一種南方紅壤旱地養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種南方紅壤旱地養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑的制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紅壤是南方主要土壤類型之一，呈地帶性分布，受成土母質(zhì)、成土因素的影響，一 般水分和養(yǎng)分庫容較小，陽尚子交換量在5cmol/kg左右，酸性重、漏水漏肥、較貧瘠，農(nóng)業(yè) 產(chǎn)出率較低。然而，該類土壤分布廣，面積大，資源豐富，通過農(nóng)業(yè)各種技術(shù)、產(chǎn)品的應(yīng)用加 以改良、培肥，即可成為亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物與林木、果樹的重要生產(chǎn)基地，生產(chǎn)潛力很大。
[0003] 南方紅壤旱地由于土壤水養(yǎng)庫容較小，供肥和保肥能力較差，養(yǎng)分與水、氣之間不 協(xié)調(diào)等矛盾，所以作物根系生長差、活力低和作物養(yǎng)分吸收效率不高，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)大面積均衡 增產(chǎn)受到限制。常用的解決方法是施有機(jī)肥或農(nóng)家肥來培肥土壤，但有機(jī)肥具有見效慢，數(shù) 量大、來源不穩(wěn)定、專一性差和作用效果有限等缺點(diǎn)，尤其是目前規(guī)?；B(yǎng)殖導(dǎo)致紅壤區(qū)域 有機(jī)肥投入數(shù)量逐年減少，使得這一矛盾日益突出。因此，土壤調(diào)理劑作為土壤改良、培肥 的重要措施之一，已越來越被人們重視和接受。
[0004] 目前，CN101445730A公開了一種紅黃壤土壤結(jié)構(gòu)改良劑，CN1304973A公開了一種 免深耕土壤調(diào)理劑，CN102911671A公開了一種基于稻殼廢棄物的土壤調(diào)理劑的制備方法， 這些技術(shù)均對紅壤結(jié)構(gòu)改良有效，而對紅壤養(yǎng)分?jǐn)U容效果有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明通過對大量吸附材料、結(jié)構(gòu)改良材料和調(diào)酸材料進(jìn) 行篩選、復(fù)配和反復(fù)試驗(yàn)，提供一種既能大幅提高土壤陽離子交換量，有效增加養(yǎng)分吸附 量，又能改良土壤結(jié)構(gòu)和充分利用工農(nóng)業(yè)廢棄物的南方紅壤旱地養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑，進(jìn)一步 地，提供該調(diào)理劑的制備方法，更進(jìn)一步地，提供該調(diào)理劑的使用方法。
[0006] 本發(fā)明所述的一種土壤養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑，按重量百分比計(jì)包括以下原料：沸石 25%~35%、煤渣10%~15%、碳化谷殼14%~20%、粉煤灰12%~17%、風(fēng)化煤17%~ 23%、聚丙烯酰胺3% -8%。
[0007] 優(yōu)選地，所述聚丙烯酰胺的分子量為300-500萬。
[0008] 優(yōu)選地，所述聚丙烯酰胺為陰離子聚丙烯酰胺。
[0009] 優(yōu)選地，所述土壤養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑為顆粒狀。
[0010] 本發(fā)明更進(jìn)一步還提供所述的土壤養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑的制備方法，其包括如下步 驟：
[0011] 步驟1:制備碳化谷殼；
[0012] 步驟2 :將碳化谷殼與沸石、煤渣一起粉碎；
[0013] 步驟3:向粉碎后的物料中加入粉煤灰、風(fēng)化煤，充分混勻，得到混合物料；
[0014] 步驟4:對所述混合物進(jìn)行造粒，在造粒過程中加入適量粘結(jié)劑，待母粒成型后加 入聚丙烯酰胺，得到成型顆粒；
[0015] 步驟5 :將所述成型顆粒進(jìn)行烘干，篩分出粒徑為2mm~5mm的顆粒，即得到南方 紅壤旱地養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑。
[0016] 優(yōu)選地，所述步驟1中的碳化谷殼由以下方法制得：將谷殼進(jìn)行高溫碳化，溫度控 制在500~600°C，碳化時(shí)間為8~20h，冷卻，得到碳化谷殼。
[0017] 優(yōu)選地，所述碳化時(shí)間為12h。
[0018] 優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑為凹凸棒粉、膨潤土、消石灰、田菁粉、脫硫石膏、天然石膏中 任一項(xiàng)或其任意組合；更優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑為凹凸棒粉、膨潤土中的任一項(xiàng)或其組合。
[0019] 優(yōu)選地，所述聚丙烯酰胺的加入方式為：將聚丙烯酰胺溶于水后噴灑到造粒機(jī)中； 或，將聚丙烯酰胺以粉末形式撒于造粒機(jī)中。
[0020] 進(jìn)一步地，本發(fā)明提供南方紅壤旱地土壤養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑的使用方法：施用方式 為一次性底施；施用量根據(jù)適用對象而定。例如，種植花生、豆類作物、芝麻和木薯等糧油作 物、經(jīng)濟(jì)作物時(shí)，施用量為：每畝50~100kg;在整地時(shí)，撒施于土壤表面，淺翻即可。種植 果樹時(shí)，施用量為：每畝100~150kg，全園撒施；或結(jié)合有機(jī)肥在樹冠滴水線下溝施。
[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)中的紅壤旱地酸性土壤改良劑和結(jié)構(gòu)改良劑或改良方法相比，本發(fā)明 采用上述技術(shù)方案的有益效果在于：
[0022] 1、本發(fā)明可以大幅提高土壤陽離子交換量，有效增加土壤對養(yǎng)分的吸附能力和吸 附量。這是因?yàn)?，本發(fā)明通過對大量養(yǎng)分吸附材料篩選后發(fā)現(xiàn)沸石、風(fēng)化煤和煤渣對氮磷鉀 養(yǎng)分具有較強(qiáng)的吸附特性，本研究表明，每克沸石可以吸附12. 41毫克純氮和15. 8毫克純 鉀，每克風(fēng)化煤可以吸附3. 25毫克純磷，煤渣也可以吸附一定量的氮、鉀。將這三種材料按 合理的比例混合施入土壤中可以顯著提高土壤陽離子交換量，大幅增加對氮磷鉀養(yǎng)分的吸 附量，另外，本發(fā)明中粉煤灰和PAM對氮磷鉀也具有一定的吸附性能。
[0023] 2、本發(fā)明可以顯著降低土壤容重，增加土壤孔隙度和大團(tuán)聚體比例，協(xié)調(diào)土壤中 水分、溫度、空氣和營養(yǎng)物質(zhì)之間的關(guān)系，有利于根系活動及吸取水分和養(yǎng)分，為植物生長 發(fā)育提供良好的條件。這是因?yàn)楸景l(fā)明所述的PAM、風(fēng)化煤、碳化谷殼和粉煤灰均可以顯著 降低土壤容重，增加土壤孔隙度和大團(tuán)聚體比例，其中在增加土壤孔隙度方面以碳化谷殼 和PAM效果相對最好，在提高大團(tuán)聚體比例方面以PAM和風(fēng)化煤相對最佳。另外，本發(fā)明中 的PAM、風(fēng)化煤、碳化谷殼和粉煤灰具有較強(qiáng)地吸水和保水性能，其中PAM是干旱區(qū)應(yīng)用較 多的保水材料；風(fēng)化煤、碳化谷殼和粉煤灰的吸水量均是材料本身的一倍以上。本發(fā)明將 PAM、風(fēng)化煤、碳化谷殼和粉煤灰四種物料與砂性物料沸石和煤渣按一定比例復(fù)配后可以有 效改良紅壤結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)土壤三相比（固相：液相：氣相），協(xié)調(diào)土壤中水分、溫度、空氣和營養(yǎng) 物質(zhì)之間的關(guān)系，防止肥料的滲漏和流失，提高紅壤旱地保水保肥性能和肥料養(yǎng)分利用率， 有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
[0024] 3、本發(fā)明可以有效提高紅壤旱地的土壤肥力，提升土地生產(chǎn)能力。這是因?yàn)?，如?所述，土壤陽離子交換量的增加，土壤結(jié)構(gòu)改善，土壤保水保肥能力的增強(qiáng)，土壤水、肥、氣、 熱之間的協(xié)調(diào)，肥力自然會得到提高；其次，本發(fā)明中的風(fēng)化煤、碳化谷殼和粉煤灰均含有 大量有效養(yǎng)分，施入土壤后可以有效提高土壤中的養(yǎng)分含量；再次，本發(fā)明中的風(fēng)化煤、碳 化谷殼、粉煤灰、煤渣和PAM均為有機(jī)物料，施入土壤后可以顯著增加土壤有機(jī)碳含量，增 強(qiáng)土壤中微生物含量及其活動能力，提高微生物抵押氮磷硫等養(yǎng)分的比例和微生物周轉(zhuǎn)養(yǎng) 分的速率，間接提升土壤肥力。
[0025] 4、本發(fā)明制備的調(diào)理劑屬堿性產(chǎn)品，pH值為8. 67,可以調(diào)節(jié)南方旱地酸性土壤的 pH值，中和游離酸，鈍化土壤中的活性錯(cuò)，解決南方旱地土壤的"酸、毒"問題。
【附圖說明】
[0026] 為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體 實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的 附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027] 圖1所示為本發(fā)明所述的一種南方紅壤旱地養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑的制備方法的流程 圖；
[0028] 圖2所示為施土壤養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑與不施調(diào)理劑處理后的土壤剖面切片電鏡掃 描照片（SEM);
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下文將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實(shí)施例中描述的 技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá)到更好 的技術(shù)效果。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 步驟1:制備碳化谷殼
[0032]將谷殼置于碳化爐內(nèi)進(jìn)行高溫碳化，溫度控制在500~600°C，碳化12h左右，碳化 結(jié)束后，強(qiáng)制通風(fēng)冷卻至室溫，得到碳化谷殼。
[0033] 步驟2 :物料粉碎
[0034] 以土壤養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑的重量為重量百分比基準(zhǔn)，按重量百分比取沸石30%，煤 渣10 %和碳化谷殼18 %于粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎；
[0035] 步驟3:物料混合
[0036] 將上述粉碎后的物料于攪拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)按重量配比加入粉煤灰12%、風(fēng)化煤 20 %，充分混勻，得到混合物料；
[0037] 步驟4:造粒
[0038] 將上述混合物料于圓盤造粒機(jī)內(nèi)進(jìn)行造粒，同時(shí)加入膨潤土 5%，待母粒成型后加 入聚丙烯酰胺5%。
[0039] 步驟5:烘干和篩分
[0040] 將上述成型的顆粒進(jìn)行烘干和篩分，將大于5mm和小于1mm的顆粒返回粉粹機(jī)內(nèi) 粉碎后再造粒，的顆粒計(jì)量、包裝，即得目標(biāo)產(chǎn)物。
[0041] 實(shí)施例2
[0042] 步驟1 :制備碳化谷殼
[0043]將谷殼置于碳化爐內(nèi)進(jìn)行高溫碳化，溫度控制在500~600°C，碳化8h左右，碳化 結(jié)束后，強(qiáng)制通風(fēng)冷卻至室溫，得到碳化谷殼。
[0044]步驟2 :物料粉碎
[0045] 以土壤養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑的重量為重量百分比基準(zhǔn)，按重量份配比取沸石30%，煤 渣10 %和碳化谷殼27 %于粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎；
[0046] 步驟3 :物料混合
[0047] 將上述粉碎后的物料于攪拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)加入風(fēng)化煤20%，充分混勻，得到混合物 料；
[0048] 步驟4:造粒
[0049] 將上述混合物料于圓盤造粒機(jī)內(nèi)進(jìn)行造粒，同時(shí)加入膨潤土 8%，待母粒成型后加 入聚丙烯酰胺5%。
[0050] 步驟5:烘干和篩分
[0051] 將上述成型的顆粒進(jìn)行烘干和篩分，將大于5mm和小于1mm的顆粒返回粉粹機(jī)內(nèi) 粉碎后再造粒，的顆粒計(jì)量、包裝，即得目標(biāo)產(chǎn)物。
[0052] 實(shí)施例3
[0053] 步驟1:制備碳化谷殼
[0054]將谷殼置于碳化爐內(nèi)進(jìn)行高溫碳化，溫度控制在500~600°C，碳化20h左右，碳化 結(jié)束后，強(qiáng)制通風(fēng)冷卻至室溫，得到碳化谷殼。
[0055] 步驟2 :物料粉碎
[0056] 以土壤養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑的重量為重量百分比基準(zhǔn)，按重量配比取沸石35%和煤渣 10%于粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎；
[0057] 步驟3 :物料混合
[0058] 將上述粉碎后的物料于攪拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)加入風(fēng)化煤23 %和粉煤灰14%，充分混 勻，得到混合物料；
[0059] 步驟4:造粒
[0060] 將上述混合物料于圓盤造粒機(jī)內(nèi)進(jìn)行造粒，同時(shí)加入膨潤土 10%，待母粒成型后 加入聚丙烯酰胺8%。
[0061] 步驟5:烘干和篩分
[0062] 將上述成型的顆粒進(jìn)行烘干和篩分，將大于5mm和小于1mm的顆粒返回粉粹機(jī)內(nèi) 粉碎后再造粒，2mm~5mm的顆粒計(jì)量、包裝，即得目標(biāo)產(chǎn)物。
[0063] 實(shí)施例4
[0064] 步驟1 :制備碳化谷殼
[0065] 將谷殼置于碳化爐內(nèi)進(jìn)行高溫碳化，溫度控制在500~600°C，碳化12h左右，碳化 結(jié)束后，強(qiáng)制通風(fēng)冷卻至室溫，得到碳化谷殼。
[0066] 步驟2 :物料粉碎
[0067] 以土壤養(yǎng)分?jǐn)U容調(diào)理劑的重量為重量百分比基準(zhǔn)，按重量配比取沸石32%，煤渣 8 %和碳化谷殼20 %于粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎；