[发明专利]一种多功效土壤改良剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有保水、节肥、增加植物土壤养分、改善土壤物化性质等多重功效的土壤改良剂，具体说是一种多功效复合型土壤改良剂及其制备方法。

背景技术

我国土壤养分流失严重，因为过量使用量，土壤中的许多有用的肥料元素农作物来不及吸收就流失掉了，如在一些地方氮肥的利用率在20%～50%，磷肥的利用率在10%～30%，氮、磷的利用率很低，造成了极大的资源浪费并污染了环境。同时，我国是一个干旱缺水严重的国家，加上近年来气候和环境的恶劣变化，干旱时有发生，对农业和国民经济已经带来了严重影响。在全国，还有很多耕地、林地常年处于干旱或半干旱境地，这些地方要么缺水，要么就是灌溉设施跟不上，往往由于缺水而减产欠收。在这种背景下，土壤改良剂、农林保水剂等应运而生。

目前现有的对沙化土壤进行改良所用的土壤改良剂主要有泥炭土直接施用、复合施用以及一些具有保水功能的复合土壤改良剂。如CN122863公开了一种农用土壤改良剂，将硼砂、硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、石膏、钼铵酸、硫酸锰、硫磺、硫酸亚铁按一定配比配制而成，可改良土壤结构，提高作物抗病力等。又如CN101723765A叙述了一种复合型保水性土壤改良剂，将有机质、丙烯酰胺、凹凸棒土、多孔无机物、微生物菌类等按一定比例复合引发交联，具有一定保水、改良土壤的作用。但以上所述土壤改良剂，原料复杂、性能单一，即便保水性土壤改良剂，亦存在原料不可降解，对环境造成负担等严重后果。

粉煤灰是燃煤火力发电厂排放的废渣，到目前为止，据不完全统计，我国粉煤灰贮量已超过10亿吨，我国粉煤灰利用率仅有30％。近几年的研究发现，将粉煤灰用于农林牧业的土壤修复与改良，具有投资少、容量大、需求平稳、波动少、对粉煤灰的质量要求不高等特点，是适合我国国情的一条综合利用途径，具有很大的发展潜力。在修复和改良土壤过程中，可利用粉煤灰的物理性质如密度小、孔隙大，相当于砂质土，以改善土壤结构。另一方面，粉煤灰是由很多具有不同结构和形态的微粒组成的，它的化学成分主要是SiO2、Al₂O₃和Fe₂O₃等，因此，粉煤灰具有吸附作用、凝聚作用、助凝作用和沉淀作用，粉煤灰的加入有利于重金属离子与铁锰氧化物和层状硅酸盐结合，即铁锰氧化物结合态和残渣态含量增加。粉煤灰的施入可以钝化受污染土壤中的重金属，降低重金属对植物的危害。另外，赵挺洁等人在粉煤灰在改良土壤中的应用研究一文中综述到粉煤灰中的Al₂O₃、Fe₂O₃和CaO与氟的吸附呈正相关，对氟化物有滞留作用，因此粉煤灰可以用于除去氟化物，这为高氟区土地利用粉煤灰开辟了又一新领域。粉煤灰本身含有多种植物可利用的营养成分。增加土壤的营养元素含量粉煤灰可显著提高白浆土微生物活性，增加芽孢菌含量；同时有利于促进草炭有机成分在土壤中的腐殖化过程，增加了草莓菌含量，从而提高了土壤中生物的抗性，使有益微生物占优势，从而为植物生长创造有利的环境。但也存在一定问题，主要表现在：①N、P、K等常量营养元素短缺，土壤营养供应比例失调；②粉煤灰许多理化性质与农用土壤相比较差，粉煤灰施入量过多会使土壤某些能力和性质(如保蓄性能)变差；③粉煤灰中含有多种重金属元素，用其修复土壤时会将重金属带入土壤中，造成地下水或土壤表层的重金属污染。

聚氨基酸类超强吸水剂聚天冬氨酸（PASP）和γ-聚谷氨酸（γ-PGA）在农业上是一种生物降解性好、环境友好型的化学品，内含肽键和羧基等活性基团，具有极强的螯合、分散和吸附等作用，节约化肥用量1/3，并能增强药效，修复土壤重金属污染，持续使用可改良土壤，提高农作物免疫力，提高植物抗病抗逆能力，激发生物酶活，强化氮、磷、钾及微量元素的吸收作用，还可以修复土壤重金属污染。同时，这两类聚氨基酸还是一种强效吸水保水剂，能够反复吸水，吸水倍率可高达上千倍，在土壤中能将雨水或浇灌水迅速吸收储存，进而减少水分流失。天旱时再缓慢释放供植物利用。它特有的吸水、贮水、放水性能，在改善生态环境、防风固沙工程中起到决定成败的作用。PASP生产常用催化剂磷酸无需去除，转为磷酸盐还可作为磷元素补充；γ-PGA微生物发酵法制备，无需分离纯化等后处理。无论聚天冬氨酸（PASP）还是γ-聚谷氨酸（γ-PGA）制备方法简便，无原料浪费及三废产生。

如果很好的将上述两种物质结合在一起，取长补短，变废为宝，可以很好的实现保水、节肥、改善土壤等多种功效。

发明内容

本发明的目的在于针对现有土壤改良剂上的不足，提供一种多功效土壤改良剂。