CN108383657A - 土壤疏松剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种土壤疏松剂，原料成分组分包括腐化有机质，木腐菌菌丝，草木灰和有机磷酸钙。本发明以草木灰和腐化有机质为基质，利用木腐菌腐化有机质产生的养分为农作物提供肥效，并且利用有机质腐化为农作物根系的生长提供疏松空间，从而在促进农作物生长的同时，达到疏松土壤的目的。本发明还提供了上述土壤疏松剂的制备方法，包括制备腐化有机质等步骤，该方法工艺简单，有机质腐化效率高，从而最大限度的缩短了土壤疏松剂的制备周期。

Description

土壤疏松剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及土壤疏松材料技术领域，具体涉及一种土壤疏松剂及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展和工业技术的进步，工、农业生产对环境的不良影响不断加剧。

由于现代农业大量使用工业化肥，导致土壤板结严重。土壤板结后，导致农作物根系缺氧从而活力下降，不能正常发育，植物根部细胞呼吸减弱，而氮素等营养又多以离子态存在，吸收时要耗细胞代谢产生的能量，呼吸减弱，故能量供应不足，影响养分的吸收；土壤板结还会导致农作物出现缺素症。

并且，在农业生产过程中产生的农作物废料也没有完善的处理机制，例如越来越突出的玉米秸秆、小麦秸秆、稻草秸秆等废料采用传统处理方式进行燃烧后给大气带来巨大的污染。

现有技术中，缺少能够同时解决农作物废料污染和土壤板结的问题的技术。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种土壤疏松剂，以利用农作物的秸秆等废料解决现有技术中土壤板结的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种土壤疏松剂，组分包括腐化有机质，木腐菌菌丝，草木灰和有机磷酸钙。

其中，各组分按重量份包括腐化有机质14-26份，木腐菌菌丝0.6-8份，草木灰32-40 份，有机磷酸钙6-9份。

相比于现有技术，本发明提供的土壤疏松剂具有如下有益效果：

1、本发明中的土壤疏松剂以草木灰和腐化有机质为基质。本发明中利用木腐菌腐化有机质，有机质腐化后一方面提供各种农作物生长需要的养分；另外，木腐菌腐化有机质后，生长出木腐菌菌丝，由于木腐菌菌丝的包覆作用，腐化过的有机质和没有被完全腐化的有机质均被木腐菌菌丝紧紧包覆在一起，产生细密的孔隙，在使用后使得土壤中存在疏松孔隙，从而为农作物的根系生长提供必要疏松空间，并且随着有机质在土壤继续被腐化，土壤中的疏松空间越来越多，正好满足农作物根系的不断生长，从而达到疏松土壤的目的，还能促进农作物结实、增产。

3、本发明中使用了草木灰，草木灰为植物燃烧后的灰烬，凡是植物所含的矿质元素，草木灰中几乎都含有，其中含量最多的是钾元素，草木灰中一般含钾6～12％，且90％以上是水溶性，以碳酸盐形式存在；其次是磷，一般含1.5～3％；还含有钙、镁、硅、硫和铁、锰、铜、锌、硼、钼等微量营养元素。在等钾量施用草木灰时，肥效好于化学钾肥。本发明中的草木灰不仅能为农作物生长提供养分，本发明采用来源广泛、成本低廉、养分齐全、肥效明显的有机草木灰，能够取代一部分工业化肥，从而减少化肥的用量，并且草木灰不仅不会板结土壤，还能疏松土壤，为微生物的生长提供良好的成活环境；草木灰能够增加地温，因此能够促进农作物根系生长，减轻早春低温冷寒的危害；草木灰能增强农作物抗病及抗倒伏的能力，草木灰中的钾元素在作物体内的生理作用，能使农作物茎中的纤维素含量增加，细胞壁增厚，促使茎秆强度增加，不仅能抗倒伏，也增强了作物抗病虫侵害的能力。由于草木灰的使用，不仅能减少工业化肥的用量，还能促进农作物增产。

4、本发明中添加了有机磷酸钙，有机磷酸钙为白色晶体，100％溶于水，PH值2。有机磷酸钙能迅速中和盐碱水及盐碱土壤，去毒，养地。本发明中的使用的草木灰在溶于水肉呈现碱性，因此加入水溶性成酸性的机磷酸钙，能够中和本发明中草木灰的碱性，还能中和土壤本身的碱性；且有机磷为开根之源催花之本，能促进生根加大块根，促进花芽细胞的分裂，促进开花及结果进而提早成熟。

本发明还提供了上述土壤疏松剂的制备方法，包括以下制备步骤：

①：在重量为a的有机质中加入比重为65-75％a的水，存放12小时后将所述有机质置于130-180℃的蒸汽环境灭菌30min得到培养基；

对上述培养基进行PH调节，使初始PH值为4；

在PH为4的培养基中混入比重为0.02-0.06a的木腐菌，在30℃的避光条件下发酵7-12 天得到腐化有机质；

②：将腐化有机质粉碎至粒径不大于10mm的腐化有机质颗粒，并将腐化颗粒与比重为1.8-2.4a的草木灰和0.2-0.45a的有机磷酸钙粉末均匀混合。

相对于现有技术，本发明提供的土壤疏松剂的制备方法具有如下技术效果：

1、本发明中的制备方法，以木腐菌腐化有机质为核心，经过大量试验比对，得到木腐菌发酵腐化有机质的最佳环境为：有机质含水率70％，温度30℃，初始PH为4，因此本发明精确控制研究出的木腐菌对有机质的最佳腐化环境，使得有机质腐化效率最高、腐化最充分，并且缩短了土壤疏松剂的制备周期，节约生产成本。

2、本发明中将发酵腐化后的有机质粉碎至不大于10mm的有机颗粒，使得土壤疏松剂施用到土壤中且有机质在进一步逐渐腐化后，土壤中中不断出现自然的疏松孔隙，并且这一孔隙是大小不同，这样为农作物根系生长提供场所和环境，并且农作物在生长过程中，能够吸收有机质腐化产生的各种养分。

3、本发明中添加的有机质在长期的腐化过程中，腐化后的有机质能够与草木灰中含有的氮、磷、钾等元素结合形成腐殖酸类肥料，从而进一步为农作物增肥，还能改良土壤，刺激农作物生长，从而提高农作物的产量，本发明中通过有机质的腐化与草木灰结合产生腐殖酸肥是制备腐殖酸肥成本最低、工艺最简单的方式。

4、本发明提供的制备方法，工艺简单，可根据使用要求在施用前现混，从而能够保证有机质的活性和木腐菌的活性，使得土壤疏松剂施用到农田后，有机质和木腐菌能够持续腐化并提供腐化肥效。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述：

引起植物腐朽的真菌主要是木腐菌，木腐菌分为三个大的种类：褐腐菌，白腐菌和软腐菌。植物组织中的木质素与半纤维素以共价键形式结合，并将纤维素分子包埋其中，形成一种坚固的天然屏障，使一般微生物很难降解利用。自然界参与降解木质素的微生物种类有真菌、放线菌和细菌等，但迄今为止最有效、最主要的木质素降解微生物，可彻底降解木质素为CO2和H2O的是白腐菌。

本发明在形成技术方案之前，为了尽可能缩短土壤疏松剂的生产周期，进行了专项试验研究白腐菌对有机质的发酵腐化条件，在试验过程中，分别设置秸秆、木屑、秸秆+木屑作为有机质进行试验，且有机质为2-8mm有机颗粒，设定有机质含水率、温度、接种量、初始PH值四个因变量，分别设置五组进行试验，得到试验数据如表1：

表1

实验过程，分别调节每一组有机颗粒的含水率和初始PH值，然后将有机颗粒分层装压在塑袋中，每一实验组装三层有机颗粒，在每两层有机颗粒之间按照表1中的设定值分别接种两层菌种，将塑袋扎口并在塑袋上扎足够通气孔后，分别置于设定温度环境下发酵培养，发酵环境中空气相对湿度为70％-75％，按照表2的培养时间后测定每一组样品中粗纤维和粗蛋白的含量。

测定时，粗蛋白含量参照GB/T6432-86标准，采用凯氏定氮法进行测定，每个样品测定三次并取平均值；粗纤维含量参照GB/T6434-86标准进行测定，每个样品重复测定三次并取平均值。在试验样品按照预定时间腐化发酵结束后，对每一组样品测定粗纤维、粗蛋白含量如表2：

表2

由表2中数据比较可以看出，三种有机质中，在有机质含水率70％，温度30℃，初始PH值为4且接种量为0.5g/kg时，测定发酵腐化产物中粗蛋白和粗纤维含量最高，说明有机质腐化最充分，据此可知，在发酵条件为有机质含水率70％、温度30℃、初始PH值为 4且接种量为0.5g/kg时，白腐菌对有机质的腐化率最高，至此，确定了本发明中极其重要的工艺参数。

实施例1

一种土壤疏松剂，原料成分包括腐化有机质24份，白腐菌菌丝6份，草木灰36份，有机磷酸钙7份。

上述土壤疏松剂的制备方法，包括以下步骤：

①在重量为2.4kg的秸秆有机基质中加入比重为1.2kg的水，存放12小时后将所述有机基质置于130℃的蒸汽环境下灭菌30min得到培养基；

对上述培养基进行PH调节，使初始PH值为4；

在PH为4的培养基中混入比重为1.2g的白腐菌，并在30℃的避光条件下发酵10天得到腐化有机质；

②将腐化有机质粉碎至粒径不大于10mm的腐化有机质颗粒，并将腐化颗粒与重量为 3.6kg的草木灰和0.7kg的有机磷酸钙粉末均匀混合。

实施例2

一种土壤疏松剂，原料成分包括腐化有机质20份，软腐菌菌丝4份，草木灰38份，有机磷酸钙8份。

上述土壤疏松剂的制备方法，包括以下步骤：

①在重量为2.0kg的木屑和秸秆混合有机基质中加入比重为1.0kg的水，存放12小时后将所述木屑和秸秆混合有机基质置于130℃的蒸汽环境下灭菌30min得到培养基；

对上述培养基进行PH调节，使初始PH值为4；

在PH为4的培养基中混入比重为1.0g的软腐菌，并在30℃的避光条件下发酵10天得到腐化有机质；

②将腐化有机质粉碎至粒径不大于10mm的腐化有机质颗粒，并将腐化颗粒与重量为 3.8kg的草木灰和0.8kg的有机磷酸钙粉末均匀混合。

实施例3

一种土壤疏松剂，原料成分包括腐化有机质14份，白腐菌菌丝0.6份，草木灰40份，有机磷酸钙9份。

上述土壤疏松剂的制备方法，包括以下步骤：

①在重量为1.4kg的稻壳有机基质中加入比重为0.7kg的水，存放12小时后将所述稻壳有机基质置于130℃的蒸汽环境下灭菌30min得到培养基；

对上述培养基进行PH调节，使初始PH值为4；

在PH为4的培养基中混入比重为0.7g的白腐菌，并在30℃的避光条件下发酵10天得到腐化有机质；

②将腐化有机质粉碎至粒径不大于10mm的腐化有机质颗粒，并将腐化颗粒与重量为 4.0kg的草木灰和0.9kg的有机磷酸钙粉末均匀混合。

实施例4

一种土壤疏松剂，原料成分包括腐化有机质26份，褐腐菌菌丝8份，草木灰32份，有机磷酸钙6份。

上述土壤疏松剂的制备方法，包括以下步骤：

①在重量为2.6kg的稻壳和棉籽壳混合有机基质中加入比重为1.3kg的水，存放12小时后将所述稻壳和棉籽壳混合有机基质置于130℃的蒸汽环境下灭菌30min得到培养基；

对上述培养基进行PH调节，使初始PH值为4；

在PH为4的培养基中混入比重为1.3g的褐腐菌，并在30℃的避光条件下发酵10天得到腐化有机质；

②将腐化有机质粉碎至粒径不大于10mm的腐化有机质颗粒，并将腐化颗粒与重量为 3.2kg的草木灰和0.6kg的有机磷酸钙粉末均匀混合。

为了验证本发明实施例中土壤疏松剂的实际效果，还进行了土壤改良实验。实验于 2016年在宜昌市秭归县一坡地上选定板结较为严重的土地，分别在试验区域内选取同等重量的6分土壤样品，分别将上述实施例1-4中的土壤疏松剂按照每1000g土壤混合300g土壤疏松剂的比例施入土壤，另外一份土壤样品作为对照实验组按照每1000g土壤混入300g 市售复合肥混入复合肥，剩下一份土壤不做处理，并分别搅拌均匀风干静置2个月后测定土壤中的孔隙率、有机质、速效钾和有效磷的含量，测定方法参照检测系列标准 (NY/T1121-2006)。实验中每组土壤测定数据如表1：

实验组	总孔隙率(％)	有机质(％)	有效磷(mg/kg)	速效钾(mg/kg)
					原土壤	51.64	8.18	7.74	34.12
市售复合肥	51.41	8.21	84.25	156.61
					实施例1	78.21	22.68	98.75	198.57
实施例2	79.38	26.21	134.31	225.63
					实施例3	80.54	29.37	116.80	219.64
实施例4	78.56	25.94	127.16	245.38

表1

由上表可以看出，施用本发明土壤疏松剂的土壤中，孔隙率与原土壤相比提高了接近 30％，土壤中有机质含量提高了两倍，有效磷和速效钾的含量分别提高了15倍和7倍，可见本发明提供的土壤疏松剂在疏松土壤和增肥上，效果十分显著，与市收复合肥相比，尤为突出的是疏松土壤功能，市售复合肥不仅不能疏松土壤，还进一步将土壤板结，降低了土壤的孔隙率，而在肥效上，由于本发明中有机质在长期腐化过程中能够不断提供各种肥效元素，因此从长远来看，本发明中的土壤疏松剂的肥效要好于市售的复合肥。

本领域的普通技术人员应当理解，对本发明技术方案进行的修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种土壤疏松剂，其特征在于：组分包括腐化有机质，木腐菌菌丝，草木灰和有机磷酸钙。

2.根据权利要求1所述的土壤疏松剂，其特征在于：组分按重量份包括腐化有机质14-26份，木腐菌菌丝0.6-8份，草木灰32-40份，有机磷酸钙6-9份。

3.根据权利要求1或2所述的土壤疏松剂，其特征在于：所述木腐菌菌丝为白腐菌菌丝。

4.权利要求1或2所述土壤疏松剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

①：在重量为a的有机质中加入比重为65-75％a的水，存放12小时后将所述有机质置于130-180℃的蒸汽环境灭菌30min得到培养基；

对上述培养基进行PH调节，使初始PH值为4；

在PH为4的培养基中混入比重为0.02-0.06a的木腐菌，在30℃的避光条件下发酵7-12天得到腐化有机质；

②：将腐化有机质粉碎至粒径不大于10mm的腐化有机质颗粒，并将腐化颗粒与比重为1.8-2.4a的草木灰和0.2-0.45a的有机磷酸钙粉末均匀混合。

5.根据权利要求1所述的土壤疏松剂，其特征在于：所述有机质为木屑和/或秸秆。

6.根据权利要求1所述的土壤疏松剂，其特征在于：所述有机质为稻壳和/或棉籽壳。