調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑及其制備方法和應(yīng)用，由農(nóng)業(yè)廢棄物在低溫厭氧條件下裂解而成，所述農(nóng)業(yè)廢棄物碳氮質(zhì)量比不高于39、總碳含量不高于42wt.%、總磷含量不低于0.1wt.%、灰化堿含量不低于70cmol/kg。本發(fā)明改良劑施用時(shí)需與微肥配施施用。改良劑施用后能夠迅速且微調(diào)至茶樹最適宜生長pH區(qū)間5.0～5.5，既能夠避免無機(jī)改良方式導(dǎo)致茶葉對(duì)Ca2+過量吸收而降低氨基酸、水溶出物等茶葉品質(zhì)的缺陷，又能夠彌補(bǔ)有機(jī)物料因灰化堿含量較低酸度調(diào)控能力有限的不足。特別是能夠顯著提高茶葉中茶多酚、自由氨基酸、兒茶素等含量，同時(shí)顯著降低茶葉中鋁的含量。
【專利說明】【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明屬于土壤改良劑【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種改良強(qiáng)酸性茶園土壤的生物質(zhì)改 良劑及其制備方法和應(yīng)用。 調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑及其制備方法和 應(yīng)用 【背景技術(shù)】
[0002] 茶樹是典型的好酸作物，但茶樹自身生長代謝、茶葉的采集等因素又會(huì)加速土壤 酸化，另外氮肥的大量施用也是加劇茶園土壤酸化的關(guān)鍵因素。自20世紀(jì)90年代以來我 國茶園土壤酸化呈加劇趨勢(shì)，例如：1990?1991年蘇、浙、皖三省pH〈4. 0的茶園土壤只占 茶園總面積13. 7 %，而1998年則高達(dá)43. 9 %。雖然茶樹是典型的喜酸作物，但其適宜的生 長環(huán)境介于土壤pH區(qū)間4. 5?6. 0,當(dāng)pH值低于4. 0或高于6. 0時(shí)茶樹生長將會(huì)受到抑 制，土壤pH區(qū)間為5. 0?5. 5時(shí)最有利于茶葉產(chǎn)量與品質(zhì)的提高。另外，強(qiáng)酸性茶園土壤 會(huì)增大茶葉中鋁的含量，而鋁在人體內(nèi)的過量蓄積被認(rèn)為與老年癡呆與慢性神經(jīng)性疾病有 關(guān)。因此有必要對(duì)強(qiáng)酸性茶園土壤酸度調(diào)控至其適宜區(qū)間，提高茶葉的產(chǎn)量與品質(zhì)。
[0003] 土壤酸度的調(diào)控方式通常分為無機(jī)調(diào)控與有機(jī)調(diào)控。無機(jī)調(diào)控即施用石灰、白 云石等無機(jī)改良劑，通過酸堿反應(yīng)或離子交換反應(yīng)迅速降低土壤酸度的改良方式。無機(jī) 調(diào)控技術(shù)雖然能夠迅速降低土壤酸度，但極易發(fā)生土壤加速復(fù)酸，調(diào)控效果難以持久且長 期施用石灰等無機(jī)材料容易造成土壤板結(jié)、營養(yǎng)元素單一（Carran，R.A. 1991. Plant and Soil，134:107 114.Roth，C.H.&Pavan，M.A.1991.Geoderma，48,351 361·)。另外，石灰 屬礦產(chǎn)資源，長期開采勢(shì)必對(duì)生態(tài)造成破壞。特別是對(duì)于茶園生態(tài)系統(tǒng)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中 容易造成局部過量施用，矯枉過正，另外過量Ca2+的吸收會(huì)降低茶葉中氨基酸、水溶出物含 量，嚴(yán)重影響茶葉品質(zhì)（林智等.1990茶葉科學(xué)，10 (2) : 27-32.)。
[0004] 有機(jī)調(diào)控是以有機(jī)物料為改良劑的調(diào)控方式，研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)物料不僅能夠提高 土壤肥力，而且在分解過程中發(fā)生脫羧反應(yīng)消耗質(zhì)子，具有一定的土壤酸度調(diào)控能力。盡 管有機(jī)物料調(diào)控溫和，有利于土壤肥力提高，但對(duì)于強(qiáng)酸性土壤（pH_〈4. 5)有機(jī)物料調(diào)控 能力有限，難以滿足酸度調(diào)控的實(shí)際需求（Wang L.et al. 2013. Communication in Soil Science and Plant Analysis, 44(8) ,1310-1321·)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 解決的技術(shù)問題：本發(fā)明提供一種調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑及其 制備方法和應(yīng)用，采用篩選農(nóng)業(yè)廢棄物在低溫厭氧條件下裂解產(chǎn)生，（i)解決有機(jī)物料只能 增加土壤肥力但調(diào)控強(qiáng)酸性土壤酸度能力不足的問題；（ii)避免無機(jī)改良劑調(diào)控方式容 易造成的局部過量、矯枉過正，以及Ca 2+過量吸收而降低氨基酸、水溶出物等含量，對(duì)茶葉 品質(zhì)產(chǎn)生的不利影響；（iii)通過酸度改良與微肥配施解決茶葉功能品質(zhì)提高的同時(shí)降低 茶葉中鋁素含量。
[0006] 技術(shù)方案：調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑，由農(nóng)業(yè)廢棄物在低溫厭氧 條件下裂解而成，所述農(nóng)業(yè)廢棄物碳氮質(zhì)量比不高于39、總碳含量不高于42wt. %、總磷含 量不低于〇. lwt. %、灰化堿含量不低于70cmol/kg。
[0007] 所述農(nóng)業(yè)廢棄物為花生秸桿或蠶豆秸桿。
[0008] 所述生物質(zhì)改良劑的有機(jī)碳含量不低于55wt. %，總磷含量不低于0. 27wt. %，碳 氮質(zhì)量比不高于26,交換性鹽基離子不低于81cmol/kg，粒徑小于100目。
[〇〇〇9] 所述調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑的制備方法，農(nóng)業(yè)廢棄物置于石 灰水中浸泡4小時(shí)后于80°C烘干，之后置于密閉裝置中，以20°C /min的速率程序升溫至 300°C，熱解過程持續(xù)4小時(shí)，之后冷卻打碎過100目篩。
[〇〇1〇] 所述調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑的應(yīng)用，其特征在于秋季施用基肥 前施用，施用時(shí)需與17?34kg/ha微肥配施施用，微肥由9?12份的硫酸鋅、15?20份 的硼砂、50?60份磷酸氫二鉀、12?20份鑰酸銨混配而成；施肥深度為0?25cm，之后覆 土；施用的土壤酸度范圍為紅壤地區(qū)pH介于4. 0?4. 5強(qiáng)酸性茶園土壤，施用劑量為5? 12t/ha。 toon] 有益效果：1)本發(fā)明所用的農(nóng)業(yè)廢棄物為作物秸桿取材便捷，彌補(bǔ)了有機(jī)調(diào)控方 式只能提高土壤肥力不能調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤的缺陷。2)生物質(zhì)改良劑施用后能夠減少因 常規(guī)酸度改良而導(dǎo)致的Ca2+過量吸附降低茶葉中氨基酸、水溶出物等品質(zhì)含量，減少酸度 調(diào)控導(dǎo)致的負(fù)面影響，提高茶葉品質(zhì)。3)生物質(zhì)改良劑與上述微肥配施，存在協(xié)同作用不僅 能夠進(jìn)一步提1?茶葉品質(zhì)同時(shí)能夠有效減少茶葉中A1的含量。 【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面的實(shí)施例可使本專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本 發(fā)明。
[0013] 實(shí)施例1
[0014] 改良劑的制備：把花生秸桿（碳氮質(zhì)量比29,總碳含量42wt. %、磷含量 0. lwt. %、灰化堿含量91cmol/kg)置于石灰水中浸泡4小時(shí)后于80°C烘干，之后置于密閉 裝置中，以20°C /min的速率程序升溫至300°C，熱解過程持續(xù)4小時(shí)，之后自然冷卻，打碎 過100目篩，有機(jī)碳含量55. lwt. %，總磷含量0. 38wt. %，碳氮質(zhì)量比17,交換性鹽基離子 81cmol/kg〇
[0015] 改良劑的施用方法：改良劑均秋季施用基肥前施入，將低溫制生物質(zhì)炭5t/ha與 17kg/ha微肥配施施用，微肥按質(zhì)量比例由9份的硫酸鋅、15份的硼砂、60份磷酸氫二鉀、16 份鑰酸銨混配而成。深翻入土，施肥深度為0?25cm，之后覆土。施用基肥菜籽餅4t/ha， 于春茶前施用尿素242kg/ha、春茶后尿素145kg/ha、夏茶后尿素施用97kg/ha。
[0016] 改良劑的施用對(duì)象：紅壤地區(qū)pH = 4. 5強(qiáng)酸性茶園土壤，茶葉品種龍井43。
[〇〇17] 改良劑施用效果：與不施用生物質(zhì)改良劑只施用微肥處理（CK)、低劑量石灰替代 生物質(zhì)改良劑（4t/ha，石灰處理1)、石灰+微肥處理（4t/ha，石灰處理2)、生物質(zhì)改良劑 (6t/ha，生物炭處理）、本發(fā)明所述生物質(zhì)改良劑施用方式（改良劑處理）相比，本發(fā)明所述 生物質(zhì)改良劑提高茶葉品質(zhì)效果最優(yōu)。改良后茶葉品質(zhì)比較如表1所示：
[0018] 表1不同改良劑處理茶葉品質(zhì)差異
[0019]
【權(quán)利要求】
1. 調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑，其特征在于由農(nóng)業(yè)廢棄物在低溫厭氧條 件下裂解而成，所述農(nóng)業(yè)廢棄物碳氮質(zhì)量比不高于39、總碳含量不高于42 wt. %、總磷含量 不低于〇· lwt. %、灰化堿含量不低于70 cmol/kg。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑，其特征在于所述農(nóng) 業(yè)廢棄物為花生秸桿或蠶豆秸桿。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑，其特征在于所述生 物質(zhì)改良劑的有機(jī)碳含量不低于55 wt. %，總磷含量不低于0. 27 wt. %，碳氮質(zhì)量比不高于 26,交換性鹽基離子不低于81 cmol/kg，粒徑小于100目。
4. 權(quán)利要求1?3任一所述調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑的制備方法， 其特征在于農(nóng)業(yè)廢棄物置于石灰水中浸泡4小時(shí)后于80°C烘干，之后置于密閉裝置中，以 20°C /min的速率程序升溫至300°C，熱解過程持續(xù)4小時(shí)，之后冷卻打碎過100目篩。
5. 權(quán)利要求1?3任一所述調(diào)控強(qiáng)酸性茶園土壤酸度的生物質(zhì)改良劑的應(yīng)用，其特征 在于秋季施用基肥前施用，施用時(shí)需與17?34 kg/ha微肥配施施用，微肥由9?12份的 硫酸鋅、15?20份的硼砂、50?60份磷酸氫二鉀、12?20份鑰酸銨混配而成；施肥深度 為0?25 cm，之后覆土；施用的土壤酸度范圍為紅壤地區(qū)pH介于4. 0?4. 5強(qiáng)酸性茶園 土壤，施用劑量為5?12 t/ha。
【文檔編號(hào)】A01B79/02GK104098406SQ201410289108
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】王磊, 王霞, 佟德利, 汪玉, 李剛, 席運(yùn)官, 張紀(jì)兵, 肖興基 申請(qǐng)人:環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所, 沈陽師范大學(xué), 中國科學(xué)院南京土壤研究所