CN103305224A - 土壤团粒结构促进增效剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤团粒结构促进增效剂及其制备方法和应用。本发明的土壤团粒结构促进增效剂，由三种颗粒组成，各自原料成份、功效均不同，在土壤不同部位起的作用也不同。原料A颗粒以有机胶体形式吸附粘土粒矿物质等形成团粒；原料B颗粒中膨润土遇到水膨胀挤压土壤颗粒，有利于团粒结构形成；原料C颗粒遇到水迅速膨胀挤压土壤颗粒形成团粒结构，同时促进植物根系的生长，促进团粒结构的形成。本发明从物理学角度、化学角度、生物角度、生化角度同时着手促进土壤团粒结构的形成，是效果较好的团粒结构促进增效剂。经过耕作层土壤颗粒调查，可以看出使用本发明的团粒结构促进增效剂改良土壤后，土壤团粒多，效果显著，具有广泛的应用前景。

Description

土壤团粒结构促进增效剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种土壤团粒结构促进增效剂，还涉及该促进增效剂的制备方法和在改善土壤结构中的应用。属于农业生产领域。

背景技术

良好的土壤结构性是直接影响土壤的肥力和农作物的生长的重要因素。良好的土壤结构应具有适当的孔径分布，可以协调土壤中的水、肥、气、热等因素，为作物提供一个健壮生长的土壤环境。土壤团粒结构是植物生长繁育的最优化结构。土壤团粒结构是由若干土壤单粒粘结在一起形成为团聚体的一种土壤结构。因为单粒间形成小孔隙、团聚体间形成大孔隙，所以与单粒结构相比较，其总孔隙度较大。小孔隙能保持水分，大孔隙则保持通气，因而团粒结构土壤能保证植物根的良好生长，适于作物栽培。目前在许多文章和教科书中，都把土壤是否具有团粒结构作为衡量其肥力的标准，甚至有的认为，只有有团粒结构的土壤才是良好的农业土壤。

土壤团粒结构的形成必须具备的两个条件：

（1）胶结物质：有机胶体（腐殖质、微生物菌丝体或粘液）、无机胶体（粘粒、铁铝的氧化物及石灰等）、有机无机胶体复合体；

（2）促使胶结的力：即是外力的推动作用，生物的作用、干湿交替作用、冻融交替作用和耕作的作用。

所以，植物根系和微生物在生存中不断创造土壤优良结构，保存植被，土壤结构就能保持更新。现代农业中，由于土壤过量使用氮、磷、钾的化肥，造成钾肥和磷肥在土壤中的大量积累，抑制了土壤有机质的形成，减少了土壤微生物的数量，使土壤向矿物化转化。土壤团粒结构变差，土壤板结，耕作性能变差，植物根须减少，植物营养吸收越来越少，养分储存量降低，肥料利用率降低，产量降低。品质变差。

因此，针对土壤团粒结构越来越差的状况，研制一种土壤团粒结构促进增效剂是十分必要的。

申请号为99106928.5，发明名称为“土壤团粒结构促进剂和土壤改良法”的专利申请公开一种土壤团粒结构促进剂和一种土壤团粒结构改良的方法，但是该发明只是单从土壤生物角度，增加土壤生物菌群来增加团粒结构；申请号为201210333628.8，发明名称为“一种土壤团粒结构调理剂”的专利申请公开了一种用于改善土壤团粒结构的调理剂，其是把腐植酸、矿物质、秸秆等进行一次造粒，来达到改良土壤的目的，其不足之处是仅仅造成一种颗粒，因而在土壤团粒结构促进中效果不是很突出。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可以明显改变土壤团粒结构的增效剂。本发明根据团粒结构形成原理及主要因素，在本发明土壤团粒结构促进增效剂中加入了有机胶体、无机胶体、腐植酸（一种风化煤）、草炭土、秸秆粉、膨润土、麦饭石、沸石粉、物理膨胀剂、生物菌以及植物生根粉，其中，加入物理膨胀剂用于膨胀剂吸水过程中膨胀，挤压促进团粒结构的形成；加入多种生物菌，用于改善土壤的生物环境，增加生物力，促进土壤团粒结构的形成；加入植物生根粉，用于促进植物根系形成，而根系有助于保持土壤团粒结构。经过耕作层土壤颗粒调查，可以看出使用本发明的团粒结构促进增效剂改良土壤后，土壤团粒较多，效果显著。

具体的，本发明采用了以下技术手段来到本发明的目的：

本发明的一种土壤团粒结构促进增效剂，其特征在于通过以下方法制备得到：

（1）将包括腐植酸、草炭土、秸秆粉、膨润土在内的原料用挤压机挤压造粒，造粒后将将复合生物菌粉、糖蜜以及焦糖色包裹在造粒后颗粒的表面，风干，得到原料A；

（2）将包括膨润土、麦饭石、沸石粉、腐植酸在内的原料用圆盘造粒，得到原料B；

（3）将聚丙烯酰胺圆形颗粒，与生根粉混拌均匀，得到原料C；

（4）将原料A、原料B以及原料C用掺混设备掺混均匀，即得。

在本发明中，优选的，所述的复合生物菌粉选自由枯草芽胞杆菌（Bacillussubtilis）、腊状芽胞杆菌（Bacillus cereus）、毕赤酵母（Pichia sp.）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）、放线菌（Streptomyces sp.）、胶冻样芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）以及地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）所组成群组中的至少两种，更优选为包括全部以上所述菌粉的复合生物菌粉，各菌粉等量混合。

在本发明中，优选的，步骤（1）中各物质的重量份数为：腐植酸300-500份、草炭土200-400份、秸秆粉100-300份、膨润土50-150份，糖蜜10-20份，焦糖色10-20份、复合生物菌粉50-150份；

步骤（2）中各物质的重量份数为：膨润土100-300份、麦饭石200-400份、沸石粉200-400份、腐植酸100-300份；

步骤（3）中各物质的重量份数为：聚丙烯酰胺圆形颗粒980-995份、生根粉5-20份。

更优选的，步骤（1）中各物质的重量份数为：腐植酸400份、草炭土300份、秸秆粉200份、膨润土100份，糖蜜15份，焦糖色15份、复合生物菌粉100份；

步骤（2）中各物质的重量份数为：膨润土200份、麦饭石300份、沸石粉300份、腐植酸200份；

步骤（3）中各物质的重量份数为：聚丙烯酰胺圆形颗粒990份、生根粉10份。

在本发明中，优选的，所述的生根粉为吲哚丁酸钠或α萘乙酸钠。

在本发明中，优选的，是将原料A、原料B以及原料C按照重量比5-7:2-4:0.5-1.5混合，更优选的，是按照重量比6:3:1混合。

在本发明中，优选的，步骤（1）所述的造粒是指用挤压机挤压造粒，粒径2—5mm，挤压后滚圆烘干，水分15%以下。

在本发明中，优选的，步骤（2）所述的造粒是指用圆盘造粒，粒径2—5mm，水分10%以下。

进一步的，本发明还提出了以上任一项所述的土壤团粒结构促进增效剂在改善土壤结构中的应用。

优选的，每亩地使用所述土壤团粒结构促进增效剂10公斤。

与现有技术相比，本发明的最大特点是：

1、采用物理方法把几种因子分别造粒：原料A把腐植酸+草炭+秸秆+膨润土造粒，把复合微生物菌剂包裹在原料A的表面，并加入焦糖、糖蜜包裹，快速促进生物菌繁殖，极大改善土壤生物环境。原料B把膨润土+粘粒+矿物颗粒造粒，促进土壤团粒结构形成。原料C把生根粉与膨胀剂聚丙烯酰胺单独造粒，吸水后挤压土壤促进团粒结构形成，其中生根粉促进植物根系形成，从而促进土壤团粒结构形成。

2、本发明的土壤团粒结构促进增效剂，由三种颗粒组成，三种颗粒有膨胀、有吸附、有补充、有生物活性、各自原料成份不同功效不同，在土壤不同部位起的作用不同。原料A颗粒以有机胶体形式吸附粘土粒矿物质等形成团粒；原料B颗粒膨润土遇到水膨胀挤压土壤颗粒，有利于团粒结构形成；同时麦饭石等矿物质具有无机矿物的吸附作用。原料C颗粒之中的聚丙烯酰胺遇到水迅速膨胀挤压土壤颗粒形成团粒结构，同时原料C颗粒又有粘结吸附的作用粘结土壤颗粒形成团粒结构。原料C颗粒之中的生根粉有利于促进植物根系的生长，从而以根系的效果促进团粒结构的形成。

3、本发明从物理学角度（力学角度）、化学角度、生物角度、生化角度同时着手促进土壤团粒结构的形成，是效果较好的团粒结构促进增效剂。

4、本发明原料来源广泛，特别是对秸秆的利用有利于有机质还田，减少秸秆焚烧，有利于养分循环利用。

5、在本发明之中麦饭石和沸石粉的使用有利于矿物质的增加与利用，有利于植物营养的全面补充；膨润土的使用，胶质架直接补充土壤粘度，有利于团粒结构促进形成；生物菌的使用，改善土壤生物环境，有利于恢复土壤生物活性；生根粉的使用有利于植物根须增加，加速土壤团粒结构的恢复保持。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1一种土壤团粒结构促进增效剂的制备

1、使用材料

腐植酸：细度120目，水分15%以下，有机质含量55%以上。

草炭土：经过烘干或晒干粉碎，细度80目，有机质含量30%以上。

秸秆粉：经过生物发酵后，用粉转滚式碎机粉碎，水分20—30%。

膨润土：经过烘干，雷蒙磨研磨细度120—200目。

麦饭石：细度200目，水分8%以下。

沸石粉：细度200目，水分8%以下。

生物菌：

枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis ACCC05609

腊状芽胞杆菌  Bacillus  cereus                 ACCC  10602

毕赤酵母  Pichia  sp.                          ACCC  20268

植物乳杆菌  Lactobacillus  plantarum           ACCC  10533

苏云金芽孢杆菌  Bacillus  thuringiensis        ACCC  01598

放线菌  Streptomyces  sp.                      ACCC  40107

胶冻样芽孢杆菌  Bacillus  mucilaginosus        ACCC  03155

地衣芽孢杆菌  Bacillus  licheniformis          ACCC  02698

以上微生物菌购自中国农业微生物菌种保藏管理中心，是100亿/克冻干菌粉。

聚丙烯酰胺圆形颗粒（1-2mm）       上海日井化工

焦糖色                            河北省赵县北方焦糖色素厂

糖蜜                              台湾味丹集团烟台永茂肥业有限公司

生根粉（吲哚丁酸钠或α萘乙酸钠）河南农达生化

2、制备方法（以一吨为例）

（1）原料A的制备

腐植酸：400公斤

草炭土：300公斤

秸秆粉：200公斤

膨润土：100公斤

上述重量的腐植酸、草炭土、秸秆粉以及膨润土混合后用挤压机挤压造粒，粒径4mm，挤压后滚圆烘干，水分15%以下。将100公斤复合生物菌粉包裹在造粒后的颗粒表面，再加入糖蜜15公斤、焦糖色15公斤包裹在颗粒表面，用温度为50℃的风吹干，即得原料A。

所述复合生物菌粉由枯草芽胞杆菌  （Bacillus  subtilis）、腊状芽胞杆菌  （Bacilluscereus）、毕赤酵母（  Pichia  sp.）、植物乳杆菌（  Lactobacillus  plantarum）、苏云金芽孢杆菌（  Bacillus  thuringiensis）、放线菌  （Streptomyces  sp.）、胶冻样芽孢杆菌  （Bacillusmucilaginosus）以及地衣芽孢杆菌  （Bacillus  licheniformis）所组成，各菌粉等量混合。

（2）原料B的制备

膨润土200公斤

麦饭石300公斤

沸石粉300公斤

腐植酸200公斤

上述重量的膨润土、麦饭石、沸石粉以及腐植酸混合后用圆盘造粒，粒子直径4mm，水分10%以下，即得原料B。

（2）原料C的制备

把聚丙烯酰胺圆形颗粒990公斤与10公斤生根粉吲哚丁酸钠混拌均匀待用。

最后把600公斤原料A+300公斤原料B+100公斤原料C，用掺混设备掺混均匀，制得本发明的土壤团粒结构促进增效剂。

实施例2一种土壤团粒结构促进增效剂的制备

1、使用材料

同实施例1

2、制备方法（以一吨为例）

（1）原料A的制备

腐植酸：350公斤

草炭土：400公斤

秸秆粉：150公斤

膨润土：100公斤

上述重量的腐植酸、草炭土、秸秆粉以及膨润土混合后用挤压机挤压造粒，粒径3mm，挤压后滚圆烘干，水分15%以下。将150公斤复合生物菌粉包裹在造粒后的颗粒表面，再加入糖蜜10公斤、焦糖色20公斤包裹在颗粒表面，用温度为50℃的风吹干，即得原料A。

所述复合生物菌粉由枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）、腊状芽胞杆菌（Bacilluscereus）、毕赤酵母（Pichia sp.）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）、放线菌（Streptomyces sp.）、胶冻样芽孢杆菌（Bacillusmucilaginosus）以及地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）所组成，各菌粉等量混合。

（2）原料B的制备

膨润土300公斤

麦饭石200公斤

沸石粉300公斤

腐植酸200公斤

上述重量的膨润土、麦饭石、沸石粉以及腐植酸混合后用圆盘造粒，粒子直径3mm，水分10%以下，即得原料B。

（2）原料C的制备

把聚丙烯酰胺圆形颗粒985公斤与15公斤生根粉α萘乙酸钠混拌均匀待用。

最后把550公斤原料A+350公斤原料B+100公斤原料C，用掺混设备掺混均匀，制得本发明的土壤团粒结构促进增效剂。

实施例3本发明的土壤团粒结构促进增效剂的效果验证

对黑龙江望奎县火箭乡玉米基地土壤调查发现，在过量使用化肥的土地中，土壤有机质降低一个百分点，即从5.2%降低到4.1%，土壤土粒团粒结构变差，为了验证本发明的土壤团粒结构促进增效剂的效果，进行了以下试验：

1、对土壤有机质、孔隙度、保水性的影响

试验基本条件为：

（1）玉米田1使用本发明的土壤团粒结构促进增效剂（按照实施例1方法制备），每亩地使用土壤团粒结构促进增效剂10公斤；

（2）玉米田2不使用土壤团粒结构促进增效剂；

（3）玉米田3使用化肥；

（4）空白对照（空地）。

1个月后，观察土壤样地基本情况，结果统计如下表1所示。

表1土壤样地基本情况

结果：土壤有机质明显提高，土壤孔隙度增加，保水性增加。

2、对土壤团粒结构的影响

试验基本条件及粒径分布情况如下表2所示：

表2土壤团粒及粒径成份调查0--25cm耕作层

从上表2可以看出，经过耕作层土壤颗粒调查，可以看出使用本发明的土壤团粒结构促进增效剂改良土壤后，土壤团粒较多，效果显著。

Claims (10)

1.一种土壤团粒结构促进增效剂，其特征在于通过以下方法制备得到：

（1）将包括腐植酸、草炭土、秸秆粉、膨润土在内的原料用挤压机挤压造粒，造粒后将复合生物菌粉、糖蜜以及焦糖色包裹在造粒后颗粒的表面，风干，得到原料A；

（2）将包括膨润土、麦饭石、沸石粉、腐植酸在内的原料用圆盘造粒，得到原料B；

（3）将聚丙烯酰胺圆形颗粒，与生根粉混拌均匀，得到原料C；

（4）将原料A、原料B以及原料C用掺混设备掺混均匀，即得。

2.如权利要求1所述的土壤团粒结构促进增效剂，其特征在于所述的复合生物菌粉选自由枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）、腊状芽胞杆菌（Bacillus cereus）、毕赤酵母（Pichia sp.）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）、放线菌（Streptomyces sp.）、胶冻样芽孢杆菌（Bacillusmucilaginosus）以及地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）所组成群组中的至少两种，优选全部，各菌粉等量混合。

3.如权利要求1所述的土壤团粒结构促进增效剂，其特征在于步骤（1）中各物质的重量份数为：腐植酸300-500份、草炭土200-400份、秸秆粉100-300份、膨润土50-150份，糖蜜10-20份，焦糖色10-20份、复合生物菌粉50-150份；步骤（2）中各物质的重量份数为：膨润土100-300份、麦饭石200-400份、沸石粉200-400份、腐植酸100-300份；步骤（3）中各物质的重量份数为：聚丙烯酰胺圆形颗粒980-995份、生根粉5-20份。

4.如权利要求3所述的土壤团粒结构促进增效剂，其特征在于步骤（1）中各物质的重量份数为：腐植酸400份、草炭土300份、秸秆粉200份、膨润土100份，糖蜜15份，焦糖色15份、复合生物菌粉100份；步骤（2）中各物质的重量份数为：膨润土200份、麦饭石300份、沸石粉300份、腐植酸200份；步骤（3）中各物质的重量份数为：聚丙烯酰胺圆形颗粒990份、生根粉10份。

5.如权利要求1所述的土壤团粒结构促进增效剂，其特征在于所述的生根粉为吲哚丁酸钠或α萘乙酸钠。

6.如权利要求1-5任一项所述的土壤团粒结构促进增效剂，其特征在于将原料A、原料B以及原料C按照重量比5-7:2-4:0.5-1.5混合，优选按照重量比6:3:1混合。

7.如权利要求1所述的土壤团粒结构促进增效剂，其特征在于步骤（1）所述的造粒是指用挤压机挤压造粒，粒径2—5mm，挤压后滚圆烘干，水分15%以下。

8.如权利要求1所述的土壤团粒结构促进增效剂，其特征在于步骤（2）所述的造粒是指用圆盘造粒，粒径2—5mm，水分10%以下。

9.权利要求1-8任一项所述的土壤团粒结构促进增效剂在改善土壤结构中的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于每亩地使用所述土壤团粒结构促进增效剂10公斤。