[發明專利]一種復合型環保土壤調理劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710249479.6
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN107760309A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 劉寧;仲乃琴;蔡冬清;趙盼;吳正巖
• 申請（專利權）人: 中國科學院微生物研究所;中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;C09K109/00
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙)11446
• 代理人: 武玉琴,劉國偉

技術領域

本發明屬于土壤修復和改良技術領域，具體涉及一種新型環保土壤調理劑及其制備方法與應用。

背景技術

土壤是陸地生態系統的基礎,為作物生長提供了必要的營養、空氣、水分等基本條件,是發展農業生產的基礎。然而我國的土地質量不容樂觀，酸化板結、鹽漬化、養分流失或失衡、有機質下降、重金屬污染、微生物多樣性降低等問題日趨嚴重。上述土壤障礙因子的存在致使耕地地力下降，農作物產量低而不穩，嚴重威脅著農業的可持續發展和國家糧食安全。據不完全統計，我國耕地中有78.5％的農田存在各種不同形式的土壤障礙因素。如何通過土壤改良的方法消除限制障礙、增加土壤的微生物多樣性、提升耕地的基礎地力、改善農業生產條件，是目前農業生產中一個亟待解決的重大問題。

應用土壤調理劑是修復退化土壤、提升地力的主要應對措施之一。土壤調理劑可以有效地改善土壤理化性質和營養水平，并對土壤微生物具有良好促進作用，從而使土地更適合農作物生長。根據其核心成分的來源，可將其分為天然型、合成型、生物型和復合型。天然型調理劑主要是采用天然礦物、無機或有機廢棄物、天然提取高分子化合物、天然有機質等為原料制備而成。利用調理劑成分固有的理化屬性，改善土壤的物理結構和水肥特性；合成型調理劑是模擬天然材料，通過有機化學手段合成的高分子聚合物，用以改良土壤；生物型則是采用從枝菌根為代表的微生物，利用其生命活動或其副產物，增加有機質含量和活化礦質養分，提高土壤質量。復合型是將上述三種不同類型的調理劑進行復配，取長補短，聯合使用，達到更為優良的改良效果。雖然上述幾種類型的土壤調理劑在農業生產中得到了廣泛應用，但仍存在改良效果不全面，或次生污染、副作用多等不同程度的負面問題。中國科學院微生物研究所發明一種以天然礦物裝載多種微生物菌劑而成的復合型土壤調理劑，具有天然環保、改土增效、使用方便、成本低廉等優點，是一種綠色環保土壤調理技術，符合生態農業發展趨勢。

發明內容

本發明的目的是提供一種復合型環保土壤調理劑及其制備方法，它是通過凹凸棒土、腐殖酸與復合菌劑配制而成，其中凹凸棒土是一種具有鏈層狀結構的含水富鎂鋁硅酸鹽凹凸棒土礦物，具有較高的孔隙率和比表面積，經腐殖酸修飾后可以作為微生物的優良載體；腐殖酸含有大量羧基、酚羥基等官能團，具有疏松多孔的結構和較強的粘滯性，可促進土壤形成團粒結構，同時與天然粘土共同置換出土壤中的鈉離子，從而起到降鹽的作用，并且可以將土壤深層水體中的碳酸根離子固定住，從而達到降低土壤pH值的作用；添加的復合菌劑是核心成分，自身在土壤中的定殖力較高，既可有效促進土壤礦物質和有機物的分解，提升土壤肥力，改善土壤的營養狀況，又能有效提升根際有益微生物菌群的數量，優化土壤微生態環境。

本發明所提供的復合型環保土壤調理劑的制備方法，包括如下步驟：

1)載體制備：

①利用γ-射線對凹凸棒土(100～200目，膠體級)進行輻照處理，然后采用微波對凹凸棒土進行處理，使凹凸棒土中的棒晶間和層間更為分散，比表面積增大。γ-射線輻照的能量為2～10MeV，劑量為50～100kGy，時間為20～40分鐘。微波處理的功率為1～2kW，時間為20～40分鐘。輻照時，凹凸棒土的放置厚度為5～10cm，質量為5～10kg。

②將處理過的凹凸棒土加入到自來水中配成10～20g/L的懸濁液，往該懸濁液中加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷(1～2g/L)，于40～60℃下攪拌(100～500rpm)1～3小時，然后加入腐殖酸(2～5g/L)，于30～50℃下攪拌(100～500rpm)4～6小時，并離心(4000～10000rpm)5～10分鐘收集沉淀，與40～70℃下干燥至恒重并研磨至100～200目即得到凹凸棒土載體。

2)復合微生物菌劑制備：

①將枯草芽孢桿菌、木霉菌菌粉混合，質量比為3:2，各種菌劑的活菌數約為1×10⁹個/克。

②所添加的枯草芽孢桿菌為保藏號13758的枯草芽孢桿菌，其發酵方法為10％葡萄糖、10％豆粕餅、10％玉米粉，6％碳酸鈣，7％氯化鈉，其余為水。培養溫度37℃，轉速210rpm。發酵結束后用噴霧干燥法干燥成粉劑。