CN101565622B - 基于豆科植物物料和硝化抑制剂的酸性土壤绿色改良剂 - Google Patents

Abstract

一种酸性土壤有机改良剂，其特征在于由豆科类植物物料与硝化抑制剂混合而成。所述豆科类植物物料主要成分为豆科类植物的秸秆或豆科类绿肥作物，经过80℃烘干、粉碎制成。所添加的硝化抑制剂为双氰胺、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶或包被碳化钙。混合比例为每千克豆科类植物物料加2.5克硝化抑制剂。由于添加在改良剂中的硝化抑制剂双氰铵抑制了豆科植物物料矿化产生的铵态氮的硝化反应，使改良剂对酸性土壤的改良潜力得以充分发挥，改良剂对酸性土壤的改良效果更好、发挥作用的时间更长。

Description

基于豆科植物物料和硝化抑制剂的酸性土壤绿色改良剂

一、技术领域

本发明属于土壤学中的土壤改良技术领域，涉及绿色的酸性土壤有机改良技术。

二、背景技术

酸性土壤较低的pH和较高的活性铝是影响该类土壤上作物生长和产量的限制因素，传统的改良酸性土壤的方法是加入石灰等碱性物质，中和土壤酸度，提高土壤pH。但这需要消耗宝贵的矿产资源并增加农业成本。近年来的研究发现植物秸秆等农业废弃物和绿肥对土壤酸度有改良效果，特别是豆科类植物物料，由于含有较多的碱性物质和有机氮，在短期实验中观察到其对土壤酸度有明显的改良作用(Pocknee and Sumner，1997.Soil Science Society America Journal，61：86-92；Tang et al.，1999.Australian Journal of Soil Research，37：561-573；Xu and Coventry，2003.Plant and Soil，250：113-119.)。这主要由于碱性物质可以直接中和土壤酸度，有机氮在土壤中矿化形成铵态氮的过程消耗质子，也提高了土壤pH。但从长期实验结果看，在改良实验后期，由于有机氮矿化产生的铵态氮的硝化反应释放质子，使土壤pH又有所降低(Pocknee and Sumner，1997.Soil Science Society AmericaJournal，61：86-92；Xu and Coventry，2003.Plant and Soil，250：113-119.)。因此，豆科植物物料施入土壤后有机氮矿化产生的铵态氮的硝化过程是限制豆科植物物料发挥其对土壤酸度最大改良效果的主要原因。

三、发明内容

技术问题：本发明针对豆科植物物料加入酸性土壤后有机氮矿化产生的铵态氮的硝化过程会降低有机物料对土壤酸度的改良效果的问题，目的是通过向植物物料中添加硝化抑制剂以抑制有机氮矿化产生的铵态氮的硝化作用，充分发挥豆科植物物料对土壤酸度的改良作用，研制酸性土壤的高效、绿色改良剂。本发明主要用于提高酸性土壤的pH，并提高酸性土壤的综合生产力。

技术方案：一种酸性土壤有机改良剂，由豆科类植物物料与硝化抑制剂混合而成。所述豆科类植物物料主要成分为豆科类植物的秸秆或豆科类绿肥作物，经过80℃烘干、粉碎制成。所添加的硝化抑制剂为双氰胺、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶或包被碳化钙。混合比例为每千克豆科类植物物料加2.5克硝化抑制剂。

有益效果：当不加硝化抑制剂时，豆科植物物料对土壤酸度的改良效果具有很大的不确定性。特别是施用1个半月后，其改良效果逐渐减小。由于添加在改良剂中的硝化抑制剂双氰铵抑制了豆科植物物料矿化产生的铵态氮的硝化反应，使改良剂对酸性土壤的改良潜力得以充分发挥，改良剂对酸性土壤的改良效果更好、发挥作用的时间更长。双氰胺在土壤中的最终分解产物为NH₄ ⁺和CO₂，因此改良剂使用后不会残留任何有害化学物质于土壤中。由于我国植物秸秆等农业废弃物资源丰富，本发明所报道的产品是一种廉价和高效的绿色改良剂。

四、附图说明

图1培养实验过程中添加豌豆秸秆和豌豆秸秆加双氰胺对土壤pH影响的比较；

图2培养实验过程中添加紫云英和紫云英加双氰胺对土壤pH影响的比较；

图3培养实验条件下添加双氰胺对土壤铵态氮含量的影响；

图4培养实验条件下添加双氰铵对土壤硝态氮含量的影响；

五、具体实施方式

实施例1：

下面以豌豆秸秆和紫云英为例对本发明作进一步说明。

1.改良剂的制备：将豌豆秸秆和紫云英绿肥在80℃下烘干，然后用粉碎机将2种植物物料分别粉碎，再按每kg植物物料中含有2.5g硝化抑制剂的比例准备硝化抑制剂双氰胺(H₂N-C(NH)-NH-CN)，将植物物料与双氰胺充分混合均匀，即制得绿色高效酸性土壤改良剂。

2.培养实验条件下的改良效果：称取350g酸性红壤(风干土)，以每kg土壤含有20g改良剂的比例加入改良剂，充分混合均匀后放入塑料烧杯中，添加去离子水将土壤含水量调节至土壤田间持水量的70％wt，用保鲜膜封口塑料杯，并在其中间留一个小孔，以便气体交换并减少水分损失。然后将塑料杯置于25℃的恒温培养箱中恒温培养，每隔3天称重并补充水分，以保持土壤含水量恒定。在培养实验开始后的第1、3、5、10、20、30、40、50、60天取出两份新鲜土样，其中一份测定pH值；另一份放入室内自然风干，磨细后测定土壤铵态氮和硝态氮。图1和图2中的结果说明，加2种豆科植物物料处理，土壤pH高于对照处理，证明有机物料对土壤酸度确有改良作用，但如果不加双氰胺，从培养实验的第20天开始，土壤pH迅速随时间的延长而降低，这是由于土壤中铵态氮的硝化作用所致(图3和图4)。加入双氰胺处理，从20天开始至60天培养实验结束，土壤pH处于基本稳定状态，说明双氰胺对硝化反应的抑制作用阻止了土壤酸化的发生。图3结果说明，培养实验后期，加双氰胺处理，土壤铵态氮低于单加紫云英处理；图4结果进一步说明，加双氰胺处理在整个培养实验过程中，土壤硝态氮含量很低，而培养实验后期，单加紫云英处理，土壤硝态氮持续增加。培养实验结束时，紫云英加双氰胺处理，土壤pH比对照高1.48，而单加紫云英处理，土壤pH仅比对照高0.32；豌豆秸秆加双氰胺处理，土壤pH比对照高1.24，单加豌豆秸秆处理，土壤pH仅比对照高0.23。说明我们的绿色改良剂对土壤酸度有很高的改良效果。

3.盆栽条件下的改良效果

按每千克干土加入20克改良剂的比例向酸性红壤中添加紫云英，另一处理中加紫云英与双氰铵的混合物，设一不加改良剂的处理作对照。分别将2kg的三种处理的土壤装入塑料花盆中，将土壤含水量调至田间持水量的70％wt，放置一周后播种蚕豆，每盆4粒，待出苗后每盆定植为2株。定期浇水，保障蚕豆正常生长。实验进行5个月后，加紫云英处理土壤pH比对照高0.46，加紫云英与双氰胺混合物处理，土壤pH比对照高0.77。说明添加硝化抑制剂能使有机改良剂对土壤酸度的改良效果维持很长时间。从蚕豆的长势情况看，对照处理中土壤的酸度很高，蚕豆生长缓慢，添加紫云英后生长情况得到一定程度的改善，但添加紫云英与硝化抑制剂处理(高效改良剂)中蚕豆的长势好于单加紫云英的处理。

Claims (1)

1.一种蚕豆用酸性土壤有机改良剂，其特征在于由豆科类植物物料与硝化抑制剂混合而成，所述豆科类植物物料为豌豆秸秆和紫云英绿肥，经过80℃烘干、粉碎制成，所添加的硝化抑制剂为双氰胺，混合比例为每千克豆科类植物物料加2.5克硝化抑制剂。

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