CN101475809A - 老参地土壤改良剂 - Google Patents

Abstract

老参地土壤改良剂，属于农业技术领域。本发明解决了老参地再利用年限长的问题。本发明按重量百分比由硝基腐殖酸铵0.30％～0.50％、复合氨基酸0.50％～1.50％、甲壳低聚糖0.30％～1.00％、尿素2.00％～4.00％、磷酸二氢钾0.30％～0.60％、硫酸亚铁0.04％～0.08％、硼酸0.05％～0.15％、硫酸锰0.05％～0.15％、硫酸铜0.04％～0.08％、硫酸锌0.10％～0.30％、钼酸铵0.05％～0.15％、粉碎的植物秸秆余量，共同堆腐而成。本发明在人参栽培中用于老参地土壤改良，可以缩短老参地的再利用年限。

Description

老参地土壤改良剂

技术领域：

本发明属于农业技术领域，涉及一种老参地土壤改良剂。

背景技术：

不论是播种或移栽，种植过一茬人参的土壤就可以称为“老参地”。人参播种或移栽以后，连续多年在同一地点生长，土壤条件逐步恶化。主要表现在：土壤微生物总量明显减少，微生物生理类群的活性明显降低，细菌和放线菌的数量减少，真菌数量增加；土壤微生物量C、N和土壤呼吸速率显著降低，代谢熵(qCO2)提高；土壤中脲酶、过氧化氢酶、转化酶和酸性磷酸酶活性降低；速效N、P、K和土壤有机质含量降低；土壤孔性、水分特性、空气容量和土壤容重等物理性能全面降低，土壤趋于酸化，上述因素导致了人参不宜连作。人参连作后，外观质量差(参根表皮粗糙、褐变)、病害严重(参根腐烂)，严重减产或绝收。由于人参的连作障碍，目前一直采用砍伐森林的方式栽培人参，这种方式严重破坏了生态环境。在国家实施天然林保护工程以后，伐林栽参已经受到严格限制，导致了参地资源十分紧张，因此利用老参地栽参是解决目前人参生产用地紧张的有效途径。目前生产上老参地土壤的改良措施一般是采用轮作的方法，例如人参与紫穗槐或苜蓿轮作，人参与大豆、玉米、水稻、小麦、牧草、蔬菜等轮作，但是最快也要5年以后才能再栽培人参，达到新林土栽参的质量和产量。

检索表明，目前尚未发现有老参地土壤改良方面的专利技术。本发明根据老参地土壤状况和人参需肥规律，将农作物秸秆、硝基腐殖酸铵、复合氨基酸、甲壳低聚糖和人参生长必须的营养物质(大量元素和微量元素)混合制成老参地土壤改良剂后施用，解决了老参地土壤条件恶化、病害严重、人参质量差和产量低的问题，达到了缩短老参地再利用年限长的目的。

发明内容：

本发明目的是提供一种老参地土壤改良剂，用于解决老参地再利用年限长的问题。

本发明的老参地土壤改良剂是将粉碎的农作物秸秆、硝基腐殖酸铵、复合氨基酸、甲壳低聚糖与氮、磷、钾、铁、硼、锰、铜、锌、钼等营养元素混合后，共同堆腐制成。

一种用于用于老参地栽培人参的土壤改良剂，其特征是，按重量百分比由以下原料制成：

硝基腐殖酸铵含N6.0％，                     0.30％～0.50％

复合氨基酸含N22.3％，氨基酸总量51.83％     0.50％～1.50％

甲壳低聚糖(C₈H₁₃NO₅)_n                      0.30％～1.00％

尿素CO(NH₂)₂含N46％                       2.00％～4.00％

磷酸二氢钾(KH₂PO₄)含P₂O₅49％、含K₂O32％     0.30％～0.60％

硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)含Fe18％              0.04％～0.08％

硼酸(H₃BO₃)含B17％                         0.05％～0.15％

硫酸锰(MnSO₄·3H₂O)含Mn27％                0.05％～0.15％

硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)含Cu25％                0.04％～0.08％

硫酸锌(ZnSO₄·7H₂O)含Zn23％                0.10％～0.30％

钼酸铵(NH₄)₂MoO₄含Mo49％                   0.05％～0.15％

农作物秸杆                                 余量

本发明中各组分的选用及用量范围是根据老参地土壤状况和人参需肥规律而确定的，组分含量合理、数量适宜。所用原料均为人参栽培中允许使用的，原料市场有售。

本发明中各组分的作用：

1、农作物秸杆。有机物料是土壤肥力的主要补给者，农作物秸秆是有机物料的一种。我国农作物秸秆占作物生物总量的50％左右，是一类价格低廉、数量极其丰富、能直接利用的有机肥资源。研究表明，施用农作物秸秆能增加土壤有机质和养分含量，有利于更新土壤腐殖质组成并提供稳定的腐殖质，维持土壤有机质平衡，在含C量相等的情况下，秸秆对土壤有机质的保持和提高要好于土粪，土粪好于牛粪；施用农作物秸秆可以使松结合态腐殖质和紧结合态腐殖质的含量均有所增加，且结合态腐殖质的松/紧比可以得到不同程度的提高；农作物秸秆还田后，土壤胡敏酸会变得简单化和年轻化，胡敏酸的增加有利于提高土壤有机质活性和改善土壤肥力状况；与无机肥料配合施用可使土壤有机质显著提高，与单施化肥比较，可使土壤易氧化有机质增加，浸提腐殖酸提高。施用农作物秸秆能够改善土壤生物学性状提高土壤生物活性，增加微生物数量(细菌和放线菌)；可以改善土壤物理性状，促进土壤团粒结构的形成，与不施用的比较，水稳性团聚体可明显增加；秸秆中含有大量有机质和氮、磷、钾及微量元素等植物必须的矿质元素，因此，施用农作物秸秆能够能够改善土壤中的N、P、K营养状况，同时可以促进土壤养分循环。

国内外对施用农作物秸秆改良大田作物、果树、蔬菜等土壤的效果进行了大量研究，其结果均证实改土效果显著，农作物产量和质量明显提高，是一种很好的土壤改良剂和有机肥料。

2、硝基腐殖酸铵。以泥炭、褐煤和风化煤等为主要原料，制取含有大量腐殖酸和作物生长所需要的氮、磷、钾及某些微量元素的肥料，叫做腐殖酸类肥料，它是于一种多功能的有机一无机复合肥料。腐殖酸类肥料的品种有硝基腐殖酸铵、腐殖酸铵、腐殖酸磷、腐殖酸铵磷、腐殖酸钠、腐殖酸钾、高氮腐殖酸铵等。腐殖酸类肥料的作用有以下几个方面：

1)改良土壤。施用腐殖酸类肥料能促进土壤团粒结构的形成，因为腐殖酸类肥料本身具有数量较多的有机物，可以疏松土壤，使土壤水、肥、气、热协调；腐殖酸分子结构中具有较多的羧基、酚羟基等官能团，具有良好的离子代换性能，可以提高土壤的阳离子吸收性能，增加土壤的保肥供肥性能；腐殖酸是弱有机酸，腐殖酸和腐殖酸盐类可以形成缓冲系统，调节和稳定土壤pH，减少土壤酸碱度的急剧变化，可以增加土壤缓冲性能；腐殖酸类肥料可以为微生物的生命活动提供碳源、氮源和磷源，可以促进微生物的繁殖和活动。

2)增加有效养分。腐殖酸类肥料除含有腐殖酸外，还含有一定的速效氮、磷、钾养分，可供作物吸收；腐殖酸吸收能力强，能活化土壤中矿质元素，如磷、钾、钙、镁和微量元素，使养分有效性提高；腐殖酸吸附NH₄ ⁺的能力强，与铵态氮肥配合施用，可以提高磷的有效性，减少磷的固定，提高磷肥的利用率。

3)刺激作物生长。腐殖酸分子结构中存在着酚基和醌基，它们参与植物体内的氧化还原过程，加强多种酶的活性，所以能促进根系生长，提高根系吸水吸肥能力。

本发明中选用的腐殖酸肥料是硝基腐殖酸铵，含N6.0％，腐殖酸质量分数>45％，溶于水。

3、甲壳低聚糖。本发明中使用的甲壳低聚糖是甲壳素经水解生成的一类低聚物，化学名称：(1，4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖(C₈H₁₃NO₅)_n，是一种天然植物营养调节剂和生长促进剂。白色或微黄色粉末，水分≤10％，灰度≤1.0％，溶解度≥99％，分子量≤3000d，粘度≤10cps，pH 6.7。甲壳低聚糖在农业中应用的主要特点是：具有较高的溶解度，很容易被作物吸收利用；能补充植物营养，促进根系和地上部生长，提高光合效率；增强作物抗旱、抗涝和抗寒等抗逆能力，减少病害发生；延长叶片功能期和植株生长期。研究表明，在小麦、玉米、水稻、豌豆等作物上施用甲壳低聚糖，增产效果显著。

4、复合氨基酸。本发明中使用的复合氨基酸是以天然角质蛋白和植物蛋白为原料经盐酸水解后，再经脱色、脱酸、脱盐、喷雾干燥等系列工艺加工而成。淡黄白色粉末，水溶性100％，有吸潮性，pH4.2。无毒、无臭、无污染，易溶于水，极易被作物吸收。复合氨基酸含有18种游离氨基酸，氨基酸总量51.83％(苏氨酸3.89％、天冬氨酸3.68％、丝氨酸4.75％、谷氨酸9.48％、脯氨酸8.54％、甘氨酸2.73％、丙氨酸1.98％、胱氨酸1.48％、缬氨酸2.53％、蛋氨酸0.57％、异亮氨酸1.70％、亮氨酸0.96％、酪氨酸0.37％、苯丙氨酸0.95％、赖氨酸1.87％、组氨酸2.30％、精氨酸4.01％、色氨酸0.04％)，总氮22.3％(无机氮和有机氮)。

氨基酸是生命的物质基础，植物生长所需要的重要营养物质。氨基酸微肥使用范围广泛，对粮食作物(水稻、小麦、玉米)、油料作物(油菜、大豆、花生)、经济作物(棉花、茶叶、烟叶、桑叶)、水果(苹果、梨、柑桔、荔枝、龙眼、桃、李、杏、葡萄)、蔬菜(黄瓜、青菜、扁豆)等所有作物都有具有提高产量、改善品质的作用；施用复合氨基酸对植物生长具有长效和短效补氮作用，可增强作物抗病、抗旱、抗寒能力。研究结果表明，在不同作物上施用复合氨基酸微肥，均有明显的增产效果。

5、其它营养元素。随人参栽培年限的延长，土壤中养分贮量的消耗，磷、钾、铁、硼、锰、铜、锌、钼等营养元素明显表现供给不足。人参与其他植物一样，需要多种营养元素才能满足正常生长发育的需要，某一种元素的缺乏都会影响到人参的正常生长，并造成生理性病害。例如：缺磷时，人参生长迟缓，叶片暗绿，植株矮小，叶面积变小，种子产量降低；缺钾时，叶缘呈黄褐色，叶片皱缩，易染病，种子产量降低；缺铁时，脉间叶片呈白色膜翅状，影响叶绿素合成；缺硼时，叶片失绿，叶绿素含量降低、光合速率下降，根中总糖及皂苷含量降低；缺锰时，叶片变薄，叶色失绿变白；缺铜时，叶片变窄变薄、扭曲；缺锌时，植株矮小，叶小畸形，叶片脉间失绿或白化(花叶病)，参根增重缓慢；缺钼时，叶片出现黄色，叶缘向上卷曲，叶片发育不全。

本发明中的各种营养元素用量范围是根据老参地土壤状况和人参需肥规律确定的。

本发明的试验效果：

试验在吉林农业大学抚松试验基地进行，人参品种为“大马牙”。

1材料与方法

1)供试土壤

供试土壤为暗棕壤，土壤农化性状：有机质88.5g·kg^-1，全氮3.52g·kg^-1，全磷1.46g·kg^-1，全钾18.23g·kg^-1，碱解氮351.2mg·kg^-1，速效磷21.6mg·kg^-1，速效钾232.5mg·kg^-1，pH6.2。

2)试验材料

本发明中使用的农作物秸秆为上一年收获的玉米秸秆，含有机碳426.2g/kg，全N4.85g/kg，全P6.64g/kg，全K4.31g/kg，C/N87.9/1，含水量17.5％。硝基腐殖酸铵、甲壳低聚糖、复合氨基酸尿素、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硼酸、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、钼酸铵为市售产品。

3)试验处理及方法

试验处理：试验设3个处理。a.老参地栽参。为2002年秋收获人参后的老参地，2003～2005年种植紫穗槐，每年的7月翻压，不施用老参地土壤改良剂(CK1)；b.新林土栽参。试验地植被为生长有柞树、椴树，并间生胡枝子、榛材等小灌木的混交林，2004年秋整地时清理，2005年休闲，不施用老参地土壤改良剂(CK2)；c.老参地栽参。为2002年秋收获人参后的老参地，于2003～2005年的每年4月份施用老参地土壤改良剂(3次)，用量为20kg.m^-2，均匀地撒在土壤表面，3次翻耕，与参床土壤混合均匀。

试验设3次重复，小区面积10m²，随机排列。试验采用“二、三”栽培制，即用2年苗移栽3年。试验地坡度12.4°，耕翻深度30cm，2005年10月26日移栽，斜栽式。参床宽110cm，高25cm，行距20cm，株距10cm。每行10株，每小区500株，其它栽培管理措施按常规要求进行，2008年10月11日收获。

老参地土壤改良剂的制作方法：按重量百分比，取硝基腐殖酸铵0.40％、复合氨基酸1.00％、甲壳低聚糖0.70％、尿素3.00％、磷酸二氢钾0.45％、硫酸亚铁0.06％、硼酸0.10％、硫酸锰0.10％、硫酸铜0.06％、硫酸锌0.20％、钼酸铵0.10％；玉米秸杆切成1cm长段，然后粉碎，含水量调至60％，再取余量。堆腐时先将硝基腐殖酸铵、复合氨基酸、甲壳低聚糖、尿素、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硼酸、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌和钼酸铵计量，并用少量水溶解，然后与粉碎的玉米秸秆(含水量60％)混合均匀(3次)，pH调至6.5～7.0，然后堆腐，制成本发明的老参地土壤改良剂。

2、试验结果

1)对参地土壤微生物学特性的影响。施用老参地土壤改良剂后，细菌和放线菌数量分别较老参地(CK1)增加130.5％和341.2％，真菌数量减少了51.6％；土壤微生物量碳、氮分别是老参地的6.36和3.53倍；土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶和酸性磷酸酶活性分别提高了80.2％、134.6％、89.7％和154.2％；土壤呼吸速率为1.665μg g^-1h^-1，对照为0.775μg g^-1h^-1，显著提高；代谢熵(qCO2)为0.601mg g^-1h^-1，对照为1.021mg g^-1h^-1，显著降低。与新林土(CK2)比较差异不显著。

2)对土壤物理性状的影响。施用老参地土壤改良剂以后，土壤总孔度较老参地(CK1)增加21.3个百分点，通气度增加6.2个百分点，容重减少18.9％；土壤中>0.25mm的水稳性团粒总量明显增加，其中对人参生长最有价值的粒级(2～0.5mm)达76.3％，增加14.5个百分点，干团粒与微团粒的数量达到84.6％(>0.25mm)、39.6％(>1mm)、79.8％(>0.01mm)和98.1％(>0.001mm)，分别增加13.6、12.4、18.4和4.8个百分点；土壤pH由5.4增加到6.0。与新林土(CK2)比较差异不显著。

3)对土壤化学性状的影响。施用老参地土壤改良剂以后，土壤碱解氮含量较老参地(CK1)增加37.2％，土壤速效磷含量增加21.8％，土壤速效钾含量增加32.6％，土壤有机质含量增加21.6％；土壤平均代换量增加36.5％，代换性盐基增加75.2％，盐基饱和度增加19.6个百分点，代换H+减少29.4％。与新林土(CK2)比较差异不显著。

4)对病害发生率的影响。施用老参地土壤改良剂以后，病害发生率明显降低，疫病、菌核病和锈腐病的发生率分别为11.2％、9.4％和5.3％，较老参地(CK1)分别降低40.2％、51.4％和45.8％，与新林土(CK2)比较差异不显著。

5)对人参质量的影响(表1、2)。施用老参地土壤改良剂以后，参根皂苷含量较老参地(CK1)增加12.9％，茎皂苷含量增加10.3％，叶片皂苷含量增加10.8％，总氨基酸含量增加11.3％，差异达到显著或极显著标准，与新林土(CK2)比较差异不显著。

表1 施用老参地土壤改良剂对人参不同部位皂苷含量的影响(％)

注：与对照组比较，^*P<0.05，^**P<0.01

表2 施用老参地土壤改良剂对人参总氨基酸含量的影响(％)

汪：与对照组比较，P<0.05

6)对人参产量的影响(表3)。施用老参地土壤改良剂以后，人参产量较老参地(CK1)增加77.7％，差异达到极显著标准，与新林土(CK2)比较差异不显著。

表3 施用老参地土壤改良剂对人参产量的影响(2008.10.11)

注：与对照组比较，^**P<0.01

3、结论

本发明的试验结果表明，施用老参地土壤改良剂可以显著改善土壤微生物学特性、土壤物理和化学性状，人参质量和产量显著提高，与新林土栽参相比较，差异不显著。本发明缩短了老参地再利用年限。

具体实施方式：

1、老参地土壤改良剂的制备：按重量百分比，取硝基腐殖酸铵0.30％～0.50％、复合氨基酸0.50％～1.50％、甲壳低聚糖0.30％～1.00％、尿素2.00％～4.00％、磷酸二氢钾0.30％～0.60％、硫酸亚铁0.04％～0.08％、硼酸0.05％～0.15％、硫酸锰0.05％～0.15％、硫酸铜0.04％～0.08％、硫酸锌0.10％～0.30％、钼酸铵0.05％～0.15％；玉米秸杆切成1cm长段，然后粉碎，含水量调至60％，再取余量。堆腐时将上述原料计量，硝基腐殖酸铵、复合氨基酸、甲壳低聚糖和其它化学肥料先分别用少量水溶解，然后与粉碎的玉米秸杆混合均匀，pH调至6.5～7.0，然后进行堆腐，即制得本发明的老参地土壤改良剂。

堆腐过程按温度的变化分为四个阶段：发热阶段：堆肥由常温上升到40～50℃；高温阶段：温度在50～70℃；降温阶段：温度降到50℃以下；后熟保肥阶段：此阶段继续进行缓慢的矿质化和腐殖化过程，肥堆内的温度仍稍高于气温。

实施例：按重量百分比，取硝基腐殖酸0.40％，复合氨基酸1.00％，甲壳低聚糖0.70％，尿素3.00％、磷酸二氢钾0.45％、硫酸亚铁0.06％、硼酸0.10％、硫酸锰0.10％、硫酸铜0.06％、硫酸锌0.20％、钼酸铵0.10％、粉碎的玉米秸杆余量。堆腐时将上述原料计量，硝基腐殖酸铵、复合氨基酸、甲壳低聚糖和化学肥料先用少量水溶解，再与余量玉米秸杆混合均匀，pH调至6.5～7.0，然后进行堆腐。

例如，制备秸秆堆肥100Kg，分别取硝基腐殖酸0.40Kg、复合氨基酸1.00Kg、甲壳低聚糖0.70Kg、尿素3.00Kg、磷酸二氢钾0.45Kg、硫酸亚铁0.06Kg、硼酸0.10Kg、硫酸锰0.10Kg、硫酸铜0.06Kg、硫酸锌0.20Kg、钼酸铵0.10Kg，合计6.17Kg，分别用少量水溶解；玉米秸杆切成1cm长段，然后粉碎，含水量调至60％，再取余量。将上述水溶液与粉碎的玉米秸秆混合均匀(3次)，pH调至6.5～7.0(用草木灰调节，pH计测定)，然后进行堆腐，腐熟度以黑、臭、烂为感官标准。

2、老参地土壤改良剂的使用：本发明在人参栽培中用于老参地土壤改良。连续3年将老参地土壤改良剂均匀地撒在土壤表面，每年用量为20kg·m^-2，施用后3次翻耕，与30cm深参床土壤混合均匀，然后栽参。

本发明中各组分应现用现配，本发明的老参地土壤改良剂不能代替其它田间管理措施，本发明在没有玉米秸杆的情况下可根据本地资源选用其它植物秸秆。

Claims (1)

1、一种老参地土壤改良剂，其特征在于，按重量百分比由以下原料制成：

硝基腐殖酸铵含N6.0％，                     0.30％～0.50％

复合氨基酸含N22.3％，氨基酸总量51.83％     0.50％～1.50％

甲壳低聚糖(C₈H₁₃NO₅)_n                       0.30％～1.00％

尿素CO(NH₂)₂含N 46％                        2.00％～4.00％

磷酸二氢钾(KH₂PO₄)含P₂O₅49％、含K₂O 32％    0.30％～0.60％

硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)含Fe18％               0.04％～0.08％

硼酸(H₃BO₃)含B 17％                         0.05％～0.15％

硫酸锰(MnSO₄·3H₂O)含Mn 27％                0.05％～0.15％

硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)含Cu 25％                0.04％～0.08％

硫酸锌(ZnSO₄·7H₂O)含Zn 23％                0.10％～0.30％

钼酸铵(NH₄)₂MoO₄含Mo 49％                   0.05％～0.15％

植物秸杆余量。