本发明涉及土壤调节剂领域，更具体地说是一种用于防止土壤板结的土壤调节剂及其制作方法。
背景技术：
土壤板结是农业可持续发展过程中面临的一个重要问题。随着世界各国对农业可持续发展的日益重视，对土壤生产能力的可持续性提出了更高的要求。特别在我国人口多、耕地少、面临粮食安全的严峻形势下，如何保障土壤的可持续生产能力尤为重要。土壤板结是土壤退化重要表现之一，特别是亚表层土壤板结，限制植物根系向地下生长，在植物生长中后期如遇到降雨少和蒸发大的情况下土壤板结严重影响植物对水分的吸收。干旱可能限制植物生长和产量形成。深耕常被用于减缓土壤板结，但深耕的作用较为短暂且能量和时间成本较高。深耕减缓土壤板结也破坏了多年免耕管理发展起来的表层覆盖，也增加了土壤侵蚀和表土板结的风险。中国是农业大国，化肥和化学农药的使用量在逐年增加，随之中国的农业生态环境正在逐步恶化，土壤质量下降对中国农业构成越来越大的威胁，为了提高土壤质量、强化土壤功能，有必要对土壤的结构和肥力属性进行调理。
技术实现要素：
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种用于防止土壤板结的土壤调节剂，选用稻谷壳、小麦壳、香蕉纤维、椰子纤维、树皮、草炭、豆科植物秸秆、豆糟、酒糟、咖啡渣、菜籽饼、棉籽饼、鱼粉、骨粉、麦饭石粉、沸石粉、膨润土、尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、氯化钾、过磷酸钙、过氧化钙、过氧化镁、硼砂、农用保水剂以及微生物菌剂这些原料，通过一系列的步骤制成土壤调节剂，原料成本低廉、组分科学，且能很好的调节土壤结构，防止土壤板结。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于防止土壤板结的土壤调节剂，包括以下重量份数的原料：
稻谷壳70～90份、小麦壳60～80份、香蕉纤维15～20份、椰子纤维10～20份、树皮10～12份、草炭40～50份、豆科植物秸秆30～40份、豆糟10～20份、酒糟10～20份、咖啡渣8～10份、菜籽饼10～20份、棉籽饼10～20份、鱼粉8～10份、骨粉8～10份、麦饭石粉10～15份、沸石粉10～15份、膨润土10～12份、尿素6～8份、硫酸铵2～4份、磷酸二氢钾3～5份、硫酸亚铁1～3份、硫酸镁1～2份、硫酸锌1～2份、氯化钾3～5份、过磷酸钙4～6份、过氧化钙2～4份、过氧化镁1～3份、硼砂5～7份、农用保水剂2～4份以及微生物菌剂0.5～0.7份。
优选的是，所述农用保水剂为聚丙烯酸钠树脂、或用丙烯酰胺与丙烯酸钾形成的共聚物制备的树脂。
优选的是，所述草炭中有机质含量为50％～80％，腐殖酸含量为15％～25％。
优选的是，所述微生物菌剂包括质量比为3:1.8:2.5:1.6:1.5:2.1的酵母菌、木霉菌、洛卡氏放线菌、地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、光合菌。
一种用于防止土壤板结的土壤调节剂的制作方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份数的稻谷壳、小麦壳、香蕉纤维、椰子纤维、树皮以及豆科植物秸秆混合后在60～80℃温度下烘5～7h得到烘干的物料，然后将烘干的物料粉碎至粒度为2～4mm，得到第一粉料；
S2、将上述重量份数的草炭、豆糟、酒糟、咖啡渣、菜籽饼以及棉籽饼在太阳下晒2～4天，然后与上述重量份数的鱼粉、骨粉混合均匀，得到第二粉料；
S3、将上述重量份数的麦饭石粉、沸石粉、膨润土与S1中得到的第一粉料、S2中得到的第二粉料混合，然后再加入上述重量份数的微生物菌剂混合均匀，得到第三粉料；
S4、将第三粉料放入长4m、宽2m、深2m的发酵坑形成上表面与地表平齐的堆状物，并于堆状物内部由地表至坑底自上而下打孔，形成行距30～35cm、列距40～45cm、直径3～4cm的孔群，然后于发酵坑表面覆膜进行发酵腐熟，发酵过程中每天下午1～2点打开覆膜，并向各孔内倒入蒸馏水100～200ml，然后向各孔内撒入NH4NO3粉末10～20g，发酵期间温度控制在60～80℃、时间为20～30天，发酵完成即制得腐熟粉料；
其中，所述发酵坑的坑底和四面坑壁均预先铺设有一层3～5cm厚的玉米秸秆，环绕所述发酵坑挖有一回字型浅槽，浅槽距离发酵坑的四面坑壁20～30cm，浅槽深40～50cm、宽30～40cm，于每天傍晚6～7点在浅槽中放置干燥的木材草料并点燃，燃烧30～40min，然后使用木板将浅槽覆盖保温；
S5、将得到的腐熟粉料风干至含水量为25％～28％，然后加入上述重量份数的尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、氯化钾、过磷酸钙、过氧化钙、过氧化镁、硼砂以及农用保水剂，混合均匀后装袋，即制得所述的用于防止土壤板结的土壤调节剂。
优选的是，S3中麦饭石粉、沸石粉、膨润土在混合前需经过活化处理：先将麦饭石粉或沸石粉或膨润土在马弗炉中350℃温度下焙烧1～2h，冷却至室温，然后加入麦饭石粉或沸石粉或膨润土两倍体积的摩尔浓度为1mol/L NaCl溶液作为活化液，并放入恒温振荡器中，在25℃温度、100～150r/min转速条件下振荡12～14h，然后将麦饭石粉或沸石粉或膨润土分离出，并用去离子水冲洗干净，再于90～100℃温度下干燥3～4h，得到活化的麦饭石粉或沸石粉或膨润土。
优选的是，S4中发酵腐熟过程中每隔3～5天上下翻动一次发酵坑中的粉料。
本发明的至少包括以下有益效果：
第一、稻谷壳、小麦壳、树皮以及豆科植物秸秆含有丰富的木质素和纤维素，香蕉纤维、椰子纤维的木质素和纤维素的含量更高，这些原料都能有效增加土壤中有机质的含量，而有机质的含量是土壤肥力和团粒结构的一个重要指标，有机质的降低，致使土壤板结；土壤有机质是土壤团粒结构的重要组成部分，土壤有机质的分解是以微生物的活动来实现的，向土壤中过量施入氮肥后，微生物的氮素供应增加1份，相应消耗的碳素就增加25份，所消耗的碳素来源于土壤有机质，有机质含量低，影响微生物的活性，从而影响土壤团粒结构的形成，导致土壤板结；而木质素在土壤中具有保持机制，木质素的降解速率显著低于纤维素的降解速率，微生物先分解纤维素，再分解木质素，由此能有效保持土壤中的有机质含量；本发明的土壤调节剂中含有由酵母菌、木霉菌、洛卡氏放线菌、地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、光合菌混合制成的微生物菌剂，也能很好的促进土壤团粒结构的形成，防止土壤板结；
第二、尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、氯化钾按适宜的重量比混合而成，能调节板结土壤结构和理化状态，可打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性从而使受约束的营养物和水分在土壤中更加有效的运动，能提高土壤微生物群体总数和种类多样性、增强土壤肥水渗透力、减少病虫害发生；过磷酸钙、过氧化钙、过氧化镁在土壤中能缓慢的释放出氧气，能持续稳定的提供氧源，改善植物根部的缺氧状态，促进植物体的生长发育，同时也能提供钙离子，而钙离子是土壤团粒结构所必需的，因此能进一步防止土壤出现板结；
第三、麦饭石粉、沸石粉、膨润土的表面粗糙且具有多孔结构，使其具有较强的携载能力，不但能使营养物质均匀地吸附在表面，而且能吸附到孔穴和通道内，提高了肥料的可利用性也大大改善混合的均匀性，同时能适当延长营养物质的释放时间更有利于植物体吸收；经过焙烧、NaCl溶液活化处理的麦饭石粉、沸石粉、膨润土具有更好的性能，多孔结构更加显著，携载能力更强，同时也能有助于改善土壤的团粒结构，使土壤保水、保肥能力及通透性增强，防止土壤板结；
第四、发酵过程中在发酵坑中形成上表面与地表平齐的堆状物，并于堆状物内部由地表至坑底自上而下打孔覆膜进行发酵腐熟，每天下午1～2点打开覆膜，并向各孔内倒入蒸馏水，然后向各孔内撒入NH4NO3粉末，发酵坑的坑底和四面坑壁铺设有玉米秸秆，环绕所述发酵坑挖有一回字型浅槽，于每天傍晚6～7点在浅槽中放置干燥的木材草料并点燃，然后使用木板将浅槽覆盖保温；发酵坑中的孔能有效增加发酵过程中的氧气含量，促进好氧微生物的有氧呼吸，实现更好的发酵，每天下午1～2点想孔内倒入蒸馏水，能维持发酵过程中适宜的含水量，而撒入NH4NO3粉末能有效降低下午发酵温度过高的问题，NH4NO3溶于水会吸收大量的热，降低发酵的温度；傍晚6～7点，发酵坑温度会显著降低，玉米秸秆能起到一定的保温作用，在发酵坑旁的浅槽内点燃木材草料能提高发酵坑的温度，保持发酵的持续稳定进行。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过上面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明，以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。
<实施例1>
一种用于防止土壤板结的土壤调节剂，包括以下重量份数的原料：
稻谷壳70份、小麦壳60份、香蕉纤维15份、椰子纤维10份、树皮10份、草炭40份、豆科植物秸秆30份、豆糟10份、酒糟10份、咖啡渣8份、菜籽饼10份、棉籽饼10份、鱼粉8份、骨粉8份、麦饭石粉10份、沸石粉10份、膨润土10份、尿素6份、硫酸铵2份、磷酸二氢钾3份、硫酸亚铁1份、硫酸镁1份、硫酸锌1份、氯化钾3份、过磷酸钙4份、过氧化钙2份、过氧化镁1份、硼砂5份、农用保水剂2份以及微生物菌剂0.5份。
其中，所述农用保水剂为聚丙烯酸钠树脂、或用丙烯酰胺与丙烯酸钾形成的共聚物制备的树脂；所述草炭中有机质含量为50％，腐殖酸含量为15％；所述微生物菌剂包括质量比为3:1.8:2.5:1.6:1.5:2.1的酵母菌、木霉菌、洛卡氏放线菌、地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、光合菌；
一种用于防止土壤板结的土壤调节剂的制作方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份数的稻谷壳、小麦壳、香蕉纤维、椰子纤维、树皮以及豆科植物秸秆混合后在60℃温度下烘5h得到烘干的物料，然后将烘干的物料粉碎至粒度为2mm，得到第一粉料；
S2、将上述重量份数的草炭、豆糟、酒糟、咖啡渣、菜籽饼以及棉籽饼在太阳下晒2天，然后与上述重量份数的鱼粉、骨粉混合均匀，得到第二粉料；
S3、将上述重量份数的麦饭石粉、沸石粉、膨润土与S1中得到的第一粉料、S2中得到的第二粉料混合，然后再加入上述重量份数的微生物菌剂混合均匀，得到第三粉料；
S4、将第三粉料放入长4m、宽2m、深2m的发酵坑形成上表面与地表平齐的堆状物，并于堆状物内部由地表至坑底自上而下打孔，形成行距30cm、列距40cm、直径3cm的孔群，然后于发酵坑表面覆膜进行发酵腐熟，发酵过程中每天下午1点打开覆膜，并向各孔内倒入蒸馏水100ml，然后向各孔内撒入NH4NO3粉末10g，发酵期间温度控制在60℃、时间为20天，发酵腐熟过程中每隔3天上下翻动一次发酵坑中的粉料，发酵完成即制得腐熟粉料；
其中，所述发酵坑的坑底和四面坑壁均预先铺设有一层3cm厚的玉米秸秆，环绕所述发酵坑挖有一回字型浅槽，浅槽距离发酵坑的四面坑壁20cm，浅槽深40cm、宽30cm，于每天傍晚6点在浅槽中放置干燥的木材草料并点燃，燃烧30min，然后使用木板将浅槽覆盖保温；
S5、将得到的腐熟粉料风干至含水量为25％，然后加入上述重量份数的尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、氯化钾、过磷酸钙、过氧化钙、过氧化镁、硼砂以及农用保水剂，混合均匀后装袋，即制得所述的用于防止土壤板结的土壤调节剂；
其中，S3中麦饭石粉、沸石粉、膨润土在混合前需经过活化处理：先将麦饭石粉或沸石粉或膨润土在马弗炉中350℃温度下焙烧1h，冷却至室温，然后加入麦饭石粉或沸石粉或膨润土两倍体积的摩尔浓度为1mol/L NaCl溶液作为活化液，并放入恒温振荡器中，在25℃温度、100r/min转速条件下振荡12h，然后将麦饭石粉或沸石粉或膨润土分离出，并用去离子水冲洗干净，再于90℃温度下干燥3h，得到活化的麦饭石粉或沸石粉或膨润土。
<实施例2>
一种用于防止土壤板结的土壤调节剂，包括以下重量份数的原料：
稻谷壳90份、小麦壳80份、香蕉纤维20份、椰子纤维20份、树皮12份、草炭50份、豆科植物秸秆40份、豆糟20份、酒糟20份、咖啡渣10份、菜籽饼20份、棉籽饼20份、鱼粉10份、骨粉10份、麦饭石粉15份、沸石粉15份、膨润土12份、尿素8份、硫酸铵4份、磷酸二氢钾5份、硫酸亚铁3份、硫酸镁2份、硫酸锌2份、氯化钾5份、过磷酸钙6份、过氧化钙4份、过氧化镁3份、硼砂7份、农用保水剂4份以及微生物菌剂0.7份。
其中，所述农用保水剂为聚丙烯酸钠树脂、或用丙烯酰胺与丙烯酸钾形成的共聚物制备的树脂；所述草炭中有机质含量为80％，腐殖酸含量为25％；所述微生物菌剂包括质量比为3:1.8:2.5:1.6:1.5:2.1的酵母菌、木霉菌、洛卡氏放线菌、地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、光合菌；
一种用于防止土壤板结的土壤调节剂的制作方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份数的稻谷壳、小麦壳、香蕉纤维、椰子纤维、树皮以及豆科植物秸秆混合后在80℃温度下烘7h得到烘干的物料，然后将烘干的物料粉碎至粒度为4mm，得到第一粉料；
S2、将上述重量份数的草炭、豆糟、酒糟、咖啡渣、菜籽饼以及棉籽饼在太阳下晒4天，然后与上述重量份数的鱼粉、骨粉混合均匀，得到第二粉料；
S3、将上述重量份数的麦饭石粉、沸石粉、膨润土与S1中得到的第一粉料、S2中得到的第二粉料混合，然后再加入上述重量份数的微生物菌剂混合均匀，得到第三粉料；
S4、将第三粉料放入长4m、宽2m、深2m的发酵坑形成上表面与地表平齐的堆状物，并于堆状物内部由地表至坑底自上而下打孔，形成行距35cm、列距45cm、直径4cm的孔群，然后于发酵坑表面覆膜进行发酵腐熟，发酵过程中每天下午2点打开覆膜，并向各孔内倒入蒸馏水200ml，然后向各孔内撒入NH4NO3粉末20g，发酵期间温度控制在80℃、时间为30天，发酵腐熟过程中每隔5天上下翻动一次发酵坑中的粉料，发酵完成即制得腐熟粉料；
其中，所述发酵坑的坑底和四面坑壁均预先铺设有一层5cm厚的玉米秸秆，环绕所述发酵坑挖有一回字型浅槽，浅槽距离发酵坑的四面坑壁30cm，浅槽深50cm、宽40cm，于每天傍晚7点在浅槽中放置干燥的木材草料并点燃，燃烧40min，然后使用木板将浅槽覆盖保温；
S5、将得到的腐熟粉料风干至含水量为28％，然后加入上述重量份数的尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、氯化钾、过磷酸钙、过氧化钙、过氧化镁、硼砂以及农用保水剂，混合均匀后装袋，即制得所述的用于防止土壤板结的土壤调节剂；
其中，S3中麦饭石粉、沸石粉、膨润土在混合前需经过活化处理：先将麦饭石粉或沸石粉或膨润土在马弗炉中350℃温度下焙烧2h，冷却至室温，然后加入麦饭石粉或沸石粉或膨润土两倍体积的摩尔浓度为1mol/L NaCl溶液作为活化液，并放入恒温振荡器中，在25℃温度、150r/min转速条件下振荡14h，然后将麦饭石粉或沸石粉或膨润土分离出，并用去离子水冲洗干净，再于100℃温度下干燥4h，得到活化的麦饭石粉或沸石粉或膨润土。
<实施例3>
一种用于防止土壤板结的土壤调节剂，包括以下重量份数的原料：
稻谷壳80份、小麦壳70份、香蕉纤维18份、椰子纤维150份、树皮11份、草炭45份、豆科植物秸秆35份、豆糟15份、酒糟15份、咖啡渣9份、菜籽饼15份、棉籽饼15份、鱼粉9份、骨粉9份、麦饭石粉12份、沸石粉12份、膨润土11份、尿素7份、硫酸铵3份、磷酸二氢钾4份、硫酸亚铁2份、硫酸镁1.5份、硫酸锌1.5份、氯化钾4份、过磷酸钙5份、过氧化钙3份、过氧化镁2份、硼砂6份、农用保水剂3份以及微生物菌剂0.6份。
其中，所述农用保水剂为聚丙烯酸钠树脂、或用丙烯酰胺与丙烯酸钾形成的共聚物制备的树脂；所述草炭中有机质含量为65％，腐殖酸含量为20％；所述微生物菌剂包括质量比为3:1.8:2.5:1.6:1.5:2.1的酵母菌、木霉菌、洛卡氏放线菌、地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、光合菌；
一种用于防止土壤板结的土壤调节剂的制作方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份数的稻谷壳、小麦壳、香蕉纤维、椰子纤维、树皮以及豆科植物秸秆混合后在70℃温度下烘6h得到烘干的物料，然后将烘干的物料粉碎至粒度为3mm，得到第一粉料；
S2、将上述重量份数的草炭、豆糟、酒糟、咖啡渣、菜籽饼以及棉籽饼在太阳下晒3天，然后与上述重量份数的鱼粉、骨粉混合均匀，得到第二粉料；
S3、将上述重量份数的麦饭石粉、沸石粉、膨润土与S1中得到的第一粉料、S2中得到的第二粉料混合，然后再加入上述重量份数的微生物菌剂混合均匀，得到第三粉料；
S4、将第三粉料放入长4m、宽2m、深2m的发酵坑形成上表面与地表平齐的堆状物，并于堆状物内部由地表至坑底自上而下打孔，形成行距32cm、列距42cm、直径3.5cm的孔群，然后于发酵坑表面覆膜进行发酵腐熟，发酵过程中每天下午1点半打开覆膜，并向各孔内倒入蒸馏水150ml，然后向各孔内撒入NH4NO3粉末15g，发酵期间温度控制在70℃、时间为25天，发酵腐熟过程中每隔4天上下翻动一次发酵坑中的粉料，发酵完成即制得腐熟粉料；
其中，所述发酵坑的坑底和四面坑壁均预先铺设有一层4cm厚的玉米秸秆，环绕所述发酵坑挖有一回字型浅槽，浅槽距离发酵坑的四面坑壁24cm，浅槽深45cm、宽35cm，于每天傍晚6点半在浅槽中放置干燥的木材草料并点燃，燃烧35min，然后使用木板将浅槽覆盖保温；
S5、将得到的腐熟粉料风干至含水量为26％，然后加入上述重量份数的尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、氯化钾、过磷酸钙、过氧化钙、过氧化镁、硼砂以及农用保水剂，混合均匀后装袋，即制得所述的用于防止土壤板结的土壤调节剂；
其中，S3中麦饭石粉、沸石粉、膨润土在混合前需经过活化处理：先将麦饭石粉或沸石粉或膨润土在马弗炉中350℃温度下焙烧1.5h，冷却至室温，然后加入麦饭石粉或沸石粉或膨润土两倍体积的摩尔浓度为1mol/L NaCl溶液作为活化液，并放入恒温振荡器中，在25℃温度、120r/min转速条件下振荡13h，然后将麦饭石粉或沸石粉或膨润土分离出，并用去离子水冲洗干净，再于95℃温度下干燥3.5h，得到活化的麦饭石粉或沸石粉或膨润土。
<对比试验>
为了说明本发明的效果，发明人选取4个各方面条件相同的田地作为试验区，第一至第三块田地按照50kg/亩施用本发明的实施例1～3中制备的用于防止土壤板结的土壤调节剂；第四块田地按照50kg/亩施用的市场上销售的普通的具有防止土壤板结效果的土壤调节剂作为对比例1，在施用各自的土壤调节剂60天后，测定相关数据如下表1：
表1 实施例1～3和对比例1施用各自的土壤调节剂60天后的土壤情况对比
(标准化平均当量直径是衡量土壤团粒结构稳定性的一个指标，其值越低，表示团粒结构稳定性越小；土壤容重是指一定容积的土壤，包括土粒及粒间的孔隙烘干后的重量与同容积水重的比值，土壤的板结程度越大，容重越大)
从表1中可以看出，实施例1～3的用于防止土壤板结的土壤调节剂在施用60天后土壤标准化平均当量直径维持在1.89～2.05mm，高于对比例1的1.35mm的平均当量直径，这表明本发明的用于防止土壤板结的土壤调节剂能使土壤的团粒结构增大，且更加稳定，能更好地防止土壤板结；实施例1～3的用于防止土壤板结的土壤调节剂在施用60天后土壤容重为1.15～1.27g/cm3，明显低于对比例1的1.61g/cm3的土壤容重，这表明土壤的板结程度得到有效降低；实施例1～3的用于防止土壤板结的土壤调节剂在施用60天后土壤有机质含量在98～104g/kg，也远高于对比例1的65g/kg的土壤有机质含量；由此可以看出本发明通过选用稻谷壳、小麦壳、香蕉纤维、椰子纤维、树皮、草炭、豆科植物秸秆、豆糟、酒糟、咖啡渣、菜籽饼、棉籽饼、鱼粉、骨粉、麦饭石粉、沸石粉、膨润土、尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、氯化钾、过磷酸钙、过氧化钙、过氧化镁、硼砂、农用保水剂以及微生物菌剂这些原料，通过一系列的步骤制成的用于防止土壤板结的土壤调节剂，能很好的调节土壤结构，防止土壤板结。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。