甜高粱酒糟盐渍土改良剂及其制备方法和施用方法
技术领域
[0001] 本
发明属于
土壤改良技术领域，特别涉及一种
甜高粱酒糟盐渍土 改良剂及其制备方法和施用方法。
背景技术
[0002] 盐渍土是盐土和
碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称。盐渍土在 世界上分布很广，是土壤退化的一种重要表现形式，会加剧生态环境 恶化，危害社会经济。目前，仅我国的盐渍土面积就达到3.5×107hm2， 相当于我国耕地面积的30％。因而，对盐渍土进行改良、治理、开发， 就显得很有必要。
[0003] 目前，国内外治理治理盐渍土的措施主要有4类：(1)物理、工 程措施：台田、暗管排盐、隔层阻盐等；(2)化学措施：施用
石膏、 过
磷酸钙、
沼渣、
粉煤灰等；(3)农业措施：深耕晒垡、秸秆
覆盖、 增施
有机肥、
绿肥；(4)
生物措施：种植耐盐
植物。各改良措施各有 其优缺点。当前，各地所使用的盐渍土改良剂，普遍存在成本高、不 易获得、易对土壤造成二次污染等问题。授权公告号为CN103131424B 的发明
专利公开了一种盐碱土改良剂，包括磷石膏、
风化煤、腐熟锯 末、
黄腐酸、腐熟酒糟、磷矿渣以及生根剂，由于成分复杂，并且施 加了磷石膏、风化煤、磷矿渣等成分，极易对土壤造成二次污染，对 植物造成不良影响。因此，简化改良剂成分、减少甚至避免使用矿渣、
煤粉等矿物成分，成为
土壤改良剂改进的方向。
发明内容
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种甜高粱酒糟盐渍土改 良剂及其制备方法和施用方法。
[0005] 本发明具体技术方案如下：
[0006] 本发明一方面提供了一种甜高粱酒糟盐渍土改良剂，所述改良剂 由甜高粱秸秆经
发酵菌种发酵制成，接种量为每kg所述甜高粱秸秆中 接种50～200ml所述发酵菌种的培养液，所述发酵菌种保藏在中国普通
微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC No.2738。
[0007] 所述发酵菌种学名酿酒
酵母(Saccharomyces cerevisiae)，菌株编 号为TSH-Sc-001(His3-/-)，是一种双倍体组
氨酸营养
缺陷型酵母，构 建方法参照授权公告号为CN101525580B的发明专利。
[0008] 进一步地，所述发酵菌种的接种量为每kg所述甜高粱秸秆中接种 150ml所述发酵菌种的培养液。
[0009] 本发明另一方面提供了一种制备所述甜高粱酒糟盐渍土改良剂的 方法，包括如下步骤：
[0010] S1：将甜高粱秸秆
粉碎成秸秆碎片，向其中添加所述发酵菌种， 混合均匀得到混合料；
[0011] S2：将所述混合料进行固态发酵，所述固态发酵可以是传统的静 态发酵，也可以是连续固态发酵，连续固态发酵的具体方法参照授权 公告号为CN103509712B的发明专利；
[0012] S3：对发酵结束的物料进行蒸馏，得到甜高粱酒糟
土壤改良剂。
[0013] 进一步地，所述秸秆碎片的长度不超过3cm。
[0014] 限制秸秆碎片的长度，可以有效提高秸秆发酵过程中的
比表面积， 便于与发酵菌种充分
接触，以提高发酵的效率和充分程度。
[0015] 进一步地，所述发酵菌种的培养方法如下：
[0016] (1)菌种活化：挑取平板单菌落到已灭菌的YPD液体培养基中， 于26～30℃、200rpm条件下控温摇床培养16～18h后，用相同培养基转 接一次，相同条件下培养6～8h；
[0017] (2)菌种扩大培养：将
糖化后的玉米面加
水稀释至浓度为2.0g/L， 加入0.1％尿素、0.01％
硫酸镁、0.01％硫酸锌以及0.01％硫酸锰，
温度 控制在30℃，同时开搅拌桨，通入压缩空气培养20h。
[0018] YPD液体培养基的配制：取酵母粉10g、蛋白胨20g、
葡萄糖20g， 加入去离子水溶解，定容至1L，121℃高温
蒸汽灭菌20min。
[0019] 进一步地，所述固态发酵的条件为：发酵温度25～40℃，发酵时间 24～30h。
[0020] 上述条件可以为发酵菌种提供最适的发酵条件，并且可以保证施 用时菌体的数量和活
力达到最大。
[0021] 进一步地，所述制备方法还包括如下步骤：
[0022] S4：将所述甜高粱酒糟堆腐20～40天，得到改良的酒糟土壤改良 剂。
[0023] 进一步地，堆腐时间为30天。
[0024] 通过堆腐处理，对甜高粱酒糟进一步进行厌
氧发酵，使酒糟内的 大分子物质进一步转化为小分子物质，以利于土壤微生物吸收利用。
[0025] 本发明还提供了所述甜高粱酒糟盐渍土改良剂的施用方法，包括 如下步骤：
[0026] S1：在待处理的土壤表面平铺2～5cm所述改良剂，利用旋耕机翻 耕表面20cm土壤，使所述改良剂和土壤混合均匀；
[0027] 通过翻耕使土壤与改良剂充分混合，以便使分散的土壤颗粒与改 良剂结合形成稳定的团粒结构，提高土壤的凝聚性；
[0028] S2：在所述土壤表面再覆盖0.5cm的所述改良剂；
[0029] 通过在土壤表面覆盖改良剂，可以减少土壤的水分
蒸发和盐分表 聚，以提高土壤保水、保肥和通气的性能。
[0030] 进一步地，对于重度盐渍土壤，所述步骤S1之前还包括如下步骤：
[0031] 前处理：翻耕表面20cm土壤，灌水洗盐，以便施加改良剂。
[0032] 本发明的有益效果如下：本发明提供了一种甜高粱酒糟盐渍土改 良剂及其制备方法和施用方法，本改良剂能够改善土壤的理化性质， 使分散的土壤颗粒变成稳定的团粒结构，降低土壤的容重，抑制毛细 管水的上升、减少水分蒸发和盐分表聚，提高土壤保水、保肥和通气 的性能，调节土壤温度，土壤耕性也同步改善。改良剂中的
腐殖酸类 物质，具有较大的内表面积和吸收性能，分子结构中含有众多性质活 泼的功能团，能够促进土壤颗粒表面盐分离子进行交换，降低土壤溶 液中的盐分浓度，降低土壤pH值。通过改善土壤的理化性质，可以进 一步改善
土壤微生物区系和土壤微环境，从而增加
土壤肥力、促进作 物生长，由此提高作物的产量和品质。
具体实施方式
[0033] 下面结合以下
实施例对本发明作进一步详细说明。
[0034] 实施例1
[0035] 一种甜高粱酒糟盐渍土改良剂，由甜高粱秸秆经发酵菌种发酵制 成，接种量为每kg所述甜高粱秸秆中接种50ml所述发酵菌种的培养 液。
[0036] 实施例2
[0037] 一种甜高粱酒糟盐渍土改良剂，由甜高粱秸秆经发酵菌种发酵制 成，接种量为每kg所述甜高粱秸秆中接种150ml所述发酵菌种的培养 液。
[0038] 实施例3
[0039] 一种甜高粱酒糟盐渍土改良剂，由甜高粱秸秆经发酵菌种发酵制 成，接种量为每kg所述甜高粱秸秆中接种200ml所述发酵菌种的培养 液。
[0040] 实施例4
[0041] 一种制备实施例1所述的甜高粱酒糟盐渍土改良剂的方法，包括 如下步骤：
[0042] S1：将甜高粱秸秆粉碎成秸秆碎片，长度小于3cm，向其中添加 所述发酵菌种，接种量为5％(V/W)，混合均匀得到混合料；
[0043] S2：将所述混合料进行固态发酵，发酵温度为25℃，发酵时间30h；
[0044] S3：对发酵结束的物料进行蒸馏，得到甜高粱酒糟，即为本改良 剂。
[0045] 实施例5
[0046] 一种制备实施例2所述的甜高粱酒糟盐渍土改良剂的方法，包括 如下步骤：
[0047] S1：将甜高粱秸秆粉碎成秸秆碎片，长度小于3cm，向其中添加 所述发酵菌种，接种量为10％(V/W)，混合均匀得到混合料；
[0048] S2：将所述混合料进行固态发酵，发酵温度为40℃，发酵时间24h；
[0049] S3：对发酵结束的物料进行蒸馏，得到甜高粱酒糟；
[0050] S4：将所述甜高粱酒糟堆腐20天，得到堆腐酒糟，即为本改良剂。
[0051] 实施例6
[0052] 一种制备实施例3所述的甜高粱酒糟盐渍土改良剂的方法，包括 如下步骤：
[0053] S1：将甜高粱秸秆粉碎成秸秆碎片，长度小于3cm，向其中添加 所述发酵菌种，接种量为20％(V/W)，混合均匀得到混合料；
[0054] S2：将所述混合料进行固态发酵，发酵温度为30℃，发酵时间30h；
[0055] S3：对发酵结束的物料进行蒸馏，得到甜高粱酒糟；
[0056] S4：将所述甜高粱酒糟堆腐40天，得到堆腐酒糟，，即为本改良 剂。
[0057] 实施例7
[0058] 实施例1所述的甜高粱酒糟盐渍土改良剂在轻度盐渍土中的施用 方法，包括如下步骤：
[0059] S1：在待处理的土壤表面平铺2cm所述改良剂，利用旋耕机翻耕 表面20cm土壤，使所述改良剂和土壤混合均匀；
[0060] S2：在所述土壤表面再覆盖0.5cm的所述改良剂。
[0061] 实施例8
[0062] 实施例2所述的甜高粱酒糟盐渍土改良剂在中度盐渍土中的施用 方法，包括如下步骤：
[0063] S1：在待处理的土壤表面平铺3cm所述改良剂，利用旋耕机翻耕 表面20cm土壤，使所述改良剂和土壤混合均匀；
[0064] S2：在所述土壤表面再覆盖0.5cm的所述改良剂。
[0065] 实施例9
[0066] 实施例3所述的甜高粱酒糟盐渍土改良剂在重度盐渍土中的施用 方法，包括如下步骤：
[0067] S1：翻耕表面20cm的土壤，灌水洗盐；
[0068] S2：在待处理的土壤表面平铺5cm所述改良剂，利用旋耕机翻耕 表面20cm土壤，使所述改良剂和土壤混合均匀；
[0069] S3：在所述土壤表面再覆盖0.5cm的所述改良剂。
[0070] 实验例1
[0071] 山东东营河口区土壤改良(重度盐渍土)
[0072] (1)按如下步骤制备改良剂：
[0073] S1：将甜高粱秸秆粉碎成秸秆碎片，长度小于3cm，向其中添加 所述发酵菌种，接种量为15％(V/W)，混合均匀得到混合料；
[0074] S2：将所述混合料进行固态发酵，发酵温度为40℃，发酵时间30h；
[0075] S3：对发酵结束的物料进行蒸馏，得到甜高粱酒糟；
[0076] S4：将所述甜高粱酒糟堆腐30天，得到堆腐酒糟，即为本改良剂。 (2)按照如下步骤施用改良剂：
[0077] S1：翻耕表面20cm的土壤，灌水洗盐；
[0078] S2：在待处理的土壤表面平铺5cm所述改良剂，利用旋耕机翻耕 表面20cm土壤，使所述改良剂和土壤混合均匀；
[0079] S3：在所述土壤表面再覆盖0.5cm的所述改良剂。
[0080] 同时施用未经堆腐的甜高粱酒糟作为对照。
[0081] 施用改良剂前后表面20cm土壤性质的变化情况见表1
[0082] 表1施用改良剂前后表面20cm土壤性质的变化情况
[0083]
[0084] 由表1可知，施用改良剂后，土壤的全盐量和pH值均显著降低， 土壤容量也有明显下降；同时，土壤中的有机质、碱解氮、有效磷以 及有效
钾等养分显著升高，总孔隙度也有明显增加。由此说明本改良 剂具有降低土壤
盐度、改变土壤团聚体性质、提高土壤肥力、改善土 壤理化性质的作用，并且经过堆腐的改良剂比未经堆腐的改良剂效果 更好。同时，由于施用2年后土壤的部分指标比起施用1年后有所退 步，说明该土壤改良剂应定期施用，以便使土壤性质维持在最佳状态。
[0085] 实验例2
[0086] 河北沧州土壤改良(重度盐渍土)
[0087] (1)按如下步骤制备改良剂：
[0088] S1：将甜高粱秸秆粉碎成秸秆碎片，长度小于3cm，向其中添加 所述发酵菌种，接种量为15％(V/W)，混合均匀得到混合料；
[0089] S2：将所述混合料进行固态发酵，发酵温度为30℃，发酵时间30h；
[0090] S3：对发酵结束的物料进行蒸馏，得到甜高粱酒糟；
[0091] S4：将所述甜高粱酒糟堆腐30天，得到堆腐酒糟，即为本改良剂。 (2)按照如下步骤施用改良剂：
[0092] S1：翻耕表面20cm的土壤，灌水洗盐；
[0093] S2：在待处理的土壤表面平铺5cm所述改良剂，利用旋耕机翻耕 表面20cm土壤，使所述改良剂和土壤混合均匀；
[0094] S3：在所述土壤表面再覆盖0.5cm的所述改良剂。
[0095] 同时施用未经堆腐的甜高粱酒糟作为对照。
[0096] 施用改良剂前后表面20cm土壤性质的变化情况见表2，土壤微生 物变化情况见表3，玉米产量对比见表4。
[0097] 表2施用改良剂前后表面20cm土壤性质的变化情况
[0098]
[0099] 由表2可知，施用改良剂后，土壤的全盐量和pH值均显著降低， 土壤容量也有明显下降；同时，土壤中的有机质、碱解氮、有效磷以 及有效钾等养分显著升高，总孔隙度也有明显增加。由此说明本改良 剂具有降低土壤盐度、改变土壤团聚体性质、提高土壤肥力、改善土 壤理化性质的作用。并且经过堆腐的改良剂比未经堆腐的改良剂效果 更好。
[0100] 表3施用改良剂前后土壤微生物的变化情况
[0101] 细菌(106)
真菌(105) 放线菌(104)
施用前 3.22 4.33 2.98
对照 7.24 6.96 38.53
施用1年后 9.07 8.86 51.77
[0102] 由表3可知，施用改良剂后，土壤中的细菌和真菌数量均有显著 增加，特别是放线菌数量有大幅度的增加。由此说明本改良剂具有改 善土壤微生物区系、调节土壤微环境的作用。并且经过堆腐的改良剂 比未经堆腐的改良剂效果更好。
[0103] 表4施用改良剂前后玉米产量的变化情况
[0104] 玉米千粒重(g) 玉米产量(kg/亩)
未施用 311 199
对照 373 402
施用后 439 540
[0105] 由表4可知，施用改良剂后，在该土壤种植的玉米的千粒重和亩 产均有显著提升。由此说明本改良剂具有促进植物生长、提高作物产 量和品质的作用。并且经过堆腐的改良剂比未经堆腐的改良剂效果更 好。
[0106] 综合实验例1、2的结果可以看出，本改良剂具有降低土壤含盐量 和pH值、增加土壤肥力、改善土壤物理性状、提高作物产量的作用。 同时，还可以发现：经过堆腐过程后，本改良剂的改良功效有所提高。
[0107] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具 体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指 出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前 提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。 因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
