本发明涉及一种土壤调理剂，尤其涉及一种用于修复重金属土壤的调理剂及其制备方法。
背景技术：
土壤是人类赖以生存的要素之一，是动植物生存的保障。伴随着现代社会发展，人类活性产生了大量的污染物，这些污染物进入土壤引起重金属含量超标。重金属超标对动植物生长，人类健康都有很大危害。防治和修复污染土壤已经刻不容缓。
土壤调理剂的修复原理是改变土壤的物理、化学性质以及微生态环境，通过对重金属的吸附、沉淀或共沉淀作用，改变了重金属在土壤中的存在状态，从而降低其生物有效性和迁移性。污染土壤的治理方法通常有生物修复、化学修复及工程措施等。工程治理措施往往因工程量大、费用高，并且有可能对土壤生态功能造成破坏而受到限制；生物修复具有实施简单、无污染等优点，但现阶段大多数土壤调理剂的质量参差不齐，修复效果慢。
技术实现要素：
本发明公开了一种用于修复重金属土壤的调理剂及其制备方法，用以解决现有技术中修复效果慢的问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于修复重金属土壤的调理剂，其中，按照重量份数选择聚谷氨酸2-10份制备含量4％以上的含聚谷氨酸发酵液，与鼠李糖脂0-0.5份搅拌混合生成混合液；牡蛎壳30-50份，对牡蛎壳进行烘干和研磨生成牡蛎壳粉；将所述合液雾化均匀的喷涂在所述牡蛎壳粉表面；将所述牡蛎壳粉与生物质炭20-30份、腐植酸10-20份混匀。
如上所述的用于修复重金属土壤的调理剂，其中，所述聚谷氨酸为由微生物发酵产物γ-聚谷氨酸。
一种如权利要求1所述的用于修复重金属土壤的调理剂的制备方法，其中，具体步骤如下：
步骤一：将聚谷氨酸发酵液与鼠李糖脂混合搅拌生成混合液；
步骤二：对牡蛎壳进行烘干，烘干后进行研磨，形成牡蛎壳粉；
步骤三：通过喷雾装置将混合液充分雾化，均匀的喷涂在牡蛎壳粉表面，使牡蛎壳粉充分包膜；
步骤四：将包膜后的牡蛎壳粉与生物炭、腐植酸充分混合。
如上所述的用于修复重金属土壤的调理剂的制备方法，其中，步骤二中，对牡蛎壳进行研磨，研磨至细度60-100目。
如上所述的用于修复重金属土壤的调理剂的制备方法，其中，步骤一中，将聚谷氨酸制备成聚谷氨酸发酵液。
如上所述的用于修复重金属土壤的调理剂的制备方法，其中，步骤五：完成混合后分批进行包装，每包10±1kg。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明解决了现有技术中的调理剂对土壤的修复效果慢的问题，本发明采用微生物发酵产品和天然产物进行复配，制备成土壤调理剂，对土壤无二次污染，减少重金属向农作物的迁移，能够有效降低农作物对重金属污染土壤中的重金属的吸收，显著提高了作物的产量。本发明还具有保肥、缓释功能，符合国家对减肥减药的大方针政策。
具体实施方式
下面对本发明做进一步描述：一种用于修复重金属土壤的调理剂，其中，按照重量份数选择聚谷氨酸2-10份制备含量4％以上的含聚谷氨酸发酵液，与鼠李糖脂0-0.5份搅拌混合生成混合液；牡蛎壳30-50份，对牡蛎壳进行烘干和研磨生成牡蛎壳粉；将所述合液雾化均匀的喷涂在所述牡蛎壳粉表面；将所述牡蛎壳粉与生物质炭20-30份、腐植酸10-20份混匀。
具体的，本发明之所以采用以上材料是因为：生物质炭由于其炭表面带负电能与金属阳离子之间能产生静电相互作用，炭表面的酸性炭质的离子发生交换作用，同时大量微孔结构为吸附重金属提供了吸附位点，生物质炭还能通过共沉淀作用，表面官能团的络合作用来吸附重金属。生物炭富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。其孔洞结构十分容易聚集营养物质和有益微生物，从而使土壤变得肥沃，利于植物生长，实现增产的同时让农业更具持续性。
腐殖酸含有羟基、酚经基和醒基等活性功能团，具有亲水性、吸附性、离子交换性、络合性、氧化还原性和生物活性，可与水溶态、吸附态的生物有效性重金属离子发生吸附、离子交换、氧化还原、络合螯合等各种反应，使重金属离子被络合和螯合固定或吸附固定，降低重金属离子生物有效性。
牡蛎壳由矿物质和蛋白多糖等有机物组成，矿物质以钙元素为主，还有钠、钡、铜、铁、镁、锰、镍、锶等多种微量元素。牡蛎壳由角质层、棱柱层、珍珠层组成，主要部分为棱柱层，呈叶片状结构，含大量微孔，具有较强的吸附能力
聚谷氨酸是一种微生物发酵产生的水溶性多聚氨基酸，主链上大量的游离羧基可进行交联、螯合、衍生化等反应。具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，是作为保水剂、重金属离子吸附剂、缓释剂的优良载体。
鼠李糖脂是一种由细菌产生的生物表面活性剂，通常，一到两个呈亲水性的鼠李糖分子与一到两个呈疏水性的饱和或不饱和脂肪酸长链相连接，化学结构多样，具有阴离子基团，可以螯合金属阳离子。
本发明利用发酵产品聚谷氨酸和鼠李糖脂与天然的牡蛎壳粉进行复合，利用相互之间的螯合反应，能有效锁住牡蛎壳内的钙以及其他多种微量元素，缓慢释放，有利于植物的吸收，另一方面该各组分对重金属阳离子都有螯合和吸附作用，能有效的固定重金属，减少农作物对重金属的吸收；聚谷氨酸还具有保水、缓释作用。
进一步的，所述聚谷氨酸为由微生物发酵产物γ-聚谷氨酸。
一种如权利要求1所述的用于修复重金属土壤的调理剂的制备方法，其中，具体步骤如下：
步骤一：将聚谷氨酸发酵液与鼠李糖脂混合搅拌生成混合液；
步骤二：对牡蛎壳进行烘干，烘干后进行研磨，形成牡蛎壳粉；
步骤三：通过喷雾装置将混合液充分雾化，均匀的喷涂在牡蛎壳粉表面，使牡蛎壳粉充分包膜；
步骤四：将包膜后的牡蛎壳粉与生物炭、腐植酸充分混合。
进一步的，步骤二中，对牡蛎壳进行研磨，研磨至细度60-100目。
进一步的，步骤一中，将聚谷氨酸制备成聚谷氨酸发酵液。
进一步的，步骤五：完成混合后分批进行包装，每包10±1kg。
在本发明的具体实施过程中，本发明可以采用以下的材料配比：聚谷氨酸8份，鼠李糖脂0.2份，牡蛎壳45份，生物质炭30份，腐殖酸16.8份。并对应的，采用以下的方式制备：
(1)牡蛎壳粉：选用优质的牡蛎壳，经过烘干，研磨(细度60-100目)45份；
(2)将含聚谷氨酸发酵液(含量4％以上)8份与鼠李糖脂0.2份混合，搅拌30小时；
(3)采用喷雾装置使上述混合液充分雾化，均匀的喷涂于成品牡蛎壳粉的表面，使牡蛎壳粉充分包膜；
(4)将上述产品和生物质炭30份、腐植酸16.8份充分混匀，既的所述土壤调理剂。
在本发明的具体实施过程中，本发明还可以采用以下的材料配比：聚谷氨酸10份，鼠李糖脂0.5份，牡蛎壳48份，生物质炭27份，腐殖酸14.5份。并对应的，采用以下的方式制备：
(1)牡蛎壳粉：选用优质的牡蛎壳，经过烘干，研磨(细度60-100目)48份
(2)将含聚谷氨酸发酵液(含量4％以上)10份与鼠李糖脂0.2份混合，搅拌30小时。
(3)采用喷雾装置使上述混合液充分雾化，均匀的喷涂于成品牡蛎壳粉的表面，使牡蛎壳粉充分包膜。
(4)将上述产品和生物质炭27份、腐植酸14.5份充分混匀，既的所述土壤调理剂。
本发明制备的产品，对产品的效果，通过具体的试验，进行了测试(测试地点：湖南省永州市宁远县)，试验结果如下：
1.试验地点：
试验地为水稻田，常年种植水稻。水稻品种为湘籼11号，土壤理化性状如表1.
表1供试土壤基本理化性状
2、试验设计：
试验设两个处理，处理内容如下：
对照组ck：常规施肥。
处理组土壤调理剂：常规施肥+本发明土壤调理剂(使用量10kg/亩)；
每个处理3次重复，小区面积为30㎡，按随机区组排列。小区间设隔离行，各小区间田埂用塑料薄膜铺盖至田间土表30cm以下，避免串水串肥。
土壤调理剂的使用方法：
试验田翻耕、耙碎、整平后，做好小区间的田埂，然后按处理把土壤调理剂均匀撒施在对应的小区内，随即耙匀。1-2天再施基肥，移栽水稻。
样品采集与处理：试验开始前取基础土壤，测定土壤基本理化性质及重金属和有效态含量。水稻收获后每个试验小区取0-15cm土壤样，测定重金属有效态含量。水稻成熟后各小区单打单收，统计产量，并取样分析大米及植株重重金属含量，大米及植株样品采用微波消解后用icp-ms进行重金属含量的测定。
不同处理的水稻产量及稻草干重
不同处理的稻草重金属含量
不同处理的水稻产量及稻草干重
结论
以上试验说明，施用本土壤调理机能够钝化土壤重金属的活性，有效降低水稻对重金属的吸收累计，促进水稻的产量的提高。
本发明制备的产品，对产品的效果，再次通过试验，进行了测试：
1.试验地点
试验安排在湖南省长沙县，试验地为水稻田，常年种植水稻。水稻品种为湘籼13号，土壤理化性状如表.
表2供试土壤基本理化性状
2、试验设计
试验设两个处理，处理内容如下：
对照组ck：常规施肥。
处理组土壤调理剂：常规施肥+本发明土壤调理剂(使用量5kg/亩)；
每个处理3次重复，小区面积为30㎡，按随机区组排列。小区间设隔离行，各小区间田埂用塑料薄膜铺盖至田间土表30cm以下，避免串水串肥。
土壤调理剂的使用方法
试验田翻耕、耙碎、整平后，做好小区间的田埂，然后按处理把土壤调理剂均匀撒施在对应的小区内，随即耙匀。1-2天再施基肥，移栽水稻。
样品采集与处理：试验开始前取基础土壤，测定土壤基本理化性质及重金属和有效态含量。水稻收获后每个试验小区取0-15cm土壤样，测定重金属有效态含量。水稻成熟后各小区单打单收，统计产量，并取样分析大米及植株重重金属含量，大米及植株样品采用微波消解后用icp-ms进行重金属含量的测定。
不同处理的稻草重金属含量
不同处理的稻米重金属含量
不同处理的水稻产量及稻草干重
通过以上的两个试验可以充分说明，施用本土壤调理机能够钝化土壤重金属的活性，有效降低水稻对重金属的吸收累计，促进水稻的产量的提高。