[發明專利]一種改良劑及制備方法、在酸性土壤中調節鈣形態的應用

在審

• 申請號: 202010078976.6
• 申請日: 2020-02-03
• 公開（公告）號: CN111250532A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 汪華;王友平;陳勛;李亞東;李偲;倪紅;湯行春;楊升;王行國;廖衛芳;姚倫廣;段鵬飛
• 申請（專利權）人: 湖北省農業科學院植保土肥研究所;湖北大學;南陽師范學院
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;C09K17/40;C09K101/00;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: 張梅珍;劉國偉

本發明提供了一種改良劑及制備方法、在酸性土壤中調節鈣形態的應用。這種改良劑應用于酸性土壤，這種改良劑的制備方法如下：將鈣源原料和溶劑混合，得到含鈣乳液；將蛋白質原料與含鈣乳液混合，攪拌均勻得到混合液；混合液在加熱條件下進行反應，反應結束后過濾得到濾液，將濾液濃縮至濃度為20～30％的濃縮液。本發明提供的這種改良劑應用于酸性土壤中，能夠促進酸性土壤中交換性鈣的生成，增加酸性土壤中鈣離子的總含量，且不會出現土壤板結的現象，這有利于酸性土壤的修復，提高植物吸收過程中鈣元素的競爭力，起到穩固植物體內的細胞壁等的作用，促進植物的品質提升。

技術領域

本發明涉及污染土壤治理技術領域，具體涉及一種改良劑及制備方法、在酸性土壤中調節鈣形態的應用。

背景技術

隨著現代工農業的快速發展，土壤重金屬污染的形勢也越來越嚴峻，我國重金屬污染事件正進入高發期，在眾多污染場地中，重金屬污染是一個突出的問題。2014年環境保護部和國土資源部發布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8種無機污染物點位超標率分別為7.0％、1.6％、2.7％、2.1％、1.5％、1.1％、0.9％、4.8％，其中以鎘污染最為突出。

在自然條件下，土壤酸化是一個相對比較緩慢的過程。但是，在人為干預的條件下，土壤酸化特別是農田土壤酸化已經成為了一個很嚴重的問題，酸化土壤形成的主要是因為氮肥過度使用的不合理性，在全球范圍內，氮肥的添加使土壤pH值平均降低了0.26個單位。根據2005～2011年測土配方施肥902萬個土壤樣品測試數據統計分析顯示，與30年前的第二次土壤普查相比，全國耕地土壤pH下降0.13～1.3，平均下降0.8，我國40％的耕地土壤處于pH 6.5以下。

現有研究表明，不同溫度下的紅壤、赤紅壤和黃壤等酸性土壤類別的鎘解析率均在15％以上，顯著高于灰漠土和栗鈣土等堿性土壤類別的鎘解析率(＜10％)。此外，根據2005～2011年測土配方施肥902萬個土壤樣品測試數據統計分析顯示，與30年前的第二次土壤普查相比，全國耕地土壤pH下降0.13～1.3，平均下降0.8，我國40％的耕地土壤處于pH 6.5以下。

鈣離子在土壤中有著重要作用，國內外的許多研究表明鈣元素與土壤粒度結構會影響土壤酸化程度。并且鈣離子作為土壤中重要的鹽基離子，對土壤的鹽基飽和度有著極大影響，Ca²⁺可以通過螯合作用穩定土壤的團粒結構。此外，鈣元素為植物不可或缺的重要元素，其在維持細胞結構，調節細胞膜通透性，參與細胞內信息傳遞及有絲分裂的調控方面有著重要作用。而且，鈣元素的吸收，同時還可以抑制植物對于重金屬元素的吸收。

因此，鈣元素對于土壤和植物均具有非常重要的作用。目前來說，向土壤中添加鈣元素的方法主要為添加生石灰或石灰石，生石灰或石灰石不僅能夠提供大量的鈣源，而且還可以提高酸性土壤的pH。但是生石灰或石灰石均為不易溶于水的塊狀或者粉末固體，施加土壤中不會非常均勻，部分位置可能會出現pH過高的現象，引起燒根現象；并且過高的鈣環境也會抑制微生物的活性。此外，長期施加生石灰會導致土壤板結，土壤質量變差，不利于長期的循環耕種，而且在下雨天或者灌溉的情況下生石灰或石灰石極易流失。而且，最近的研究表明，施加石灰石反而會加速土壤酸化的過程，這是由于施用石灰石后，增加了HCO₃^-的活性，加速了有機質的分解和還原態N、S的釋放，以及增加了秸稈和籽粒所帶出的Ca離子，這會導致土壤中Ca元素的進一步流失。

此外，向土壤中添加鈣元素的還可以選用可溶于水的硝酸鈣，但是硝酸鈣同時亦為氮肥，氮肥的施加會造成酸性土壤的進一步酸化，不利于土壤的可持續發展；而且硝酸鈣還無法與大部分肥料一起施用，否則會硝酸鈣的作用會被極大削弱。而且研究發現，硝酸鈣中的氮的吸收利用率要遠高于鈣，因此，并無法起到良好的補鈣效果。

除此之外，在土壤中施加鈣肥或者生石灰等，其中的鈣元素很容易被土壤固定住，并不利于植物的吸收，成本的提高不能得到實際的收獲，所以單純地向土壤中添加鈣元素并不是一種行之有效的方法。