CN107124928B - 一种免深耕修复土壤板结的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种免深耕修复土壤板结的方法，属于土壤修复技术领域。本发明利用黄豆和凤梨发酵物中富含氨基酸，再将其和有机羧酸复配，在微生物的作用下活化土壤表层，使土壤颗粒表面的亲水性氨基、羧基数量增加，从而让土壤表层迅速润湿，沼气液可以迅速渗透到土层中，破除土壤板结，疏松土壤，再将竹筒钉入软化土壤中为苔藓生长提供生长位点，待苔藓生长后翻耕，使表层苔藓和竹筒中的腐殖质埋入地下，经土壤微生物分解后为植物生长提供养分，进一步解决了土壤板结化的问题，修复后的板结土壤水份入渗速率增加了0.4～0.5cm/h，硬度降低了11.5～12.7kPa。
Description
技术领域
本发明涉及一种免深耕修复土壤板结的方法，属于土壤修复技术领域。
背景技术
随着世界各国对农业可持续发展的日益重视，对土壤生产能力的可持续性提出了更高的要求。特别是人口多、耕地少、面临粮食安全的严峻形势下，如何保障土壤的可持续发展能力尤为重要。土壤板结是土壤退化的重要表现之一，特别是亚表层土壤板结，现在植物根系向地下生长，在植物生长中后期如遇到降雨少和蒸发大的情况下土壤板结严重影响植物对水分的吸收，干旱可能限制植物生长和产量形成。
目前，针对土壤板结问题，常用的是深耕法，是指在栽种种子的时候，需要深深的挖土，耕地，把田地深层的土壤翻上来，浅层的土壤覆下去，以使种子能深卧在土壤里，有更充分的养分，但是深耕的作用较为短暂且能量和时间成本较高，深耕虽然减缓了土壤板结但是也破坏了多年免耕管理发展起来的表层覆盖，也增加了土壤侵蚀和表土板结的风险。
因此发明一种免深耕修复土壤板结的方法对土壤修复技术领域具有积极的意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前修复土壤板结主要是采用深耕法，但是深耕的作用较为短暂，深耕虽然减缓了土壤板结但是也破坏了多年免耕管理发展起来的表层覆盖，增加了土壤侵蚀和表土板结风险的缺陷，提供了一种免深耕修复土壤板结的方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）将黄豆用水泡发1～2天，将凤梨和泡发后的黄豆混合并放入打浆机中打浆，得到混合浆液，再将混合浆液和葡萄皮以及酒石酸混合后装入发酵池中，再向发酵池中加入混合浆液质量8～10倍的清水，将发酵池密封后在25～35℃下静置发酵20～30天，发酵结束后取出发酵产物，过滤去除滤渣，得到滤液，将滤液和黄腐酸混合后得到土壤活化剂，备用；
（2）取枯毛竹用电锯沿竹节切断，得到两头带有竹节的毛竹筒，用钻孔器打通其中一端的竹节，另一端竹节保留，得到半封闭竹筒，按相同方法制备200～300个相同的半封闭竹筒，备用；
（3）收集枯树叶用沼气液浸泡1～2天后取出，将浸泡后的枯树叶装入纱布袋中，再将纱布袋放在发酵池底部，向发酵池中加入枯树叶总质量5～10倍的氨氮废水处理厂二沉池活性污泥，用活性污泥将纱布袋完全掩埋并每天向活性污泥上淋洒枯树叶质量30%的沼气液，如此堆置处理30～40天后，取出纱布袋中的腐殖质；
（4）收集细叶泥炭藓和背托苔混合后放入粉碎机中粉碎20～30min得到苔藓混合物，再将苔藓混合物和上述得到的腐殖质混合后得到注入料，备用；
（5）按质量比为1:200将步骤（1）备用的土壤活化剂兑水后用农药喷雾器按0.25kg/m2的量喷洒在待修复的板结土壤表面，喷洒结束后静置1～2h后向板结土壤中按80m3/亩的灌溉量引入沼气液，自然吸收3～5h后使土壤润湿软化；
（6）将步骤（2）备用的半封闭竹筒带竹节的一端朝下，沿垂直地面的方向插入软化后的土壤中，直至竹筒完全插入土壤中，再将步骤（4）备用的注入料注入竹筒中，直至将竹筒完全注满；
（7）待上述注入料注入完毕后，每天向待修复土壤表面喷洒清水，如此养护20～30天，直至待修复土壤表面长满苔藓后用耕地机对土壤表层进行翻耕，将表层的苔藓和竹筒内的物料掩埋入地下，即可完成对板结土壤的修复。
步骤（1）中所述的凤梨和泡发后的黄豆质量比为5:1，混合浆液和葡萄皮以及酒石酸的质量比为5:2:1，滤液和黄腐酸的质量比为10:1。
步骤（1）中所述的再向发酵池中加入混合浆液质量8～10倍的清水的同时，还可以加入混合浆液质量10%的生活污水处理厂二沉池活性污泥。
步骤（2）中所述的枯毛竹内径为10～20cm。
步骤（4）中所述的细叶泥炭藓和背托苔的质量比为1:1，苔藓混合物和腐殖质的质量比为3:1。
步骤（6）中所述的半封闭竹筒的插入量为10个/m2。
步骤（7）中所述的清水喷洒量为5m3/亩，翻耕深度控制在20～30cm。
本发明的有益效果是：
（1）本发明利用黄豆和凤梨发酵物中富含氨基酸，再将其和有机羧酸复配，在微生物的作用下活化土壤表层，使土壤颗粒表面的亲水性氨基、羧基数量增加，从而让土壤表层迅速润湿，水份入渗速率增加了0.4～0.5cm/h；
（2）本发明中沼气液可以迅速渗透到土层中，破除土壤板结，疏松土壤，再将竹筒钉入软化土壤中为苔藓生长提供生长位点，待苔藓生长后浅层翻耕，使表层苔藓和竹筒中的腐殖质埋入地下，经土壤微生物分解后为植物生长提供养分，进一步解决了土壤板结化的问题，经本发明修复后的板结土壤，硬度降低了11.5～12.7kPa，有效改善了土壤的板结状况，同时腐殖质的混入还提高了土壤中的养分含量，修复作用时间长，本发明的修复效果作用时间是深耕修复作用时间的2～3倍，并且本发明只在土壤浅层进行修复，没有破坏土壤的表层覆盖，有效降低了土壤侵蚀和表土板结的风险。
具体实施方式
将黄豆用水泡发1～2天，按质量比为5:1将凤梨和泡发后的黄豆混合并放入打浆机中打浆，得到混合浆液，再将混合浆液和葡萄皮以及酒石酸按质量比为5:2:1混合后装入发酵池中，再向发酵池中加入混合浆液质量8～10倍的清水，将发酵池密封后在25～35℃下静置发酵20～30天，发酵结束后取出发酵产物，过滤去除滤渣，得到滤液，将滤液和黄腐酸按质量比为10:1混合后得到土壤活化剂；取内径为10～20cm的枯毛竹用电锯沿竹节切断，得到两头带有竹节的毛竹筒，用钻孔器打通其中一端的竹节，另一端竹节保留，得到半封闭竹筒，按相同方法制备200～300个相同的半封闭竹筒；收集枯树叶用沼气液浸泡1～2天后取出，将浸泡后的枯树叶装入纱布袋中，再将纱布袋放在发酵池底部，向发酵池中加入枯树叶总质量5～10倍的氨氮废水处理厂二沉池活性污泥，用活性污泥将纱布袋完全掩埋并每天向活性污泥上淋洒枯树叶质量30%的沼气液，如此堆置处理30～40天后，取出纱布袋中的腐殖质；按质量比为1:1收集细叶泥炭藓和背托苔混合后放入粉碎机中粉碎20～30min得到苔藓混合物，再将苔藓混合物和得到的腐殖质按质量比为3:1混合后得到注入料；按质量比为1:200将土壤活化剂兑水后用农药喷雾器按0.25kg/m2的量喷洒在待修复的板结土壤表面，喷洒结束后静置1～2h后向板结土壤中按80m3/亩的灌溉量引入沼气液，自然吸收3～5h后使土壤润湿软化；将半封闭竹筒带竹节的一端朝下，按10个/m2的插入量沿垂直地面的方向插入软化后的土壤中，直至竹筒完全插入土壤中，再将注入料注入竹筒中，直至将竹筒完全注满；待注入料注入完毕后，每天向待修复土壤表面按喷洒量为5m3/亩喷洒清水，如此养护20～30天，直至待修复土壤表面长满苔藓后用耕地机对土壤表层进行翻耕，控制翻耕深度为20～30cm，将表层的苔藓和竹筒内的物料掩埋入地下，即可完成对板结土壤的修复。
实例1
将黄豆用水泡发1天，按质量比为5:1将凤梨和泡发后的黄豆混合并放入打浆机中打浆，得到混合浆液，再将混合浆液和葡萄皮以及酒石酸按质量比为5:2:1混合后装入发酵池中，再向发酵池中加入混合浆液质量8倍的清水，将发酵池密封后在25℃下静置发酵20天，发酵结束后取出发酵产物，过滤去除滤渣，得到滤液，将滤液和黄腐酸按质量比为10:1混合后得到土壤活化剂；取内径为10cm的枯毛竹用电锯沿竹节切断，得到两头带有竹节的毛竹筒，用钻孔器打通其中一端的竹节，另一端竹节保留，得到半封闭竹筒，按相同方法制备200个相同的半封闭竹筒；收集枯树叶用沼气液浸泡天后取出，将浸泡后的枯树叶装入纱布袋中，再将纱布袋放在发酵池底部，向发酵池中加入枯树叶总质量5倍的氨氮废水处理厂二沉池活性污泥，用活性污泥将纱布袋完全掩埋并每天向活性污泥上淋洒枯树叶质量30%的沼气液，如此堆置处理30天后，取出纱布袋中的腐殖质；按质量比为1:1收集细叶泥炭藓和背托苔混合后放入粉碎机中粉碎20min得到苔藓混合物，再将苔藓混合物和得到的腐殖质按质量比为3:1混合后得到注入料；按质量比为1:200将土壤活化剂兑水后用农药喷雾器按0.25kg/m2的量喷洒在待修复的板结土壤表面，喷洒结束后静置1h后向板结土壤中按80m3/亩的灌溉量引入沼气液，自然吸收3h后使土壤润湿软化；将半封闭竹筒带竹节的一端朝下，按10个/m2的插入量沿垂直地面的方向插入软化后的土壤中，直至竹筒完全插入土壤中，再将注入料注入竹筒中，直至将竹筒完全注满；待注入料注入完毕后，每天向待修复土壤表面按喷洒量为5m3/亩喷洒清水，如此养护20天，直至待修复土壤表面长满苔藓后用耕地机对土壤表层进行翻耕，控制翻耕深度为20cm，将表层的苔藓和竹筒内的物料掩埋入地下，即可完成对板结土壤的修复。经检测，修复后的板结土壤，水份入渗速率增加了0.4cm/h，硬度降低了11.5kPa，有效改善了土壤的板结状况，同时腐殖质的混入还提高了土壤中的养分含量，修复作用时间长，本发明的修复效果作用时间是深耕修复作用时间的2倍，并且本发明只在土壤浅层进行修复，没有破坏土壤的表层覆盖，有效降低了土壤侵蚀和表土板结的风险。
实例2
将黄豆用水泡发1天，按质量比为5:1将凤梨和泡发后的黄豆混合并放入打浆机中打浆，得到混合浆液，再将混合浆液和葡萄皮以及酒石酸按质量比为5:2:1混合后装入发酵池中，再向发酵池中加入混合浆液质量9倍的清水和混合浆液质量10%的生活污水处理厂二沉池活性污泥，利用活性污泥消耗发酵池中的溶解氧，促进厌氧发酵的进行，将发酵池密封后在30℃下静置发酵25天，发酵结束后取出发酵产物，过滤去除滤渣，得到滤液，将滤液和黄腐酸按质量比为10:1混合后得到土壤活化剂；取内径为15cm的枯毛竹用电锯沿竹节切断，得到两头带有竹节的毛竹筒，用钻孔器打通其中一端的竹节，另一端竹节保留，得到半封闭竹筒，按相同方法制备250个相同的半封闭竹筒；收集枯树叶用沼气液浸泡2天后取出，将浸泡后的枯树叶装入纱布袋中，再将纱布袋放在发酵池底部，向发酵池中加入枯树叶总质量8倍的氨氮废水处理厂二沉池活性污泥，用活性污泥将纱布袋完全掩埋并每天向活性污泥上淋洒枯树叶质量30%的沼气液，如此堆置处理35天后，取出纱布袋中的腐殖质；按质量比为1:1收集细叶泥炭藓和背托苔混合后放入粉碎机中粉碎25min得到苔藓混合物，再将苔藓混合物和得到的腐殖质按质量比为3:1混合后得到注入料；按质量比为1:200将土壤活化剂兑水后用农药喷雾器按0.25kg/m2的量喷洒在待修复的板结土壤表面，喷洒结束后静置2h后向板结土壤中按80m3/亩的灌溉量引入沼气液，自然吸收4h后使土壤润湿软化；将半封闭竹筒带竹节的一端朝下，按10个/m2的插入量沿垂直地面的方向插入软化后的土壤中，直至竹筒完全插入土壤中，再将注入料注入竹筒中，直至将竹筒完全注满；待注入料注入完毕后，每天向待修复土壤表面按喷洒量为5m3/亩喷洒清水，如此养护25天，直至待修复土壤表面长满苔藓后用耕地机对土壤表层进行翻耕，控制翻耕深度为25cm，将表层的苔藓和竹筒内的物料掩埋入地下，即可完成对板结土壤的修复。经检测，修复后的板结土壤，水份入渗速率增加了0.5cm/h，硬度降低了12.1kPa，有效改善了土壤的板结状况，同时腐殖质的混入还提高了土壤中的养分含量，修复作用时间长，本发明的修复效果作用时间是深耕修复作用时间的3倍，并且本发明只在土壤浅层进行修复，没有破坏土壤的表层覆盖，有效降低了土壤侵蚀和表土板结的风险。
实例3
将黄豆用水泡发2天，按质量比为5:1将凤梨和泡发后的黄豆混合并放入打浆机中打浆，得到混合浆液，再将混合浆液和葡萄皮以及酒石酸按质量比为5:2:1混合后装入发酵池中，再向发酵池中加入混合浆液质量10倍的清水和混合浆液质量10%的生活污水处理厂二沉池活性污泥，利用活性污泥消耗发酵池中的溶解氧，促进厌氧发酵的进行，将发酵池密封后在35℃下静置发酵30天，发酵结束后取出发酵产物，过滤去除滤渣，得到滤液，将滤液和黄腐酸按质量比为10:1混合后得到土壤活化剂；取内径为20cm的枯毛竹用电锯沿竹节切断，得到两头带有竹节的毛竹筒，用钻孔器打通其中一端的竹节，另一端竹节保留，得到半封闭竹筒，按相同方法制备300个相同的半封闭竹筒；收集枯树叶用沼气液浸泡2天后取出，将浸泡后的枯树叶装入纱布袋中，再将纱布袋放在发酵池底部，向发酵池中加入枯树叶总质量10倍的氨氮废水处理厂二沉池活性污泥，用活性污泥将纱布袋完全掩埋并每天向活性污泥上淋洒枯树叶质量30%的沼气液，如此堆置处理40天后，取出纱布袋中的腐殖质；按质量比为1:1收集细叶泥炭藓和背托苔混合后放入粉碎机中粉碎30min得到苔藓混合物，再将苔藓混合物和得到的腐殖质按质量比为3:1混合后得到注入料；按质量比为1:200将土壤活化剂兑水后用农药喷雾器按0.25kg/m2的量喷洒在待修复的板结土壤表面，喷洒结束后静置2h后向板结土壤中按80m3/亩的灌溉量引入沼气液，自然吸收5h后使土壤润湿软化；将半封闭竹筒带竹节的一端朝下，按10个/m2的插入量沿垂直地面的方向插入软化后的土壤中，直至竹筒完全插入土壤中，再将注入料注入竹筒中，直至将竹筒完全注满；待注入料注入完毕后，每天向待修复土壤表面按喷洒量为5m3/亩喷洒清水，如此养护30天，直至待修复土壤表面长满苔藓后用耕地机对土壤表层进行翻耕，控制翻耕深度为30cm，将表层的苔藓和竹筒内的物料掩埋入地下，即可完成对板结土壤的修复。经检测，修复后的板结土壤，水份入渗速率增加了0.5cm/h，硬度降低了12.7kPa，有效改善了土壤的板结状况，同时腐殖质的混入还提高了土壤中的养分含量，修复作用时间长，本发明的修复效果作用时间是深耕修复作用时间的3倍，并且本发明只在土壤浅层进行修复，没有破坏土壤的表层覆盖，有效降低了土壤侵蚀和表土板结的风险。
Claims (7)
1.一种免深耕修复土壤板结的方法，其特征在于具体操作步骤为：
（1）将黄豆用水泡发1～2天，将凤梨和泡发后的黄豆混合并放入打浆机中打浆，得到混合浆液，再将混合浆液和葡萄皮以及酒石酸混合后装入发酵池中，再向发酵池中加入混合浆液质量8～10倍的清水，将发酵池密封后在25～35℃下静置发酵20～30天，发酵结束后取出发酵产物，过滤去除滤渣，得到滤液，将滤液和黄腐酸混合后得到土壤活化剂，备用；
（2）取枯毛竹用电锯沿竹节切断，得到两头带有竹节的毛竹筒，用钻孔器打通其中一端的竹节，另一端竹节保留，得到半封闭竹筒，按相同方法制备200～300个相同的半封闭竹筒，备用；
（3）收集枯树叶用沼气液浸泡1～2天后取出，将浸泡后的枯树叶装入纱布袋中，再将纱布袋放在发酵池底部，向发酵池中加入枯树叶总质量5～10倍的氨氮废水处理厂二沉池活性污泥，用活性污泥将纱布袋完全掩埋并每天向活性污泥上淋洒枯树叶质量30%的沼气液，如此堆置处理30～40天后，取出纱布袋中的腐殖质；
（4）收集细叶泥炭藓和背托苔混合后放入粉碎机中粉碎20～30min得到苔藓混合物，再将苔藓混合物和上述得到的腐殖质混合后得到注入料，备用；
（5）按质量比为1:200将步骤（1）备用的土壤活化剂兑水后用农药喷雾器按0.25kg/m2的量喷洒在待修复的板结土壤表面，喷洒结束后静置1～2h后向板结土壤中按80m3/亩的灌溉量引入沼气液，自然吸收3～5h后使土壤润湿软化；
（6）将步骤（2）备用的半封闭竹筒带竹节的一端朝下，沿垂直地面的方向插入软化后的土壤中，直至竹筒完全插入土壤中，再将步骤（4）备用的注入料注入竹筒中，直至将竹筒完全注满；
（7）待上述注入料注入完毕后，每天向待修复土壤表面喷洒清水，如此养护20～30天，直至待修复土壤表面长满苔藓后用耕地机对土壤表层进行翻耕，将表层的苔藓和竹筒内的物料掩埋入地下，即可完成对板结土壤的修复。
2.根据权利要求1所述的一种免深耕修复土壤板结的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的凤梨和泡发后的黄豆质量比为5:1，混合浆液和葡萄皮以及酒石酸的质量比为5:2:1，滤液和黄腐酸的质量比为10:1。
3.根据权利要求1所述的一种免深耕修复土壤板结的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的再向发酵池中加入混合浆液质量8～10倍的清水的同时，还可以加入混合浆液质量10%的生活污水处理厂二沉池活性污泥。
4.根据权利要求1所述的一种免深耕修复土壤板结的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的枯毛竹内径为10～20cm。
5.根据权利要求1所述的一种免深耕修复土壤板结的方法，其特征在于：步骤（4）中所述的细叶泥炭藓和背托苔的质量比为1:1，苔藓混合物和腐殖质的质量比为3:1。
6.根据权利要求1所述的一种免深耕修复土壤板结的方法，其特征在于：步骤（6）中所述的半封闭竹筒的插入量为10个/m2。
7.根据权利要求1所述的一种免深耕修复土壤板结的方法，其特征在于：步骤（7）中所述的清水喷洒量为5m3/亩，翻耕深度控制在20～30cm。
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