本发明涉及土壤改良剂领域，具体涉及一种环保土壤改良剂及其制备方法。
背景技术
土壤是地理环境的重要组成，同时是农业生产的物质基础，而且是生态环境建设的基本资源，与人类关系密不可分。但由于人们对土壤不合理的开发利用，水土流失、沙化、荒漠化、盐渍化及土壤污染等造成土地退化，土壤质量下降。如何有效改良劣质土壤，充分利用有限的土地资源，是农业生产、生态建设与环境保护需要迫切解决的重大问题。
目前，我国土壤改良材料主要包括矿物类、天然类和合成高分子材料，以及有益微生物制剂等类型，但上述产品的不足之处在于功能较为单一，缺乏对土壤透气性、保水保肥性、耕性以及团聚能力等理化性状的改良与调控，综合功能性不强，而且原料成本较高，产品价格也较高。
中国专利cn103242851a公开了一种腐殖酸土壤改良剂及其制备方法，有土壤改良剂母液、氨基酸、柠檬酸、聚丙烯酰胺、腐植酸、尿素、磷酸二氢铵、氯化钾的组成，其质量比为50-65:3-10:0.3-1.5:2.3-2.9:3-10:5-6:5-7，能够有效的增加新修农田的有机质和养分含量，疏松板结土壤，提高土地生产力，但是该肥料的透气性和抗菌性欠佳。
中国发明专利申请200510016620.5(公开日2006年9月13日)披露了土壤生物活化剂，由尿囊素0.1-0.3重量份和生化黄腐酸0.7-0.9重量份混合组成。使用本发明能够激活土壤微生物，保持和促进微生物的生理活性，提高土壤酶活性，促进有机质转化；与菌肥配合施用时，可增强菌肥对土壤中难溶性磷钾的活化能力和固氮能力，提高土壤肥力，改善植株的营养条件，进而提高作物产量，改进品质。但是缺乏土壤透气性、保水性，综合性能不强。
鉴于此，有必要提供一种土壤改良剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种环保土壤改良剂及其制备方法，本发明环保土壤改良剂通过组分间的配合作用，具有丰富的营养元素，可以改善土壤中的结构成分，同时具有良好的保水性和透气性，可以松化土壤，改善土壤板结现象，以及具有良好的抗菌性，防止土壤中有害虫菌繁衍。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种环保土壤改良剂，包括以下重量份计的原料：
尿素8-15份、过磷酸钙2-5份、硅钾肥3-7份、脱硫石膏粉2-6份、改性贝壳粉8-13份、微量元素0.15-0.48份、桉树油0.2-0.7份、壳聚糖1-3份、蚯蚓粪6-10份、发酵牛粪34-42份、香菇提取物0.3-0.7份、微生物菌粉0.8-1.6份、环糊精2-5份、黄原胶0.2-0.6份和水20-26份。
优选地，包括以下总量份计的原料：尿素10-13份、过磷酸钙3-4份、硅钾肥4-6份、脱硫石膏粉3-5份、改性贝壳粉9-12份、微量元素0.26-0.34份、桉树油0.3-0.6份、壳聚糖1.5-2.5份、蚯蚓粪7-9份、发酵牛粪36-40份、香菇提取物0.4-0.6份、微生物菌粉1.1-1.4份、环糊精3-4份、黄原胶0.3-0.5份和水22-24份。
优选地，包括以下重量份计的原料：尿素12份、过磷酸钙3.5份、硅钾肥5份、脱硫石膏粉4.2份、改性贝壳粉11份、微量元素0.29份、桉树油0.45份、壳聚糖2.1份、蚯蚓粪8份、发酵牛粪38份、香菇提取物0.5份、微生物菌粉1.2份、环糊精2.5份、黄原胶0.4份和水22份。
优选地，所述改性贝壳粉的制备方法为：
(1)将贝壳清水洗净后，放入质量分数为0.2％的盐酸溶液中浸泡60-90分钟后，取出清水冲洗后，置入100-110摄氏度的烘箱中，干燥4小时后，置入400-500摄氏度的下高温煅烧2-3小时，粉碎研磨，过100-300目筛；
(2)向贝壳粉中加入纳米碳和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷，以2000-3000转/分钟的速度，高速搅拌22-30分钟后，在8-10kw的功率下，超声分散5-8分钟，即得。
优选地，所述贝壳粉、纳米碳、和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷的质量比为100:5:3。
优选地，所述微量元素为硫酸铜、硫酸锌、硼砂、钼酸铵、硫酸锰、硝酸锶和乙二胺四乙酸铁钠按照质量比1:2:7:3:2:1:4混合组成。
优选地，所述微生物菌粉为所述微生物菌粉为地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、固氮菌和根瘤菌按照质量比2:3:3:5:3混合组成。
本发明中还公开了一种上述环保土壤改良剂的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述环保土壤改良剂的原料重量份数称取各组分；
(2)将桉树油、壳聚糖、环糊精加入水中，升温至50-60摄氏度，以800-1000转/分钟，搅拌混合8-15分钟，加入黄原胶，搅拌5-10分钟后，高速剪切20-30分钟，得粘结液；
(3)将尿素、过磷酸钙、硅钾肥、脱硫石膏粉、微生物菌粉和微量元素加入研磨机中研磨粉碎过150-300目筛，得物料1；
(3)将蚯蚓粪和发酵牛粪加入粉碎机中粉碎，过100-200目筛，加入香菇提取物，搅拌混合均匀，得物料2；
(4)将物料1和物料2加入粘结液中，搅拌混合均匀后，升温至80-90摄氏度，以1600-2000转/分钟，高速搅拌混合20-30分钟后，得混合物料；
(5)将混合物料输送至圆盘喂料机后，均匀进入挤压造粒机中造粒，筛选，干燥后，包装，即得所述环保土壤改良剂。
优选地，所述步骤(5)中的干燥为将粒料置入真空干燥机中，在78-85摄氏度下，干燥12-15小时。
优选地，所述步骤(5)中的粒料粒径为1.0-4.75毫米。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明环保土壤改良剂通过组分间的配合作用，具有丰富的营养元素，可以改善土壤中的结构成分，同时具有良好的保水性和透气性，可以松化土壤，改善土壤板结现象，以及具有良好的抗菌性，防止土壤中有害虫菌繁衍。
(2)本发明添加改性贝壳粉，贝壳粉为多孔性物质，主要为钙类物质，可以补充土壤中所需钙类物质，同时具有良好的透气性，可以松化土壤结构，改善后的贝壳粉表面的孔径增多，吸附性增加，增加了改良剂的保肥性和透气性，同时具有抗菌效果。
(3)本发明中添加有桉树油和壳聚糖，桉树油具有良好的驱虫抗菌效果，壳聚糖同样具备良好的抗菌效果，配合作用，可以提高土壤改良剂的抗菌性。
(4)本发明材料中添加有环糊精和黄原胶，具有增稠和粘结作用，添加到材料中，可以增强土壤改良剂颗粒的稳定性和缓释性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种环保土壤改良剂，包括以下重量份计的原料：
尿素8份、过磷酸钙2份、硅钾肥3份、脱硫石膏粉2份、改性贝壳粉8份、微量元素0.15份、桉树油0.2份、壳聚糖1份、蚯蚓粪6份、发酵牛粪34份、香菇提取物0.3份、微生物菌粉0.8份、环糊精2份、黄原胶0.2份和水20份。
改性贝壳粉的制备方法为：
(1)将贝壳清水洗净后，放入质量分数为0.2％的盐酸溶液中浸泡60分钟后，取出清水冲洗后，置入100摄氏度的烘箱中，干燥4小时后，置入400摄氏度的下高温煅烧2小时，粉碎研磨，过100目筛；
(2)向贝壳粉中加入纳米碳和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷，以2000转/分钟的速度，高速搅拌22分钟后，在8kw的功率下，超声分散5分钟，即得。
贝壳粉、纳米碳、和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷的质量比为100:5:3。
微量元素为硫酸铜、硫酸锌、硼砂、钼酸铵、硫酸锰、硝酸锶和乙二胺四乙酸铁钠按照质量比1:2:7:3:2:1:4混合组成。
微生物菌粉为所述微生物菌粉为地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、固氮菌和根瘤菌按照质量比2:3:3:5:3混合组成。
本实施例中的环保土壤改良剂的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述环保土壤改良剂的原料重量份数称取各组分；
(2)将桉树油、壳聚糖、环糊精加入水中，升温至50摄氏度，以800转/分钟，搅拌混合8分钟，加入黄原胶，搅拌5分钟后，高速剪切20分钟，得粘结液；
(3)将尿素、过磷酸钙、硅钾肥、脱硫石膏粉、微生物菌粉和微量元素加入研磨机中研磨粉碎过150目筛，得物料1；
(3)将蚯蚓粪和发酵牛粪加入粉碎机中粉碎，过100目筛，加入香菇提取物，搅拌混合均匀，得物料2；
(4)将物料1和物料2加入粘结液中，搅拌混合均匀后，升温至80摄氏度，以1600转/分钟，高速搅拌混合20分钟后，得混合物料；
(5)将混合物料输送至圆盘喂料机后，均匀进入挤压造粒机中造粒，筛选，干燥后，包装，即得所述环保土壤改良剂。
步骤(5)中的干燥为将粒料置入真空干燥机中，在78摄氏度下，干燥12小时。
步骤(5)中的粒料粒径为1.0毫米。
实施例2
一种环保土壤改良剂，包括以下重量份计的原料：
尿素15份、过磷酸钙5份、硅钾肥7份、脱硫石膏粉6份、改性贝壳粉13份、微量元素0.48份、桉树油0.7份、壳聚糖3份、蚯蚓粪10份、发酵牛粪42份、香菇提取物0.7份、微生物菌粉1.6份、环糊精5份、黄原胶0.6份和水26份。
改性贝壳粉的制备方法为：
(1)将贝壳清水洗净后，放入质量分数为0.2％的盐酸溶液中浸泡90分钟后，取出清水冲洗后，置入110摄氏度的烘箱中，干燥4小时后，置入500摄氏度的下高温煅烧3小时，粉碎研磨，过300目筛；
(2)向贝壳粉中加入纳米碳和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷，以3000转/分钟的速度，高速搅拌30分钟后，在10kw的功率下，超声分散8分钟，即得。
贝壳粉、纳米碳、和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷的质量比为100:5:3。
微量元素为硫酸铜、硫酸锌、硼砂、钼酸铵、硫酸锰、硝酸锶和乙二胺四乙酸铁钠按照质量比1:2:7:3:2:1:4混合组成。
微生物菌粉为所述微生物菌粉为地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、固氮菌和根瘤菌按照质量比2:3:3:5:3混合组成。
本实施例中的环保土壤改良剂的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述环保土壤改良剂的原料重量份数称取各组分；
(2)将桉树油、壳聚糖、环糊精加入水中，升温至60摄氏度，以1000转/分钟，搅拌混合15分钟，加入黄原胶，搅拌10分钟后，高速剪切30分钟，得粘结液；
(3)将尿素、过磷酸钙、硅钾肥、脱硫石膏粉、微生物菌粉和微量元素加入研磨机中研磨粉碎过300目筛，得物料1；
(3)将蚯蚓粪和发酵牛粪加入粉碎机中粉碎，过200目筛，加入香菇提取物，搅拌混合均匀，得物料2；
(4)将物料1和物料2加入粘结液中，搅拌混合均匀后，升温至90摄氏度，以2000转/分钟，高速搅拌混合30分钟后，得混合物料；
(5)将混合物料输送至圆盘喂料机后，均匀进入挤压造粒机中造粒，筛选，干燥后，包装，即得所述环保土壤改良剂。
步骤(5)中的干燥为将粒料置入真空干燥机中，在85摄氏度下，干燥15小时。
步骤(5)中的粒料粒径为4.75毫米。
实施例3
一种环保土壤改良剂，包括以下重量份计的原料：
尿素10份、过磷酸钙3份、硅钾肥4份、脱硫石膏粉3份、改性贝壳粉9份、微量元素0.26份、桉树油0.3份、壳聚糖1.5份、蚯蚓粪7份、发酵牛粪36份、香菇提取物0.4份、微生物菌粉1.1份、环糊精3份、黄原胶0.3份和水22份。
改性贝壳粉的制备方法为：
(1)将贝壳清水洗净后，放入质量分数为0.2％的盐酸溶液中浸泡68分钟后，取出清水冲洗后，置入106摄氏度的烘箱中，干燥4小时后，置入440摄氏度的下高温煅烧2.6小时，粉碎研磨，过150目筛；
(2)向贝壳粉中加入纳米碳和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷，以2800转/分钟的速度，高速搅拌26分钟后，在9kw的功率下，超声分散7分钟，即得。
贝壳粉、纳米碳、和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷的质量比为100:5:3。
微量元素为硫酸铜、硫酸锌、硼砂、钼酸铵、硫酸锰、硝酸锶和乙二胺四乙酸铁钠按照质量比1:2:7:3:2:1:4混合组成。
微生物菌粉为所述微生物菌粉为地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、固氮菌和根瘤菌按照质量比2:3:3:5:3混合组成。
本实施例中的环保土壤改良剂的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述环保土壤改良剂的原料重量份数称取各组分；
(2)将桉树油、壳聚糖、环糊精加入水中，升温至52摄氏度，以850转/分钟，搅拌混合13分钟，加入黄原胶，搅拌8分钟后，高速剪切27分钟，得粘结液；
(3)将尿素、过磷酸钙、硅钾肥、脱硫石膏粉、微生物菌粉和微量元素加入研磨机中研磨粉碎过250目筛，得物料1；
(3)将蚯蚓粪和发酵牛粪加入粉碎机中粉碎，过180目筛，加入香菇提取物，搅拌混合均匀，得物料2；
(4)将物料1和物料2加入粘结液中，搅拌混合均匀后，升温至86摄氏度，以1800转/分钟，高速搅拌混合26分钟后，得混合物料；
(5)将混合物料输送至圆盘喂料机后，均匀进入挤压造粒机中造粒，筛选，干燥后，包装，即得所述环保土壤改良剂。
步骤(5)中的干燥为将粒料置入真空干燥机中，在80摄氏度下，干燥13小时。
步骤(5)中的粒料粒径为1.85毫米。
实施例4
一种环保土壤改良剂，包括以下重量份计的原料：
尿素13份、过磷酸钙4份、硅钾肥6份、脱硫石膏粉5份、改性贝壳粉12份、微量元素0.34份、桉树油0.6份、壳聚糖2.5份、蚯蚓粪9份、发酵牛粪40份、香菇提取物0.6份、微生物菌粉1.4份、环糊精4份、黄原胶0.5份和水24份。
改性贝壳粉的制备方法为：
(1)将贝壳清水洗净后，放入质量分数为0.2％的盐酸溶液中浸泡85分钟后，取出清水冲洗后，置入108摄氏度的烘箱中，干燥4小时后，置入420摄氏度的下高温煅烧2.6小时，粉碎研磨，过180目筛；
(2)向贝壳粉中加入纳米碳和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷，以2400转/分钟的速度，高速搅拌28分钟后，在9kw的功率下，超声分散6分钟，即得。
贝壳粉、纳米碳、和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷的质量比为100:5:3。
微量元素为硫酸铜、硫酸锌、硼砂、钼酸铵、硫酸锰、硝酸锶和乙二胺四乙酸铁钠按照质量比1:2:7:3:2:1:4混合组成。
微生物菌粉为所述微生物菌粉为地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、固氮菌和根瘤菌按照质量比2:3:3:5:3混合组成。
本实施例中的环保土壤改良剂的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述环保土壤改良剂的原料重量份数称取各组分；
(2)将桉树油、壳聚糖、环糊精加入水中，升温至58摄氏度，以900转/分钟，搅拌混合13分钟，加入黄原胶，搅拌7分钟后，高速剪切26分钟，得粘结液；
(3)将尿素、过磷酸钙、硅钾肥、脱硫石膏粉、微生物菌粉和微量元素加入研磨机中研磨粉碎过220目筛，得物料1；
(3)将蚯蚓粪和发酵牛粪加入粉碎机中粉碎，过140目筛，加入香菇提取物，搅拌混合均匀，得物料2；
(4)将物料1和物料2加入粘结液中，搅拌混合均匀后，升温至86摄氏度，以1800转/分钟，高速搅拌混合27分钟后，得混合物料；
(5)将混合物料输送至圆盘喂料机后，均匀进入挤压造粒机中造粒，筛选，干燥后，包装，即得所述环保土壤改良剂。
步骤(5)中的干燥为将粒料置入真空干燥机中，在83摄氏度下，干燥14小时。
步骤(5)中的粒料粒径为2.54毫米。
实施例5
一种环保土壤改良剂，包括以下重量份计的原料：
尿素12份、过磷酸钙3.5份、硅钾肥5份、脱硫石膏粉4.2份、改性贝壳粉11份、微量元素0.29份、桉树油0.45份、壳聚糖2.1份、蚯蚓粪8份、发酵牛粪38份、香菇提取物0.5份、微生物菌粉1.2份、环糊精2.5份、黄原胶0.4份和水22份。
改性贝壳粉的制备方法为：
(1)将贝壳清水洗净后，放入质量分数为0.2％的盐酸溶液中浸泡82分钟后，取出清水冲洗后，置入106摄氏度的烘箱中，干燥4小时后，置入450摄氏度的下高温煅烧2.6小时，粉碎研磨，过250目筛；
(2)向贝壳粉中加入纳米碳和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷，以2200转/分钟的速度，高速搅拌28分钟后，在10kw的功率下，超声分散7分钟，即得。
贝壳粉、纳米碳、和3-(巯丙基)三甲氧基硅烷的质量比为100:5:3。
微量元素为硫酸铜、硫酸锌、硼砂、钼酸铵、硫酸锰、硝酸锶和乙二胺四乙酸铁钠按照质量比1:2:7:3:2:1:4混合组成。
微生物菌粉为所述微生物菌粉为地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、固氮菌和根瘤菌按照质量比2:3:3:5:3混合组成。
本实施例中的环保土壤改良剂的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述环保土壤改良剂的原料重量份数称取各组分；
(2)将桉树油、壳聚糖、环糊精加入水中，升温至57摄氏度，以920转/分钟，搅拌混合13分钟，加入黄原胶，搅拌8分钟后，高速剪切24分钟，得粘结液；
(3)将尿素、过磷酸钙、硅钾肥、脱硫石膏粉、微生物菌粉和微量元素加入研磨机中研磨粉碎过200目筛，得物料1；
(3)将蚯蚓粪和发酵牛粪加入粉碎机中粉碎，过180目筛，加入香菇提取物，搅拌混合均匀，得物料2；
(4)将物料1和物料2加入粘结液中，搅拌混合均匀后，升温至80-90摄氏度，以1850转/分钟，高速搅拌混合27分钟后，得混合物料；
(5)将混合物料输送至圆盘喂料机后，均匀进入挤压造粒机中造粒，筛选，干燥后，包装，即得所述环保土壤改良剂。
步骤(5)中的干燥为将粒料置入真空干燥机中，在82摄氏度下，干燥14小时。
步骤(5)中的粒料粒径为1.0-4.75毫米。
对比例1：除改性贝壳粉不添加外，其他原料成分和制备方法均匀实施例1相同；
将实施例1-5制得的环保土壤改良剂和对比例1制得土壤改良剂分别作用于一块6等分的相同性质的田地中，作用结果见下表1所示：
表1：
容重降低率＝(用前土壤容量-用后土壤容量)/用前土壤容量
空隙率增加率＝(用后土壤空隙率-用前土壤空隙率)/用前土壤空隙率
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本发明环保土壤改良剂通过组分间的配合作用，具有丰富的营养元素，可以改善土壤中的结构成分，同时具有良好的保水性和透气性，可以松化土壤，改善土壤板结现象，以及具有良好的抗菌性，防止土壤中有害虫菌繁衍。
(2)本发明添加改性贝壳粉，贝壳粉为多孔性物质，主要为钙类物质，可以补充土壤中所需钙类物质，同时具有良好的透气性，可以松化土壤结构，改善后的贝壳粉表面的孔径增多，吸附性增加，增加了改良剂的保肥性和透气性，同时具有抗菌效果。
(3)本发明中添加有桉树油和壳聚糖，桉树油具有良好的驱虫抗菌效果，壳聚糖同样具备良好的抗菌效果，配合作用，可以提高土壤改良剂的抗菌性。
(4)本发明材料中添加有环糊精和黄原胶，具有增稠和粘结作用，添加到材料中，可以增强土壤改良剂颗粒的稳定性和缓释性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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之内。