改善土壤团粒结构的组合物及其应用的制作方法

本发明属于土壤修复技术领域，尤其涉及一种改善土壤团粒结构的组合物及其应用。

背景技术：

团粒结构的土壤介于板结土壤、纯沙土壤之间的一种土壤。农业生产中频繁土壤耕作往往会破坏土壤团粒结构，使土壤有机质暴露出来，解除了原有土壤团粒结构的保护。长期频繁耕作，会使得原有土壤有机碳被不断矿化分解，新加入的碳难以及时得到物理保护，因此土壤最终会处于一种有机质含量低的状态，出现团粒程度很低甚至结皮、土壤退化严重等问题，此外，受底物和环境条件限制微生物的活动减弱，敏感性的微生物群落会消亡。

现有技术方案cn103598241a公开了一种处理土壤的组合物和方法，该方法中通过选择需要处理的土壤，并向所述需要处理的土壤施用有效量的组合物，从而与未处理土壤相比，提高或促进选择进行处理的土壤中的微生物活性。但是，其所提高或促进的微生物活性侧重于根部发育增加或刺激了土壤中种植植物的根部发育，而非改良土壤、改变土壤中的团粒结构，从而通过改善土壤空隙度来促进作物的生长。

技术实现要素：

本发明提出一种改善土壤团粒结构的组合物及其应用，该组合物可通过改变土壤的微团粒结构，促使土壤中非活性孔、毛管孔、通气孔数量达到合理分布，并通过有效增加土壤中有益菌群的数量，以使作物健康生长。

为了达到上述目的，本发明提供了一种改善土壤团粒结构的组合物，按质量百分比计，由橙油3％-30％、大量元素水溶肥料1％-40％、中量元素水溶肥料1％-10％、微量元素水溶肥料0.1％-12％、助剂1-30％和余量去离子水组成。

上述技术方案所提供的组合物以橙油和肥料为主成分，其中橙油含有大量的萜类、酚类和芳香烃类化合物，可有效改变土壤的微团粒结构，使土壤疏松多孔，且有利于土壤脱盐和抑制反盐，此外，橙油为植物的次生代谢物，可作为生长发育的调节物，搭配多种肥料，既可提高作物自身的抗性和品质，又可为作物提供充分的营养物质，有效增加土壤中有益菌群-假单胞菌的数量，使作物健康生长。

上述技术方案所提供的组合物中，主成分橙油和肥料因密度不同而不相溶，橙油添加量过高时，溶液呈饱和状态，无法融于肥料中，而橙油添加量一定时，也会因肥料含量过高导致溶液出现饱和状态，二者不兼容，因此，橙油和肥料的添加量至关重要。此外，助剂的选择和添加量对于主成分橙油和肥料的相互溶解起到至关重要的作用。

可以理解的是，所述橙油的添加量还可以为5、8、10、12、15、18、20、22、25、26、27、28、29或上述范围内的任意点值，所述助剂的添加量还可以为2、5、8、10、12、15、18、20、24、26、28％或上述范围内的任意点值，所述大量元素水溶肥料的添加量还可以为2、5、10、12、15、16、20、24、28、30、35、37％或上述范围内的任意点值，所述中量元素水溶肥料的添加量还可以为2、3、4、5、6、7、8、9％或上述范围内的任意点值，所述微量元素水溶肥料的添加量还可以为0.2、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10％或上述范围内的任意点值，所述去离子水的添加量根据配方中的其他成分量适应性调整。

作为优选，所述微量元素水溶肥料为含锌微量元素水溶肥料，所述含锌微量元素水溶肥料主要成分包括七水硫酸锌、氯化锌、碳酸锌、硫酸锌和eddha锌中的至少一种。

作为优选，所述含锌微量元素水溶肥料主要成分为eddha锌。

作为优选，所述微量元素水溶肥料为含硼微量元素水溶肥料，所述含硼微量元素水溶肥料主要成分包括硼砂、硼酸和四水八硼酸钠中的至少一种。

作为优选，所述含硼微量元素水溶肥料主要成分为四水八硼酸钠。

作为优选，所述微量元素水溶肥料为含锌微量元素水溶肥料和含硼微量元素水溶肥料的混合物，其中所述含锌微量元素水溶肥料主要成分为eddha锌，所述含硼微量元素水溶肥料主要成分为四水八硼酸钠。

作为优选，所述助剂包括柠檬酸、对羟基苯甲酸乙酯、肉桂醛、乙醇、eddha、葡萄糖酸内酯、15-s-9非离子琼脂和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的至少一种。可以理解的是，该技术方案所提供的助剂可促使主成分橙油和肥料的相互溶解。

本发明提供了一种根据上述任一项技术方案所述的组合物在改善土壤团粒结构、进而改善土壤空隙度中的应用。

作为优选，使用时将所述组合物稀释100-3000倍浇灌于土壤中。

作为优选，改善后的土壤中聚体的直径为0.25-10mm，微聚体直径≤0.25mm。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明提供了一种改善土壤团粒结构的组合物，该组合物中通过关键助剂的加入，可使密度不同的橙油和肥料相互溶解，从而使组合物成分稳定，发挥更好的协同作用；

2、本发明提供的组合物主要侧重于对土壤的改良，通过使土壤胶体凝聚来改变土壤的微团粒结构，使土壤中总孔隙度增加，无效孔隙度减少，非活性孔(无效孔)减少，毛管孔(贮水空隙)和通气孔(空气空隙或非毛管孔)数量在合理范围之内，并可有效增加土壤中有益菌群-假单胞菌的数量，以使作物健康生长。

附图说明

图1为本发明实施例提供的以时速1.2公升在疏水性沙性土上实验3小时后的渗透性效果对比图，(a)为对照组，(b)为加入实施例4组合物的试验组；

图2为本发明实施例提供的由于受涝导致根系受伤不能充分利用养分的长势、土壤保水性效果对比图，(a)为加入实施例4组合物的试验组，(b)为对照组；

图3为本发明实施例提供的叶片打蔫效果图，其中(a)为对照组，(b)为加入实施例4组合物的试验组；

图4为本发明实施例提供的开花情况效果图，其中(a)为对照组，(b)为加入实施例4组合物的试验组；

图5为本发明实施例提供的土壤根系效果图，其中(a)为对照组(挖开土才能看到根系)，(b)为加入实施例4组合物的试验组(土外就能看见根系)；

图6为本发明实施例提供的分别从距树干底部90cm处取出土样的效果图，其中(a)为对照组，取出的土样呈块状，且硬度很大，板结严重；(b)为加入实施例4组合物的试验组，土壤疏松，颗粒均匀，透水透气性强，便于水、气、肥保持均衡，利于微生物和根系的生长；

图7为本发明实施例提供的选取树龄、地势、树势相同两棵树，同样在距树干底部90cm处进行挖坑后观察的根系效果图，其中(a)为对照组，在地下20cm处感觉阻力变大，且根系表现一般，缺少毛细根系；(b)为加入实施例4组合物的试验组，在32cm处才有受阻感觉，且毛细根系旺盛，利于对养分的吸收；

图8为本发明实施例提供的选取一沟存水姜沟，加入实施例4组合物后1500倍渗水后的观察图，其中(a)为对照组，未加入实施例4组合物前不渗水；(b)为加入实施例4组合物的试验组，渗水效果良好；

图9为本发明实施例提供的24小时渗透速率对比图，其中(a)为对照组，(b)为加入实施例4组合物的试验组；

图10为本发明实施例提供的渗透速率对比图，其中(a)为对照组，(b)为加入实施例4组合物的试验组；

图11为本发明实施例提供的土壤渗透深度对比图，其中(a)为对照组，(b)为加入实施例4组合物的试验组；

图12为本发明实施例提供的根系深度对比图，其中(a)为加入实施例4组合物的试验组，(b)为对照组；

图13为本发明实施例提供的根系深度对比图，其中(a)为加入实施例4组合物的试验组，(b)为对照组；

图14为本发明实施例提供的土壤透气性对比图，其中(a)为模拟清水漫灌的对照组，土壤气孔中充满水；(b)为模拟清水漫灌后加入实施例4组合物的试验组，土壤气孔中充满空气和氧气；

图15为在未添加本发明实施例1的组合物、添加14天和28天后的土壤水分保有量指标检测示意图；

图16为在未添加本发明实施例1的组合物、添加14天和28天后的土壤中菌群数量指标检测示意图。

具体实施方式

为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的改善土壤团粒结构的组合物及其应用，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油3％、大量元素水溶肥料(n、p、k)10％、中量元素水溶肥料(ca、mg)5％、微量元素水溶肥(zn+b)12％、柠檬酸为25％，余量为去离子水。

实施例2

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油5％、大量元素水溶肥料(n、p、k)15％、中量元素水溶肥料(ca、mg)8％、微量元素水溶肥(zn)10％、柠檬酸为20％，余量为去离子水。

实施例3

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油10％、大量元素水溶肥料(n、p、k)20％、中量元素水溶肥料(ca、mg)2％、微量元素水溶肥(b)8％、柠檬酸为12％，余量为去离子水。

实施例4

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油15％、大量元素水溶肥料(n、p、k)5％、中量元素水溶肥料(ca、mg)5％、微量元素水溶肥(zn+b)6％、柠檬酸为8％，余量为去离子水。

实施例5

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油20％、大量元素水溶肥料(n、p、k)10％、中量元素水溶肥料(ca、mg)10％、微量元素水溶肥(zn)10％、柠檬酸为30％，余量为去离子水。

实施例6

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油25％、大量元素水溶肥料(n、p、k)30％、中量元素水溶肥料(ca、mg)6％、微量元素水溶肥(b)3％、柠檬酸为1％，余量为去离子水。

实施例7

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油30％、大量元素水溶肥料(n、p、k)40％、中量元素水溶肥料(ca、mg)3％、微量元素水溶肥(zn+b)7％、柠檬酸为10％，余量为去离子水。

实施例8

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油12％、大量元素水溶肥料(n、p、k)22％、中量元素水溶肥料(ca、mg)8％、微量元素水溶肥(zn+b)6％、柠檬酸为30％，余量为去离子水。

对比例1

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油3％、大量元素水溶肥料(n、p、k)10％、中量元素水溶肥料(ca、mg)5％、微量元素水溶肥(zn+b)12％，余量为去离子水。

对比例2

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油5％、大量元素水溶肥料(n、p、k)15％、中量元素水溶肥料(ca、mg)8％、微量元素水溶肥(zn)10％、柠檬酸为0.05％，余量为去离子水。

对比例3

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油5％、大量元素水溶肥料(n、p、k)15％、中量元素水溶肥料(ca、mg)8％、微量元素水溶肥(zn)10％、柠檬酸为32％，余量为去离子水。

对比例4

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油32％、大量元素水溶肥料(n、p、k)20％、中量元素水溶肥料(ca、mg)2％、微量元素水溶肥(b)8％、柠檬酸为12％，余量为去离子水。

对比例5

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油10％、大量元素水溶肥料(n、p、k)40％、中量元素水溶肥料(ca、mg)12％、微量元素水溶肥(b)15％、柠檬酸为12％，余量为去离子水。

对比例6

改善土壤团粒结构的组合物，由如下质量百分比组分组成：橙油20％、大量元素水溶肥料(n、p、k)10％、中量元素水溶肥料(ca、mg)10％、微量元素水溶肥(zn)10％，余量为去离子水。

产品物理性质以及经济效益评价

对比例1、2、3、6所提供的组合物中由于未添加助剂或者助剂含量不在设定范围内，使其在冷储、热储过程中，产品性质不稳定，已出现分层、絮凝等现象，因此无法用于后续进一步的现场试验；对比例4中所提供的组合物中橙皮精油的含量过高，使其无法融于肥料中，对比例5中所提供的组合物中橙皮精油含量一定，但肥料用料过高，使得溶液出现饱和状态，二者不兼容，因此也无法用于后续进一步的现场试验。

土壤孔隙度测量方法如下：

1、用环刀法测量土壤容重

1.1仪器设备

环刀(容积为100cm3)、环刀托、削土刀、小铁铲、铝盒、小烧杯、胶头滴管、玻璃棒、橡胶(木质)锤头、洗瓶、干燥器、烘箱、天平、塑料筐。

操作步骤：

1)先在田间选择挖掘土壤剖面的位置，然后挖掘土壤剖面，按剖面层次，分层次采样，每层重复3次，如只测定耕作层土壤容重，则不必挖土壤剖面。

2)将环刀托放在已知重量的环刀上，将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满样品为止。环刀压入时要平稳，用力一致。

3)用削土刀托放在已知重量的环刀上，环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满样品为止。环刀压入时要平稳，用力一致。

4)用削土到切开环刀周围的土壤，取出已装满的环刀，细心削去环刀两端多余的土，并擦净环刀外面的土。环刀两端立即加盖，以免水分蒸发。随即称重(精确到0.01g)并记录。

5)同时在同层采样处，用铝盒采样，测定土壤自然含水量。或者直接从环刀筒中取出样品，测定土壤含水量。

结果计算：d＝m·100/[v·(100+w)]

式中：d—土壤容重(g/cm³)，m—环刀内湿土重(g)，v—环刀容积(cm³)，w—样品含水量(％)

此法允许平行绝对误差＜0.03g/cm³，取算数平均数。

2、土壤孔隙度的计算

土壤孔隙度＝(1-土壤容重/土壤密度)

式中：土壤密度采用密度值2.65g/cm³

现场案例

1.试验目的

为了筛选最佳的有利于改善土壤团粒结构土壤调理剂，改善土壤孔隙度，促进植物生长。

2.试验地点

四川省眉山市青神县黑龙镇

3.试验时间

2018年8月

4.材料与方法

4.1供试土壤：试验地位于亚热带季风气候区，平坝，供试土壤属黄壤土类、黄壤亚类、老冲积黄泥土土属，耕层质地壤质黏土，肥力水平中下等，地力均一。

4.2供试作物：柑桔(品种为春见)

4.3试验方法：施肥以当地种植园常规施肥为基础进行大区对比试验，共设八个处理(实施例1-实施例8)，不设重复，每个大区面积50平方米，每个大区10株柑桔。处理内容以外的栽培管理措施按照当地大面积生产实施，并控制一致，每小区相同措施均在同一天完成。2018年8月3日进行第一次冲施，8月25日进行第二次冲施，10月18日取土样。

4.4土壤取样与测试

试验前取田块的混合样测定基础理化性质，其容重为1.32g/cm³、毛管孔隙度为32.56％、饱和含水量35.70％、田间持水量为24.61％、ph为4.99、ec为0.144ms/cm、有机质为11.29g/kg。试验两个月后再次对土样进行土壤理化性质测试，测试结果具体如下：

基于上表数据可知，在对试验两个月的土壤测试后发现，各实施例中土壤的容重、总孔隙度、饱和含水量、ph、ec、有机质等均有较大改善，其中以实施例4的技术效果更为突出。这主要归功于上述组合物对土壤的改良，尤其是对土壤中微团粒结构的改变，使土壤中总孔隙度增加，无效孔隙度减少，非活性孔(无效孔)减少，毛管孔(贮水空隙)和通气孔(空气空隙或非毛管孔)数量在合理范围之内，并有效增加了土壤中有益菌群假单胞菌的数量，以使作物健康生长。

可以理解的是，土壤中有益菌群假单胞菌本身具有抗旱性(革兰氏阳性细菌细胞膜和细胞壁之间的那层厚的肽聚糖可提高土壤抗旱性)、微生物种类多样性(影响土壤中有机质/健康、质量和结构，也是有机质分解的重要因素)以及抗病性(假单胞菌以及抗病真菌和放线菌的存在可以提高作物抗病性)，因此，上述组合物在对土壤作用后有益菌群假单胞菌数量的增加也是土壤健康循环的关键所在。如图15和图16所示，对使用前、使用14天、使用28天后的土壤进行检测发现，其土壤含水量和菌群数量均大幅改善。

田间试验

以实施例4所提供的组合物为例、以未添加实施例4所提供的组合物为对照进一步进行田间试验，如图1-图14所示，主要从土壤渗透性、保水性、透气性、叶片打蔫情况、开花情况、土壤根系情况进行了相关试验，由各图可见，添加实施例4所提供的组合物在上述各试验中相对于对照组而言都有了明显改善，不仅土壤渗透性、保水性、扎根性良好，在同等情况下叶片不打蔫、开花良好，而且在模拟清水漫灌后，土壤气孔中还充满空气和氧气。