土壤酸性，提高土壤养分供应能力，以及控制作物病害发生。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种活化磷矿粉-生物炭复合土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.活化磷矿粉的制备：取中低品位磷矿石进行粉碎处理，得磷矿粉；将腐殖酸、硅酸钠与与磷矿粉混合均匀后加水进行研磨，得粉末状混合物，将粉末状混合物活化，活化结束后烘干，得活化磷矿粉；

S2.生物炭的制备：选取成熟度一致椰子洗净，将椰子壳纤维切碎后风干，将风干后的椰子壳纤维置于缺氧环境中，升温至700-750℃保温1-1.5h后，冷却至室温，取出磨碎，得椰子壳纤维生物炭；

S3.活化磷矿粉-生物炭复合土壤改良剂的制备：将丙二醇嵌段聚醚和步骤S1的活化磷矿粉、步骤S2的椰子壳纤维生物炭混合搅拌均匀，得活化磷矿粉-生物炭复合土壤改良剂。