CN105295929B - 一种设施土壤抗蒸发剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种设施土壤抗蒸发剂及其制备方法,抗蒸发剂包括以下原料制备而成:Mg(OH)2乳剂、草木灰水溶液、CaSO4悬浊液、腐植酸悬浊液和EM菌。制备方法包括S01,将Mg(OH)2乳剂和EM菌厌氧发酵,得到发酵液A;S02,将发酵液A和草木灰水溶液、CaSO4悬浊液、EM菌、糖蜜和去离子水在好氧条件下二次发酵,得到发酵液B;S03,将发酵液B和腐殖酸悬浊液按比例混合后,得到设施土壤抗蒸发剂。本发明提供的一种设施土壤抗蒸发剂及其制备方法,可补充设施土壤中的有效态盐分含量,保水效果好,安全无污染,低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种设施土壤抗蒸发剂及其制备方法,属于水土保持技术领域。
背景技术
我国是缺水型国家,农业灌溉用水占用水总量的70%,灌概用水利用率很低,与发达国家有很大差距。通过土壤保墒节水,是减少农业灌概用水量,提高水分利用率,提高单位水资源利用率的根本途径。此外,国内外的学者关于保水剂和抗蒸发剂的多项发明专利己经申请。申请号为201010574785.5的发明专利公开了一种提高沙质土壤抗蒸发及保水能力的方法,是将秸秆改良材料添加到土壤中与表层土壤充分混合后制得。申请号为201410736322.2的发明专利公开了一种新型环保保水抗蒸发复合材料,由蒙脱土/琼脂糖复合材料、改性活性炭和腐植酸复合而成。这些发明创造对土壤保水性研究进行了拓展,具有较高的实际推广价值。但目前保水剂的研究领域多集中在化学保水剂或者是成本较高,缺乏安全无污染、低成本的高效生物保水剂。此外现有保水剂产品应用范围多为干旱地区或者是沙质土壤。
设施土壤不同于大田土壤,由于高温少雨的特殊条件,导致土壤蒸发量大,灌溉水往往呈现“大水灌溉”的特征,水分利用效率较低。另由于化肥施肥量和比例过高,导致NO3-等盐分易在地表积累,形成盐害和养分拮抗现象,导致钙、镁、硫等有效态盐分含量较低,而土壤蒸发量较大也加剧了这一现象的恶化。目前尚未出现针对设施土壤的抗蒸发产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种可补充设施土壤中的有效态盐分含量,保水效果好,安全无污染,低成本的设施土壤抗蒸发剂;进一步地,本发明提供一种可补充设施土壤中的有效态盐分含量,保水效果好,安全无污染,低成本的设施土壤抗蒸发剂的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种设施土壤抗蒸发剂,其特征在于:包括以下原料制备而成:Mg(OH)2乳剂、草木灰水溶液、CaSO4悬浊液、腐植酸悬浊液和EM菌。
所述Mg(OH)2乳剂的质量浓度为0.05%-1%;所述腐植酸悬浊液的质量浓度为0.05%;所述CaSO4悬浊液的质量浓度为5%;所述草木灰水溶液的质量浓度为20%。
还包括糖蜜和去离子水。
一种设施土壤抗蒸发剂,其特征在于:包括以下体积份的原料:Mg(OH)2乳剂2~13份;草木灰水溶液0.5-1.25份;CaSO4悬浊液0.5-1份;腐植酸悬浊液1.6~8.625份;EM菌4-7份;糖蜜4-7份;去离子水30-50份。
一种设施土壤抗蒸发剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S01,将Mg(OH)2乳剂和EM菌厌氧发酵,得到发酵液A;
S02,将发酵液A和草木灰水溶液、CaSO4悬浊液、EM菌、糖蜜和去离子水在好氧条件下二次发酵,得到发酵液B;
S03,将发酵液B和腐殖酸悬浊液按比例混合后,得到设施土壤抗蒸发剂。
所述发酵液A的制备方法为:将1体积份0.05%-1%的Mg(OH)2乳剂、2-5体积份EM菌、2-5体积份糖蜜和20-40体积份去离子水充分混合后,发酵温度为25℃、摇床转速160rpm-200rpm,厌氧发酵,每5-15d加入1体积份0.05%-1%的Mg(OH)2乳剂,发酵15-60d。所述发酵液B的制备方法为:将1体积份发酵液A和0.5-1.25体积份20%的草木灰水溶液、0.5-1体积份5%的CaSO4悬浊液、2体积份EM菌、2体积份糖蜜和10体积份去离子水充分混和,发酵温度为25℃,每隔2-5d充分搅拌并补氧,发酵10-30d。
所述发酵液B和0.05%的腐殖酸悬浊液按照1:0.1-0.5的体积比充分混合后得到设施土壤抗蒸发剂。
将多孔载体浸泡于设施土壤抗蒸发剂中,25℃,7-10d后取出,多孔载体表面及内部孔隙生成微生物膜。
所述多孔载体包括沸石。
本发明以Mg(OH)2乳剂、草木灰和CaSO4悬浊液为主要原料,经微生物发酵后得到的产物与腐植酸混合,得到设施土壤抗蒸发剂,该抗蒸发剂含有微生物、氨基酸、腐植酸等多种保水成分及设施土壤缺少的有效镁、钙、硫等中微量元素,可以解决目前设施土壤蒸发量大、水分利用效率低的问题。本发明还提供了一种可以有效降低设施土壤蒸发的方法。
一种设施土壤抗蒸发剂,以Mg(OH)2乳剂、草木灰、CaSO4悬浊液、腐植酸悬浊液和EM菌为原料制备,喷施后可在地表形成一层液态膜。
EM菌购买自爱睦乐环保生物技术(南京)有限公司,其含有光合细菌、乳酸菌、酵母菌等80多种有效活性微生物,活菌数≥1亿个/毫升,pH≥3.8,颜色为黄褐色,半透明液体,气味为较浓醇酸味或酸味。糖蜜
购买自爱睦乐环保生物技术(南京)有限公司。
本发明具有以下优点:
1.本抗蒸发剂可以在土壤表面形成一层液态膜,减少土面蒸发.
2.能将浇灌水迅速吸收并保住,提高灌溉水的利用效率。
3.可以和沸石及其他多孔载体配合使用,达到进一步增强土壤水分、养分平衡的效果。
4.所含的多种微生物菌种可以改善土壤的结构,提高土壤的透气性、透水性。
5.含有螯合镁、螯合钙及钾、磷、硫等多种有效养分,可缓慢释放供作物吸收利用。
6.该方法所需的原料易获得,成本低廉,不会产生二次污染,并且可以和节水灌溉(喷滴灌)配合使用,提高效率和降低成本。
具体实施方式
下面对本发明作更进一步的说明。
实施例1:
(1)制备发酵液A:将10mL 0.05%的Mg(OH)2乳剂、20mL EM菌、20mL糖蜜和200mL去离子水充分混合,置于恒温摇床进行厌氧发酵,温度25℃、转速160rpm,5d后,加入10mL0.05%的Mg(OH)2乳剂,发酵10d后得到发酵液A。
(2)制备发酵液B:将10mL发酵液A和5mL20%的草木灰水溶液、5mL5%的CaSO4悬浊液、20mL EM菌、20mL糖蜜和100mL水充分混和,发酵温度25℃,每隔3天充分搅拌并补氧,发酵15d后,得到发酵液B。
(3)将发酵液B和0.05%腐殖酸悬浊液按照1:0.1的比例混合后得到设施土壤抗蒸发剂。
实施例2:
(1)制备发酵液A:将10mL 0.08%的Mg(OH)2乳剂、20mLEM菌、20mL糖蜜和250mL去离子水充分混合,置于恒温摇床进行厌氧发酵,温度25℃、转速200rpm,7d后,加入10mL0.15%的Mg(OH)2乳剂,8d后,加入10mL 0.6%的Mg(OH)2乳剂,发酵10d后得到发酵液A。
(2)制备发酵液B:将10mL发酵液A和8ml20%的草木灰水溶液、6mL5%的CaSO4悬浊液、20mL EM菌、20mL糖蜜和100mL去离子水充分混和,发酵温度25℃,每隔4天充分搅拌并补氧,发酵25d后,得到发酵液B。
(3)将发酵液B和0.05%腐殖酸悬浊液按照1:0.2的比例混合后得到设施土壤抗蒸发剂。
实施例3:
将沸石浸泡于实施例1中制备的设施土壤抗蒸发剂中,25℃,7-10d后取出,沸石表面及内部孔隙生成微生物膜。其中沸石可用其它多孔载体替代。
由实施例1-3制备的设施土壤抗蒸发剂,开展室内模拟试验。
自南京市横溪镇南京蔬菜科学研究所连作5年的大棚内采集土壤,风干过2mm后待用。选择250ml的塑料烧杯作为培养容器,装土200g。实施例1和2的抗蒸发剂均匀喷洒于烧杯内土壤表面,用量为10ml;实施例3埋于土壤10cm处,用量为15g。设置空白处理CK为试验对照,每个处理5次重复。灌水以达到土壤田间持水量为上限,烧杯在实验室内静置培养(温度变化范围20-30℃),试验期间测定土壤蒸发量变化,具体数据见表1:
表1室内模拟试验数据
室内模拟试验结果表明,和空白对照CK相比,土壤使用实施例1、2、3制备的设施土壤抗蒸发剂后,土壤吸水性明显增加,且随着培养时间的推移,土壤蒸发量始终低于CK。
由实施例1-3制备的设施土壤抗蒸发剂,开展田间应用试验。
试验地点设在南京市横溪镇南京蔬菜科学研究所连作5年的大棚内,土壤类型为重壤土,土壤速效钾含量10.94mg/kg,速效钾含量159.1mg/kg。栽培作物为番茄(英石大红),生育期为4月-8月。田间应用试验数据见表2:
表2田间应用试验数据
田间试验结果表明,和空白对照CK相比,土壤使用实施例1、2、3制备的设施土壤抗蒸发剂后,一季作物的总灌水量减少,灌溉水生产效率明显增加,且果实中的硝酸盐降低,并且改善了土壤微生物区系。
实施例4:(1)制备发酵液A:将10mL 1%的Mg(OH)2乳剂、20mL EM菌、20mL糖蜜和300mL去离子水充分混合,置于恒温摇床进行厌氧发酵,温度25℃、转速200rpm,15d后,加入10mL 1%的Mg(OH)2乳剂,15d后,加入10mL 1%的Mg(OH)2乳剂,发酵30d后得到发酵液A。
(2)制备发酵液B:将10mL发酵液A和12mL20%的草木灰水溶液、8mL5%的CaSO4悬浊液、20mL EM菌、20mL糖蜜和100mL去离子水充分混和,发酵温度25℃,每隔5天充分搅拌并补氧,发酵30d后,得到发酵液B。
(3)将发酵液B和0.05%腐殖酸悬浊液按照1:0.5的比例混合后得到设施土壤抗蒸发剂。
将沸石浸泡于设施土壤抗蒸发剂中,25℃,7d后取出,沸石表面及内部孔隙生成微生物膜。
实施例5:
(1)制备发酵液A:将10mL 0.5%的Mg(OH)2乳剂、50mLEM菌、50mL糖蜜和400mL去离子水充分混合,置于恒温摇床进行厌氧发酵,温度25℃、转速160rpm,15d后,加入10mL0.5%的Mg(OH)2乳剂,15d后,加入10mL 0.3%的Mg(OH)2乳剂,发酵30d后得到发酵液A。
(2)制备发酵液B:将10mL发酵液A和12.5mL20%的草木灰水溶液、10mL 5%的CaSO4悬浊液、20mL EM菌、20mL糖蜜和100mL去离子水充分混和,发酵温度25℃,每隔2天充分搅拌并补氧,发酵30d后,得到发酵液B。
(3)将发酵液B和0.05%腐殖酸悬浊液按照1:0.5的比例混合后得到设施土壤抗蒸发剂。
将沸石浸泡于设施土壤抗蒸发剂中,25℃,10d后取出,沸石表面及内部孔隙生成微生物膜。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种设施土壤抗蒸发剂,其特征在于:包括以下原料制备而成:Mg(OH)2乳剂、草木灰水溶液、CaSO4悬浊液、腐植酸悬浊液和EM菌;其由以下步骤制备得到:将Mg(OH)2乳剂和EM菌厌氧发酵,得到发酵液A;将发酵液A和草木灰水溶液、CaSO4悬浊液、EM菌、糖蜜和去离子水在好氧条件下二次发酵,得到发酵液B;将发酵液B和腐殖酸悬浊液按比例混合后,得到设施土壤抗蒸发剂。
2.根据权利要求1所述的一种设施土壤抗蒸发剂,其特征在于:所述Mg(OH)2乳剂的质量浓度为0.05%-1%;所述腐植酸悬浊液的质量浓度为0.05%;所述CaSO4悬浊液的质量浓度为5%;所述草木灰水溶液的质量浓度为20%。
3.根据权利要求1~2任一项所述的一种设施土壤抗蒸发剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S01,将Mg(OH)2乳剂和EM菌厌氧发酵,得到发酵液A;
S02,将发酵液A和草木灰水溶液、CaSO4悬浊液、EM菌、糖蜜和去离子水在好氧条件下二次发酵,得到发酵液B;
S03,将发酵液B和腐殖酸悬浊液按比例混合后,得到设施土壤抗蒸发剂。
4.根据权利要求3所述的一种设施土壤抗蒸发剂的制备方法,其特征在于:所述发酵液A的制备方法为:将1体积份0.05%-1%的Mg(OH)2乳剂、2-5体积份EM菌、2-5体积份糖蜜和20-40体积份去离子水充分混合后,发酵温度为25℃、摇床转速160rpm-200rpm,厌氧发酵,每5-15d加入1体积份0.05%-1%的Mg(OH)2乳剂,发酵15-60d。
5.根据权利要求4所述的一种设施土壤抗蒸发剂的制备方法,其特征在于:所述发酵液B的制备方法为:将1体积份发酵液A和0.5-1.25体积份20%的草木灰水溶液、0.5-1体积份5%的CaSO4悬浊液、2体积份EM菌、2体积份糖蜜和10体积份去离子水充分混和,发酵温度为25℃,每隔2-5d充分搅拌并补氧,发酵10-30d。
6.根据权利要求3或5所述的一种设施土壤抗蒸发剂的制备方法,其特征在于:所述发酵液B和0.05%的腐殖酸悬浊液按照1:0.1-0.5的体积比充分混合后得到设施土壤抗蒸发剂。
7.根据权利要求6所述的一种设施土壤抗蒸发剂的制备方法,其特征在于:将多孔载体浸泡于设施土壤抗蒸发剂中,25℃,7-10d后取出,多孔载体表面及内部孔隙生成微生物膜。
8.根据权利要求7所述的一种设施土壤抗蒸发剂的制备方法,其特征在于:所述多孔载体包括沸石。
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