[發明專利]一種酸化土壤改良劑組合物及其制備與應用

有效

• 申請號: 201210047112.3
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102618293A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 李智強
• 申請（專利權）人: 李智強
• 主分類號: C09K17/14
• 分類號: C09K17/14;A01B77/00;C09K109/00;C09K101/00
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技術領域

本發明涉及農業用新材料技術領域，主要是土壤改良。更具體地，本發明涉及一種水溶性有機酸土壤改良劑組合物及其制備與應用。所述的土壤改良劑組合物含有植酸、植酸酶、枸櫞酸、氨基酸、衣康酸和滲透劑，尤其適用于酸化所致障礙性土壤的修復和改良。

背景技術

一、土壤酸化

我國長江以南廣泛地分布著大面積的酸性土壤，主要集中在浙江、江西、福建、廣東、廣西、海南、云南和貴州等南方省份，總面積約為2億hm²。大部分酸性土壤的pH值小于5.5，其中很大一部分小于5.0，甚至更低。而且隨著我國社會經濟的進一步發展，我國酸性土壤面積和土壤酸化程度還有進一步增加的趨勢。中國農業大學資源與環境學院教授張福鎖團隊從對過去20多年來的中國農田土壤pH值變化的研究中發現，高達90％的農田土壤均發生不同程度的酸化現象，土壤pH值平均下降約0.5個單位，相當于土壤酸量在原有基礎上增加了2.2倍。相關論文《中國主要農田發生顯著酸化》發表在國際頂級學術刊物《科學》上。

土壤酸化鋁毒害是全世界范圍普遍存在的嚴重農業生產問題，影響著世界40％耕地面積的作物生產。土壤中的鋁主要以固定態的形式存在，這種固定態的鋁對植物和環境沒有毒害作用，只有游離態的鋁才會對植物和環境產生影響。

近年來，全球范圍酸沉降日益嚴重以及酸性肥料在農業生產中的大量使用，大大加速了土壤和沉積物中鋁的釋放，從而影響植物對營養和水分的吸收。我國南方分布著大面積的酸性土壤，占全國土地總面積的21％，鋁毒已成為酸性土壤中抑制植物生長的主要因素之一。目前，酸性土壤中減緩鋁毒危害的主要措施是施用石灰，提高土壤的pH值，但作用時間短且成本較高，還會產生如降低土壤磷、鋅的有效性，造成土壤板結，復酸化等不良影響。

二、土壤酸化的原因？自然因素和人為因素：

自然因素主要有：

①植物根系活動及土壤中有機質的分解產生的有機酸和大量的CO₂，還有某些微生物產生的礦質酸，都是土壤溶液中的H⁺的來源；

②當土壤膠體上吸附H⁺達到一定數量后，黏粒礦物的晶格遭到破壞，使黏粒礦物中鋁被溶解出來，溶液中出現了活性鋁，水解后釋放出H⁺；

③膠體吸附的H⁺和Al³⁺被其他置換到溶液中而使土壤呈酸性。

人為因素主要是：

①酸性氣體的大量排放，導致酸沉降的增加。排放到空氣中的SO₂和NOx。有一部分直接滲入地表形成干沉降，另一部分經過一系列的化學反應最后形成強酸H₂SO₄和HNO₃，雨水pH值隨之下降形成酸雨。土壤酸化始于活性質子(H⁺)，由于氫質黏土不穩定，當土壤有機礦質復合體或鋁硅酸鹽黏粒礦物表面吸附的氫離子達到一定限度后，這些粒子的晶格結構就會遭到破壞，鋁氧八面體會解體，是鋁離子脫離了八面體晶格的束縛，轉變成交換性鋁離子。土壤交換性鋁的水解使土壤表現出酸度特征，依據水解程度的不同，一個(Al³⁺)水解可以產生1～3個H⁺氫離子。結果導致土壤耕作層可給性營養元素(鉀、鈉、鈣、鎂等)的損失及某些毒性元素，如重金屬鎘(Cd)的釋出和活化。

②長期過量單純的使用化肥使土壤酸化：

比如硫酸銨[(NH₄)₂SO₄其有營養的部分在含氮(N)的銨(NH₄⁺)陽離子，則植物將大量吸收銨離子而不吸收沒有營養的硫酸根離子(SO₄)^2-，在吸收的離子交換過程中大量排出氫離子(H⁺)，致使土壤酸化。

土壤酸化與危害：

①土壤酸化后，土壤中含鋁的原生和次生礦物風化加速而釋放大量鋁離子，形成植物可吸收形態的鋁化合物。植物過量的吸收鋁，不僅會降低作物產品品質，還會對植物體特別是植物根系生長產生極大影響，導致植物過量吸收鋁(Al⁺)中毒死亡。

②土壤酸化還使土壤對磷酸根和鉬酸根的固定作用增強，土壤磷和鉬的有效性降低，大量沉積于土壤中導致土壤板結貧脊化，影響植物正常生長和發育。

③土壤酸化還會引起土壤中有毒重金屬元素的活化，不僅影響作物生長，還會通過食物鏈危害人體或動物體的健康。