CN104380866A

CN104380866A - 一种酶法改良盐碱土壤的方法

Info

Publication number: CN104380866A
Application number: CN201410596638.6A
Authority: CN
Inventors: 吴鹏; 王双平; 陈龙
Original assignee: NINGXIA YIZHENG BIOLOGICAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: YINCHUAN WOERSEN WATER SAVING IRRIGATION Co.,Ltd.
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2034-10-30
Also published as: CN104380866B

Abstract

本发明的目的是提供了一种酶法改良盐碱土壤的方法，本发明利用纤维素酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、半纤维素酶组成复合酶，利用硅藻土、膨润土为固定化载体，制成固定化复合酶；将固定化复合酶均匀施撒在有粉碎秸秆的地上，结合深耕，灌溉。通过添加固定化复合酶对植物秸秆进行充分和加速分解，从而提高土壤中的活性有机质含量，最终达到提高土壤肥力和土壤质量的目的。

Description

一种酶法改良盐碱土壤的方法

技术领域：

本发明属于农业技术领域，具体说是一种酶法改良盐碱土壤的方法。

背景技术：

秸秆还田是培肥土壤，化肥施用减量化的重要途径。但是秸秆还田受秸秆的分解速度影响较大，很难大量的进行直接还田。同时也易发生病虫害，目前也无有效的措施进行处理。

活性有机质是土壤有机质的活性部分，它是指土壤中有效性较高、已被土壤微生物分解、对植物养分供应有最直接作用的那部分有机质。活性有机质在指示土壤肥力和土壤质量的变化时比总有机质更灵敏，能够更准确、更实际的反映土壤肥力的变化。

植物残体进入土壤后，矿化及腐殖化过程同时进行。矿化过程主要是依靠微生物分泌的酶将植物残体分解为简单化合物，并释放出矿物质。在将大量的有机肥和植物秸秆加入土壤时，土壤中微生物本身分泌的酶将达不到所需量，添加外源酶就能够增强土壤中有机肥料和植物秸秆的分解速度，从而提高土壤中的活性有机质含量，丰富和增加植物营养元素的供应，从而达到全面改善土壤肥力和土壤质量的目的。

本发明提供了一种土壤改良方法，酶作为一种特殊的以蛋白质形式存在的生物催化剂，在食品、饲料等行业得到了广泛应用，并以其特异、高效、绿色环保、无污染等特点而备受青睐。检索表明，目前尚未发现有这方面的相关报道。本发明的目的在于，通过添加酶制剂组合物对有机肥料和植物秸秆进行充分和加速分解，从而提高土壤中的活性有机质含量，最终达到提高土壤肥力和土壤质量的目的。

发明内容

基于此，有必要提供一种高效降解植物秸秆，将秸秆直接还田，提高土壤肥料的方法。一种酶法改良盐碱土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

配制固定化复合酶，所述复合酶制剂包括：纤维素酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、半纤维素酶，固定化载体为硅藻土、膨润土；所述复合酶制剂由以下占重量百分比的成分组成：纤维素酶10％～20％，蔗糖酶5％～10％，过氧化氢酶1％～5％，蛋白酶5％～10％，半纤维素酶10％～15％，硅藻土20～30％，膨润土10～30％；

将所述复合酶制剂按重量百分比的成分混合，加入复合酶制剂按重量百分比3～5倍量水，均匀搅拌20～50min，使酶均匀的吸附在固定化载体硅藻土和膨润土上，制成固定化复合酶，在30℃～50℃的条件下，将固定化复合酶烘干，制成成品固定化复合酶；

庄稼成熟后，收割机将种子收获的同时，将秸秆也粉碎在地里，固定化复合酶均匀施撒在有粉碎秸秆的地上，结合深耕，灌溉。

所述纤维素酶由如下重量百分比的成分组成：

所述半纤维素酶由如下重量百分比的成分组成：

木聚糖酶 45％；

β-葡聚糖酶 25％；

甘露聚糖酶 30％；

所述将固定化复合酶烘干，其水分含量为8％；所述收割机粉碎的粒径为2cm～8cm；将10kg～20kg本发明的固定化复合酶均匀施肥到666.7m²土地上，并深耕15cm以上；灌溉的水量为高出土地3cm～10cm的水。

上述酶法改良盐碱土壤的方法，利用固定化复合酶技术，与秸秆共同深耕、灌溉后，使酶活能够在载体的辅助下长期存在于土壤中，克服了以往在土壤里直接加酶，酶失活较快，不能很好的降解秸秆的缺点。本发明可将秸秆很好的降解为植物生长所需的葡萄糖、氨基酸等营养物质，提高土壤中活性有机质含量，从而提高土壤中活性有机质含量，从而达到提高土壤肥力和土壤质量的目的。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

配制固定化复合酶，所述复合酶制剂包括：纤维素酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、半纤维素酶，固定化载体为硅藻土、膨润土；所述复合酶制剂由以下占重量百分比的成分组成：纤维素酶10％～20％，蔗糖酶5％～10％，过氧化氢酶1％～5％，蛋白酶5％～10％，半纤维素酶10％～15％，硅藻土20～30％，膨润土10～30％。

本发明用硅藻土和膨润土作为固定化酶的载体，将一定比例的纤维素酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、半纤维素酶通过溶于水后，固定在硅藻土和膨润土上，固定之后的酶活，在土壤中可长期保存，并发挥降解大分子物质的作用。

1、纤维素酶，纤维素是植物残体进入土壤的碳水化合物的重要组分之一，在纤维素酶作用下，它的最初水解产物是纤维二糖，又在β-葡萄糖苷酶作用下，纤维二糖分解成葡萄糖。所以，纤维素酶是碳素循环中的一个重要的酶。

2、蔗糖酶，将蔗糖水解成D-果糖和D-葡萄糖的β-D-果糖苷酶的一种，又称转化酶。蔗糖酶与土壤许多因子有相关性，如与土壤有机质、氮、磷含量，微生物数量及土壤呼吸强度有关，一般情况下，土壤中蔗糖酶活力越高，肥力越高。而且其活性可以间接表征土壤中有机碳的转化情况。

3、过氧化氢酶，其活性与好氧微生物数量、土壤肥力有密切关系，他可以表示土壤氧化过程的强度，能够降低了过氧化氢对土壤和生物的毒害作用。

4、蛋白酶，蛋白酶参与土壤中存在的氨基酸、蛋白质以及其他含蛋白质氮的有机化合物的转化。其水解产物是高等植物的氮源之一。与土壤有机质含量、氮素及其土壤质量有关。

5、半纤维素酶，半纤维素是秸秆中除纤维素和木质素以外的另一大类大分子物质，纤维与半纤维素之间通过嵌合的方式紧密结合在一起，分别通过纤维素酶和半纤维素酶的共同作用，来降解土壤中的大分子物质。

本发明的实验效果：

1、实验材料与方法

1.1本实验选取黑龙江的黑土和北京的褐土为土壤样品。所有实验种植物均为玉米。

1.2玉米秸秆切碎长度小于10厘米，每666.7m²还田量为5000kg，秸秆含水量31％，耕深15cm以上，保证秸秆翻入地下并盖严。

1.3无机肥施肥量为每666.7m²N为16kg、P₂O₅为8kg、K₂O为8kg。

1.4固定化复合酶添加量为5kg/666.7m²,与无机肥混匀后作为底肥施如。

1.5在玉米出苗0d、出苗后30d、出苗后60d、出苗后90d、出苗120d、出苗150d取土样，每次钻取土面至盆底土壤，自然风干后过1mm和0.25mm筛。

1.6实验每种土壤进行5个处理，分别是：不施肥(CK)、施NPK肥(NPK)、玉米秸秆还田和施NPK肥(SNPK)、施固定化复合酶和NPK肥(ENPK)、固定化复合酶和玉米秸秆及NPK肥(ESNPK)。

表一土壤样品的基本化学性质

2、结果与分析

2.1不同肥料处理对土壤活性有机质的影响

黑土土壤施用ESNPK与不施肥处理(CK)、施NPK肥(NPK)、玉米秸秆还田和施NPK肥(SNPK)、施固定化复合酶和NPK肥(ENPK)相比土壤活性有机质分别平均增加了135％、124％、71.7％、111％。褐土土壤施用ESNPK与不施肥处理(CK)、施NPK肥(NPK)、玉米秸秆还田和施NPK肥(SNPK)、施固定化复合酶和NPK肥(ENPK)相比土壤活性有机质分别平均增加了205％、121％、47.0％、69.1％。结果表明，在秸秆还田和施NPK肥时加入本发明的方法对土壤活性有机质的增加效果显著。

表二不同肥料处理对土壤活性有机质的影响

注：CK表示不施肥；NPK表示施NPK肥；SNPK表示玉米秸秆还田和施NPK肥；ENPK表示施酶制剂组合物和NPK肥；ESNPK表示施酶制剂组合物和玉米秸秆还田及NPK肥，下同。

3、结论

土壤活性有机质对土壤养分、植物生长、乃至环境都有直接影响。通过黑土土壤和褐土土壤的不同施肥实验，来观察添加本发明的固定化复合酶对土壤中的活性有机质变化，结果表明，在秸秆还田和施NPK肥时加入本发明的固定化复合酶对土壤活性有机质的增加效果显著。

具体实施例：

实施例1

配制固定化复合酶，所述复合酶制剂包括：纤维素酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、半纤维素酶，固定化载体为硅藻土、膨润土；所述复合酶制剂由以下占重量百分比的成分组成：纤维素酶10％，蔗糖酶5％，过氧化氢酶5％，蛋白酶10％，半纤维素酶10％，硅藻土30％，膨润土30％。

将所述复合酶制剂按重量百分比的成分混合，加入复合酶制剂按重量百分比3倍量水，均匀搅拌50min，使酶均匀的吸附在固定化载体硅藻土和膨润土上，制成固定化复合酶，在30℃的条件下，将固定化复合酶烘干，制成成品固定化复合酶。

所述将固定化复合酶烘干，水分含量为8％；所述收割机粉碎的粒径为8cm；将10kg本发明的固定化复合酶均匀施肥到666.7m²土地上，并深耕15cm以上；灌溉的水量为高出土地10cm的水。

实施例2

配制固定化复合酶，所述复合酶制剂包括：纤维素酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、半纤维素酶，固定化载体为硅藻土、膨润土；所述复合酶制剂由以下占重量百分比的成分组成：纤维素酶20％，蔗糖酶5％，过氧化氢酶5％，蛋白酶10％，半纤维素酶15％，硅藻土30％，膨润土15％。

将所述复合酶制剂按重量百分比的成分混合，加入复合酶制剂按重量百分比4倍量水，均匀搅拌30min，使酶均匀的吸附在固定化载体硅藻土和膨润土上，制成固定化复合酶，在40℃的条件下，将固定化复合酶烘干，制成成品固定化复合酶。

所述将固定化复合酶烘干，水分含量为8％；所述收割机粉碎的粒径为4cm；将15kg本发明的固定化复合酶均匀施肥到666.7m²土地上，并深耕15cm以上；灌溉的水量为高出土地5cm的水。

实施例3

配制固定化复合酶，所述复合酶制剂包括：纤维素酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、半纤维素酶，固定化载体为硅藻土、膨润土；所述复合酶制剂由以下占重量百分比的成分组成：纤维素酶20％，蔗糖酶5％，过氧化氢酶5％，蛋白酶5％，半纤维素酶15％，硅藻土20％，膨润土30％。

将所述复合酶制剂按重量百分比的成分混合，加入复合酶制剂按重量百分比3～5倍量水，均匀搅拌40min，使酶均匀的吸附在固定化载体硅藻土和膨润土上，制成固定化复合酶，在50℃的条件下，将固定化复合酶烘干，制成成品固定化复合酶。

所述将固定化复合酶烘干，水分含量为8％；所述收割机粉碎的粒径为6cm；将20kg本发明的固定化复合酶均匀施肥到666.7m²土地上，并深耕15cm以上；灌溉的水量为高出土地10cm的水。

实施例4

配制固定化复合酶，所述复合酶制剂包括：纤维素酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、半纤维素酶，固定化载体为硅藻土、膨润土；所述复合酶制剂由以下占重量百分比的成分组成：纤维素酶10％，蔗糖酶10％，过氧化氢酶1％，蛋白酶10％，半纤维素酶15％，硅藻土30％，膨润土24％。

将所述复合酶制剂按重量百分比的成分混合，加入复合酶制剂按重量百分比5倍量水，均匀搅拌20min，使酶均匀的吸附在固定化载体硅藻土和膨润土上，制成固定化复合酶，在30℃的条件下，将固定化复合酶烘干，制成成品固定化复合酶。

所述将固定化复合酶烘干，水分含量为8％；所述收割机粉碎的粒径为8cm；将10kg本发明的固定化复合酶均匀施肥到666.7m²土地上，并深耕15cm以上；灌溉的水量为高出土地5cm的水。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims

1.一种酶法改良盐碱土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

庄稼成熟后，收割机将种子收割的同时，将秸秆也粉碎在地里，固定化复合酶均匀施撒在有粉碎秸秆的地上，结合深耕，灌溉。

2.如权利要求1所述的酶法改良盐碱土壤的方法，所述纤维素酶由如下重量百分比的成分组成：

3.如权利要求1所述的酶法改良盐碱土壤的方法，其特征在于，所述半纤维素酶由如下重量百分比的成分组成：

木聚糖酶 45％；

β-葡聚糖酶 25％；

甘露聚糖酶 30％。

4.如权利要求1所述的酶法改良盐碱土壤的方法，其特征在于，所述将固定化复合酶烘干，水分含量为8％。

5.如权利要求1所述的酶法改良盐碱土壤的方法，其特征在于，所述收割机粉碎的粒径为2cm～8cm。

6.如权利要求1所述的酶法改良盐碱土壤的方法，其特征在于，将10kg～20kg本发明的固定化复合酶均匀施肥到666.7m²土地上，并深耕15cm以上。

7.如权利要求1所述的酶法改良盐碱土壤的方法，其特征在于，灌溉的水量为高出土地3cm～10cm的水。