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一种沙质土壤改良剂及其应用

阅读:202发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种沙质土壤改良剂及其应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种沙质 土壤 改良剂 ,属于 土壤改良 技术领域,按重量份计,包括以下组分:竹子 发酵 物60~80份、 腐殖酸 15~25份、过 磷酸 钙 1~8份和复合菌剂0.05~0.5份;所述复合菌剂包括解 淀粉 芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、 酵母 菌和发酵系丝状菌。试验表明,施用本发明提供的沙质 土壤改良剂 后, 风 沙土种植的作物单产提高20%以上,土壤由酸性转为中性土壤,土壤团粒结构明显改善。,下面是一种沙质土壤改良剂及其应用专利的具体信息内容。

1.一种酸性沙质土壤改良剂,按重量份计,由以下组分组成:竹子发酵物60~80份、腐殖酸15~25份、过磷酸1~8份和复合菌剂0.05~0.5份;
所述复合菌剂为解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌和发酵系丝状菌;
所述竹子发酵物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹子与生石灰按照质量比100:1~10的比例混合,加至混合物的含水量为60~
70%后,密闭静置3~8d,得到预处理混合物;
(2)将所述步骤(1)得到的预处理混合物与氮源物质混合,使所述混合物料中的N/C比为1:25~30、含水量为60~70%,调节pH值为5~8.5,得到混合物料;
(3)按照接种量0.1~0.3%将复合生物接种于所述步骤(2)得到的混合物料中好发酵25~35d,得到好氧发酵物;
所述复合微生物包括放线菌、细菌、酵母菌和丝状真菌,所述复合微生物含有的有效活菌数为5×109cfu/g以上;
所述复合微生物占混合物料总质量的0.05~0.5%;
(4)将所述步骤(3)得到的好氧发酵物密闭,厌氧发酵20~30d,得到竹子发酵物。
2.根据权利要求1所述的沙质土壤改良剂,其特征在于,竹子发酵物65~70份、腐殖酸
18~22份、过磷酸钙2~5份和复合菌剂0.1~0.2份。
3.根据权利要求1所述的沙质土壤改良剂,其特征在于,所述复合菌剂含有的有效活菌数大于2×109cfu/g。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的沙质土壤改良剂,其特征在于,所述复合菌剂中解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌和发酵系丝状菌的质量比为0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~
1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5。
5.根据权利要求1~3任意一项所述的沙质土壤改良剂,其特征在于,所述竹子发酵物的有机质含量大于70%,所述竹子发酵物中含有微生物的有效活菌数大于5×108cfu/g。
6.根据权利要求1所述的沙质土壤改良剂,其特征在于,所述氮源物质选自尿素、豆粕、玉米、蛋白胨、肉浸膏和酵母粉中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的沙质土壤改良剂,其特征在于,步骤(3)所述复合微生物中放线菌、细菌、酵母菌和丝状真菌的质量比为0.5~1.5:0.5~1.5:0.5~1.5:0.5~1.5。
8.权利要求1~7任意一项所述的沙质土壤改良剂在改良土壤物理性质或土壤微生态环境中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述沙质土壤改良剂按照300~800g/m2的比例施入待改良土壤。

说明书全文

一种沙质土壤改良剂及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及土壤改良技术领域,具体涉及一种沙质土壤改良剂及其应用。

背景技术

[0002] 沙土是发育于风成沙性母质的土壤。其主要特征是土壤矿质部分几乎全由细砂颗粒(直径在0.25~0.05毫米)组成;剖面层次分化不明显,仅有A层(淋溶层)和C层(母质层)缺乏B层(淀积层),风蚀严重。风沙土主要处于温带半干旱、干旱、极端干旱的草原、荒漠草原及荒漠地带,部分处于海滨。
[0003] 风沙土的质地粗,细砂粒占土壤矿质部分重量的80~90%以上,而粗砂粒、粉砂粒及粘粒的含量甚微。干旱是风沙土的又一重要性状,土壤表层多为干沙层,厚度不一,通常在10~20厘米左右,其下含率也仅2~3%;有机质含量低,约在0.1~1.0%范围内;有盐分和的积聚,前者由从他处运积而来,后者是植物残体分解和沙尘沉积的结果。
[0004] 风沙土形成的沙质土壤具有结构疏松,大孔隙多,渗漏量大,持水保肥力差,易干旱,导热率低,上层土温升降快,幅度大,矿化强烈的特性。即使长久以来施用的化肥和有机肥,仍然是有机质难积累,养分含量低,普遍缺磷、缺、偏酸,可种植的作物品种单一,使农业生产发展受到很大限制。亟待改良。
[0005] 现有的沙质土壤耕作仍然主要沿用传统的化肥和农家肥,这些肥料的施用仅能够解决作物一时的营养物质需求,并且需要连续施用才能够保证作物在沙质土壤上生长,而且其生长也很难与正常土壤相比,产量较低。常规的化肥和农家肥在沙质土壤中施用后并不能解决沙质土壤持水保肥力差的问题,肥效低下。而且大量化肥的连续施用还导致了土壤酸化严重,土壤pH值多介于5~5.5、甚至更低,易造成死苗、种子腐烂,同时也容易造成病虫害;其连反应造成了农药的大量施用,不可避免的对作物和环境造成污染。不但不能解决沙质土壤存在的问题,反而加重了沙质土壤条件的恶化。农家肥虽然没有化肥施用后的副作用大,但是其肥效释放较慢,需要连续不停施入或配合化肥施用才能够保持作物在沙质土壤上生长,对于改善沙质土壤保肥持水性能差的问题也无能为力。

发明内容

[0006] 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种沙质土壤改良剂,能够有效改良沙质土壤保肥持水性能,肥效高。
[0007] 为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
[0008] 本发明提供了一种沙质土壤改良剂,按重量份计,包括以下组分:竹子发酵物60~80份、腐殖酸15~25份、过磷酸钙1~8份和复合菌剂0.05~0.5份;
[0009] 所述复合菌剂包括解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌和发酵系丝状菌。
[0010] 优选的,所述组分包括:竹子发酵物65~70份、腐殖酸18~22份、、过磷酸钙2~5份和复合菌剂0.1~0.2份。
[0011] 优选的,所述复合菌剂含有的有效活菌数大于2×109cfu/g。
[0012] 优选的,所述复合菌剂中解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌和发酵系丝状菌的质量比为0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5。
[0013] 优选的,所述竹子发酵物的有机质含量大于70%,所述竹子发酵物中含有生物的有效活菌数大于5×108cfu/g。
[0014] 优选的,所述竹子发酵物的制备方法,包括以下步骤:
[0015] (1)将竹子与生石灰按照质量比100:1~10的比例混合,加水至混合物的含水量为60~70%后,密闭静置3~8d,得到预处理混合物;
[0016] (2)将所述步骤(1)得到的预处理混合物与氮源物质混合,使所述混合物料中的N/C比为1:25~30、含水量为60~70%,调节pH值为5~8.5,得到混合物料;
[0017] (3)按照接种量0.1~0.3%将复合微生物接种于所述步骤(2)得到的混合物料中好发酵25~35d,得到好氧发酵物;
[0018] 所述复合微生物包括放线菌、细菌、酵母菌和丝状真菌,所述复合微生物含有的有效活菌数为5×109cfu/g以上;
[0019] (4)将所述步骤(3)得到的好氧发酵物密闭,厌氧发酵20~30d,得到竹子发酵物。
[0020] 优选的,所述氮源物质选自尿素、豆粕、玉米、蛋白胨、肉浸膏和酵母粉中的一种或多种。
[0021] 优选的,步骤(3)所述复合微生物中放线菌、细菌、酵母菌和丝状真菌的质量比为0.5~1.5:0.5~1.5:0.5~1.5:0.5~1.5。
[0022] 本发明还提供了一种上述技术方案所述的沙质土壤改良剂在改良土壤物理性质或土壤微生态环境中的应用。
[0023] 优选的,所述沙质土壤改良剂按照300~800g/m3的比例施入待改良土壤。
[0024] 本发明提供了一种沙质土壤改良剂,按重量份计,包括以下组分:竹子发酵物60~80份、腐殖酸15~25份、过磷酸钙1~8份和复合菌剂0.05~0.5份;所述复合菌剂包括解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌和发酵系丝状菌。本发明提供的沙质土壤改良剂中,竹子发酵物和腐殖酸的有机质含量高、保水吸水保肥能力强、能够改善土壤团粒结构等物理化学性质;复合菌剂具有高效的解磷、解钾、固氮的能力,能够有效提高肥效,起到平衡待改良土壤微生态系统的作用。因此,本发明提供的土壤改良剂能够有效的改良沙质土壤的物理性质,提高保水保肥能力,肥效高可同时作为肥料为作物提供充足的营养,提高作物产量;本发明提供的沙质土壤改良剂在调理沙质土壤微生态结构的同时也能够进一步促进土壤性质的改良。试验表明,施用本发明提供的沙质土壤改良剂后,风沙土种植的作物单产提高20%以上,土壤由酸性转为中性土壤,土壤团粒结构明显改善。
[0025] 本发明提供的沙质土壤改良剂中含有的复合菌剂是针对沙质土壤中的微生态结构设计的,施用本发明提供的沙质土壤改良剂后能够有效的调节土壤微生态系统,发挥微生态系统的调节功能改良和修复土壤,降低农药和重金属等有害物质残留。另一方面,复合菌剂具有解磷、解钾、固氮的作用,沙质土壤改良剂中的过磷酸钙能够为复合菌剂提供初步的营养成分(提供钙、镁、磷等元素),腐殖酸等有机质也能够为复合菌剂在沙质土壤中的生存发展提供有力的生存条件,本发明所述的沙质土壤改良剂通过复合菌剂和腐殖酸、竹子发酵物和过磷酸钙的复配,达到了调理土壤微生态环境、提高保肥持水性能的目的。
[0026] 在本发明的一些具体实施例中,竹子发酵物的制备方法包括生石灰预处理、复合微生物好氧发酵以及厌氧发酵等步骤,通过本发明提供的方法能够获得有机质含量大于70%的竹子发酵,即获得充分腐熟的竹子发酵物,不但具有常规竹子发酵物的良好吸水持水能力和透气性,还能够进一步提高土壤有机质含量,提高沙质土壤改良剂的肥效。
附图说明
[0027] 图1为实施例4中施用试验组和对照组改良剂后的土壤中大葱长势。

具体实施方式

[0028] 本发明提供了一种沙质土壤改良剂,按重量份计,包括以下组分:竹子发酵物60~80份、腐殖酸15~25份、过磷酸钙1~8份和复合菌剂0.05~0.5份;
[0029] 所述复合菌剂包括解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌和发酵系丝状菌。
[0030] 优选的,本发明提供的沙质土壤改良剂包括竹子发酵物65~70份、腐殖酸18~22份、过磷酸钙2~5份和复合菌剂0.1~0.2份;更优选包括竹子发酵物65份、腐殖酸20份、过磷酸钙4.8份和复合菌剂0.2份。
[0031] 在本发明中,所述腐殖酸为矿石腐殖酸,其腐殖酸含量在40%以上,优选为40~50%。本发明对腐殖酸的来源无特殊限定,采用本领域符合上述标准的市售腐殖酸即可。在本发明所述的沙质土壤改良剂中,腐殖酸起到改良沙质土壤保水保肥能力,提高沙质土壤改良剂的肥效,刺激植物生长,增强植物抗逆性和品质的作用。
[0032] 在本发明中,所述过磷酸钙在沙质土壤改良剂中起到了提供钙、磷元素等的作用,为复合菌剂的生长发育提供营养物质;同时也为沙质土壤中生长的植物提供钙、磷等营养元素,提高作物品质、促进植物生长。
[0033] 在本发明中,所述复合菌剂含有的有效活菌数优选的大于2×109cfu/g;更优选为2.5×109~6×109cfu/g。本发明所述复合菌剂中解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌和发酵系丝状菌的质量比优选为0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5:0.8~1.5;更优选为1:1:1:1:1:1:1:1:1。本发明对所述复合菌剂中的微生物来源无特殊限定,采用本领域市售商品即可。
[0034] 本发明所述复合菌剂具有显著的解钾、解磷、固氮作用,本方面提供的复合菌剂是针对沙质土壤中的微生态结构设计的,通过施加含有本发明所述复合菌剂的沙质土壤改良剂能够调整沙质土壤的微生态结构、活化土壤及肥料的营养成分,通过调整后的微生态环境配合改良剂中的其他有效成分共同实现改善沙质土壤保水保肥能力、改善和修复土壤,降低农药和重金属等有害物质的残留。
[0035] 在本发明中,所述竹子发酵物的有机质含量大于70%,竹子发酵物中含有微生物的有效活菌数大于5×108cfu/g,优选的,所述竹子发酵物中的微生物有效活菌数为5.5×108cfu/g~8.0×108cfu/g。在本发明所述沙质土壤改良剂中,竹子发酵物起到提供有机质的作用,竹子发酵物相对于其他的发酵产物具有更好的吸水和持水性,能够进一步改善沙质土壤的物理性质。
[0036] 优选的,本发明所述竹子发酵物的制备方法包括以下步骤:
[0037] (1)将竹子与生石灰按照质量比100:1~10的比例混合,加水至混合物的含水量为60~70%后,密闭静置3~8d,得到预处理混合物;
[0038] (2)将所述步骤(1)得到的预处理混合物与氮源物质混合,使混合物中的C/N比为25~30:1、含水量为60~70%,调节pH值为5~8.5,得到发酵原料;
[0039] (3)按照接种量0.1~0.3%将复合微生物接种于所述步骤(2)得到的发酵原料中好氧发酵25~35d,得到好氧发酵物;
[0040] 所述复合微生物包括放线菌、细菌、酵母菌和丝状真菌,所述复合微生物含有的有效活菌数为5×109cfu/g以上;
[0041] (4)将所述步骤(3)得到的好氧发酵物密闭,厌氧发酵20~30d,得到竹子发酵物。
[0042] 在本发明中,所述竹子与生石灰的质量比优选为为100:2~7,更优选为100:5。所述混合物的含水量优选为62~68%,更优选为65%。在本发明中,所述密闭静置时间优选为4~6d,更优选为5d。
[0043] 具体的,本发明将竹子与生石灰混合后堆成高度80mm以上的堆体,加水调节所述混合物的含水量。本发明所述堆体优选为垛状或椎状,当所述堆体为垛状时,堆体高度在80mm以上;当所述堆体为椎状时,堆体高度在180mm以上。本发明将竹子与生石灰的混合物堆成堆体再加水有助于防止生石灰与水反应的热量散失,当堆体高度在80mm以上时能够获得较高的温度,使竹子充分被生石灰和水膨化、腐蚀软化
[0044] 本发明对所述密闭方式无特殊限定,采用本领域常规的密闭方式即可,如薄膜覆盖、油布覆盖等。本发明通过对竹子和生石灰的混合物进行密闭能够进一步防止热量散失,从而采用本发明提供的生石灰和水加入量即可对大量的竹子进行预处理,节约成本。
[0045] 在本发明中,所述混合物料的pH值优选为6~8.2,更优选为8。
[0046] 在本发明中,所述氮源物质优选的选自尿素、豆粕、玉米、蛋白胨、牛肉浸膏和酵母粉中的一种或多种,更优选为尿素和豆粕。本发明所述氮源物质与预处理混合物的添加量能够达到C/N比为25~30:1即可,根据氮源物质的不同,其与预处理混合物的用量也不同。
[0047] 具体的,当所述氮源物质为尿素和豆粕时,预处理混合物、豆粕和尿素的质量比为0.8~1.5:0.8~1.5:0.01~0.05,C/N比为28~30:1。优选的,当所述预处理混合物、豆粕和尿素的质量比为1:1:0.2时,此时混合物的C/N比为29:1。
[0048] 在本发明中,所述好氧发酵时间优选为30d,所述接种量优选为0.2%。本发明所述的接种量是指复合微生物占混合物料总质量的百分比。
[0049] 在本发明中,所述复合微生物包括放线菌、球状或杆状细菌、酵母菌和丝状真菌,所述复合微生物含有的微生物有效活菌数为5×109cfu/g以上。优选的,所述复合微生物中放线菌、细菌、酵母菌和丝状真菌的质量比为0.5~1.5:0.5~1.5:0.5~1.5:0.5~1.5,更优选为1:1:1:1:1。优选的,所述复合微生物含有的有效活菌数为5.5~8×109cfu/g。
[0050] 本发明对所述复合微生物的组成微生物来源无特殊限定,采用本领域市售菌剂即可。
[0051] 在本发明中,所述制备混合物料以及复合微生物的步骤应尽可能的快,以降低预处理时获得的热量损失。
[0052] 本发明采用所述复合微生物按照特定比例将放线菌、细菌、酵母菌和丝状真菌混合后,对竹子纤维素具有显著的分解能力,仅需接种混合物料总质量0.1~0.3%的复合微生物即可充分发酵竹子,得到有机质含量75~80%的竹子发酵物。
[0053] 在本发明中,所述放线菌优选为链霉菌或高温放线菌;所述细菌优选为巨大芽抱杆菌属或枯草芽孢杆菌属的细菌;所述酵母菌优选为啤酒酵母;所述真菌优选为黑曲霉、木霉或米曲霉。
[0054] 本发明所述好氧发酵方法优选为堆肥发酵,当采用堆肥发酵方式时,所述堆肥发酵的堆肥体优选为垛状或椎体。更优选,所述堆肥体高度在80mm以上;具体的,当所述堆肥体为椎体时,高度不低于180mm。
[0055] 在本发明中,当所述好氧发酵方法为堆肥发酵时,堆肥体温度达到60℃以上时进行翻堆,翻堆后继续堆成堆肥体发酵。优选的,所述堆肥体温度达到62~70℃时进行翻堆。
[0056] 得到好氧发酵物后,本发明直接将好氧发酵物密闭,厌氧发酵20~30d,得到竹子发酵物。本发明对所述密闭方式没有特殊限定,采用本领域的常规密闭方式即可,如薄膜密闭、油布覆盖密封等。所述厌氧发酵时间优选为25d。
[0057] 本发明得到的竹子发酵物呈暗褐色,有机质含量为75~80%,有效活菌数大于0.2×108cfu/g,C/N为20~25:1,质地松软,吸水性和持水性好。采用本发明提供的竹子发酵物方法能够得到充分腐熟的竹子发酵产物,克服了现有技术无法充分腐熟竹子造成的烧苗烧根,成本低,操作简单,能够适用于大规模推广。
[0058] 本发明将所述沙质土壤改良剂的组分混合即得。
[0059] 本发明所述的沙质土壤改良剂在改良土壤物理性质或土壤微生态环境中的应用。优选的,当本发明所述沙质土壤改良剂应用于改良沙质土壤时,按照300~800g/m3施入待改良土壤。
[0060] 下面将结合本发明中的实施例,对本发明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。
[0061] 实施例1
[0062] 1、复合菌剂的制备:将解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌和发酵系丝状菌质量比1:1:1:1:1:1:1:1:1的比例混合,使有效活菌数为5×109cfu/g,制得复合菌剂。
[0063] 2、竹子发酵物的制备:复合微生物的制备:分别取链霉菌、球状细菌、啤酒酵母和9
丝状真菌,按照质量比1:1:1:1混合,使有效活菌数大于5×10cfu/g,即得复合微生物。
[0064] 取1000g毛竹加工废料粉碎至10mm,与50g生石灰混合后堆成高度为80mm的垛状堆体,向堆体中加水至混合物的含水量为60~70%,薄膜覆盖密闭,静置5d,得到预处理混合物。
[0065] 将预处理混合物与豆粕、尿素按照质量比1:1:0.2混合,按照毛竹平均含碳量485g/kg、毛竹平均含氮量5.5g/kg、豆粕平均含碳量140g/kg、豆粕平均含氮量7g/kg、尿素(化肥)含氮量450g/kg计算,混合物的C/N比为29:1;加水调节含水量至60~70%,调节pH值至8,得到发酵原料。
[0066] 取发酵原料总质量0.2%的复合微生物接种于发酵原料,堆成高度80mm的垛状堆肥体进行好氧发酵,当堆肥体温度达到60℃以上时进行翻堆,翻堆后再堆成高度80mm的垛状堆肥体继续发酵,好氧发酵30d即得好氧发酵物。
[0067] 以薄膜直接密封得到的好氧发酵物,密闭发酵25d即得,竹子发酵物。
[0068] 经测定,得到的竹子发酵物的C/N比为48.3:1,有机质含量80%,有效活菌数0.3×108cfu/g。
[0069] 3、按重量份计,取竹子发酵物65份、矿石腐殖酸20份(来源于福建大田县广平镇,腐殖质含量为40%),过磷酸钙4.8份和复合菌剂0.2份混合,得到沙质土壤改良剂。
[0070] 实施例2
[0071] 1、复合菌剂的制备:将解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌和发酵系丝状菌质量比1:0.8:0.8:0.8:0.8:1:1.2:0.8的比例混合,使有效活菌数为5.5×109cfu/g,制得复合菌剂。
[0072] 2、竹子发酵物的制备:复合微生物的制备:分别取高温放线菌、巨大芽抱杆菌、啤酒酵母和黑曲霉,按照质量比0.8:1:1:0.8混合,使有效活菌数大于6×109cfu/g,即得复合微生物。
[0073] 取1000g多种品种竹子的混合加工废料粉碎至20mm,与40g生石灰混合后堆成高度为180mm的椎状堆体,向堆体中加水至混合物的含水量为60~70%,薄膜覆盖密闭,静置4d,得到预处理混合物。
[0074] 将预处理混合物与豆粕、尿素按照质量比0.8:1.5:0.05混合,混合物的C/N比为25:1;加水调节含水量至65%,调节pH值至8.5,得到发酵原料。
[0075] 取发酵原料总质量0.1%的复合微生物接种于发酵原料,堆成高度180mm的椎状堆肥体进行好氧发酵,当堆肥体温度达到65℃以上时进行翻堆,翻堆后再堆成高度180mm的椎状堆肥体继续发酵,好氧发酵35d即得好氧发酵物。
[0076] 以薄膜直接密封得到的好氧发酵物,密闭发酵20d即得,竹子发酵物。
[0077] 经测定,得到的竹子发酵物的C/N比为41.4:1,有机质含量76%,有效活菌数0.25×108cfu/g。
[0078] 3、按重量份计,取竹子发酵物70份、矿石腐殖酸15份(来源于福建大田县广平镇,腐殖质含量为50%),过磷酸钙6份和复合菌剂0.05份混合,得到沙质土壤改良剂。
[0079] 实施例3
[0080] 1、复合菌剂的制备:将解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌和发酵系丝状菌质量比1.2:1:0.8:0.8:0.8:9
1:0.9:1的比例混合,使有效活菌数为6×10cfu/g,制得复合菌剂。
[0081] 2、竹子发酵物的制备:复合微生物的制备:分别取放线菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌和米曲霉,按照质量比1.2:1:0.8:1混合,使有效活菌数大于6.5×109cfu/g,即得复合微生物。
[0082] 取1000g湘妃竹粉碎至5mm,与60g生石灰混合后堆成高度为100mm的垛状堆体,向堆体中加水至混合物的含水量为66%,薄膜覆盖密闭,静置8d,得到预处理混合物。
[0083] 将预处理混合物与豆粕、尿素按照质量比1.3:1:0.02混合,混合物的C/N比为30:1;加水调节含水量至60%,调节pH值至5,得到发酵原料。
[0084] 取发酵原料总质量0.1%的复合微生物接种于发酵原料,堆成高度100mm的垛状堆肥体进行好氧发酵,当堆肥体温度达到70℃以上时进行翻堆,翻堆后再堆成高度100mm的垛状堆肥体继续发酵,好氧发酵32d即得好氧发酵物。
[0085] 以薄膜直接密封得到的好氧发酵物,密闭发酵26d即得,竹子发酵物。
[0086] 经测定,得到的竹子发酵物的C/N比为43:1,有机质含量77%,有效活菌数0.28×108cfu/g。
[0087] 3、按重量份计,取竹子发酵物68份、矿石腐殖酸8份(来源于福建大田县广平镇,腐殖质含量为48.5%),过磷酸钙2份和复合菌剂0.5份混合,得到沙质土壤改良剂。
[0088] 实施例4 沙质土壤改良剂改良效果
[0089] 一、概况
[0090] 1、试验区位置:福建漳浦县赤湖镇漳州德立信农场,位于福建东南沿海南端,在北纬24°6'-23°32'、东经117°35'-117°58'之间。选择约600m2大葱种植地为试验田。
[0091] 2、地形地貌
[0092] 漳浦县境内地势由西北向东南倾斜,西北部为低山丘陵,植被覆盖程度低,东南部面海。沿海地带分布滨海风成沙丘和风沙地地貌,沿海种植风沙防护林已基本固定风沙地貌。风沙沉积层厚度普遍大于2m,厚者可达20几米。
[0093] 福建漳浦赤湖果蔬产地土壤属海岸风沙沉积的风沙土,其土壤结构疏松,大孔隙多,渗漏量大,持水保肥力差,易干旱,导热率低,上层土温升降快,幅度大,矿化强烈,有机质难积累,养分含量低。
[0094] 二、土壤理化性质变化
[0095] 1、方法
[0096] (1)以实施例1得到的沙质土壤改良剂为试验组,以禽畜粪便有机肥为对照组,随机采集试验田中的原始风沙土样(未耕作)作为空白组。每组设置3个平行,每个试验田为0.4m×2.5m的样方。
[0097] 禽畜粪便有机肥是由农场鸡粪按照常规堆肥发酵方式制成的有机肥。
[0098] (2)改良剂的施用:于大葱种植前,按500g/m2将试验组或对照组的改良剂分别施入待改良的沙质土壤中,按照常规方法在试验田中种植大葱,跟踪观测土壤与大葱变化。
[0099] (3)土壤样品采集:施用改良剂60天后,分别在施用试验组或对照组的长垛状大葱样地,各采集7个样品(样品间隔20m),所述土样为表层30cm的土壤。分析土壤的pH值、N、K等营养元素变化,土壤物理性质变化(粒径、团粒结构)。施用90天后再次采集土壤样品,分析土壤有机质变化。
[0100] 2、结果
[0101] (1)施用改良剂60天后土壤pH的变化见表1:
[0102] 表1 施用改良剂60天后的土壤pH平均值变化
[0103] 改良剂类型 土壤pH平均值试验组 7.05
对照组 6.08
空白组 4.46
[0104] 由表1可以看出,采用本发明提供的沙质土壤改良剂后的土壤pH值趋近于中性,与未耕作的沙质土壤空白组相比能够显著改善土壤酸性状况,恢复沙质土壤长期施用化肥后带来的土壤酸化问题;与对照组相比试验组施用后的pH更趋近于中性,表明常规的有机肥并不能够彻底改善沙质土壤的酸化问题,本发明提供的沙质土壤改良剂则能够快速有效的将沙质土壤pH值调节为中性。
[0105] (2)施用改良剂60天后土壤的盐离子浓度变化见表2~4:
[0106] 表2 施用改良剂60天后的土壤NO3-平均浓度变化
[0107] 改良剂类型 NO3-浓度平均值(mg/kg)试验组 75
对照组 35
空白组 60
[0108] 由表2可以看出,试验组改良的土壤NO3-浓度是空白组1.25倍,表明本发明提供的-沙质土壤改良剂具有提高土壤NO3浓度的作用;试验组改良的土壤与对照组相比,对照组改良的沙质土壤NO3-含量降低,而试验组改良的土壤中NO3-含量升高,试验组改良的土壤NO3-含量是相对于对照组增高了114.2%。
[0109] 表3 施用改良剂60天后的土壤NH4+平均浓度变化
[0110] 改良剂类型 NH4+浓度平均值(mg/kg)试验组 11
对照组 6.7
空白组 10
[0111] 由表3可以看出,试验组改良的土壤NH4+浓度是空白组1.1倍,表明本发明提供的沙质土壤改良剂具有提高土壤NH4+浓度的作用;试验组改良的土壤与对照组相比,对照组改良的沙质土壤NH4+含量降低,而试验组改良的土壤中NH4+含量升高,试验组改良的土壤NH4+含量是相对于对照组增高了64.2%。
[0112] 表4 施用改良剂60天后的土壤K+平均浓度变化
[0113] 改良剂类型 K+浓度平均值(mg/kg)试验组 64.5
对照组 45.7
空白组 51
[0114] 由表4可以看出,试验组改良的土壤K+浓度是空白组1.26倍,表明本发明提供的沙质土壤改良剂具有提高土壤K+浓度的作用;试验组改良的土壤与对照组相比,对照组改良+ + +的沙质土壤K含量降低,而试验组改良的土壤中K含量升高,试验组改良的土壤K含量是相对于对照组增高了41.1%。
[0115] 由表2~4的数据可知,试验组改良的土壤中NO3-、NH4+和K+的含量升高,而对照组改良的土壤中NO3-、NH4+和K+的含量相对降低,这表明本发明提供的沙质土壤改良剂改良沙质土壤物理性质、提高作物产量的途径与常规有机肥不同。
[0116] (3)施用改良剂90天后土壤的有机质含量变化见表5:
[0117] 表5 施用改良剂90天后的土壤有机质平均浓度变化
[0118] 改良剂类型 土壤有机质浓度平均值(g/kg)试验组 58.8
对照组 25.3
空白组 25.1
[0119] 由表5可以看出,试验组改良的土壤有机质含量是空白组的2.34倍,表明本发明提供的沙质土壤改良剂能够有效的增加沙质土壤中有机质含量,提高土壤肥效;试验组改良的土壤中有机质的含量与对照组相比提高了132.4%,表明本发明提供的沙质土壤改良剂相对于常规农家有机肥而言肥效更高。
[0120] 常规农家肥的有机质不断被植物吸收消耗无法起到改良沙质土壤的效果。本发明提供的沙质土壤改良剂通过改善沙质土壤的保水保肥性能以及平衡土壤微生态系统平衡的方式更有效的提高了土壤肥力,提高了作物的产量和品质。
[0121] (4)施用改良剂后的土壤物理性质变化见表6~8:
[0122] 表6 施用改良剂60天后的土壤中有效活菌数的平均变化
[0123]改良剂类型 有效活菌数(CFU/g)
试验组 1.04×107
对照组 1.01×106
空白组 4.10×106
[0124] 由表6可以看出,试验组改良的土壤中有效活菌数是空白组的2.54倍,相对于对照组增高了一个数量级,可见采用本发明提供沙质土壤改良剂能够显著提高土壤中的微生物含量,调理土壤微生态环境,而常规的农家肥有机质只会加剧沙质土壤微生态环境的劣化,不能起到有效的改良沙质土壤作用。
[0125] 表7 施用改良剂60天后的土壤粘粒的变化
[0126]
[0127] 由表7可以看出,试验组改良的土壤较对照组的土壤平均粒径减少0.3mm,小于0.01mm的粘粒含量提高了约1.5%。表明本发明提供的沙壤土改良剂能够有效降低土壤粘粒的粒径。
[0128] 表8 施用改良剂60天后的土壤团粒比平均值变化
[0129]改良剂类型 团粒比平均值(%)
试验组 31.78
对照组 14.50
空白组 13.53
[0130] 由表8可以看出,试验组改良的土壤较对照组的土壤团粒比值提高了119.2%,表明本发明提供的沙质土壤改良剂能够显著提高土壤的团粒比。土壤团聚体被认为是土壤肥力的基本物理基质,具有保水、保肥、解毒、增加土壤通透性和抗逆性的功能,由表8可以看出,本发明提供的沙质土壤改良剂能够显著改善沙质土壤的保水保肥能力。
[0131] (5)大葱生化指标变化
[0132] ①施用改良剂后2个月,观察大葱的生长状况,试验组的大葱长势明显优于对照组,如附图1所示,图1右侧为试验组改良的土壤中种植的大葱(以下简称为试验组大葱),图1左侧为对照组改良的土壤中种植的大葱(以下简称为对照组大葱)。可以看出,试验组大葱相对于对照组大葱的个体更为粗大,根系更为发达。表明本发明提供的沙质土壤改良剂能够显著增加沙质土壤中的作物产量和品质。
[0133] ②在试验田各组大葱即将收成前(调理剂施用90天),每组各采集50株大葱,分析施肥后大葱有关生化指标变化。
[0134] 表9 施用改良90天后的大葱的平均个体变化情况
[0135]指标 试验组 对照组
株高(cm) 88.22 83.29
净重(g) 194.29 155.01
径粗(直径mm) 19.59 18.43
[0136] 由表9的数据可知,试验组改良的土壤中生长的大葱个体在株高、净重、径粗等方面均相对于对照组的大葱有显著提高。
[0137] 表10 施用改良90天后的大葱碳水化合物变化情况
[0138]
[0139] 表11 施用改良90天后的大葱总糖含量变化情况
[0140]
[0141] 由表10和表11的数据可知,试验组改良的土壤中种植的大葱相对于对照组的大葱而言,在糖分、碳水化合物含量方面也有显著提高。
[0142] 经检测,试验组改良的土壤试验田种植得到的大葱单产相对于对照组增加了25%。表明本发明提供的沙质土壤改良剂能够显著提高沙质土壤种植作物的产量和品质。
[0143] 综上所述,中国内陆和沿海地区果蔬产地分布大面积海岸风沙沉积的风沙土壤,其土壤结构疏松,大孔隙多,渗漏量大,持水保肥力差,易干旱,导热率低,上层土温升降快,幅度大,矿化强烈,有机质难积累,养分含量低。通过施用本发明提供的有针对性的沙质土壤改良剂,可增进土壤中的微生物平衡、提高土壤肥力、增加土壤中水稳性微团聚体含量、有机质含量。使风沙土壤pH值由酸性趋于中性,增加了氮、磷、钾等无机盐含量。因此推广风沙土调理剂将可促进沿海风分布区生态农业的进一步发展。
[0144] 本发明的沙质土壤改良剂组成均为有机质,还具环保安全无异味的优点,也可广泛应用于其他土壤的果蔬、茶叶种植。对促进生态农业的发展和食品安全也具有现实意义。
[0145] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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