CN107182509B - 一种利用复合微生物促进盐碱贫瘠土壤有机化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用复合微生物促进盐碱贫瘠土壤有机化的方法，包括土壤阻盐、土壤含盐量的控制、土壤有机化、土壤生态环境恢复、土壤排水排盐系统构建、栽植、土地定期保养。与现有技术相比，本发明无需换土，无沙石隔盐层，通过复合微生物改良技术，保持土壤中大量有益微生物菌存在、提高土壤中有机质含量并有效抑制盐分上升，使种植物有良好的生长环境。

Description

一种利用复合微生物促进盐碱贫瘠土壤有机化的方法

技术领域

本发明涉及一种利用复合微生物促进盐碱贫瘠土壤有机化的方法，属于微生物土壤改良技术领域。

背景技术

土壤盐碱化和次生盐碱化问题，已经成为世界灌溉农业可持续发展的资源制约因素。土壤盐碱化和次生盐碱化问题在世界范围内广泛存在，特别是在干旱、半干旱地区，问题更为严重。据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地面积为9.54亿平方公顷。中国盐碱地面广量大，西北、华北、东北西部和滨海地区都有分布，类型多样，改造治理及合理开发利用这些资源，是中国农业可持续发展的重要途径之一，同时对改善生态环境，推动区域经济、社会和生态可持续发展具有特别重要意义。

土壤盐碱化是自然因素和人为活动综合作用的结果。自然因素主要是指异常的气候条件，特别是严重的干旱条件，由此造成植被退化，风蚀加快，引起盐碱荒漠化。人为因素主要指过度放牧、乱砍滥伐、开垦草地并进行连续耕作等，近十几年来，不合理使用化肥及滥用农药也是造成土壤荒漠盐碱化的一个重要人为因素，并且其作用程度有不断上升的趋势。由于盐碱加重，土壤的营养功能、净化功能、缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失，迫切需要修复和治理。盐碱土壤修复的研究与应用直接关系到中国的生态安全。

盐碱土改良

国内盐碱地改良利用方法和技术归纳起来主要有水利改良、物理改良、化学改良和生物改良。

(1)水利工程控盐

地下渗管排盐是耕地盐碱化改良的常用方法之一，它基于“盐随水来、盐随水去”的水盐运行规律，通过铺设暗管将土壤中的盐分随水排走，并将地下水位控制在临界深度以下，达到土壤脱盐和防止生盐渍化目的。

(2)物理降盐碱技术

平整土地、深耕晒垡、及时松土、抬高地形、微区改土等方式，在物理方法中常见客土绿化，是挖走盐碱土后，回填含盐量小的种植土来进行绿化的一种方式，以彻底改变植物生长的不良基质。为了防止本地土壤中盐分侵入，设立隔离体系：下部用石屑、炉渣等颗粒较大的材料隔离下部盐碱土与客土，阻断毛细管水的上升；横向用墙、板、薄膜等与周边盐土隔离，防止盐分横向渗透。客土表面覆沙、树皮等，抑制客土水分蒸发。此技术能够在较短的时间内取得较好的绿化效果，但其成本过高。

(3)化学降盐降碱方式

盐碱土化学改良的途径和原理，一是改变土壤胶体吸附性阳离子的组成，改善土壤的结构，能防止返碱，二是调节土壤酸碱度，改善土壤营养状况，防止盐碱危害。可施用的化学物质有石膏、磷石膏，含硫、含酸的物质。而近几年来腐植酸类改良盐碱土也取得不错的效果。

(4)生物改良技术

微生物通过代谢过程中氧气和二氧化碳的交换以及分泌的有机酸等酸性物质，促进土壤中微量元素的释放及螯合，有效打破土壤板结，促进团粒结构的形成，并能改善土壤的通气状况，促进有机质、腐殖酸和腐殖质的生成。对应于当前土壤中出现的通透性不强、保水保肥性差、地力差等问题，正是受土壤中的团粒结构、有机质、腐殖酸和腐殖质的影响，而这些物质的形成又受土壤中微生物的作用。微生物在土壤中物质和能量的输入输出中扮演着非常重要的角色，是物质循环链上的重要环节。微生物是土壤的重要组成部分并且是土壤生态系统的灵魂和中心，必将在土壤健康的恢复中发挥重要作用。

但是，目前生物改良技术仍存在一些缺陷，如须翻土、淋洗、搅拌、回填工作量较大等。

发明内容

发明目的：为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种利用复合微生物促进盐碱贫瘠土壤有机化的方法，无需更换土壤，从而避免了更换土壤而导致取土地区土层变化。该方法能从根本上恢复土壤生态，促进土壤有机化；使土壤形成良性循环的生态系统。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明公开了一种利用复合微生物促进盐碱贫瘠土壤有机化的方法，包括以下步骤：

(1)土壤阻盐：挖掘一定深度的土壤，使用活性阻隔材料涂布在底部进行盐分阻隔；

(2)土壤含盐量的控制：将挖出的土壤利用雨水或者使用淡水进行洗土，降低土壤盐分；

(3)土壤有机化：在经过步骤(2)洗盐后的土壤中加入完全腐熟有机材料，翻耕、深耕土壤，使材料与土壤均匀混合；

(4)土壤生态环境恢复：在土壤有机化的操作时，将复合微生物施洒其中与土壤充分混合，补足原土壤中微生物群；

(5)构建土壤排水排盐系统；

(6)栽植：栽植树种进行绿化；

(7)定期保养土地：定期施用生物活性水进行土地保养。

优选，步骤(1)中挖掘深度视地下常年水位、植物根部生长深度而定。

优选，步骤(1)中活性阻隔材料为矿石粉类，其功能用于提供土壤矿物质及阻隔带细微晶体的盐分。

优选，步骤(2)中土壤盐分控制在4‰以下。

优选，步骤(2)中所述完全腐熟有机材料包括生化填土基质、吸附中和盐碱材料和保水材料。

优选，所述生化填土基质是利用步骤(4)中所述复合微生物制成生物活性水加入到牛粪、鸡粪、猪粪、木屑、腐植酸、稻谷和秸秆混合物中进行发酵的产物。

优选，所述吸附中和盐碱材料包括生物活性水和ER-power材料。所述ER-power是一种阻隔盐分的材料，它是矿石粉与微生物混搅后经过时间理化的产品，其比例为3:1。

优选，所述保水材料为专门针对盐碱地的保水剂，其能够在降水不均匀的情况下有效保证土壤中的水分能供给植物生长。

优选，步骤(4)中的复合微生物包括固氮菌群、硝酸菌群、溶磷菌群、曲菌群、酵母菌群、乳酸菌群、光合成菌群、放线菌群和生长菌群。

其中：

固氮菌群(Nitrogen Fixing Bacteria Series)：固定自然界氮分子为氮源，制造肥份。

硝酸菌群(Nitrifying Bacteria Series)：转变有毒氨气为硝酸态氮，供植物吸收。

溶磷菌群(Phosphoric acid Releasing Series)：解开土壤不溶性磷酸盐，转为磷、铁、钙肥。

曲菌群(Aspergillus Series)：为多醣类黏性物质，可吸附重金属离子及分解为单醣。

酵母菌群(Yeast group Series)：制造维生素、生长促进素、分解有机物，增加抗病力。

乳酸菌群(Lactobacillus Series)：分泌有机酸，提高植物抗病力。

光合成菌群(Photosynthetic Bacteria Series)：制造葡萄糖，分泌类胡萝卜素。消除硫化氢、氨气(解毒造肥)等有毐物质产生。

放线菌群(Actinomyces Series)：长期分泌定量抗生物质，抑制病害。

生长菌群(Growth Factors Producing Bacteria Series)：长期分泌定量植物生长荷尔蒙，促进根、茎、叶茁壮生长。

上述方法中涉及的复合微生物均为包括固氮菌群、硝酸菌群、溶磷菌群、曲菌群、酵母菌群、乳酸菌群、光合成菌群、放线菌群和生长菌群的复合菌；生物活性水均为该复合微生物的稀释溶液，其中菌落数每毫升1.9～2.1亿。

各种材料的用量如下：以一亩地为面积，改良深度以1米来作说明：A.盐分阻隔材料为12-14立方，B.生植炭(保水材料)0.8-1.2吨，C.生化填土基质1.4-1.6吨，D.复合微生物活性水380-420公升(制备生化填土基质的)，E.吸附中和盐碱材料30-35立方。

土壤生物活动有利于改善土壤有机质，增加有效养分，改良土壤结构。此外，种植植物可增强植被蒸腾，降低地下水位。加速盐分淋洗，延缓或防止积盐返盐。本发明施用微生物菌剂明显改善了土壤营养与环境状况，有利于土壤中钾细菌、枯草芽孢杆菌的生长繁殖，有利于提高土壤有机质、速效磷、速效钾的含量，一定程度增加土壤碱解氮含量，降低土壤pH值，加速淋盐、抑制返盐，降低土壤表层盐分含量。

技术效果：相对于现有技术，本发明方法具有以下技术优势：

1、无需更换土壤，避免客土用量大而使地形难保持原样，且即使使用客土，下层盐分会随着时间慢慢上升。

2、使用优势复合微生物，除了具有一般微生物对土壤的效果，还具有良好的耐盐性，在海水中依然可以生存、繁殖和作用，这一优良条件使得该复合微生物菌更适应盐碱土壤。且该复合微生物菌具有更良好的环境适应力，在0～60℃内性能良好，且在-20℃时依然存活且具有良好的增生效果与功效。

3、使用生化填土基质和生物活性水，打破土壤板结并使土壤充分有机化。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1：

各种材料的用量如下：以一亩地为面积，改良深度以1米来作说明：A.盐分阻隔材料为13立方，B.生植炭(保水材料)1吨，C.生化填土基质1.5吨，D.复合微生物活性水400公升(制备生化填土基质的)，E.吸附中和盐碱材料33立方。

(1)土壤阻盐：挖掘一定深度的土壤(挖掘深度视地下常年水位、植物根部生长深度而定)，使用活性阻隔材料涂布在底部进行盐分阻隔。该活性阻隔材料为矿石粉类，其功能用于提供土壤矿物质及阻隔带细微晶体的盐分

(2)土壤含盐量的控制：将挖出的土壤利用雨水或者使用淡水进行洗土，降低土壤盐分，将土壤盐分控制在4‰以下。

(3)土壤有机化：在经过洗盐后的土壤中加入完全腐熟有机材料，翻耕、深耕土壤，使材料与土壤均匀混合。

完全腐熟有机材料包括三个部分：生化填土基质、吸附中和盐碱材料和保水材料。

生化填土基质：利用复合微生物制成生物活性水加入到牛粪、鸡粪、猪粪、木屑、腐植酸、稻谷、秸秆等混合物中进行发酵的产物。该复合微生物包括固氮菌群、硝酸菌群、溶磷菌群、曲菌群、酵母菌群、乳酸菌群、光合成菌群、放线菌群和生长菌群。

吸附中和盐碱材料：生物活性水、ER-power材料。ER-power是一种阻隔盐分的材料，它是矿石粉与微生物混搅后经过时间理化的产品，其比例为3:1。

保水材料：专门针对盐碱地的保水剂，可以在降水不均匀的情况下有效保证土壤中的水分能供给植物生长。

(4)土壤生态环境恢复：在有机化的操作时，将复合微生物施洒其中与土壤充分混合，补足原土壤中微生物群。

(5)土壤排水排盐系统构建：

(6)栽植：栽植树种进行绿化。

(7)定期保养土地：定期施用生物活性水进行土地保养。

所涉及的复合微生物均为包括固氮菌群、硝酸菌群、溶磷菌群、曲菌群、酵母菌群、乳酸菌群、光合成菌群、放线菌群和生长菌群的复合菌；生物活性水均为该复合微生物的稀释溶液，其中菌落数每毫升1.9～2.1亿。

实施例2：

与实施例1方法相同，不同之处在于，各种材料的用量如下：以一亩地为面积，改良深度以1米来作说明：A.盐分阻隔材料为12立方，B.生植炭(保水材料)0.8吨，C.生化填土基质1.4吨，D.复合微生物活性水380公升(制备生化填土基质的)，E.吸附中和盐碱材料30立方。

实施例3：

与实施例1方法相同，不同之处在于，各种材料的用量如下：以一亩地为面积，改良深度以1米来作说明：A.盐分阻隔材料为14立方，B.生植炭(保水材料)1.2吨，C.生化填土基质1.6吨，D.复合微生物活性水420公升(制备生化填土基质的)，E.吸附中和盐碱材料35立方。

为了验证本发明方法的可行性，2016年在江苏省盐城市滨海新区原晒盐场，采用本发明方法营建绿化地200平方米，栽植乔木(高干女贞等)、灌木(冬青、卫矛、北海道黄杨、红叶小波、红叶石楠等)和草本(茴香、碱茅草等)等，每种植物成活率均达到95％以上，截至2016年12月31日，所有树种生长健壮，树冠发育均匀，完全达到了盐碱贫瘠土壤有机化的技术效果。而未采用本发明方法的常规种植方法，其每种植物的成活率均小于88％。

Claims (4)

1.一种利用复合微生物促进盐碱贫瘠土壤有机化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)土壤阻盐：挖掘一定深度的土壤，使用活性阻隔材料涂布在底部进行盐分阻隔；

所述活性阻隔材料为矿石粉类，其功能用于提供土壤矿物质及阻隔带细微晶体的盐分；

(2)土壤含盐量的控制：将挖出的土壤利用雨水或者使用淡水进行洗土，降低土壤盐分；

(3)土壤有机化：在经过步骤(2)洗盐后的土壤中加入完全腐熟有机材料，翻耕、深耕土壤，使材料与土壤均匀混合；所述完全腐熟有机材料包括生化填土基质、吸附中和盐碱材料和保水材料；所述生化填土基质是将生物活性水加入到牛粪、鸡粪、猪粪、木屑、腐植酸、稻谷和秸秆混合物中进行发酵的产物；所述吸附中和盐碱材料包括生物活性水和ER-power材料；所述生物活性水是复合微生物的稀释溶液，其中菌落数每毫升1.9～2.1亿，包括固氮菌群、硝酸菌群、溶磷菌群、曲菌群、酵母菌群、乳酸菌群、光合成菌群、放线菌群和生长菌群；

(4)土壤生态环境恢复：在土壤有机化的操作时，将复合微生物施洒其中与土壤充分混合，补足原土壤中微生物群；所述复合微生物包括固氮菌群、硝酸菌群、溶磷菌群、曲菌群、酵母菌群、乳酸菌群、光合成菌群、放线菌群和生长菌群；

(5)构建土壤排水排盐系统；

(6)栽植：栽植树种进行绿化；

(7)定期保养土地：定期施用生物活性水进行土地保养；

各种材料的用量如下：以一亩地为面积，改良深度以1米来作说明：所述活性阻隔材料为12～14立方，所述保水材料为0.8～1.2吨，所述生化填土基质为1.4～1.6吨，制备生化填土基质的生物活性水380～420公升，所述吸附中和盐碱材料30～35立方。

2.根据权利要求1所述的利用复合微生物促进盐碱贫瘠土壤有机化的方法，其特征在于，步骤(1)中挖掘深度视地下常年水位、植物根部生长深度而定。

3.根据权利要求1所述的利用复合微生物促进盐碱贫瘠土壤有机化的方法，其特征在于，步骤(2)中土壤盐分控制在4‰以下。

4.根据权利要求1所述的利用复合微生物促进盐碱贫瘠土壤有机化的方法，其特征在于，所述保水材料为专门针对盐碱地的保水剂，其能够在降水不均匀的情况下有效保证土壤中的水分能供给植物生长。