CN107312548A - 一种促盐土钠离子交换的有机态改良基 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促盐土钠离子交换的有机态改良基，属于土壤生物改良技术领域。本发明通过应用黑曲霉（Aspergillus niger）、巴氏醋酸杆菌（Acetobacter pasteurianus）、热醋酸梭菌（Clostriolium themoacidophilus）发酵甜叶菊糖提取残渣、醋糟和柠檬酸形成的基质，制造促盐土钠离子交换的有机态改良基。产品可以直接施用于土壤作为促进土壤钠离子交换的改良剂，也可以作为盐土改良材料的添加物。作为盐土改良剂使用，盐土钠盐洗脱速度增加3~6倍；作为有机肥添加组分，土壤钠盐洗脱速度增加1.5~1.8倍。

Description

一种促盐土钠离子交换的有机态改良基
技术领域
本发明涉及一种促盐土钠离子交换的有机态改良基，属于盐碱土壤改良技术领域。
背景技术
我国大陆海岸线北起中朝边境的鸭绿江口，经辽宁、河北、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西等省、市、自治区，到中越边境的北仑河口，全长约 18 000公里，拥有大量滩涂面积。如江苏滩涂面积1031多万亩，海岸线长954 km，占全国1/4以上，而且每年继续以3万-5万亩的速度淤涨。山东海涂面积约3000平方公里，其中大量滩涂围垦为农业用地。
滩涂土壤主要为粉砂质潮盐土，土壤主要以粉砂为主，没有大团聚体形成。前期的土壤改良过程中，主要以灌水洗盐为主，但土壤没有结构，洗盐十分困难。而作为土壤团聚体形成主要促进物-有机肥，在洗盐之前应用会导致大量的有机质、各种植物营养元素流失，造成环境污染。
市场上盐土洗盐过程中常用的物质有磷石膏、硫酸铝、硫磺、聚乙稀醇，随着国务院印发了《土壤污染防治行动计划》，土壤污染防治日益受到社会的关注，开发新型、无污染的盐土促脱盐改良剂越发迫切。
甜叶菊糖的甜度是蔗糖是300倍，广泛的应用于汽水、酒、果酒等饮料中，面包、糕点、油炸食品、香肠，火腿等食品中，有利于减少糖尿病、肥胖、高血压等疾病的发生，被誉为最有发展前途的新糖原。但是甜叶菊糖提取的下脚料含有大量的钙铁元素，有机质含量低于20%，资源化利用十分困难。
迄今为止，没有发现涉及本发明主题的文献报道。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种促盐土钠离子交换的有机态改良基，加速盐土中钠离子的交换速度，加速洗盐速度，供盐土改良利用，发展高效、环保土壤改良技术。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种促盐土钠离子交换的有机态改良基，其特征在于：所述促盐土钠离子交换的有机态改良基为通过黑曲霉（Aspergillus niger）、巴氏醋酸杆菌（Acetobacter pasteurianus）、热醋酸梭菌（Clostriolium themoacidophilus）发酵甜叶菊糖提取残渣、醋糟和柠檬酸形成的基质制成。
所述甜叶菊糖提取残渣为氢氧化钙和硫酸亚铁作为沉淀剂的提取工艺的副产物。
制备方法如下：所述的甜叶菊糖提取残渣、醋糟按照干物质量0.5-1比例复配，用柠檬酸调节pH值至6.2~8.5，分别按照1.5~2.0%、1.0~2.5%和1.0~1.5%的质量比接种黑曲霉（Aspergillus niger）、巴氏醋酸杆菌（Acetobacter pasteurianus）、热醋酸梭菌（Clostriolium themoacidophilus），堆置24~72小时，即得促盐土钠离子交换的有机态改良基。
本发明的一种促盐土钠离子交换的有机态改良基通过以下方案实现：通过优选具有交换土壤钠离子属性的物质和有机物进行有效的分散复合，能够利用微生物活化，使用的物质要求是纯度较高，不能具有能够导致土壤污染的物质。选择的物质为甜叶菊糖水提取物，经过氢氧化钙和硫酸铁沉淀之后，虑去上清的下层物质。甜叶菊糖水提取液，是自来水浸泡洗净的甜叶菊粉碎组织的混合物，无其他杂质；氢氧化钙和硫酸铁为化学纯级别的物质，两种物质没有其他杂质；
本发明提出了一种促盐土钠离子交换的有机态改良基，所述促盐土钠离子交换的有机态改良基为通过黑曲霉（Aspergillus niger）、巴氏醋酸杆菌（Acetobacter pasteurianus）、热醋酸梭菌（Clostriolium themoacidophilus）发酵甜叶菊糖提取残渣、醋糟和柠檬酸形成的基质制成，能够有效加速盐土钠离子的洗脱速度。其通过新鲜醋糟渣中大量的有机酸和柠檬酸将甜叶菊糖提取后的水溶态固液混合物（甜叶菊糖提取残渣）pH降低，接种微生物，通过堆置24~72小时，利用糖化微生物和产酸微生物将混合物中易利用物质分解合成有机酸等物质，提升混合物中钙、铁离子的活性，加速盐碱地土壤的钠离子的交换活性。
具体地，所述甜叶菊糖提取后的水溶态固液混合物、新鲜醋糟按照干物质量（5~7）:（5~10）比例彻底复配混匀，用柠檬酸调节pH值至6.2~8.5之间，分别按照1.5~2.0%、1.0~2.5%和1.0~1.5%的质量比接种黑曲霉（Aspergillus niger）、巴氏醋酸杆菌（Acetobacter pasteurianus）、热醋酸梭菌（Clostriolium themoacidophilus），堆置24~72小时。所得物即为一种促盐土钠离子交换的有机态改良基。
具体地，黑曲霉、巴氏醋酸杆菌、热醋酸梭菌菌种购买自河海大学农业环境研究所，菌株分离自醋糟。
通过上述方法制备得到的一种促盐土钠离子交换的有机态改良基在盐土改良中的应用也在本发明的保护范围内。
本发明进一步提出了上述一种促盐土钠离子交换的有机态改良基在盐土改良中的应用。
本发明一种促盐土钠离子交换的有机态改良基可用于滩涂盐土改良，设施盐渍化土壤改良，碳酸钠、碳素氢钠等盐碱土壤改良，促进盐土中钠离子的交换，增加钠离子洗脱效率。
有益效果：本发明提供的一种促盐土钠离子交换的有机态改良基，通过充分利用甜叶菊糖产业的下脚料，通过微生物代谢过程，活化其中的钙铁离子，实现促进土壤钠离子的交换，该改良基具有以下优点：
1）该改良基能够加速盐土钠离子洗脱速度，比不使用任何改良剂处理洗脱速度高3~6倍。
2）该物质不会向土壤带入有害物质，不会对土壤造成污染；
3）改良基使用原料是食品行业下脚料，属于固体有机废弃物资源化利用，原料不需要购买，有利于产品的普及和利用，同时有利于保护生态环境。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例一
甜叶菊糖提取后的水溶态固液混合物、醋糟按照干物质量1:1比例彻底复配，用柠檬酸调节pH值至6.5之间，分别按照1.5%、1.0%和1.0%的质量比接种黑曲霉、巴氏醋酸杆菌、热醋酸梭菌，堆置72小时，所得促盐土钠离子交换的有机态改良基。
待改良土壤为钠离子含量为7.9‰、可溶性盐含量为23.9‰的重度盐土，设置2个处理，分别为：
对照，处理不添加任何物质，采用旋耕机耕翻0~15cm土层；
改良基处理，使用量为500kg/亩，采用旋耕机将改良基混匀到0~15cm深度的土层。
均采用矿化度为1.5‰的淡水灌溉，每次灌水量为200mm，土壤含水量降低到田间持水量时候再次灌溉200mm，连续灌溉3次。
52天后测定土壤的钠离子含量和可溶性盐含量，对照处理钠离子含量和可溶性盐含量分别为7.0‰和20.6‰，改良基处理分别为2.3‰和8.8‰。改良基处理盐土中钠离子的洗脱速度和可溶性盐洗脱速度增加了6.2倍和4.6倍。
实施例二
甜叶菊糖提取后的水溶态固液混合物、醋糟按照干物质量1:2比例彻底复配，用柠檬酸调节pH值至6.5之间，分别按照2.0%、2.5%和1.5%的质量比接种黑曲霉、巴氏醋酸杆菌、热醋酸梭菌，堆置72小时，所得促盐土钠离子交换的有机态改良基（下称改良基）。
牛粪有机肥添加改良基30%制成适用于盐土的新型有机肥。待改良盐土钠离子含量为2.6‰、可溶性盐含量为7.3‰的盐土，设置2个处理，分别为：
对照，处理使用常规有机肥，使用量为500kg/亩，采用旋耕机耕翻0~15cm土层；
添加改良基有机肥处理（添加改良基30%），使用量为500kg/亩，采用旋耕机将改良基混匀到0~15cm深度的土层。
均采用矿化度为1.5‰的淡水灌溉，每次灌水量为200mm，土壤含水量降低到田间持水量时候再次灌溉200mm，连续灌溉3次。
3个月后测定土壤的钠离子含量和可溶性盐含量，对照处理钠离子含量和可溶性盐含量分别为1.7‰和5.5‰，改良基处理分别为0.9‰和3.8‰。改良基处理盐土中钠离子的洗脱速度和可溶性盐洗脱速度增加了1.8倍和1.9倍。
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 (7)

1.一种促盐土钠离子交换的有机态改良基，其特征在于：所述促盐土钠离子交换的有机态改良基为通过黑曲霉（Aspergillus niger）、巴氏醋酸杆菌（Acetobacter pasteurianus）、热醋酸梭菌（Clostriolium themoacidophilus）发酵甜叶菊糖提取残渣、醋糟和柠檬酸形成的基质制成。
2.根据权利要求1所述的促盐土钠离子交换的有机态改良基，其特征在于：所述甜叶菊糖提取残渣为氢氧化钙和硫酸亚铁作为沉淀剂的提取工艺的副产物。
3.根据权利要求1或2所述的促盐土钠离子交换的有机态改良基，其特征在于：制备方法如下：所述的甜叶菊糖提取残渣、醋糟按照干物质量0.5-1比例复配，用柠檬酸调节pH值至6.2~8.5，分别按照1.5~2.0%、1.0~2.5%和1.0~1.5%的质量比接种黑曲霉（Aspergillus niger）、巴氏醋酸杆菌（Acetobacter pasteurianus）、热醋酸梭菌（Clostriolium themoacidophilus），堆置24~72小时，即得促盐土钠离子交换的有机态改良基。
4.权利要求1-3任一项所述的促盐土钠离子交换的有机态改良基在盐土脱盐中的应用。
5.权利要求4所述的应用，促盐土钠离子交换的有机态改良基作为促进土壤钠离子交换的改良剂。
6.权利要求4所述的应用，促盐土钠离子交换的有机态改良基作为盐土改良材料的添加物。
7.权利要求4所述的应用，促盐土钠离子交换的有机态改良基作为有机肥添加组分。
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