本发明涉及农业肥料技术领域，具体涉及一种土壤改良剂及其制备方法。
背景技术：
土壤酸化作为土壤退化的一个重要方面直接影响到土壤质量。近年来，酸雨沉降不断增加、铵态氮肥大量使用等各种不合理的人类活动导致土壤酸化加剧，耕地酸性土壤面积呈增长趋势。土壤的酸化直接影响着土壤的物理、化学及生物学特征，不仅造成土壤矿质营养元素大量流失、养分活性降低、土壤微生物活性受抑制、有毒重金属活化等危害，而且危害土壤和水体生态环境，已经严重制约了农业的可持续发展。因此，研究有效的酸性土壤改良剂，提高土壤质量，对于农业可持续发展具有重要意义。
石灰作为农业生产中广泛应用的酸性土壤改良剂之一，可以显著提高土壤和盐基饱和度，增加交换性钙、镁的含量，降低交换性铝的含量。同时使用石灰和石灰石粉可以中和土壤的活性酸，还可以生成氧氧化物沉淀，消除铝毒。由于消除铝毒的作用，近年来石灰和石灰石粉常用于改良铝富集的酸性土壤，石灰和石灰石粉作为酸性土壤的改良剂的研究十分普遍。但是研究发现长期通过施用石灰来调节土壤的酸度可能会加剧土壤酸化进程，因为施用石灰增加了碳酸氢根的活度，增加了植物稻秆和籽粒等移走的钙离子，加速了有机质的分解；而且由于石灰，特别是石灰石粉，溶解度小，在土壤剖面上的移动性很慢，大量或长期施用石灰不但影响土壤结构、造成土壤板结，而且可能会由于引起土壤营养元素的平衡失调而导致减产。
现有技术cn107226762a公开了一种营养缓释型酸性土壤调理剂，由如下重量份数的物质组成：磷尾矿20-30份，白云石28-31份，生石灰18-25份，磷肥15-20份，膨润土4-6份，腐植酸钾0-10份。上述缓释营养型酸性土壤改良剂适用于南方多降雨，淋洗量大的酸性土壤地区，可以补充部分养分，同时可以降低铝毒风险，提供钙镁等营养元素。然而上述酸性土壤调理剂中加入了大量生石灰，长期使用易造成土壤板结。
现有技术cn107033922a的中国发明专利，公开了一种土壤改良剂及其制备方法，使用膨润土、沸石粉、植物秸秆、豆粕、废弃烟叶燃灰、聚丙烯酰胺、硼酸、腐植酸、壳聚糖、硫酸钾及混合菌种为原料，通过微生物发酵制备土壤改良剂，该方法所制土壤改良剂改善土壤酸化和盐渍化有一定效果，但是沸石粉在土壤中大量累积会造成铵态氮的流失，硫酸钾、硼酸的使用会导致土壤复酸化，不宜长期使用。同时聚丙烯酰胺的降解中间产物为丙烯酰胺，丙烯酰胺有毒，会增大土壤污染的风险。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有酸性土壤改良剂中，添加大量无机组分，如生石灰、沸石粉等，易造成土壤板结，进而导致土壤营养元素失衡的问题，进而提供一种新的土壤改良剂及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种土壤改良剂，包括如下重量份的原料：
秸秆粉60-70份，核桃壳粉15-25份，腐熟的锯末15-20份，改性环糊精8-12份，仲烷基磺酸钠2-5份。
优选地，所述腐熟的锯末的制备方法如下：将锯末、椰壳粉和壳聚糖混合均匀，然后添加混合物总重量的0.6-0.8％的发酵菌剂，再调节水分含量为30-40％，堆置发酵，每间隔2-3天翻堆一次，15-20天后腐熟，晾干后备用。
优选地，所述锯末、椰壳粉和壳聚糖质量比为300-400:30-40:5-12。
优选地，所述的发酵菌剂为有机物料腐熟剂。本发明所述有机物料腐熟剂为北京世纪阿姆斯生物技术有限公司生产。
优选地，所述改性环糊精的制备方法包括如下步骤：
1)将植物纤维与氢氧化钠溶液混合溶胀，过滤，得到溶胀后的植物纤维；
2)向溶胀后的植物纤维中加入环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液，搅拌，反应得到环氧化纤维素；
3)将环氧化纤维素和环糊精混合，加入30-35wt％的氢氧化钠溶液，加热搅拌，反应得到改性的环糊精。
优选地，步骤3)中所述环氧化纤维素、环糊精和氢氧化钠溶液的质量比为1：3-4:60-70。
优选地，所述植物纤维选自甘蔗渣纤维、猕猴桃纤维中一种或两种。
优选地，所述的腐熟的锯末、改性环糊精和仲烷基磺酸钠的质量比为4.5:2.5:1。
优选地，所述的秸秆粉选自玉米秸秆粉、芦苇秸秆粉、小麦秸秆粉中的一种或多种。
在本发明中，所述的仲烷基磺酸钠分子式为r’so3na，r’＝c10-13烷基。
本发明还提供一种上述所述的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按配方称取秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精、仲烷基磺酸钠，备用；
2)将秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精置于搅拌机中搅拌，混合均匀后干燥，得混合物料；
3)将步骤2)中得到的混合物料与仲烷基磺酸钠混合后干燥，粉碎过筛，得到土壤改良剂。
在农田使用时，先将土壤翻耕，然后将土壤改良剂均匀撒施在土壤表层，通过人工或者旋耕机对0-20cm的耕作层土壤耙匀，使土壤改良剂与耕作层土壤混匀，保持田间正常水分平衡一周左右即可种植农作物，其他田间管理与正常的农业生产相一致。
本发明有益效果：
1、本发明提供的土壤改良剂组分简单，营养丰富，可以有效改善酸土的酸度，降低作物铝中毒风险，促进作物对养分元素的吸收利用，提高肥的利用率。
本发明提供的土壤改良剂通过添加特定比例的腐熟的锯末、改性环糊精和仲烷基磺酸钠，还能有效降低土壤中重金属镍的活性，减少作物对镍的吸收，同时还可以降低土壤中六六六有机污染物的含量。本发明是通过降低土壤中金属离子的活性，改变重金属在土壤中的形态，将土壤中的重金属从有效态变为土壤和作物难以吸收的无效态，减少作物对重金属的吸收，从而达到修复土壤重金属污染的目的。
2、在本发明中，椰壳粉可以降低土壤容重，使总空隙度增大，并且可以改善土壤液相、气相、固相的比例。椰壳粉可以通过纤维组织来降低土壤板结，增加松透性，同时经过发酵的椰壳粉含有各种降解物，如糖、多糖、胶体等小分子产物。本发明所述的腐熟的锯末，是采用锯末、椰壳粉和壳聚糖以特定的比例进行发酵得到的，三种组分具有协同作用。在发酵过程中壳聚糖会发生溶胀，高分子链充分伸展，与锯末中的纤维等物质，椰壳粉中分解的多糖、胶体等物质发生联系，通过分子内和分子间的次价力形成不同结构的膜，从而可以有效吸附土壤中的重金属和有机污染物。
3、本发明所述的改性环糊精，用植物纤维对环糊精进行改性，利用植物纤维复杂的空间结构，有效增加环糊精包结的空腔，增大了环糊精对镍、六六六有机物的吸附能力。
4、本发明所述的仲烷基磺酸钠生物降解性极佳，发明人在研究过程中发现仲烷基磺酸钠不仅能够改进六六六有机物的亲水性，使其与土壤更易分离，而且与本发明的改性环糊精、腐熟的锯末具有协同作用，仲烷基磺酸钠中的磺酸基与改性环糊精，腐熟的锯末中的多糖、胶体等易通过氢键进行结合，可以有效降低土壤中重金属和有机污染物。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
一种土壤改良剂，由如下原料组成：
玉米秸秆粉60kg，核桃壳粉15kg，腐熟的锯末20kg，改性环糊精8kg，仲烷基磺酸钠2kg。
所述腐熟的锯末的制备方法如下：将锯末、椰壳粉和壳聚糖按质量比为300:30:5混合均匀，然后添加混合物总重量的0.6％的有机物料腐熟剂，再调节水分含量为30％，堆置发酵，每间隔3天翻堆一次，20天后腐熟，晾干后备用。
所述改性环糊精的制备方法如下：
1)将甘蔗渣纤维与0.1mol/l的氢氧化钠溶液混合溶胀，甘蔗渣纤维与氢氧化钠溶液的质量比为1:20，溶胀1h,过滤，得到溶胀后的甘蔗渣纤维；
2)向溶胀后的甘蔗渣纤维中加入环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液，甘蔗渣纤维、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的质量比为1:20:40,氢氧化钠溶液的浓度为0.2mol/l,搅拌4小时，过滤，用质量份数为5％的乙醇水溶液洗涤，干燥得到环氧化纤维素；
3)将环氧化纤维素和环糊精混合，加入30wt％的氢氧化钠溶液，环氧化纤维素、环糊精和氢氧化钠溶液的质量比为1:3:60，加热到60℃搅拌2小时，洗涤，过滤，干燥得到改性的环糊精。
所述土壤改良剂的制备方法，步骤如下：
1)按配方称取玉米秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精、仲烷基磺酸钠，备用；
2)将秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精置于搅拌机中搅拌，混合均匀后干燥，得混合物料；
3)将步骤2)中得到的混合物料与仲烷基磺酸钠混合后，100℃下干燥，粉碎过60目筛，得到土壤改良剂。
实施例2
一种土壤改良剂，由如下原料组成：
小麦秸秆粉70kg，核桃壳粉25kg，腐熟的锯末15kg，改性环糊精12kg，仲烷基磺酸钠5kg。
所述腐熟的锯末的制备方法如下：将锯末、椰壳粉和壳聚糖按质量比为400:40:12混合均匀，然后添加混合物总重量的0.8％的有机物料腐熟剂，再调节水分含量为40％，堆置发酵，每间隔2天翻堆一次，15天后腐熟，晾干后备用。
所述改性环糊精的制备方法如下：
1)将猕猴桃纤维与0.1mol/l的氢氧化钠溶液混合溶胀，猕猴桃纤维与氢氧化钠溶液的质量比为1:25，溶胀1h,过滤，得到溶胀后的猕猴桃纤维；
2)向溶胀后的猕猴桃纤维中加入环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液，猕猴桃纤维、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的质量比为1:22:45,氢氧化钠溶液的浓度为0.2mol/l,搅拌4小时，过滤，用质量份数为5％的乙醇水溶液洗涤，干燥得到环氧化纤维素；
3)将环氧化纤维素和环糊精混合，加入35wt％的氢氧化钠溶液，环氧化纤维素、环糊精和氢氧化钠溶液的质量比为1:4:70，加热到60℃搅拌2小时，洗涤，过滤，干燥得到改性的环糊精。
所述土壤改良剂的制备方法，步骤如下：
1)按配方称取小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精、仲烷基磺酸钠，备用；
2)将小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精置于搅拌机中搅拌，混合均匀后干燥，得混合物料；
3)将步骤2)中得到的混合物料与仲烷基磺酸钠混合后，90℃下干燥，粉碎过60目筛，得到土壤改良剂。
实施例3
一种土壤改良剂，由如下原料组成：
小麦秸秆粉67kg，核桃壳粉20kg，腐熟的锯末18kg，改性环糊精10kg，仲烷基磺酸钠4kg。
所述腐熟的锯末的制备方法如下：将锯末、椰壳粉和壳聚糖按质量比为330:37:9混合均匀，然后添加混合物总重量的0.7％的有机物料腐熟剂，再调节水分含量为33％，堆置发酵，每间隔2天翻堆一次，15天后腐熟，晾干后备用。
所述改性环糊精的制备方法如下：
1)将猕猴桃纤维与0.1mol/l的氢氧化钠溶液混合溶胀，猕猴桃纤维与氢氧化钠溶液的质量比为1:25，溶胀1h,过滤，得到溶胀后的猕猴桃纤维；
2)向溶胀后的猕猴桃纤维中加入环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液，猕猴桃纤维、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的质量比为1:22:45,氢氧化钠溶液的浓度为0.2mol/l,搅拌4小时，过滤，用质量份数为5％的乙醇水溶液洗涤，干燥得到环氧化纤维素；
3)将环氧化纤维素和环糊精混合，加入32wt％的氢氧化钠溶液，环氧化纤维素、环糊精和氢氧化钠溶液的质量比为1:3:67，加热到60℃搅拌2小时，洗涤，过滤，干燥得到改性的环糊精。
所述土壤改良剂的制备方法，步骤如下：
1)按配方称取小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精、仲烷基磺酸钠，备用；
2)将小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精置于搅拌机中搅拌，混合均匀后干燥，得混合物料；
3)将步骤2)中得到的混合物料与仲烷基磺酸钠混合后，90℃下干燥，粉碎过40目筛，得到土壤改良剂。
对比例1
一种土壤改良剂，由如下原料组成：
小麦秸秆粉67kg，核桃壳粉20kg，腐熟的锯末18kg，改性环糊精10kg。
所述腐熟的锯末的制备方法如下：将锯末、椰壳粉和壳聚糖按质量比为330:37:9混合均匀，然后添加混合物总重量的0.7％的有机物料腐熟剂，再调节水分含量为33％，堆置发酵，每间隔2天翻堆一次，15天后腐熟，晾干后备用。
所述改性环糊精的制备方法如下：
1)将猕猴桃纤维与0.1mol/l的氢氧化钠溶液混合溶胀，猕猴桃纤维与氢氧化钠溶液的质量比为1:25，溶胀1h,过滤，得到溶胀后的猕猴桃纤维；
2)向溶胀后的猕猴桃纤维中加入环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液，猕猴桃纤维、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的质量比为1:22:45,氢氧化钠溶液的浓度为0.2mol/l,搅拌4小时，过滤，用质量份数为5％的乙醇水溶液洗涤，干燥得到环氧化纤维素；
3)将环氧化纤维素和环糊精混合，加入32wt％的氢氧化钠溶液，环氧化纤维素、环糊精和氢氧化钠溶液的质量比为1:3:67，加热到60℃搅拌2小时，洗涤，过滤，干燥得到改性的环糊精。
所述土壤改良剂的制备方法，步骤如下：
1)按配方称取小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精，备用；
2)将小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精置于搅拌机中搅拌，混合均匀后干燥，得混合物料；
3)将步骤2)中得到的混合物料90℃下干燥，粉碎过40目筛，得到土壤改良剂。
对比例2
一种土壤改良剂，由如下原料组成：
小麦秸秆粉67kg，核桃壳粉20kg，腐熟的锯末18kg，改性环糊精10kg，仲烷基磺酸钠4kg。
所述腐熟的锯末的制备方法如下：将锯末和壳聚糖按质量比为330:9混合均匀，然后添加混合物总重量的0.7％的有机物料腐熟剂，再调节水分含量为33％，堆置发酵，每间隔2天翻堆一次，15天后腐熟，晾干后备用。
所述改性环糊精的制备方法如下：
1)将猕猴桃纤维与0.1mol/l的氢氧化钠溶液混合溶胀，猕猴桃纤维与氢氧化钠溶液的质量比为1:25，溶胀1h,过滤，得到溶胀后的猕猴桃纤维；
2)向溶胀后的猕猴桃纤维中加入环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液，猕猴桃纤维、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的质量比为1:22:45,氢氧化钠溶液的浓度为0.2mol/l,搅拌4小时，过滤，用质量份数为5％的乙醇水溶液洗涤，干燥得到环氧化纤维素；
3)将环氧化纤维素和环糊精混合，加入32wt％的氢氧化钠溶液，环氧化纤维素、环糊精和氢氧化钠溶液的质量比为1:3:67，加热到60℃搅拌2小时，洗涤，过滤，干燥得到改性的环糊精。
所述土壤改良剂的制备方法，步骤如下：
1)按配方称取小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精、仲烷基磺酸钠，备用；
2)将小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精置于搅拌机中搅拌，混合均匀后干燥，得混合物料；
3)将步骤2)中得到的混合物料与仲烷基磺酸钠混合后，90℃下干燥，粉碎过40目筛，得到土壤改良剂。
对比例3
一种土壤改良剂，由如下原料组成：
小麦秸秆粉67kg，核桃壳粉20kg，腐熟的锯末18kg，改性环糊精10kg，仲烷基磺酸钠4kg。
所述腐熟的锯末的制备方法如下：将锯末和椰壳粉按质量比为330:37混合均匀，然后添加混合物总重量的0.7％的有机物料腐熟剂，再调节水分含量为33％，堆置发酵，每间隔2天翻堆一次，15天后腐熟，晾干后备用。
所述改性环糊精的制备方法如下：
1)将猕猴桃纤维与0.1mol/l的氢氧化钠溶液混合溶胀，猕猴桃纤维与氢氧化钠溶液的质量比为1:25，溶胀1h,过滤，得到溶胀后的猕猴桃纤维；
2)向溶胀后的猕猴桃纤维中加入环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液，猕猴桃纤维、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的质量比为1:22:45,氢氧化钠溶液的浓度为0.2mol/l,搅拌4小时，过滤，用质量份数为5％的乙醇水溶液洗涤，干燥得到环氧化纤维素；
3)将环氧化纤维素和环糊精混合，加入32wt％的氢氧化钠溶液，环氧化纤维素、环糊精和氢氧化钠溶液的质量比为1:3:67，加热到60℃搅拌2小时，洗涤，过滤，干燥得到改性的环糊精。
所述土壤改良剂的制备方法，步骤如下：
1)按配方称取小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精、仲烷基磺酸钠，备用；
2)将小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精置于搅拌机中搅拌，混合均匀后干燥，得混合物料；
3)将步骤2)中得到的混合物料与仲烷基磺酸钠混合后，90℃下干燥，粉碎过40目筛，得到土壤改良剂。
对比例4
一种土壤改良剂，由如下原料组成：
小麦秸秆粉67kg，核桃壳粉20kg，腐熟的锯末18kg，改性环糊精10kg，仲烷基磺酸钠4kg。
所述腐熟的锯末的制备方法如下：将锯末、椰壳粉和壳聚糖按质量比为1:1:1混合均匀，然后添加混合物总重量的0.7％的有机物料腐熟剂，再调节水分含量为33％，堆置发酵，每间隔2天翻堆一次，15天后腐熟，晾干后备用。
所述改性环糊精的制备方法如下：
1)将猕猴桃纤维与0.1mol/l的氢氧化钠溶液混合溶胀，猕猴桃纤维与氢氧化钠溶液的质量比为1:25，溶胀1h,过滤，得到溶胀后的猕猴桃纤维；
2)向溶胀后的猕猴桃纤维中加入环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液，猕猴桃纤维、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的质量比为1:22:45,氢氧化钠溶液的浓度为0.2mol/l,搅拌4小时，过滤，用质量份数为5％的乙醇水溶液洗涤，干燥得到环氧化纤维素；
3)将环氧化纤维素和环糊精混合，加入32wt％的氢氧化钠溶液，环氧化纤维素、环糊精和氢氧化钠溶液的质量比为1:3:67，加热到60℃搅拌2小时，洗涤，过滤，干燥得到改性的环糊精。
所述土壤改良剂的制备方法，步骤如下：
1)按配方称取小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精、仲烷基磺酸钠，备用；
2)将小麦秸秆粉、核桃壳粉、腐熟的锯末、改性环糊精置于搅拌机中搅拌，混合均匀后干燥，得混合物料；
3)将步骤2)中得到的混合物料与仲烷基磺酸钠混合后，90℃下干燥，粉碎过40目筛，得到土壤改良剂。
应用试验例一
为了进一步说明本发明的应用价值，发明人选取了8块受到有机物和重金属混合污染的玉米试验田，其中一块在种植玉米期间使用市售土壤修复剂作为对照组，另7块分别使用本发明实施例1-3，对比例1-4的土壤修复剂作为实验组，经检测，8块地六六六有机物平均含量为18.9mg/kg，镍平均含量655.7mg/kg，种植期间对8块土壤的六六六有机物、镍进行采样分析，结果如表1所示：
表1
应用试验例二
在一稻田土试验田地进行油菜种植试验，该田土壤ph值为4.2，肥力水平中等，肥力均一。将试验田地分成6块，分别撒施市售土壤修复剂、实施例3制备的土壤修复剂、对比例1-4制备的土壤修复剂，试验期间肥水管理所有处理保持一致；土壤修复剂施入量：50kg/亩；种植收获的油菜中产量指标的分析结果见表2。以市售土壤修复剂为对照组，测定对照组的土壤ph值为5.0，株高为27.9cm,株重为121.7g。下述株高增加比例、株重增加比例均以对照组数值为基准计算而得。
表2
由上表可以看到，本发明提供的土壤改良剂在促进植物生长的同时，还可以大大降低土壤中六六六有机物、镍的含量，达到了修复污染土壤的目的。通过对比例1-4可以看到当不加入仲烷基磺酸钠时，油菜的株高和株重出现明显的下降；当改变腐熟的锯末中的组分以及比例时，对油菜的株高和株重产生重要影响，本发明中锯末、椰壳粉和壳聚糖三种组分具有协同作用，共同作用达到促进植物生长、修复污染土壤的目的。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。