[發明專利]一種調節土壤酸度的組合物及其應用

在審

• 申請號: 201710368063.6
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107033910A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 時仁勇;徐仁扣;李九玉;鄧開英
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京土壤研究所
• 主分類號: C09K17/02
• 分類號: C09K17/02;C09K109/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 唐循文

技術領域

本發明屬于土壤改良和調理方法的技術領域，具體涉及一種調節土壤酸度的組合物及其應用。

背景技術

由于高溫多雨的氣候條件，強烈的淋溶作用導致我國南方熱帶和亞熱帶地區土壤一般呈酸性（趙其國等，2002. 科學出版社）。近年來，酸沉降和農業生產中銨態氮肥過量施用導致土壤酸化速度大大加快 (Guo et al., 2010. Science, 327: 1008–1010.)。土壤加速酸化導致的低pH和鋁毒嚴重危害該類土壤上作物生長，導致作物生長不良、產量和品質均下降。目前，針對土壤酸度的危害，傳統的改良方法是施用石灰等堿性物質中和土壤酸度，提高土壤pH值，這一方法雖然有效，但消耗大量的礦產資源。另一方面，由于酸沉降對土壤酸化的影響長期存在，農業生產中銨態氮肥仍將大量施用，因此酸性土壤即使施用石灰改良劑提高土壤pH，過一段時間仍會發生復酸化問題，需要頻繁施用石灰改良劑。如能在改良酸度的同時，提高土壤酸緩沖容量，可以提高土壤對外源酸的抵抗能力，有效減緩農田土壤的復酸化。南方紅壤的酸緩沖容量低，其抗酸化能力有很大的提升空間，但需要研發提升土壤抗酸化能力的關鍵技術。

除酸度外，南方紅壤風化程度高，土壤黏土礦物以1:1型高嶺石為主。強烈的淋溶作用使土壤鹽基離子大量淋失。高溫多雨的氣候條件促使土壤有機質快速分解，不易積累。因此，酸性土壤的肥力水平一般較低，這是影響該地區農業生產的另一個不利因素。在改良土壤酸度的同時，提高土壤肥力水平，才能充分利用南方熱帶和亞熱帶地區豐富的水熱資源，使土壤的生產潛力最大化，保障該地區農業的可持續發展。

針對上述問題，本發明利用堿渣、有機肥和農作物秸稈制備的生物質炭為原料，研制一種能改良土壤酸度，并同步提升土壤肥力和土壤抗酸化能力的長效綜合方法。

發明內容

解決的技術問題：本發明的目的是針對我國南方酸性土壤的酸害、鋁毒、低肥力、易復酸化等問題，設計一種以低成本的工業副產品和農業廢棄物為原料，既改良土壤酸度，又提升土壤肥力，同時提高土壤抗酸化能力的調節土壤酸度的組合物及其應用，從而提高該類土壤的綜合生產力，降低酸性土壤改良成本。

技術方案：一種調節土壤酸度的組合物，由秸稈生物質炭、堿渣和有機肥組成，其中秸稈生物質炭、堿渣和有機肥的質量比例為（80~100）:（6~15）:50。

優選的，所述秸稈為花生秸稈，花生收獲后將花生秸稈干燥、粉碎，之后放入炭化爐中，在400℃的溫度下加熱炭化3小時后自然冷卻制得。

優選的，所述堿渣為氨堿法生產純堿過程中產生的副產品。

優選的，所述有機肥為畜禽糞經腐解生產的商品有機肥。

上述調節土壤酸度的組合物的應用，對第四紀紅黏土、玄武巖和板頁巖等母質發育的黏質酸性土壤，花生秸稈炭的施用量為15000 kg/ha；pH<4.5時，堿渣施用量為2250 kg/ha；5.0>pH>4.5時，堿渣施用量為1500 kg/ha。對花崗巖和砂巖母質發育的砂質土壤，花生秸稈炭施用量為12000 kg/ha；pH<4.5時，堿渣施用量為1500 kg/ha；5.0>pH>4.5時，堿渣施用量為900 kg/ha。所有酸性土壤，有機肥施用量為7500 kg/ha；對pH<4.5的酸性土壤，按上述計量連續施用2年，每年1次，之后可間隔4年再次施用；對5.0>pH>4.5的酸性土壤，按上述計量施用1次之后，間隔4年再次施用。

具體應用方法為，將堿渣、有機肥和生物質炭均勻撒施于土壤表層，然后通過人工或旋耕機將調理劑與耕層土壤均勻混合，一周后播種或移栽作物。

有益效果：單獨施用堿渣，雖然能夠有效提高土壤pH，但不能提升土壤肥力，解決不了紅壤肥力低下的問題。單施有機肥對土壤酸度的改良效果有限，尤其是對pH<4.5的強酸性土壤。但有機肥通過改善土壤結構、提高土壤有機質含量和土壤養分含量提升了土壤肥力。將堿渣與有機肥配施可以同時解決土壤酸度改良和肥力提升問題。但隨著銨態氮肥的繼續施用，土壤會出現復酸化現象，需要頻繁施用改良劑。秸稈生物質炭能夠提高土壤緩沖容量，從而提高土壤的抗酸化能力。比較不同秸稈炭的效果，發現花生秸稈炭在提升土壤抗酸化能力方面的效果明顯優于稻草炭、玉米秸稈炭和油菜秸稈炭。因此，將花生秸稈炭與堿渣和有機肥配施，可以中和土壤酸度，提升土壤肥力并提高土壤的抗酸化能力，減緩土壤復酸化，從而減少改良劑的施用次數，延長改良劑的作用時間。這可以大大減少施用改良劑消耗的勞動力成本。