一种高海拔地区茶园的土壤改良剂及其制备方法

本发明涉及土壤改良，特别是涉及一种高海拔地区茶园的土壤改良剂及其制备方法。

背景技术：

1、海拔在1000m以上的茶园可称为高山茶园(高海拔地区茶园)，高山茶园云雾多，湿度大，多漫射光，天然品种优越。然而高山茶园土层浅薄，坡度陡，水土流失严重。加之高海拔地区土壤温度较低，土壤微生物的作用较弱，土壤有机物被分解的速度较慢，而且在高海拔地区植被覆盖率较低，掉落物等有机物进入土壤较少，造成土壤涵养能力较弱，养分低下。为了提高山茶园土壤养分，茶农大量使用化学肥料，导致土壤日益酸化，严重地影响茶叶的产量和质量。虽然茶树是喜酸植物，但其生长的最佳土壤ph值条件为4.5～6.5，当ph＜4.0时茶树生长将受抑制。茶园土壤因受酸雨、不合理的施肥以及茶树自身代谢等多种因素影响，酸化问题日趋严重，尤其是西南茶园种植区域，ph值小于4.0的茶园日渐增多。茶园土壤酸化造成土壤结构破坏，不利于营养元素的吸收，最终严重影响茶树生长和茶叶产量。

2、当前，大部分茶园位于低海拔地区，且现有技术中大多研究的茶园土壤改良技术针对的也是低海拔区域。目前，酸性土壤改良方法主要有大气污染控制、农业措施(轮作、套种等)、生物法(生物排酸)、化学法(改良剂：石灰、工业废弃物；有机-无机肥料联用等)等，这些措施虽然在一定条件下有效，但各自具有局限性。大气污染控制周期长且成本高；农业措施和生物法耗时较长且受气候条件限制；化学法如使用石灰进行改良，虽然改良效果较优，但大量或长期施用石灰会引起土壤板结，造成镁、钾元素的拮抗，从而引起土壤钙、镁、钾三种元素的平衡失调而导致减产，另外过量ca2+的吸收会降低茶叶中氨基酸、水溶出物含量，严重影响茶叶品质。因此，创新研发一种针对高原山区茶园土壤的改良方法具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高海拔地区茶园的土壤改良剂及方法，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明的技术方案之一：一种高海拔地区茶园的土壤改良剂，包括以下质量份数的原料：秸秆10～15份、水溶性石墨烯水分散液0.5～2份、泥炭15～20份、腐殖酸20～30份、蚯蚓粪10～15份、生物炭8～12份、复合微生物微球2～3份、微生物生长促进剂2～3份、大豆磷脂3～5份、氨基酸4～6份、生长素0.5～1份和高吸水性树脂6～8份。

4、更进一步地，所述水溶性石墨烯水分散液的浓度为1.5～3g/l。

5、进一步地，所述生物炭为碱性生物炭。

6、进一步地，所述碱性生物炭的制备具体包括：将生物炭在氢氧化钠溶液中浸泡，静置，取沉淀烘干后高温处理，得到所述碱性生物炭。

7、进一步地，所述氢氧化钠溶液的浓度为3～4mol/l；所述浸泡的时间为2～3h；所述高温处理的升温速率为10～15℃/min，温度为350～380℃，时间为1～2h。

8、碱性生物炭能够显著提高土壤的ph，土壤ph升高，可以使土壤颗粒表面负电荷增加，进而使重金属离子的静电吸附增加；碱性生物炭还可以使土壤中游离的重金属离子形成氢氧化物、或与矿物组分释放的碳酸根、磷酸根等生成沉淀，进一步提高酸性土壤的ph。

9、进一步地，所述复合微生物微球的制备原料包括复合微生物和球形活性炭；

10、所述复合微生物，包括以下质量份数的组分：枯草芽孢杆菌4～5份、放线菌3～4份、解磷菌1～2份、解钾菌1～2份、固氮菌2～3份和嗜热链球菌3～4份；

11、所述复合微生物微球的制备方法，具体包括：将枯草芽孢杆菌、放线菌、解磷菌、解钾菌、固氮菌和嗜热链球菌分别加入液体培养基中培养，得到发酵液；将发酵液混合均匀，得到混合发酵液；将球形活性炭加入混合发酵液中，搅拌混合，得到所述复合微生物微球。

12、枯草芽孢杆菌、放线菌、嗜热链球菌之间相互配合，可以达到促进土壤有机质分解，提高土壤肥力，改善土壤结构(避免水土流失)，增加土壤有益微生物菌群，抑制病原微生物，预防减少病虫害的发生，减少化肥、农药使用量的作用。

13、固氮菌、解磷菌、解钾菌，可以使板结的土壤(由化肥引起)变疏松，增加土壤有机质含量，改善土壤结构。

14、本发明的球形活性炭可以为微生物提供栖息的环境，促进微生物生长繁殖。进一步地，所述微生物生长促进剂，包括以下质量份数的组分：鼠李糖脂5～8份、柠檬酸钠2～3份、金属盐0.2～0.5份和腐胺2～3份。

15、鼠李糖脂具有良好的环境和生物兼容性，即具有无毒、无害、易降解的特性，可以提高微生物的生长速率和生物活性，不会造成二次污染。

16、进一步地，所述氨基酸由质量比为1:1的天冬氨酸、半胱氨酸组成。

17、进一步地，所述高吸水性树脂的制备具体包括：将醛基化木质素磺酸钠水溶液和羧甲基壳聚糖水溶液混合后保温，干燥后浸入聚丙烯酰胺水溶液中，加热处理后过滤，得到所述高吸水性树脂。

18、进一步地，所述保温的温度为40～50℃，时间为4～5h；所述干燥的温度为140～150℃，时间为1～1.5h；所述加热处理的温度为130～140℃，时间为15～20min。

19、高吸水性树脂可以去除土壤中重金属，降低土壤的饱和导水率，从而减缓土壤释放水的速度，可以达到减少土壤水分的渗透和流失的目的。

20、本发明的技术方案之二：一种上述土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：将秸秆粉碎后加入剩余原料，混合均匀，得到所述土壤改良剂。

21、本发明公开了以下技术效果：

22、(1)本发明的土壤改良剂可以将茶园土壤的ph值由3.7提高至5.74，可以使土壤容重从1.65g/cm3降低至1.22g/cm3，可以使土壤的机质含量从11.3g/kg提高到13.5g/kg，可以将土壤的交换性酸度从6.25cmol/kg降低至2.25cmol/kg，并且可以提升茶叶的产量。

23、(2)本发明土壤改良剂中的大豆磷脂、氨基酸、生长素可以增强植物的抗旱、抗寒、抗倒伏等抗逆能力。

24、(3)本发明土壤改良剂中的氨基酸(天冬氨酸、半胱氨酸)可以增强植物的抗逆性(如高温、低温等)。

25、(4)本发明土壤改良剂中的复合微生物能够产生粘多糖，促进土壤团粒形成，改良土壤结构，增加土壤肥力，固氮、解磷、解钾，提高土壤的保水和透气性能，消除土壤板结；并且能够增强抗菌性，增加土壤有益微生物菌群，有效抑制病原菌，预防病虫害发生，减少农药用量，有效提高植物对不良环境的抵抗能力。

26、(5)本发明土壤改良剂中的秸秆可以为微生物提供营养，使微生物均能保持较强的生长势和较高的活性。

27、(6)本发明的高山茶园土壤改良剂中含有水溶性石墨烯组分，具有高度亲水性、锁状分子结构，对植物和人体无害，因为其碳分子结构与植物碳分子相同，更易帮助植物直接吸收碳元素而减少营养流失；同时水溶性石墨烯随有机肥施加至土壤中，可以增加土壤黏粒含量，改进土壤质地，促进土壤对营养元素的吸持力，然后有效控制营养地上蒸发、地表径流和深层渗漏的损失；同时可以改进土壤的电化学性质，促进根系吸收营养，然后促进肥料利用率，削减农业面源污染，最终起到改良土壤，节肥增效效果。

28、(7)蚯蚓粪是蚯蚓体内将垃圾、秸秆等有机质消化，混合土壤得到的良好的腐熟有机肥料，其具有孔性、通气性、排水性和高持水量，能够促进土壤的透气性，使土壤不再板结坚硬，同时蚯蚓粪呈碱性，与土壤混合，可调节土壤酸度，并且蚯蚓粪中能够提供枯草芽孢杆菌、放线菌、解磷菌、解钾菌、固氮菌和嗜热链球菌等微生物生长的营养基质，为土壤提供优质的营养。