本发明主要属于土壤改良剂技术领域，具体涉及一种磁化土壤调理剂及制备方法。
背景技术：
随着自然气候的变化以及人为施肥方式不当等因素导致种植区域土壤结构逐渐出现恶化现象，最终导致作物产量下降，品质恶劣，因此，进行土壤合理修复是目前亟待解决的问题。
国家通过推行研发新型环保功能性肥料或土壤改良剂的政策可有效改善目前农田土壤的问题。
作物植株根系发达，是吸收土壤养分的主要器官，但是，根系在吸收养分的同时会释放大量的分泌物，逐渐种植便会导致土壤结构变坏，目前，传统的施肥模式注重于化肥的投入，忽略有机培肥的作用。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明提供一种磁化土壤调理剂及制备方法，所述磁化土壤调理剂中含有磁化土壤颗粒，磁化土壤颗粒施入土壤后，提高了土壤的磁性，引起了土壤中磁团粒结构的变化，尤其是导致“磁活性”粒级和土壤中铁磁性物质的活化，使土壤的结构性、孔隙度、透气性均得到改善。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种磁化土壤调理剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
制备磁化土壤颗粒：通过高温煅烧制备获得多孔结构土壤颗粒，将所述多孔结构土壤颗粒在磁化场下进行磁化，获得具有磁感应强度的磁化土壤颗粒；
配料预处理：所述配料包括火山石、腐熟羊粪、羊骨、羊毛、生物碳、秸秆；对上述配料进行烘干、粉碎及筛分；分别获得火山石颗粒、腐熟羊粪颗粒、羊骨颗粒、羊毛颗粒、生物碳颗粒和秸秆颗粒；
配比混合：将所述磁化土壤颗粒、所述火山石颗粒、所述腐熟羊粪颗粒、所述羊骨颗粒、所述羊毛颗粒、所述生物碳颗粒、所述秸秆颗粒以及微生物混合物按照一定配比进行混合，制备获得所述磁化土壤调理剂。
进一步地，制备磁化土壤颗粒具体为：将土壤质地为中壤或者粘土的表层土壤至于1400-1500℃的高温炉中密闭煅烧20-48小时，自然冷却10-24小时后取出，即获得多孔土壤颗粒，粉碎过筛以使直径小于等于1cm，然后送入磁化机，在8000-10000mt磁化场强下磁化6-8秒，使磁感应强度高于40μt后取出，即获得所述磁化土壤颗粒。
进一步地，在所述配料预处理步骤中，制备获得的所述火山石颗粒、所述腐熟羊粪颗粒、所述羊骨颗粒、所述羊毛颗粒、所述生物碳颗粒、所述秸秆颗粒的水分含量均低于30％，且粒径均小于等于1cm。
进一步地，在配比混合步骤中，按照重量份计，各组分所占比例为：所述磁化土壤颗粒20-25份、所述火山石颗粒15-25份、所述腐熟羊粪颗粒28-35份、所述羊骨颗粒5-10份、所述羊毛颗粒5-7份、所述生物碳颗粒2-5份、所述秸秆颗粒5-9份以及所述微生物混合物0.5-2份。
一种磁化土壤调理剂，所述磁化土壤调理剂包括磁化土壤颗粒20-25份、火山石颗粒15-25份、腐熟羊粪颗粒28-35份、羊骨颗粒5-10份、羊毛颗粒5-7份、生物碳颗粒2-5份、秸秆颗粒5-9份以及微生物混合物0.5-2份。
进一步地，所述磁化土壤颗粒的磁感应强度高于40μt。
进一步地，所述火山石颗粒、所述腐熟羊粪颗粒、所述羊骨颗粒、所述羊毛颗粒、所述生物碳颗粒、所述秸秆颗粒的水分含量均低于30％，且粒径均小于等于1cm。
本发明的有益技术效果：
(1)本发明所提供的土壤调理剂含有磁化土壤颗粒，磁化土壤颗粒施入土壤后，提高了土壤的磁性，引起了土壤中磁团粒结构的变化，尤其是导致“磁活性”粒级和土壤中铁磁性物质的活化，使土壤的结构性、孔隙度、透气性均得到改善；
(2)本发明所提供的土壤调理剂中磁化土壤颗粒为经过磁场的磁化处理，因此本发明土壤调理剂具有有机肥料和磁学(包含土壤磁效应和生物磁效应)的双重功能，对农作物种子发芽、生长、光合作用及干物质积累有良好作用，能增强作物的抗旱、涝性；
(3)本发明所述土壤调理剂的制备过程中首选通过煅烧制备获得多孔结构土壤颗粒，煅烧获得的多孔结构土壤颗粒富含植物所需的锌、铜、钼、硼等微量元素，施用后能作物收获更多的产量，提高品质和肥料利用率，降低成本.增加农民收入；
(4)本发明所提供的土壤调理剂中含有火山石颗粒，火山石含有钠、镁、铝、硅、钙、等几十种矿物质和微量元素，可以有效改善土壤中养分状况，有益于植株生长需要，促进养分均衡吸收，提高产量；同时，火山石ph的稳定，它可以适当的调节土壤过碱情况，同时减少盐分表聚现象的发生；
(5)本发明所提供的土壤调理剂具有开孔率高且惰性的特点，因此有利于微生物的接触挂膜和生长，能够使土壤调理剂周围保持较高的微生物量，有利于微生物代谢过程中所需的氧气与营养物质及代谢产生的废物的传质过程；
(6)本发明所提供的土壤调理剂中含有一定比例的生物质炭、秸秆，生物质炭和秸秆有机质丰富，可以有效改善土壤的团粒结构和养分状况，促进植株根系生长下扎，提高土壤的保水保肥能力；
(7)将本发明所述土壤调理剂在施入土壤后，在磁场作用下，能迅速促进羊毛和羊骨等有机物质的快速降解，降解过程中释放的激素能调节作物根系的吸收和生长，同时能调节根际土壤微生物群落和多样性；
(8)本发明所提供的土壤调理剂还含有微生物混合物，微生物混合物在土壤中具备解磷、解钾肥、氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等功能，能有效促进土壤有机质的矿化分解和全量养分的有效化。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
实施例1
一种磁化土壤调理剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
制备磁化土壤颗粒步骤：将土壤质地为中壤或者粘土的表层土壤至于1400-1500℃的高温炉中密闭煅烧20-48小时，自然冷却10-24小时后取出，即获得多孔土壤颗粒，粉碎过筛以使直径小于等于1cm，然后送入磁化机，在8000-10000mt磁化场强下磁化6-8秒，使磁感应强度高于40μt后取出，即获得所述磁化土壤颗粒。其中，中壤或者粘土的分类为根据卡庆斯基土壤质地分类制的分类结果。
配料预处理步骤：所述配料包括火山石、腐熟羊粪、羊骨、羊毛、生物碳、秸秆；对上述配料进行烘干、粉碎及筛分；分别获得火山石颗粒、腐熟羊粪颗粒、羊骨颗粒、羊毛颗粒、生物碳颗粒和秸秆颗粒；制备获得的所述火山石颗粒、所述腐熟羊粪颗粒、所述羊骨颗粒、所述羊毛颗粒、所述生物碳颗粒、所述秸秆颗粒的水分含量均低于30％，且粒径均小于等于1cm。
其中，本实施例中生物碳为秸秆类生物质炭，其中生物碳为择秸秆在绝氧环境中，经高温快速热裂解后生成的固态产物，直径小于1cm。其碳含量为40％～80％、灰分含量在20％～35％。裂解温度与生物炭碳灰组分呈正相关。施入生物炭可以改善土壤状况，生物炭灰分通常对养分贫瘠土壤及沙质土壤的一些养分补充作用较明显。2)秸秆炭比表面积集中在0～200m2/g以内；生物炭的孔隙结构能降低土壤容重、降低土壤密度，能较好地去除溶液和钝化土壤中的重金属。3)生物炭ph值范围在5～12，平均为9.15；生物炭施入土壤后可消耗土壤质子，提高酸性土壤ph值，提高酸性土壤一些养分的有效性；其巨大的表面积还可提高对阳离子的吸附，提高土壤保肥能力。
所述微生物混合物为具有解磷解钾和固氮功能的包括放线菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、木霉菌、固氮菌、酵母菌中的至少三种，且有效活菌数至少为50亿个/g。
其中，羊骨需要先进行粉碎，使获得的羊骨颗粒粒径小于等于1cm；羊毛需要用铡刀切割成直径小于1cm的羊毛段。
配比混合步骤：将所述磁化土壤颗粒、所述火山石颗粒、所述腐熟羊粪颗粒、所述羊骨颗粒、所述羊毛颗粒、所述生物碳颗粒、所述秸秆颗粒以及微生物混合物按照一定配比进行混合，制备获得所述磁化土壤调理剂。在配比混合步骤中，按照重量份计，各组分所占比例为：所述磁化土壤颗粒20-25份、所述火山石颗粒15-25份、所述腐熟羊粪颗粒28-35份、所述羊骨颗粒5-10份、所述羊毛颗粒5-7份、所述生物碳颗粒2-5份、所述秸秆颗粒5-9份以及所述微生物混合物0.5-2份。
一种磁化土壤调理剂，根据上述方法制备获得的，所述磁化土壤调理剂包括磁化土壤颗粒20-25份、火山石颗粒15-25份、腐熟羊粪颗粒28-35份、羊骨颗粒5-10份、羊毛颗粒5-7份、生物碳颗粒2-5份、秸秆颗粒5-9份以及微生物混合物0.5-2份。
所述磁化土壤颗粒的磁感应强度高于40μt。
所述火山石颗粒、所述腐熟羊粪颗粒、所述羊骨颗粒、所述羊毛颗粒、所述生物碳颗粒、所述秸秆颗粒的水分含量均低于30％，且粒径均小于等于1cm。
实施例2
玉米土壤调理剂田间施用实例，在实施例中，使用实施例1中所述土壤调理剂。
在玉米播种前，常规化肥和有机无机肥均匀撒入玉米田中，然后用旋耕机整田将肥料掺匀，旋耕深度控制在20cm左右。所述土壤调理剂施入方式与常规化肥和有机无机肥一致。
在宁夏中宁县余丁乡永兴村标准化农田玉米种植地段同一时期内进行小区对比试验：
处理1不施肥
处理2常规化肥，农民常规施肥量为尿素300kg/hm2、磷酸一铵180kg/hm2、硫酸钾270kg/hm2；
处理3有机无机肥，有机肥施肥量3t/hm2(有机质≥45％，n-p2o5-k2o＝2.5-1-1.5，有益菌数目为0.2亿/克)，无机肥用量同处理2；
处理4施用实施例1中的的土壤调理剂(以下提到的“土壤调理剂”均为利用实施例1所提供方法制备获得的土壤调理剂)，施用量为1.5t/hm2；
处理5施用实施例1中的土壤调理剂+常规化肥减半。
通过田间试验，对采收后的玉米进行产量评估，其结果如表1所示，同时对土壤基本理化性质的影响见表2-7。
表1土壤调理剂对玉米产量的影响
(注：去除肥料因素，玉米种植成本6000元/hm2，有机肥800元/t，尿素1.7元/kg，磷酸一铵4.5元/kg，硫酸钾4.8元/kg，玉米价格1.8元/kg，土壤调理剂2.5元/kg)
由表1可得：各处理间均存在显著性差异，施用土壤调理剂明显提高产量，相比不施肥增产率高达123.77％，调理剂配常规施肥减半处理后增产率更是高达127.49％，但是二者产量差异不显著；在成本方面，不施肥与常规施肥成本中较低，但是产值不高，综合所得的经济效益属施用本发明所提供的土壤调理剂最高。
表2土壤调理剂对土壤基本物理性质的影响
表2可得：有机无机肥和施用土壤调理剂能显著降低土壤容重，不施肥和常规施用化肥处理下容重高达1.48、1.47g/cm3，对植株根系的继续穿插产生了一定限制作用。施用土壤调理剂对田间持水量有着明显的提高作用，增加土壤水势，维持稳定的土壤含水量，供给植株生长需要。同时，该处理下土壤孔隙度相比常规施肥增加了15.56％，有机无机肥处理下总孔隙度与施用土壤调理剂处理相差不大，总孔隙度超过50％以上，加速土壤与大气之间的气体交换；尤其施用土壤调理剂后土壤呼吸强度明显提升，相比常规施用化肥提升了接近2倍，有利于植物根系周围的好养微生物活动，进而加快植株新陈代谢。
表3土壤调理剂对土壤机械组成的影响
表3可得：施用土壤调理剂显著降低土壤砂粒含量，有机无机肥处理外与土壤调理剂处理间均无显著性差异，相比不施肥和常规施用化肥显著降低，不施肥的处理下砂粒和粘粒含量均较高；有机肥配合常规施肥处理下显著提高了粉粒含量，施用土壤调理剂处理下粉粒与粘粒比例大于1:1，同时加之砂粒含量超过50％以上，该种土壤结构较为稳定，促进土壤空气与大气进行相应能量交换，而不施肥处理下通气性以及透水性较差，抑制好氧微生物活动。
表4土壤调理剂对土壤团聚体含量的影响
表4可得：总体来看，该地区不施肥和常规施肥处理下>0.25mm的团聚体含量接近80％，而施用有机肥配常规施肥和施用土壤调理剂处理下>0.25mm的团聚体含量远远超过80％，不同处理下土壤各级团聚体占有不同的比例，施用有机肥配常规施肥和施用土壤调理剂处理下>5mm的团聚体含量间无显著性差异，不施肥显著降低了该级的团聚体含量，0.5-0.25cm的团聚体含量较大，与>5mm的团聚体含量呈现1:1，施用土壤调理剂处理下不同粒径比例适中，>5mm的团聚体含量大于>0.25mm的团聚体含量，表现为持水孔隙与充气孔隙的并存，既达到保水效果，同时具备合理的孔隙密度。
表5土壤调理剂对土壤微生物数量的影响
表5可得：总体来看，该地区可培养土壤微生物数量为细菌>放线菌>真菌，施用土壤调理剂处理显著增加细菌数量，分别相比不施肥和常规施用化肥处理增加了169.04％、140.42％，由此可见，土壤调理剂有助于有机物分解以及腐殖质合成；放线菌数量跟细菌数量表现为相同趋势，施用土壤调理剂以及有机无机肥处理显著增加放线菌数量，促进各种矿物质元素的转化；而真菌数量正好相反，由于不施肥以及施用化肥造成土壤呼吸强度较弱，抑制细菌增殖，在细菌数量减少的情况下为真菌创造了良好的繁殖场所，在条件不利的情况下增加了土壤植株病原菌的发生率；施用土壤调理剂显著提高了细菌/真菌比，对激活土壤有机物的活性起到关键性作用。
表6土壤调理剂对土壤酶活性的影响
土壤脲酶属于土壤中一类具有催化作用的活性物质，其活性大小可反映土壤中尿素的分解状况，表6可得：有机无机肥处理下脲酶活性最强，土壤调理剂处理下土壤脲酶活性与有机肥+常规施肥处理无显著性差异，二者处理均下脲酶活性显著高于不施肥与常规施肥处理，有利于土壤中氮素循环的进行；土壤中进行的许多催化分解过程离不开碱性磷酸酶，土壤调理剂处理显著增加土壤碱性磷酸酶活性，不施肥处理下碱性磷酸酶活性最低，阻碍了土壤中有机磷的降解以及有效转化速率。蔗糖酶表征了土壤生物学活性强度，土壤调理剂处理提高了蔗糖酶的活性，其活性显著高于其他处理，对土壤中有机碳的矿化和分解起到关键作用；过氧化氢酶可有效地评价土壤土壤生物氧化过程和氧化还原能力的强弱，土壤调理剂处理下过氧化氢酶活性最高，对土壤中产生的过氧化氢等毒害物质的分解尤为重要，该处理与有机肥+常规施肥以及有机无机肥处理间无显著性差异，但与不施肥以及常规施肥处理间均存在显著性差异。
表7土壤调理剂对土壤化学性质的影响
表7可得：施用土壤调理剂可以有效地降低土壤ph，相比不施肥和常规施用化肥降低了5.63％、6.62％，常规使用化肥处理下ph最高，同时，该处理下全盐含量与不施肥处理间不显著性差异，且与施用本产品土壤调理剂以及有机肥配常规施用化肥处理间均存在显著性差异，施用土壤调理剂处理下全盐含量相比常规施用化肥降低了25.49％，有机质增加了34.25％，其次为有机肥+常规施用化肥减半处理；有机肥+常规施用化肥处理显著提高了碱解氮含量，相比施用土壤调理剂提升了2倍左右，同时该处理下有效磷含量也相比较高；速效钾含量在施用土壤调理剂后显著增加，相比不施肥和常规施用化肥增加了47.84％、13.60％，由此可见，本发明提供的土壤调理剂可为土壤提供较多品质元素，对玉米产量形成具有良好作用。
本发明磁化土壤改良剂施入土壤后，能提高土壤的磁性，引起土壤中磁团粒结构的变化，尤其是导致“磁活性”粒级和土壤中铁磁性物质的活化，使土壤的结构性、孔隙度、透气性均得到改善。田间小区试验和大田试范试验表明，土壤中施入磁化尾矿后，农作物增产效果十分明显，早稻平均增产12.63％，中稻平均增产11.06％，大豆增产15.5％。
磁化土壤改良剂具有肥料和磁学(包含土壤磁效应和生物磁效应)的双重功能，通过发挥其肥料与磁学的双重效应，可以在相同化肥投入下，增加作物产量和肥料利用率，使土壤养分状况得到改善并提高农产品品质。
实施例3
一种磁化土壤调理剂，根据上述方法制备获得的，所述磁化土壤调理剂包括磁化土壤颗粒20份、火山石颗粒15份、腐熟羊粪颗粒28份、羊骨颗粒5份、羊毛颗粒5份、生物碳颗粒2份、秸秆颗粒5份以及微生物混合物0.5份。
所述磁化土壤颗粒的磁感应强度为40μt。
所述火山石颗粒、所述腐熟羊粪颗粒、所述羊骨颗粒、所述羊毛颗粒、所述生物碳颗粒、所述秸秆颗粒的水分含量均低于30％，且粒径均小于等于1cm。
实施例4
一种磁化土壤调理剂，其特征在于，所述磁化土壤调理剂包括磁化土壤颗粒25份、火山石颗粒25份、腐熟羊粪颗粒35份、羊骨颗粒10份、羊毛颗粒7份、生物碳颗粒5份、秸秆颗粒9份以及微生物混合物2份。
实施例4
一种磁化土壤调理剂，其特征在于，所述磁化土壤调理剂包括磁化土壤颗粒23份、火山石颗粒20份、腐熟羊粪颗粒31份、羊骨颗粒9份、羊毛颗粒6份、生物碳颗粒3份、秸秆颗粒7份以及微生物混合物1份。