CN104016796A - 一种用于工程绿化种植土壤的营养材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工程绿化技术领域，尤其涉及一种用于工程绿化种植土壤的营养材料及其制备方法。为了克服现有绿化工程中存在的生存环境较差，现有土壤难以承接绿化带的问题，本发明提供了一种用于工程绿化种植土壤的营养材料及其制备方法、该营养基质能够不仅能够大幅度提高绿化土壤的营养能力，更能在植物生长过程中消化吸收部分固体废弃物，从而显著改善工程绿化的景观，适合在绿化领域广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及河道、工程绿化和园林绿化技术领域，尤其涉及一种用于工程绿化种植土壤的营养材料及其制备方法。
背景技术
我国很多城市依河而建，城市河流与人类关系密切。人们在尽享河流带来之便利的同时，也在不断地改造着城市河流，如加固堤岸、裁弯取直、修筑水坝，以满足人们对于供水、防洪、航运等多种要求。这些改造活动给人们带来了巨大效益，但同时也极大地改变了城市河流的结构和功能，造成一些生态环境问题，已引起人们的广泛关注。城市河流的治理在城市建设中非常重要，其中城市河流景观设计和绿化是一个重要方面。经过精心设计的河流景观和绿化，不仅可大大改善城市面貌，也可带来生态、环境、经济等效益。
对城市河道水系进行全方位绿化，可以形成优良的城市河流生态廊道。这不仅有利于增加城市绿化总量、减少城市水土流失、改善城市的河流水质，而且还能够保护城市的生物多样性、丰富城市河道景观、优化城市的生态环境。
城市河道绿化实施的区域包括河岸、边坡、河道滨水区和岸边高地区域。这些区域大多存在石头驳岸或混凝土驳岸、尤其边坡地理复杂，土壤贫瘠，研究植物生长的土壤环境是十分必要的，比如营业材料的加入可以大大改善生长的土壤环境，提高绿化植物的生长期和生命力，大大降低绿化的成本。
绿化植物的营养基质最为植物生长的基础，在绿化工程中具有重要的作用，现有技术中通过对营养基质的改善能够显著改善绿化的效果。如专利申请CN 103304302 A即公开了一种用于垂直绿化、立体绿化和屋顶绿化的营养基质，此营养基质不仅可以减轻屋顶和立体绿化营养钵的承载重量，还可以为植物生长提供足够的养分和矿质营养。保障了植物在屋顶和立体营养钵的特殊环境下可以正常生长。因此，研究一种用于工程绿化种植土壤的营养材料以改善现有的市政工程绿化和河道绿化效果是非常必要也非常可行的方法。
发明内容
为了克服现有工程绿化中存在的绿化质量较差、土壤贫瘠的问题，本发明提供了一种用于工程绿化种植土壤的营养材料及其制备方法、该营养基质能够不仅能够大幅度提高绿化土壤的营养能力，更能在植物生长过程中消化吸收部分固体废弃物，从而显著改善市政绿化工程和园林工程的景观，适合在绿化领域广泛推广。
为了使本领域技术人员更好的理解本发明，发明人特将本发明所涉及的术语定义或阐述如下，本申请中所涉及此类术语的解释均应参照以下定义。
1、固氮菌群
固氮菌群的细菌菌体一般为杆状，卵圆或球形,无内生芽孢；革兰氏染色阴性（有时阴、阳性两可）；严格好氧性，有机营养型细菌，能利用简单糖类为碳源和能源，有的能利用淀粉，但不能利用纤维素。固氮菌群可以将大气中的分子态氮气转化为农作物能利用的氨，进而为其提供合成蛋白质所必需的氮素营养的肥料。这类微生物自生或者与植物共生，其将大气中的分子态氮气转化为农作物可吸收的氨的过程，称为生物固氮。固氮菌群中的常见代表菌种如根瘤菌、圆褐固氮菌。
2、泥炭土
泥炭土（peat soil）是指在某些河湖沉积低平原及山间谷地中，由于长期积水，水生植被茂密，在缺氧情况下，大量分解不充分的植物残体积累并形成泥炭层的土壤。泥炭地可分为水藓泥炭地和沼泽泥炭地，这两类泥炭地的主要区别在于泥炭地形成的条件不同。泥炭质土有机质含量Wu一般为10%<Wu≤60%，颜色呈深灰或黑色，有腥臭味，能看到未完全分解的植物结构，浸水体胀，易崩解，有植物残渣浮于水中，干缩现象明显。
本发明所述的技术效果通过下述技术方案来实现：
本发明一种用于工程绿化种植土壤的营养材料，其由如下重量份数的组分组成：秸秆发酵料20-30份，泥炭土20-30份，固氮菌群5-10份，有机物分解菌群3-5份，纤维骨架5-10份；胡敏酸10-30份，黄腐酸10-30份，绿色木霉菌3-5份。
所述的秸秆发酵料通过下述方法制备得到: 将收集到的植物秸秆经过秸秆粉碎机粉碎至1-2cm 的碎片，将秸秆碎片和5%的氢氧化钠溶液按照固液比1:4 进行浸泡处理，常温浸泡20-40小时后置于发酵罐中，调节混合液的pH 为9，加入质量比为2.5%-4%的黑曲霉进行发酵4-5天后，过滤，所得滤液通过浓缩喷浆造粒，即得秸秆发酵料。
本发明上述营养材料中，有机物分解菌群和绿色木霉菌主要是分解残落在绿化场所的纤维类固体废弃物，固氮菌群主要将外界的氮转化为植物体可吸收的氮。这三大类微生物相互协作，对增强土壤肥力，促进周边土壤的土壤化过程起到明显的协同作用。泥炭土可以大幅度增加绿化场所的土壤营养肥力。
上述所述的营养材料中，所述土壤微生物菌群为经过富集培养的微生物群，其中固氮菌群的富集培养基可以为：Ashby无氮培养基(富集自生固氮菌用)，其由如下重量百分比的组分组成：甘露醇1％，KH2PO4 0.02％，MgSO4·7H2O 0.02％，NaCl 0.02％，CaSO4·2H2O 0.01％，CaCO3 0.5％。
有些土壤中真菌与植物共生的菌根菌，它们对植树造林起着重要作用。土壤真菌也参与动、植物残体的分解，成为土壤中氮、碳循环不可缺少的动力，特别是在植物有机体分解的早期阶段，真菌比细菌和放线菌更为活跃。为了使土壤改良处方中真菌大量繁殖，对土壤中真菌进行富集培养，其培养基成分可以根据所分离菌种选用合适的真菌富集培养基，本发明中土壤真菌的富集培养基优选为Martin培养基，其由如下重量百分比的组分组成：葡萄糖1％，蛋白胨0.5％，KH2PO4 0.1％（上下标），MgSO4·7H2O 0.05％，琼脂2％，孟加拉红1/3万，链霉素30μg/ml，金霉素2μg/ml。
上述土壤菌群富集培养后，培养液经浓缩离心后即得菌体，菌体经自然风干即可得干燥的菌体，本发明中营养材料中菌体重量即为菌体干重。同时本发明人在此申明，上述土壤菌群富集培养基并非富集培养这些菌群的唯一培养基，本领域技术人员可在本发明所列举培养基基础上或者现有技术所列举培养基的基础上合理确定出其他培养基，只要其富集菌群与本发明相同，均属于本发明所述土壤菌群的范围。上述土壤菌群的富集培养基的配制方法对本领域技术人员来说是公知常识。
胡敏酸又称褐腐酸。土壤中只溶于稀碱而不溶于稀酸的棕至暗褐色的腐殖酸。含碳和氮的数量稍高于富啡酸，而氢、氧则相对较低。土壤腐殖质的主要组成成分。呈褐色，分子量在400－100000之间，主要由碳、氢、氧、氮等元素构成，碳、氢比值高。黄腐酸可作为广谱植物生长调节剂，有促进植物生长尤其能适当控制作物叶面气孔的开放度，减少蒸腾，对抗旱有重要作用，能提高抗逆能力，增产和改善品质作用，主要应用对象为小麦、玉米、红薯、谷子、水稻、棉花、花生、油菜、烟草、蚕桑、瓜果、蔬菜等；可与一些非碱性农药混用，并常有协同增效作用。
本发明还提供一种上述营养材料的制备方法，其包括如下步骤：
1）制备秸秆发酵料：将收集到的植物秸秆经过秸秆粉碎机粉碎至1-2cm 的碎片，将秸秆碎片和5%的氢氧化钠溶液按照固液比1:4 进行浸泡处理，常温浸泡20-40小时后置于发酵罐中，调节混合液的pH 为9，加入质量比为2.5%-4%的黑曲霉进行发酵4-5天后，过滤，所得滤液通过浓缩喷浆造粒，即得秸秆发酵料；
2）富集培养各微生物菌群，培养完成后浓缩离心后即得有机物分解菌群菌体，固氮菌群菌体以及绿色木霉菌菌群；
3）将处方量的秸秆发酵料、泥炭土、纤维骨架、胡敏酸、黄腐酸混合均匀，再加入处方量的有机物分解菌群菌体，固氮菌群菌体以及绿色木霉菌菌体即可得到本发明所述的营养材料；
本发明还请求保护上述营养材料在工程绿化中的应用。该营养材料可以直接作为绿化植物生长基质或者作为土壤添加剂添加到土壤中作为绿化植物生长基质。其中作为土壤添加剂时，所述营养材料与土壤的重量份数比为1：1-5，优选为1：3。所述的营养材料不仅能够大幅度提高绿化土壤的营养能力，更能在植物生长过程中消化吸收部分固体废弃物，从而显著改善市政绿化工程和园林工程的景观。
本发明与现有技术相比，所取得的有益效果为：
1) 本发明营养材料不仅能够大幅度提高绿化土壤的持续营养能力，更能在植物生长过程中消化吸收部分固体废弃物，从而显著改善市政绿化工程和园林工程的景观。
2) 本发明营养材料制备简单、成本低廉，其中原材料中纤维骨架是处理废旧床垫所产生的废弃物，特别是绿化的后期维护成本较低，具有显著的经济、环境和社会效益。
3) 本发明营养材料应用广泛，应用时可以单独使用或者作为添加剂与土壤或其他材料配合使用。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，以下通过具体实施例进一步说明本发明的内容，但本发明不仅仅限于以下实施例。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进或调整本发明的内容即可实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动，对于本领域技术人员来说，是显而易见的，它们都被视为包括在本发明范围内。
实施例1 本发明用于工程绿化种植土壤的营养材料
本发明一种用于工程绿化种植土壤的营养材料，其由如下重量份数的组分组成：土壤20份，泥炭土20份，固氮菌群5份，有机物分解菌群3份，纤维骨架5份；胡敏酸10份，黄腐酸10份，绿色木霉菌3份。
所述的秸秆发酵料通过下述方法制备得到: 将收集到的植物秸秆经过秸秆粉碎机粉碎至1-2cm 的碎片，将秸秆碎片和5%的氢氧化钠溶液按照固液比1:4 进行浸泡处理，常温浸泡20-40小时后置于发酵罐中，调节混合液的pH 为9，加入质量比为2.5%-4%的黑曲霉进行发酵4-5天后，过滤，所得滤液通过浓缩喷浆造粒，即得秸秆发酵料。使用Martin培养基富集培养有机物分解菌群和绿色木霉菌，使用Ashby无氮培养基富集培养固氮菌群，培养液经浓缩离心后即得菌体，菌体经自然风干即可得干燥的固氮菌群固氮菌群、绿色木霉菌和有机物分解菌群。将处方量的秸秆发酵料、泥炭土、纤维骨架、胡敏酸、黄腐酸混合均匀，再加入处方量的有机物分解菌群菌体，固氮菌群菌体以及绿色木霉菌菌体即可得到本发明所述的营养材料。
实施例2 本发明用于工程绿化种植土壤的营养材料
本发明一种用于工程绿化种植土壤的营养材料，其由如下重量份数的组分组成：秸秆发酵料30份，泥炭土30份，固氮菌群10份，有机物分解菌群5份，纤维骨架10份；胡敏酸30份，黄腐酸30份，绿色木霉菌5份。
所述的秸秆发酵料通过下述方法制备得到: 将收集到的植物秸秆经过秸秆粉碎机粉碎至1-2cm 的碎片，将秸秆碎片和5%的氢氧化钠溶液按照固液比1:4 进行浸泡处理，常温浸泡20-40小时后置于发酵罐中，调节混合液的pH 为9，加入质量比为2.5%-4%的黑曲霉进行发酵4-5天后，过滤，所得滤液通过浓缩喷浆造粒，即得秸秆发酵料。使用Martin培养基富集培养有机物分解菌群和绿色木霉菌，使用Ashby无氮培养基富集培养固氮菌群，培养液经浓缩离心后即得菌体，菌体经自然风干即可得干燥的固氮菌群固氮菌群、绿色木霉菌和有机物分解菌群。将处方量的秸秆发酵料、泥炭土、纤维骨架、胡敏酸、黄腐酸混合均匀，再加入处方量的有机物分解菌群菌体，固氮菌群菌体以及绿色木霉菌菌体即可得到本发明所述的营养材料。
实施例3 本发明用于工程绿化种植土壤的营养材料
本发明一种用于工程绿化种植土壤的营养材料，其由如下重量份数的组分组成：秸秆发酵料25份，泥炭土25份，固氮菌群8份，有机物分解菌群4份，纤维骨架8份；胡敏酸25份，黄腐酸20份，绿色木霉菌4份。
所述的秸秆发酵料通过下述方法制备得到: 将收集到的植物秸秆经过秸秆粉碎机粉碎至1-2cm 的碎片，将秸秆碎片和5%的氢氧化钠溶液按照固液比1:4 进行浸泡处理，常温浸泡20-40小时后置于发酵罐中，调节混合液的pH 为9，加入质量比为2.5%-4%的黑曲霉进行发酵4-5天后，过滤，所得滤液通过浓缩喷浆造粒，即得秸秆发酵料。使用Martin培养基富集培养有机物分解菌群和绿色木霉菌，使用Ashby无氮培养基富集培养固氮菌群，培养液经浓缩离心后即得菌体，菌体经自然风干即可得干燥的固氮菌群固氮菌群、绿色木霉菌和有机物分解菌群。将处方量的秸秆发酵料、泥炭土、纤维骨架、胡敏酸、黄腐酸混合均匀，再加入处方量的有机物分解菌群菌体，固氮菌群菌体以及绿色木霉菌菌体即可得到本发明所述的营养材料。
实施例4 本发明用于工程绿化种植土壤的营养材料
本发明一种用于工程绿化种植土壤的营养材料，其由如下重量份数的组分组成：秸秆发酵料22份，泥炭土22份，固氮菌群6份，有机物分解菌群4份，纤维骨架6份；胡敏酸15份，黄腐酸15份，绿色木霉菌4份。
所述的秸秆发酵料通过下述方法制备得到: 将收集到的植物秸秆经过秸秆粉碎机粉碎至1-2cm 的碎片，将秸秆碎片和5%的氢氧化钠溶液按照固液比1:4 进行浸泡处理，常温浸泡20-40小时后置于发酵罐中，调节混合液的pH 为9，加入质量比为2.5%-4%的黑曲霉进行发酵4-5天后，过滤，所得滤液通过浓缩喷浆造粒，即得秸秆发酵料。使用Martin培养基富集培养有机物分解菌群和绿色木霉菌，使用Ashby无氮培养基富集培养固氮菌群，培养液经浓缩离心后即得菌体，菌体经自然风干即可得干燥的固氮菌群固氮菌群、绿色木霉菌和有机物分解菌群。将处方量的秸秆发酵料、泥炭土、纤维骨架、胡敏酸、黄腐酸混合均匀，再加入处方量的有机物分解菌群菌体，固氮菌群菌体以及绿色木霉菌菌体即可得到本发明所述的营养材料。
实施例5 本发明用于工程绿化种植土壤的营养材料
本发明一种用于工程绿化种植土壤的营养材料，其由如下重量份数的组分组成：秸秆发酵料28份，泥炭土28份，固氮菌群8份，有机物分解菌群5份，纤维骨架8份；胡敏酸25份，黄腐酸25份，绿色木霉菌3份。
所述的秸秆发酵料通过下述方法制备得到: 将收集到的植物秸秆经过秸秆粉碎机粉碎至1-2cm 的碎片，将秸秆碎片和5%的氢氧化钠溶液按照固液比1:4 进行浸泡处理，常温浸泡20-40小时后置于发酵罐中，调节混合液的pH 为9，加入质量比为2.5%-4%的黑曲霉进行发酵4-5天后，过滤，所得滤液通过浓缩喷浆造粒，即得秸秆发酵料。使用Martin培养基富集培养有机物分解菌群和绿色木霉菌，使用Ashby无氮培养基富集培养固氮菌群，培养液经浓缩离心后即得菌体，菌体经自然风干即可得干燥的固氮菌群固氮菌群、绿色木霉菌和有机物分解菌群。将处方量的秸秆发酵料、泥炭土、纤维骨架、胡敏酸、黄腐酸混合均匀，再加入处方量的有机物分解菌群菌体，固氮菌群菌体以及绿色木霉菌菌体即可得到本发明所述的营养材料。
实施例 6 本发明营养材料对绿化土壤肥力的改善作用
1.1 土壤处理
选取岩坡土壤作为土壤改善的对象，该土壤土壤较为贫瘠，植物生长困难。采用本发明实施例3所述土壤材料与岩坡土壤1：3混合作为植物生长基质。
1.2取样与分析
取样采取5点取样法取土，混合均匀，过筛处理等。土壤样品pH值的测定采用2.5：1.0水浸提电位法；有机质(OM)含量的测定采用K2Cr207容量法；有效氮(AN)含量的测定采用碱解扩散法；有效磷(AP)含量的测定采用Olsen法；有效钾(AK)含量的测定采用乙酸铵浸提火焰光度法；全氮(TN)含量的测定采用半微量凯氏定氮法；全磷(TP)含量的测定采用钼锑抗比色法；缓效钾(SK)含量的测定采用火焰光度法。
1.3 数据处理
数据整理使用Excel 2007，数据计算使用SPSSl7.0。数据标准化应用Analyze---Descriptive Statistics----DescriptiVOS，相关系数矩阵、特征值和特征向量、主成分得分的计算应用Analyze_Data Reduction_Factor Analysis。
1.4 采用本发明营养材料的绿化土壤肥力的变化
采用本发明实施例1所述的营养材料对现有土壤进行改良，所述营养材料与土壤的重量份数比为1：3。根据以上所确定的土壤分析方法测定土壤肥力，分别取不同时间段内岩坡内土壤样品的上述4个指标。本实施例中的取样时间为每隔6个月，取样方法为网格布点法，每500 m取1个点，如遇到障碍物则就近取样。采取5点取样法取土，混合均匀，过筛处理等。各次取样样本的指标取其平均值，以x±s的方式表示。各取样时间样本指标测定结果如下表所示：
由上表可以看出，采用本发明所述的营养材料后0-30个月内，影响土壤肥力的四个主要指标均逐步改善，其中第30个月的土壤肥力各指标与施用本发明土壤改良方法前的土壤各指标具有显著性差异，提示本发明所述的营养材料可以显著提高土壤的肥力，并使植物的生长与土质的改善能够相辅相成。
Claims (8)
1.一种工程绿化种植土壤的营养材料，其由如下重量份数的组分组成：秸秆发酵料20-30份，泥炭土20-30份，固氮菌群5-10份，有机物分解菌群3-5份，纤维骨架5-10份；胡敏酸10-30份，黄腐酸10-30份，绿色木霉菌3-5份。
2.如权利要求1所述的营养材料，其特征在于所述的秸秆发酵料的制备方法为：将收集到的植物秸秆经过秸秆粉碎机粉碎至1-2cm 的碎片，将秸秆碎片和5%的氢氧化钠溶液按照固液比1:4 进行浸泡处理，常温浸泡20-40小时后置于发酵罐中，调节混合液的pH 为9，加入质量比为2.5%-4%的黑曲霉进行发酵4-5天，过滤所得滤液通过浓缩喷浆造粒，即得秸秆发酵料。
3.如权利要求1所述的营养材料，其特征在于营养材料中有机体分解菌群的富集培养基为Martin培养基；固氮菌群的富集培养基为Ashby无氮培养基。
4.一种权利要求1-3任一所述营养材料的制备方法，其包括如下步骤：
（1）制备秸秆发酵料：将收集到的植物秸秆经过秸秆粉碎机粉碎至1-2cm 的碎片，将秸秆碎片和5%的氢氧化钠溶液按照固液比1:4 进行浸泡处理，常温浸泡20-40小时后置于发酵罐中，调节混合液的pH 为9，加入质量比为2.5%-4%的黑曲霉进行发酵4-5天后，过滤，所得滤液通过浓缩喷浆造粒，即得秸秆发酵料；
（2）富集培养各微生物菌群，培养完成后浓缩离心后即得有机物分解菌群菌体，固氮菌群菌体以及绿色木霉菌菌群；
（3）将处方量的秸秆发酵料、泥炭土、纤维骨架、胡敏酸、黄腐酸混合均匀，再加入处方量的有机物分解菌群菌体，固氮菌群菌体以及绿色木霉菌菌体即可得到本发明所述的营养材料。
5.权利要求1-3所述的营养材料在工程绿化中的应用。
6.如权利要求 5所述的应用，其特征在于所述营养材料可以直接作为绿化植物生长基质或者作为土壤添加剂添加到土壤中作为绿化植物生长基质。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于所述营养材料作为土壤添加剂时营养材料与土壤的重量份数比为1：1-5。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于所述营养材料作为土壤添加剂时营养材料与土壤的重量份数比为1：3。
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