本发明涉及土壤改良技术领域，尤其涉及一种土壤改良剂及其制备方法。
背景技术：
粮食和经济作物的正常生长发育有赖于良好的土壤环境，中国科学院南京土壤研究所将我国的土壤分为六类：土壤侵蚀、土壤沙化、土壤盐化、土壤污染、土壤性质恶化和非农占用耕地。其中，土壤污染是指人为活动将对人类本身和其他生命体有害的物质施加到土壤中，致使某种有害成分的含量明显高于土壤的原有含量，从而引起土壤质量恶化的现象。土壤污染大致可分为无机物污染和有机物污染两大类。无机物污染主要包括酸、碱、重金属盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等对土壤的污染。有机物污染主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、厩肥带来的有害微生物等对土壤造成的污染。
当土壤中含有害物质过多，超过土壤自净能力，就会引起土壤组成、结构和功能发生变化，使土壤微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过“土壤-植物-人体”间接被人体吸收，达到危害健康。我国主要的污染是乱用农药和化肥，破坏土壤结构，造成土壤板结，生物学性质恶化，影响农作物产量和品质。对于污染土壤的改良的方法，比较常用的有水利改良、化学改良和生物改良。这些常规的改良手段，大多都是通过中和、调理土壤物质成分、结构，从而使土壤的成分和结构趋于平衡而利于种植；因此在改良的效果上，比较单一；并且后续种植中如果继续进行喷洒农药、施肥，改良效果并不能持久。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种多方面共同对污染土壤的理化性质、代谢环境、结构层次进行改进的土壤改良剂及其制备方法，旨在提升土壤改良的效果和持久性。
为实现上述目的，本发明提供的土壤改良剂，包括各重量份的如下组分：三叶草10～20份、麦饭石30～50份、芽孢杆菌5～10份、海藻酸10～20份。
本发明还提出制备上述土壤改良剂的方法，包括：
按照上述土壤改良剂成分获取原料；
依次将所述麦饭石、三叶草、海藻酸、芽孢杆菌原料添加至搅拌机，充分混合。
本发明的上述土壤改良剂，一方面直接添加的抗逆性且易生长的三叶草和海藻酸直接调理土壤的物质；并辅助有益微生物菌剂和麦饭石活化改善土壤代谢环境和物理结构，并且各成分的协同作用，还能优化作物生长的根系微环境；从多个方面共同对土壤改良的功效上产生作用，效果显著且效果持久。且制备过程简单，物料成分分散均匀，成分之间吸附亲合充分，成分活性能较好地被保持，利于大量生产。
具体实施方式
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种土壤改良剂，包括各重量份的如下组分：三叶草10～20份、麦饭石30～50份、芽孢杆菌5～10份、海藻酸10～20份。
本发明的土壤改良剂成分中，三叶草是对耐寒性强、且对土壤要求不严的作物，可适应各种土壤类型，在偏酸性土壤上生长良好，生长中喜温暖、向阳、排水良好的环境条件；在气温降至0℃时部分老叶枯黄，主根上小叶紧贴地面停止生长，但仍保持绿色，因此绿期很长。并且其具有非常强的再生能力，通常修剪后10d内可长出更新小叶，高强度践踏或碾压后3～5d即可恢复。用于土壤之后易陡长，可以快速增加土壤有机质，有利培肥地力；并且能增加土壤覆盖，降低夏季土壤温度、抗旱保墒，利于保持良好的土壤结构。另外，由于三叶草良好的覆盖作用，可以有效避免雨水对土壤的冲涮和沉积作用，保持土壤结构良好，有利于土壤微生物的活动和果树根系的新陈代谢，有利于各种肥料的分解和有害物质的降解。
麦饭石是一种天然的硅酸盐矿物(石英二长岩)，是对生物无毒、无害并具有一定生物活性的复合矿物或药用岩石。麦饭石的主要化学成分是无机的硅铝酸盐，当然还包括sio2、al2o3、fe2o3、feo、mgo、cao、k2o、na2o、tio2、p2o5、mno等，还含有动物所需的全部常量元素，如：k、na、ca、mg、cu、mo等微量元素和稀土元素，约58种之多，能稳定的提高和平衡土壤的物理机能，从其矿物元素和结构组成上，一方面可以通过释放出的红外线，减少水分子的凝聚，帮助土壤有效地吸收并保持营养元素；另一方面它具有的多孔性通过吸收土壤中残存的农药和有毒物质对土壤有解毒功能。并且其还可释放出生长必不可少的各种矿物质元素，促进植物生长。
海藻酸，是存在于褐藻细胞壁中的一种天然多糖，形态为白色到棕黄色纤维、颗粒或粉末；易与阳离子形成凝胶，如海藻酸钠等，被称为海藻胶、褐藻胶或藻胶。其在本发明中作为改良剂成分添加，除了在改良剂中能作为微生物生长养分之外，施用于土壤中之后首先可以直接使土壤或通过植物使土壤增加有机质，激活土壤中的各种有益微生物，可在植物和微生物代谢物循环中其催化剂的作用，使土壤的生物效力增加。更重要地，其含有的天然化合物如藻朊酸钠能促进土壤团粒结构的形成，改善土壤内部的孔隙空间，协调土壤中固、液、气三者比例，恢复由于土壤负担过重和化学污染而失去的天然胶质平衡，增加土壤的生物活力，促进速效养分的释放，有利于作物根系生长，提高作物的抗逆性。
另外最终补充的芽孢杆菌作为微生物成分添加，芽孢杆菌在生长代谢中能产生多种消化酶，并具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。添加到土壤中之后作为有益微生物，迅速在土壤中以几何级数繁衍扩散，以及功能微生物的代谢产物，能改善土壤的理化性状，提高亲水性、吸附性，增强通透性和保水保肥能力；并且其在土壤中的增殖及代谢会抑制有害菌的生长，减少作物发病几率，也就减少了农药的用量，对于维护土壤健康也有一定作用。通过这一有益微生物的活动，不但可以改变土壤的理化性状，提高土壤有机质的含量和转化效率，而且具有解钾、释磷、固氮的功能；且其本身无毒、无残留，且能分解土壤中因长期施用化肥、农药的残留，溶解污水灌溉后的重金属残留，净化环境。
当然，在具体的实施中，芽孢杆菌的种类很多，本案中在改良剂产品制备时优选可以采用巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌以及枯草芽孢杆菌中的一种或多种组合。其中在功效上，巨大芽孢杆菌具有很好的降解土壤中有机磷的功效，磷肥施入土壤后，非常容易与土壤中的正离子(钙、铁、铝、镁等)结合，形成不溶性的磷化合物，如磷酸钙、磷酸铁、磷酸铝等，且磷素在土壤中的移动性较差，不易流失而常在农田中累积，该菌会分泌有机酸类等物质溶解土壤中作物不易吸收的钙磷化合物、铁磷化合物及铝磷化合物，促使土壤无效磷的溶解及利用，进而协助土壤中微生物的增长，预防土壤病害发生，减少连作障碍等问题，其分泌的多糖物质，可使土壤团粒构造变好，增加土壤的优良物理特性，以达到土壤改良的功效。另一种胶质芽孢杆菌又称硅酸盐细菌，它能分解硅谷酸盐和铝硅酸盐组成的含钾矿物，具有溶磷、释钾和固氮功能。其解磷、解钾、解硅的强度超强。由于菌体自身的代谢，生化反应的结果产生有机酸、氨基酸、多糖、激素等有利于植物吸收和利用的物质。同时，细菌在土壤中繁殖，也抑制其他病原菌的生长，大部分的磷、钾等养分也成为组成菌体的成分。在菌体的灰分中钾的含量可高达33％-34％。菌体内的钾在菌体死亡后，游离出来，又可被植物吸收利用。同时胶质芽孢杆菌能分泌生长素物质和赤霉素物质等促生长物质，增根壮苗，直接增强植株抗旱能力；并能分解土壤里硅元素供植物利用，使得植物的蜡质层增厚，提高植物保水能力。另外的地衣芽孢杆菌能较强的促使土壤中的有机质分解成腐殖质，极大的提高土壤肥效，同时还对植物的真菌性病害有较好的抑制效果；枯草芽孢杆菌可以防治根部病害(枯萎病、根腐病、黑斑病等)，促进作物增产。
进一步在实施中，上述的麦饭石优选采用煅烧处理后的麦饭石，煅烧处理除了能具有除杂效果之外，更重要地在煅烧过程中能活化多孔结构，比未经处理的麦饭石吸附能力增强50～100倍，对土壤中的重金属离子(pb、hg、cr、cd、as)、污染有机质、病菌等有毒有害物质有更强的吸附作用；同时相比未经处理的麦饭石用于土壤中之后能具有更多的氧离子和氢离子的置换能力，利于改善和活化土壤。煅烧处理在本发明中可以优选采用450～550℃的温度中，煅烧1～2h即可。当然基于基本常识，麦饭石在本发明中作为改良剂成分添加使用时，是以粉末形态添加而不是以原始块状形态添加；实施中麦饭石粉末的粒径或者细度常规采用60～120目的范围即可。
进一步本发明改良剂采用的其他的成分原料中，芽孢杆菌和海藻酸都是比较成熟的市售产品，可以直接通过成品购买获得；市售购买的上述芽孢杆菌的菌剂粉体中一般含有细菌数50～200亿/克。另一种原料成分三叶草，技术人员可以自行制备，制备的过程也较为简便，将新鲜采摘的三叶草晒干之后磨成粉剂即可。
本发明的上述土壤改良剂，一方面直接添加的抗逆性且易生长的三叶草和海藻酸直接调理土壤的物质；并辅助有益微生物菌剂和麦饭石活化改善土壤代谢环境和物理结构，并且各成分的协同作用，还能优化作物生长的根系微环境；从多个方面共同对土壤改良的功效上产生作用，效果显著且效果持久。
在上述土壤改良剂的基础上，本案进一步还提出制备上述土壤改良剂的方法，方法过程包括：
s00，原料获取：其中三叶草和麦饭石按照如下过程制备，其余购买获得。将三叶草晒干或烘干磨成粉剂即可作为本案原料；将麦饭石于高温炉中煅烧处理，冷却后将其投入到粉碎机内粉碎成粉末后用于下述步骤；
s10，按照上述土壤改良剂的成分按照麦饭石、三叶草、海藻酸、芽孢杆菌的顺序将物料添加至搅拌机中进行混合，然后出料即得到本发明的土壤改良剂成品。
其中，步骤s10中采用的搅拌机混合的过程中，搅拌机中的搅拌转速优选控制200～300r/min，搅拌混合中温度控制75～80℃范围，结合上述加料次序，可以有利于保持菌种细胞存活率。采用本发明的上述土壤改良剂的制备方法，过程简单且物料成分分散均匀，成分之间吸附亲合充分，成分活性能较好地被保持，利于大量生产。
为使本发明上述土壤改良剂的细节更利于本领域技术人员的理解和实施，以及突出本案制备的土壤改良剂的进步性效果，以下通过具体的实施例来对本案的上述内容进行举例说明。
实施例1
在本实施例1中，按照如下步骤制备本发明的土壤改良剂：
s00，将采摘的三叶草晒干后磨成粉剂，备用；
将麦饭石块原料置于煅烧炉中500℃高温煅烧2h，等温度降到36℃左右，将其投入到粉碎机内粉碎成粉末，备用；
s10，将上述三叶草、麦饭石、与购买的海藻酸、芽孢杆菌菌剂(按照等比例的胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌配制)按照麦饭石30份、三叶草10份、海藻酸10份、芽孢杆菌5份，先后顺序添加完成后，倒入到搅拌机内，搅拌机转速设定为200～300r/min，温度为75～80℃，反应时间为30min；然后出料即为本实施例1的土壤改良剂。
为了进一步验证上述制备的获得的土壤改良剂对污染的板结实验田土壤的改良效果，通过下述步骤进行农化试验验证：
s21，选择刚采收完的地块，处理组将田间清理干净，铺一层作物秸秆1-2cm厚度，然后撒施腐熟农家肥1200kg/亩，复合肥(15-15-15)35kg/亩，最后撒施上述步骤s10制备的土壤改良剂200g/亩(溶于40kg水喷施)，要喷施均匀，最后打地机耕地，耕地深度30cm左右；
同时，在该步骤中对照组重复处理组的施肥方式，不添加麦秸秆及土壤改良剂；
s22，平地起垄，起好垄后滴管喷水，湿度为60％，保证土壤湿润，激活土壤改良剂；
s23，定植豌豆苗；
s24，数据采集：移摘后生长过程中对豌豆苗监测株高、病虫害发生率；收获测量根重，地上部产量；品质检测可溶性糖、可溶性蛋白、粗纤维含量；并且种植完成之后抽取试验田的表层土壤样品进行化验。
实施例2
在本实施例2中，采用实施例1相同的方法过程，按照如下物料制备本实施例2的土壤改良剂：麦饭石40份、三叶草15份、海藻酸15份、芽孢杆菌(按照等比例的地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌配制)5份。制备完成后同样按照实施例1的方式进行农化试验，并采集数据。
实施例3
在本实施例3中，采用实施例1相同的方法过程，按照如下物料制备本实施例3的土壤改良剂：麦饭石50份、三叶草20份、海藻酸15份、巨大芽孢杆菌10份。制备完成后同样按照实施例1的方式进行农化试验，并采集数据。
实施例3
在本实施例4中，采用实施例1相同的方法过程，按照如下物料制备本实施例4的土壤改良剂：麦饭石50份、三叶草20份、海藻酸20份、芽孢杆菌(按照等比例的巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌以及枯草芽孢杆菌配制)10份。制备完成后同样按照实施例1的方式进行农化试验，并采集数据。
从上述实例的结果上看，施用上述实施例制备的土壤改良剂后移摘之后检查豌豆苗的生长情况，发现豌豆苗根系和侧芽苞没有萎缩，而且在1个月左右之后，拔取豌豆苗查视其根部，发现根部根须的数量和长度，比正常酸化板结地移植的豌豆苗的根须要大很多。并且统计植株生长数量、电导率以及丙二醛(mda)、抗坏血酸系统apx等数值，生理指标的代谢数量上中可溶性糖含量提高10％，氧化酶系的表达量相比高出约20％。并且对表层土壤样品进行化验测得的ph值提升到5.8左右。同时，翻整田地后持续用该实施例1的调理剂继续种植，持续种植3轮之后，试验田的ph值提升到6.5以上，而且收获到的作物的根系和植株高度要强于正常酸化板结地移植的豌豆株，作物生长明显壮。并且检视几轮种植之后的土壤团粒大小以及柔软性，都有比较显著的提升。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。