[發明專利]一種降低珊瑚砂堿度的控堿調理劑及其應用

有效

• 申請號: 202110965045.2
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113583682B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 李志安;李應文;鄒碧;任海;康明;簡曙光;王法明;莊萍;李泳興
• 申請（專利權）人: 中國科學院華南植物園
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;C05G3/40;C05G3/80;C09K109/00
• 代理公司: 廣州廣典知識產權代理事務所(普通合伙) 44365
• 代理人: 庹玖玲;萬志香

本發明提供了一種降低珊瑚砂堿度的控堿調理劑及其應用，所述控堿調理劑由包含以下重量份的原料制備而成：硫酸鋁40?58份、有機料2?4份、硫酸鋁改性膨脹蛭石12?15份、硫酸鋁改性浮石10?12份、過磷酸鈣3?5份、紅壤5?8份、膨潤土8?12份、復合肥2?4份；所述原料的總重量份為100份。上述控堿調理劑以無機材料硫酸鋁為骨干控堿物質，通過無機材料和有機材料的科學復配，能持續性地降低珊瑚砂的堿度，并且改善珊瑚砂缺乏養分和物理結構差的情況，具有控堿時效長、效能高、綜合改土功能好等優點。經上述控堿調理劑處理后的珊瑚砂使植被能在適宜的酸堿度條件下，獲得相應的養分供應以及良好通氣透水條件的根際環境，從而使植物正常生長。

技術領域

本發明屬于土壤改良技術領域，具體涉及一種降低珊瑚砂堿度的控堿調理劑及其應用。

背景技術

我國有大量熱帶珊瑚島，是重要的國土資源，這些珊瑚島基質成分獨特，限制了許多植物的生長。珊瑚島沒有自然土壤，其主要成分是碳酸鈣與碳酸鎂，導致難以建立起植被覆蓋，大量同緯度地區的植物在此無法生長，制約了珊瑚島的發展與駐島人員生活環境的改良。

大量植物難于在珊瑚基質上生長的原因，一是缺乏養分，珊瑚基質幾乎不含有機碳氮，也缺乏錳鉬等多種微量元素，在大陸正常土壤中的主體成分硅鋁鐵在珊瑚基質中極低水平，因此珊瑚基質缺乏養分持留機制，陽離子交換量極低。二是極高的堿度，珊瑚基質的pH值達9.5水平，過高堿度不但直接影響植物生理過程，導致植物無法正常生長，還影響土壤養分的有效性，大多數陽離子養分在高堿度下會沉淀而難于被植物吸收利用。因而，治理高堿性是珊瑚島植被恢復的一項重要課題。

目前，國內提出過多種治理土壤堿性問題的技術和方法：(1)施用化學酸性肥料就有一定的效果，如過磷酸鈣、硫酸銨、磷酸一銨、硫酸鉀、氯化銨、氯化鉀等。黃致華等(2017)在新疆地區研究發現酸性肥料能夠調節石灰性土壤pH，但各種酸性肥料的作用極其有限，較好效果的只有0.35pH單位的下降。傅成誠等(2017)在貴州地區試驗顯示，施用硫酸銨可使土壤pH值降低0.73個單位。(2)最顯而易見的方法是進行酸堿中和，直接向堿性土壤中加酸。如姚曉芹等(2006)試驗顯示磷酸、硫酸、醋酸、硫磺等對鈣質土有良好的酸化作用，這種酸堿中和反應下的pH降低是預期中的結果，可以預期用硝酸或鹽酸亦有同樣的效果，這種基于直接酸堿中和反應的控堿技術沒有實際應用價值，在我國西南地區大面積堿性石灰土上并未獲得應用。主要原因是，酸堿反應直接消耗了土地物質，同步完全改變了土壤性狀，如磷酸與碳酸鈣反應后，生成的二氧化碳逸出，留下磷酸鈣一類物質，而硫酸則成硫酸鈣石膏質土壤，還成本極高，操作上有安全風險等。(3)其它各類治理技術，如羅彤等(2017)以雞糞做原料，以磷酸作為浸提劑，浸提液用于滴灌施肥，顯示，在棉花吐絮期，常規施肥土壤pH為8.12，酸性堆肥茶處理的土壤pH顯著降低，pH僅為6.76。其它材料如硫磺粉、木醋液、脫硫石膏、針葉土、煤炭腐殖酸、不同改良物質組合搭配等方式，也顯示一定的效果。陳猛等(2018)試驗顯示硫磺粉施用量越大，土壤pH降幅越大，且能維持較長時間。木醋液是常用于改良堿性土壤，見效快且易于施用(趙朋成2017)。楊岑等(2018)研究發現，施用硫磺粉180d土壤pH值降低到4.9左右，而施用木醋液90d即可達到相同效。這里，木醋液與硫磺粉也屬于酸堿中和作用，硫磺粉是單質硫，在土壤中氧化為硫酸，效果是明顯的，但負作用極大。李玉波等(2018)發現脫硫石膏能夠使土壤pH降低0.92個單位。王曉梅等(2014)將豆渣+污泥、豆渣+石膏、豆渣+硫酸鋁配合施用，可使pH9.23的強堿性土壤降至pH7.36-7.64之間，該報道為黑龍江科技信息報一單面紙的報道，科學性存疑，未說明用量、使用條件、豆渣性狀等，豆渣單施條件下pH降至8.1。黨宏發(2000)用硫酸亞鐵降低0.5-1.0pH單位，用量0.15kg/m²，用硫磺45g/m²，使pH8.0降低至6.5。董少鵬等(2019)用重過磷酸鈣3876g/2.2m²或磷酸二氫鉀1291g/2.2m²使pH8.41降低至7.38和7.54。但是當前這些方法，都難于在珊瑚島上應用。酸堿中和法大幅改變土性，在大陸也沒有得到廣泛應用，大部分酸為液態，不適于長途海運用于海島。普通的有機物料，主要問題是調節幅度有限，使用量太高，隨著有機物料的分解，效果消失。普通酸性肥料時效性低，調節pH幅度不強。還值得注意的是，當pH遠離中性時(pH7)，每升高或降低一個pH單位需要的物料容量有巨大差別，當前報道的試驗，多數是在中性pH附近的調控，珊瑚島pH9.5的高堿性，用一般的材料效果有限。