CN102391979B

CN102391979B - 一种改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥及麦田施用方法

Info

Publication number: CN102391979B
Application number: CN 201110425460
Authority: CN
Inventors: 冯炘; 解玉红; 周晓飞; 陈晨
Original assignee: Tianjin University of Technology
Current assignee: Tianjin University of Technology
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: CN102391979A

Abstract

一种改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥，由玉米秸秆粉、菌群悬液、硝酸铵、磷酸氢钾、氯化钾、硫酸锌和水混合组成，所述菌群包括苏云金芽孢杆菌、粪产碱菌、蜡状芽孢杆菌和纤维微杆菌；改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥的麦田施用方法是：先用牛肉膏蛋白胨培养基培养凝结芽孢杆菌，再用无菌生理盐水配制菌悬液，将麦种用双氧水浸泡消毒并用无菌水漂洗，然后用制备好的菌溶液浸泡；土地平整浇透水后撒入堆肥并与土壤混匀，将上述浸泡处理后的小麦种子播种土壤中即可。本发明的优点是：通过对玉米秸秆进行降解微生物堆肥发酵，使盐碱地土壤的理化性质得到了改善，同时提高小麦产量，该方法能够促使玉米秸秆的综合利用，可广泛应用于农业生产和盐碱地改良。

Description

一种改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥及麦田施用方法

技术领域

本发明涉及农业固体废弃物综合利用和盐碱地土壤改良技术，特别是一种改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥及麦田施用方法。

技术背景

我国北方秸秆资源丰富，但是对秸秆资源的利用却不充分，存在秸秆闲置焚烧现象，这样不但浪费资源而且污染环境。秸秆是宝贵的可再生资源，对其充分合理利用将有利于我国农业和农村经济的可持续发展，也会避免因为焚烧秸秆造成的资源浪费、环境污染问题。

目前，秸秆利用方式主要有：秸秆还田、秸秆堆肥、生产饲料、秸秆育菇、生产沼气、生产绿色建材、秸秆发电、秸秆造纸、秸秆产乙醇、生产燃料等。但是存在的问题就是这些利用方法并不是每个地区都能适用。结合我国国情和北方地域情况，我国北方以麦田和玉米种植为主，玉米秸秆资源极其丰富，但是北方大量盐碱土地的问题一直有待解决，尤其天津作为沿海城市，许多盐碱地处于闲置荒芜状态，对其加以利用对于城市的发展具有一定的促进作用。

将玉米秸秆粉碎、发酵后加入盐碱土壤中，对其理化性质进行测定，从物理化学性质方面分别分析加入秸秆粉对盐碱土壤理化性质的影响，从而得出一种能够改善盐碱土理化性质的方法，使其能够推广应用到实际生产中。有望在实现农业固废秸秆的综合利用问题的同时改善盐碱土的理化性质，在保护环境、扩大耕种面积、增加粮食产量、实现经济和农业的可持续发展方面具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的是针对上述存在问题，提供一种改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥及麦田施用方法，以改善盐碱土壤的理化性质，提高小麦产量。

本发明的技术方案：

一种苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)(HM770098.1)，已于2011年12月7号保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为：CGMCC No.5542。

一种粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)(GQ856253.1)，已于2011年12月7号保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为：CGMCC No.5543。

一种蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)(JF833090.1)，已于2011年12月7号保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为：CGMCC No.5544。

一种纤维微杆菌(Cellulosimicrobium sp.0707K4-3)(HM222665.1)，已于2011年12月7号保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为：CGMCC No.5545。

一种凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)，已于2011年12月7号保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为：CGMCC No.5541。

一种利用所述菌群改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥，由玉米秸秆粉、菌群悬液、NH₄NO₃、KH₂PO₄、KCl、ZnSO₄·7H₂O和水混合组成，所述玉米秸秆粉粒径为0.8mm，并经121℃高压湿热灭菌30min，然后在60℃条件下烘干24h；所述菌群包括苏云金芽孢杆菌、粪产碱菌、蜡状芽孢杆菌和纤维微杆菌，菌群悬液为无菌生理盐水配制的菌群溶液，菌群悬液为无菌生理盐水配制的菌群溶液。

所述菌群中苏云金芽孢杆菌、粪产碱菌、蜡状芽孢杆菌和纤维微杆菌数量比为1∶1∶1∶1，菌群悬液的浓度为5×10⁷个/mL。

所述混合物料中，玉米秸秆粉与NH₄NO₃、KH₂PO₄、KCl、ZnSO₄的质量比为100∶3∶0.94∶0.38∶0.05；菌群悬液的加入量与玉米秸秆粉之比为2.5mL/100g；水占堆肥总质量的百分比为65-75％。

一种利用所述菌改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥的麦田施用方法，步骤如下：

1)小麦种子处理：首先用牛肉膏蛋白胨培养基培养凝结芽孢杆菌24h，然后制备凝结芽孢杆菌悬液，所述凝结芽孢杆菌悬液是生理盐水配制的凝结芽孢杆菌溶液，浓度为5×10⁸个/ml，选取完整、饱满、圆润的麦种，用浓度10％的双氧水浸泡消毒5分钟，用无菌水漂洗4-5次，然后用制备好的备用菌悬液浸泡24小时；

2)播种：土地平整后均作成畦，将平整做好畦的土地浇透水后，将堆肥撒入土地，堆肥撒入土地的施肥量为0.6kg/m²，松土使其与土壤混匀，将上述浸泡处理后的小麦种子按播种量为0.05kg/m²播种土壤中即可。

本发明的优点是：通过对玉米秸秆进行堆肥处理，然后施种于盐碱地土壤中，使盐碱地土壤的理化性质得到了改善，同时使相比同一块田地的小麦产量有所提高，该方法能够促使玉米秸秆的综合利用，可广泛应用于农业生产和盐碱地改良。

附图说明

图1为利用本发明的小麦播种7天发芽情况。

图2为未利用本发明的小麦播种7天发芽情况。

具体实施方式

实施例：

一种改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥，由玉米秸秆粉、5号菌群悬液、NH₄NO₃、KH₂PO₄、KCl、ZnSO₄·7H₂O和水混合组成，所述玉米秸秆粉粒径为0.8mm，并经121℃高压湿热灭菌30min，然后在60℃条件下烘干24h；所述5号菌群悬液为无菌生理盐水配制的5号菌群溶液，5号菌群中苏云金芽孢杆菌、粪产碱菌、蜡状芽孢杆菌和纤维微杆菌数量比为1∶1∶1∶1，菌群总浓度为5×10⁷个/mL。

各组分的用量为玉米秸秆粉100公斤、NH₄NO₃ 3公斤、KH₂PO₄ 0.94公斤、KCl 0.38公斤、ZnSO₄ 0.05公斤，5号菌群悬液为2.5L，水为75公斤。

一种所述改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥的麦田施用方法，步骤如下：

1)小麦种子处理：首先用牛肉膏蛋白胨培养基培养凝结芽孢杆菌24h，然后制备凝结芽孢杆菌悬液，凝结芽孢杆菌悬液是无菌生理盐水配制的B21菌溶液，浓度为5×10⁸个/ml，选取完整、饱满、圆润的麦种，用浓度10％的双氧水浸泡消毒5分钟，用无菌水漂洗4次，然后用制备好的备用菌悬液浸泡24小时；

2)播种：土地平整以后，均作成畦，将平整做好畦的土地浇透水后，将堆肥撒入土地里，施肥量为0.6kg/m²，松土使其与土壤混匀，将上述浸泡处理后的小麦种子播种土壤中，播种量为0.05kg/m²。

该玉米秸秆堆肥麦田施用方法的效果及检测方法：

将发酵后的玉米秸秆粉施种于新开的轻度盐碱土壤中，设置试验组和对照组，播种根际促生菌B21处理过的小麦种子，通过设置不用堆肥和使用堆肥施种，分别测定土壤的理化性质，小麦的生长情况和小麦产量，对土壤的理化性质改善和小麦生长和产量进行比较。

1)土壤理化性质的测定

在小麦播种前和收割后分别测定：pH值、EC(电导率)、土壤的密度、总孔隙度、液相率、气相率、土壤呼吸强度、盐量、有机质、速效N、速效P、速效K，测定方法是pH值为1∶2.5浸提法(pH计测定)；EC(电导率)为1∶5浸提法(电导率仪测定)；土壤呼吸强度为静态碱液吸收法；密度、总孔隙度、液相率、气相率的测定方法为取土壤20cm³，向内加水至饱和状态，从上到下均匀取一定体积试样(V)；饱和水状态下称重(W1)；然后经晾24h、风干和烘干处理后再分别称得基质质量，依次为W2、W3和W4，计算如下：密度＝W4/V；总孔隙度＝(W1-W4)/V×100％；液相率＝(W2-W4)/V×100％；气相率＝总孔隙度-液相率。测定结果见表1：

表1

由表1可以看出，收割后大田土壤性质有很大变化，pH值比播种前有所降低，pH值下降了0.26，EC值也有所变化，播种后土壤密度在适宜作物生长范围内，总孔隙度也有所提高，土壤呼吸强度有所提高。

播种前与收割后大田土壤含盐量有所降低，说明加入秸秆粉和种植小麦对土壤含盐量有一定程度的影响，可以通过改变秸秆粉的加入量和逐年种植来测定土壤含盐量的长期变化。收割后试验土壤有机质含量有所增加，说明在此试验条件下有利于土壤有机质的积累。播种前与收割后大田土壤速效N、P、K含量有所升高，可以继续种植小麦，逐年测定土壤速效N、P、K含量变化。

2)小麦生长情况及小麦产量的测定：

观察小麦播种七天的发芽情况，图1为利用本发明的小麦播种7天发芽情况，图2为未利用本发明的小麦播种7天发芽情况。直观比较可见：利用本发明的小麦播种能够促使小麦发芽，同时提高了小麦的发芽率。

小麦成熟后测定以下指标：小麦秸秆茎粗、小麦单株成穗数、小麦穗粒数、小麦单穗重、小麦千粒重、小麦穗长、小麦芒长、小麦密度、小麦产量，小麦平均茎粗在一定程度上反应小麦植株的生长状况，茎粗大说明植株较健壮。小麦单株成穗数、小麦穗粒数、小麦单穗重、小麦千粒重、小麦穗长、小麦芒长、小麦密度、小麦产量直接反应小麦的产量高低。测定结果见表2：

表2

由表2可以看出，成熟后小麦单株成穗数都是1，这跟小麦品种有关，小麦秸秆平均茎粗、小麦穗粒数、小麦单穗重、小麦千粒重、小麦穗长、小麦芒长、小麦密度、小麦产量这些指标，试验组都明显好于对照组，茎粗是对照组的2.16倍，说明试验组小麦植株健壮，单穗重是对照组的1.56倍，说明单株成穗质量好，产量是对照组的2.83倍。

Claims

1.一种改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥，其特征在于：由玉米秸秆粉、菌群悬液、NH₄NO₃、KH₂PO₄、KCl、ZnSO₄·7H₂O和水混合组成混合物料，所述玉米秸秆粉粒径为0.8mm，并经121℃高压湿热灭菌30min，然后在60℃条件下烘干24h；所述菌群包括苏云金芽孢杆菌、粪产碱菌、蜡状芽孢杆菌和纤维微杆菌，菌群悬液为无菌生理盐水配制的菌群溶液；所述苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）HM770098.1，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No.5542；所述粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）GQ856253.1，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No.5543；所述蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）JF833090.1，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCCNo.5544；所述纤维微杆菌（Cellulosimicrobium sp.）HM222665.1，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No.5545。

2.根据权利要求1所述改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥，其特征在于：所述菌群中苏云金芽孢杆菌、粪产碱菌、蜡状芽孢杆菌和纤维微杆菌数量比为1：1：1：1，菌群悬液的浓度为5×10⁷个/mL。

3.根据权利要求1所述改善盐碱土壤的玉米秸秆堆肥，其特征在于：所述混合物料中，玉米秸秆粉与NH₄NO₃、KH₂PO₄、KCl、ZnSO₄·7H₂O的质量比为100:3:0.94:0.38:0.05；菌群悬液的加入量与玉米秸秆粉之比为2.5mL/100g；水占堆肥总质量的百分比为65-75%。