一种土壤改良剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种提高水稻耐盐碱能力和产量的改良剂，属于土壤调理剂领域。
背景技术：
：发展耐盐碱水稻种植是提高我国粮食供给水平的重要途径。盐碱障碍影响了粮食的生产，限制了农业发展的潜力，在我国约有9900万公顷的盐碱地尚未利用或利用率不高。盐碱地不利于作物生长的主要原因包括：1、na+离子毒害，造成作物生长抑制和毒害；2、盐碱表聚沉淀，影响土壤通气、透水性，不利作物根系生长；3、土壤有机质含量低，保肥力较差，造成作物营养供应不足。我国的盐碱地占总耕地面积的10％以上，若能合理的开发利用对改善生态环境、社会经济发展、推进可持续进程具有重要意义。目前国内外治理盐碱土壤主要措施有：工程措施、农艺措施、生物措施和化学措施等。传统的工程措施及化学措施主要为淡水冲洗稀释与化学试剂中和盐碱土壤，方法往往“简单粗暴”，成本较高且见效慢易反弹。种植耐盐碱水稻，实现盐碱地边生产、边改良，是一种有效的盐碱地治理方式。但是，如何降低前期盐碱胁迫对作物的伤害，提升盐碱地的可耕作性能，提高产量效益，从而达到合理安全利用盐碱地的目的成为一个亟待解决的问题。技术实现要素：本发明的第一个目的在于提供一种可降低前期盐碱胁迫对作物的伤害，提升盐碱地的可耕作性能，提高产量效益，从而达到合理安全利用盐碱地的土壤改良剂。本发明的的第二个目的在于提供一种所述土壤改良剂的制备方法。本发明的的第一个目的在于提供一种所述土壤改良剂的应用。本发明一种土壤改良剂，按重量份计，包括硅肥15～25份、钙镁磷肥3～9份、脱硫石膏8～17份、磷酸铁0.5～2份、腐殖酸3～8份和海泡石4-8份。优选的，所述的土壤改良剂，包括硅肥20份、钙镁磷肥5份、脱硫石膏10份、磷酸铁2份、腐殖酸5份和海泡石6份。优选的，所述脱硫石膏为烟气脱硫后的工业废弃物。本发明一种土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：s1.将硅肥、钙镁磷肥、脱硫石膏、磷酸铁、腐殖酸按比例混合后加热熔融，熔融后于搅拌的条件下加入海泡石得到混合料；s2.将混合料冷却并粉碎，制成粉末原料；s3.将粉末原料在搅拌的过程中喷入雾化的蒸馏水，然后造粒，即得。优选的，所述熔融的温度为500-600℃。优选的，所述海泡石的粒径为10-15微米。优选的，所述粉末原料的粒径为10-15微米。优选的，所述土壤改良剂的粒径为2-5mm。本发明一种所述土壤改良剂的应用，应用于提高水稻耐盐碱能力和产量。优选的，所述提高水稻耐盐碱能力和产量包括在水稻插秧前9-11天，向盐碱土壤中先后施用完基肥和所述土壤改良剂，并使所述土壤改良剂与盐碱土壤混合均匀的步骤。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：(1)本发明所述复配改良剂的原材料均廉价易得，制作方法简单，生产周期短，能进行批量生产。(2)本发明提供的防止盐碱地造成的作物根系缺氧缺水死亡现象的发生。(3)本发明所述复配土壤改良剂，其能改善盐胁迫下作物对营养元素的吸收，降低盐胁迫对细胞膜的伤害。另一方面，本发明所述复配土壤改良剂可减轻na+毒害作用。(4)本发明所述复配改良剂在实际盐碱地水稻种植应用中，能大幅提高产量。附图说明图1示出了实施例5中海水稻不同处理分蘖期生物量及株高；图2示出了实施例5中海水稻不同处理土壤eh、ph变化；图3示出了实施例5中海水稻不同处理分蘖期植株地上部分离子浓度变化。具体实施方式本发明提供了一种土壤改良剂，按重量份计，包括硅肥、钙镁磷肥、脱硫石膏、磷酸铁、腐殖酸和海泡石。其中硅肥能改善盐胁迫下作物对营养元素的吸收，降低盐胁迫对细胞膜的伤害；腐殖酸，有利于盐碱地中微生物的繁殖代谢，也有利于盐碱地有机质及腐殖质的保持，能给作物提供更好的根系环境；脱硫石膏及磷酸铁还能调节土壤ph，改善土壤物理性状，增加团粒结构；钙镁磷肥中的ca2+、mg2+离子因带有正二价电荷，相较于正一价na+能更好的与土壤胶体中带负电荷的胶体结合，从而抑制na+与土壤层结合，减轻na+毒害作用；海泡石可及收水分，从而使植物根系更发达。具体的，所述土壤改良剂包括硅肥15份、钙镁磷肥3份、脱硫石膏8份、磷酸铁0.5份、腐殖酸3份和海泡石4份；或者，所述土壤改良剂包括20份硅肥、5份钙镁磷肥、脱硫石膏10份、磷酸铁2份、腐殖酸5份和海泡石6份。或者，所述土壤改良剂包括硅肥25份、钙镁磷肥9份、脱硫石膏17份、磷酸铁2份、腐殖酸8份和海泡石8份。本发明的某些具体实施方式中，所述脱硫石膏为烟气脱硫后的工业废弃物。当然，采用其他脱硫石膏也可实现本发明。本发明还提供了一种土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：s1将硅肥、钙镁磷肥、脱硫石膏、磷酸铁、腐殖酸按比例混合后加热熔融，熔融后于搅拌的条件下加入海泡石得到混合料；s2将混合料冷却并粉碎，制成粉末原料；s3将粉末原料在搅拌的过程中喷入雾化的蒸馏水，然后造粒，即得。其中，将上述原料混合熔融后，再加入海泡石并冷却后，海泡石表面会负载有硅肥、钙镁磷肥、脱硫石膏、磷酸铁和腐殖酸。然后将混合料粉碎后，再加入水并造粒，得到的土壤改良剂，在与土壤混合后，海泡石会吸收水分，从而使植物的须根趋向于向海泡石生长。由于海泡石吸水后人变软，从而须根易于向海泡石的孔隙中吸收营养。具体的，所述熔融的温度为500-600℃之间，温度过高，原料会分解，温度过低，原料无法熔融。所述海泡石的粒径优选为10-15微米，进一步优选为13微米。下面结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明。实施例1将硅肥15份、钙镁磷肥3份、脱硫石膏8份、磷酸铁0.5份和腐殖酸3份混合后，于550℃的温度下熔融，然后加入平均粒径为10微米的海泡石4份，冷却至室温，然后采用破碎机破碎至颗粒平均粒径为10微米，得到粉末原料；将粉末原料在250rpm的搅拌速度下喷入雾化的蒸馏水控制含水量在25％～30％，然后采用喷雾圆盘机5.9r/min的速度下，加入粘连剂并造粒，即得平均粒径为2毫米的土壤改良剂。实施例2将20份硅肥、5份钙镁磷肥、脱硫石膏10份、磷酸铁2份、腐殖酸5份份混合后，于600℃的温度下熔融，然后加入平均粒径为13微米的海泡石6份，冷却至室温，然后采用破碎机破碎至颗粒的平均粒径为13微米，得到粉末原料；将粉末原料在250rpm的搅拌速度下喷入雾化的蒸馏水控制含水量在25％～30％，然后采用喷雾圆盘机5.9r/min的速度下，加入粘连剂并造粒，即得平均粒径为4毫米的土壤改良剂。实施例3将硅肥25份、钙镁磷肥9份、脱硫石膏17份、磷酸铁2份、腐殖酸8份混合后，于550℃的温度下熔融，然后加入平均粒径为15微米的海泡石8份，冷却至室温，然后采用破碎机破碎至颗粒平均粒径为15微米，得到粉末原料；将粉末原料在250rpm的搅拌速度下喷入雾化的蒸馏水控制含水量在25％～30％，然后采用喷雾圆盘机5.9r/min的速度下，加入粘连剂并造粒，即得平均粒径为5毫米的土壤改良剂。对比例1将硅肥25份、钙镁磷肥9份、脱硫石膏17份、磷酸铁2份、腐殖酸8份混合后，于550℃的温度下熔融后冷却至室温，然后采用破碎机破碎至颗粒平均粒径为15微米，得到粉末原料；将粉末原料在250rpm的搅拌速度下喷入雾化的蒸馏水控制含水量在25％～30％，然后采用喷雾圆盘机5.9r/min的速度下，加入粘连剂并造粒，得到平均粒径为5毫米的土壤改良剂。实施例4土壤改良剂的应用。于湖南省长沙市高桥镇选取水稻田，稻田下挖60cm设置人工盐池，共36个，每个盐池占地1.2m2，各盐池田埂隔离，底部和侧面采用防渗膜隔离，防止串水，盐池深度60cm，回填盐碱土(采用晒干海盐调配稻田土壤含盐量至0.45％)深度40cm，控制淹水深度10cm。将36个盐池分成9个组，每个组4个盐池。以上9个组分别为对照组ck1和ck2以及实验组t1、t2、t3、t4、t5、t6和t7。选取水稻品种“超优千号”，各处理间除对应处理外均采取同一农艺方式，农艺习惯与当地保持一致。以上各组的处理方法如下表。其中，土壤改良剂的施用方法采用基施办法，即水稻移栽前一周基施，施用后机械搅拌均匀，并基施复合肥100kg/亩，尿素5kg/亩。水稻不同处理施用材料结果与分析不同处理水稻分蘖期生长状况图1示出了实施例5中的海水稻的不同处理分蘖期生物量及株高。由图1可知，参试品种在盐胁迫下施用不同调理剂，茎叶干重与根部干重均有较明显差异。其中茎叶干重与根部干重最大值出现在t6处理，分别为11.49与3.48g/每株，总体而言，施用了所述土壤改良剂的7种处理，水稻生物量相较于ck2(盐胁迫对照组)均有不同程度提高，各处理水稻生物量从大到小依次为：t6＞t5＞t2＞t4＞t1＞t3＞t7，仅有t6处理提高显著。7种调理剂处理相较于ck1，植物株高也均有提升，t5、t6、t7与t2处理对水稻株高提升显著，t5处理植物株高达到了最大值为80.50cm(图1)。根据对水稻植株分蘖期的死亡苗数与非健壮苗数统计表可以看出，无盐处理的ck1长势最为健康，均未出现死亡苗数与非健壮苗数，在盐胁迫条件下，施用了不同调理剂的各个处理出现了不同程度的非健康现象，其中t3处理死亡苗数与非健壮苗数数量最多，分别为5株与26株。盐胁迫下，水稻生长状较好的为t5与t6处理。死亡苗数均为一株，非健壮苗数分别为7株与6株。说明t5、t6处理施用土壤改良剂改良盐碱土后，能够减轻水稻盐胁迫，增强水稻耐盐能力。水稻植株死亡苗数与非健壮苗数统计表分蘖期各处理土壤eh、ph值及叶片sptd值由图2可知，各处理分蘖期土壤eh相差较大，土壤溶液均处于还原状态，范围为-65.42至-167.00mv，土壤eh值由小到小大排列依次为：ck1＜t5＜t1＜t3＜ck2＜t4＜t2＜t7＜t6，t6处理平均eh最小为-65.42mv。土壤ph值范围为6.64至7.57，由大到小排列依次为：ck1＜ck2＜t5＜t6＜t1＜t7＜t2＜t3＜t4。水稻植株中na+、k+浓度能影响植株体内无机离子渗透调节，从图3可以得知，除未施加盐碱胁迫的对照ck1处理外，其余施加盐胁迫的各处理，植株地上部分na+浓度均显著升高，而k+浓度相比与对照ck1处理，普遍呈现下降趋势，仅有t6处理k+浓度有上升趋势表明，t6组采用的处理方法，可以有效促进水稻植株地上部分k+含量，维持地上部分钾离子稳态；虽然各处理间，植株地上部分钠离子变化规律性较差，但总体而言，在盐胁迫下t6处理能促进水稻队k+的选择性吸收。水稻植株中铁元素能影响植株的光合作用，进而影响植物的营养转化，限制植物生长。盐胁迫下，在施加了土壤调理剂的各处理中，水稻植株铁离子含量均高于未施加的ck2处理，表明各处理均能提高植株对铁元素的吸收，其中t6处理植株内铁元素含量显著高于其它处理，与植株中k+浓度有相似规律，综合而言t6处理的效果优于其它处理。由下表可知，7种不同调理剂施用相较于ck2(盐胁迫)处理，除t2与t4处理，其余处理均显著提升了水稻的有效穗数，其中t5处理有效穗数最大，达到了20.74万穗/亩。千粒重、产量与有效穗数有相似的规律，均是t5处理效果最好，分别为23.46g与6533.32kg/hm2，其次为t6处理，千粒重与产量分别达到了23.24g与5906.64kg/hm2。成熟期各处理水稻产量处理有效穗数(万穗/亩)千粒重(g)产量(kg/hm2)ck113.62±0.68t21.49±0.65t5773.31cdck213.00±0.91t20.85±0.59t5026.65tbct117.93±0.47c22.12±0.31tbc5293.32bct213.07±1.25t21.46±0.66t4546.66tbt316.02±0.16b20.76±1.98t4039.99tt413.76±0.61t20.87±1.31t4519.98tbt520.74±1.06d23.46±0.89c6533.32dt619.03±0.47c23.24±0.80bc5906.65cdt716.70±0.39b21.89±0.63tbc5893.32cd综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例，然而并非用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。当前第1页12