[发明专利]一种降低珊瑚砂碱度的控碱调理剂及其应用

说明书

本发明提供了一种降低珊瑚砂碱度的控碱调理剂及其应用，所述控碱调理剂由包含以下重量份的原料制备而成：硫酸铝40‑58份、有机料2‑4份、硫酸铝改性膨胀蛭石12‑15份、硫酸铝改性浮石10‑12份、过磷酸钙3‑5份、红壤5‑8份、膨润土8‑12份、复合肥2‑4份；所述原料的总重量份为100份。上述控碱调理剂以无机材料硫酸铝为骨干控碱物质，通过无机材料和有机材料的科学复配，能持续性地降低珊瑚砂的碱度，并且改善珊瑚砂缺乏养分和物理结构差的情况，具有控碱时效长、效能高、综合改土功能好等优点。经上述控碱调理剂处理后的珊瑚砂使植被能在适宜的酸碱度条件下，获得相应的养分供应以及良好通气透水条件的根际环境，从而使植物正常生长。

技术领域

本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种降低珊瑚砂碱度的控碱调理剂及其应用。

背景技术

我国有大量热带珊瑚岛，是重要的国土资源，这些珊瑚岛基质成分独特，限制了许多植物的生长。珊瑚岛没有自然土壤，其主要成分是碳酸钙与碳酸镁，导致难以建立起植被覆盖，大量同纬度地区的植物在此无法生长，制约了珊瑚岛的发展与驻岛人员生活环境的改良。

大量植物难于在珊瑚基质上生长的原因，一是缺乏养分，珊瑚基质几乎不含有机碳氮，也缺乏锰钼等多种微量元素，在大陆正常土壤中的主体成分硅铝铁在珊瑚基质中极低水平，因此珊瑚基质缺乏养分持留机制，阳离子交换量极低。二是极高的碱度，珊瑚基质的pH值达9.5水平，过高碱度不但直接影响植物生理过程，导致植物无法正常生长，还影响土壤养分的有效性，大多数阳离子养分在高碱度下会沉淀而难于被植物吸收利用。因而，治理高碱性是珊瑚岛植被恢复的一项重要课题。

目前，国内提出过多种治理土壤碱性问题的技术和方法：(1)施用化学酸性肥料就有一定的效果，如过磷酸钙、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾、氯化铵、氯化钾等。黄致华等(2017)在新疆地区研究发现酸性肥料能够调节石灰性土壤pH，但各种酸性肥料的作用极其有限，较好效果的只有0.35pH单位的下降。傅成诚等(2017)在贵州地区试验显示，施用硫酸铵可使土壤pH值降低0.73个单位。(2)最显而易见的方法是进行酸碱中和，直接向碱性土壤中加酸。如姚晓芹等(2006)试验显示磷酸、硫酸、醋酸、硫磺等对钙质土有良好的酸化作用，这种酸碱中和反应下的pH降低是预期中的结果，可以预期用硝酸或盐酸亦有同样的效果，这种基于直接酸碱中和反应的控碱技术没有实际应用价值，在我国西南地区大面积碱性石灰土上并未获得应用。主要原因是，酸碱反应直接消耗了土地物质，同步完全改变了土壤性状，如磷酸与碳酸钙反应后，生成的二氧化碳逸出，留下磷酸钙一类物质，而硫酸则成硫酸钙石膏质土壤，还成本极高，操作上有安全风险等。(3)其它各类治理技术，如罗彤等(2017)以鸡粪做原料，以磷酸作为浸提剂，浸提液用于滴灌施肥，显示，在棉花吐絮期，常规施肥土壤pH为8.12，酸性堆肥茶处理的土壤pH显著降低，pH仅为6.76。其它材料如硫磺粉、木醋液、脱硫石膏、针叶土、煤炭腐殖酸、不同改良物质组合搭配等方式，也显示一定的效果。陈猛等(2018)试验显示硫磺粉施用量越大，土壤pH降幅越大，且能维持较长时间。木醋液是常用于改良碱性土壤，见效快且易于施用(赵朋成2017)。杨岑等(2018)研究发现，施用硫磺粉180d土壤pH值降低到4.9左右，而施用木醋液90d即可达到相同效。这里，木醋液与硫磺粉也属于酸碱中和作用，硫磺粉是单质硫，在土壤中氧化为硫酸，效果是明显的，但负作用极大。李玉波等(2018)发现脱硫石膏能够使土壤pH降低0.92个单位。王晓梅等(2014)将豆渣+污泥、豆渣+石膏、豆渣+硫酸铝配合施用，可使pH9.23的强碱性土壤降至pH7.36-7.64之间，该报道为黑龙江科技信息报一单面纸的报道，科学性存疑，未说明用量、使用条件、豆渣性状等，豆渣单施条件下pH降至8.1。党宏发(2000)用硫酸亚铁降低0.5-1.0pH单位，用量0.15kg/m²，用硫磺45g/m²，使pH8.0降低至6.5。董少鹏等(2019)用重过磷酸钙3876g/2.2m²或磷酸二氢钾1291g/2.2m²使pH8.41降低至7.38和7.54。但是当前这些方法，都难于在珊瑚岛上应用。酸碱中和法大幅改变土性，在大陆也没有得到广泛应用，大部分酸为液态，不适于长途海运用于海岛。普通的有机物料，主要问题是调节幅度有限，使用量太高，随着有机物料的分解，效果消失。普通酸性肥料时效性低，调节pH幅度不强。还值得注意的是，当pH远离中性时(pH7)，每升高或降低一个pH单位需要的物料容量有巨大差别，当前报道的试验，多数是在中性pH附近的调控，珊瑚岛pH9.5的高碱性，用一般的材料效果有限。