CN108913148A - 一种提高南方双季稻区红黄泥田土壤团聚体含量的土壤调理剂及应用 - Google Patents

一种提高南方双季稻区红黄泥田土壤团聚体含量的土壤调理剂及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高南方双季稻区红黄泥田土壤团聚体含量的土壤调理剂，属于农业生产技术领域。本发明所述的提高土壤团聚体含量的土壤调理剂，主要由腐熟有机肥、腐植酸、生物质炭、聚丙烯酰胺、复合微生物菌剂和粘结剂组成。其使用方法为在水稻移栽前田间整地时结合基肥施用，每亩施用量50～100千克。本发明所述土壤调理剂可明显降低南方双季稻区红黄泥田土壤容重，增加土壤孔隙度，增强土壤的疏松度和通透性，促进土壤水稳性团聚体的形成，增加土壤各粒级水稳性团聚体的质量百分比、提高土壤大团聚体的比例，改良土壤结构、防止稻田土壤板结，提高肥料利用率、促进水稻生长发育和水稻产量等方面具有显著的效果。

Description

一种提高南方双季稻区红黄泥田土壤团聚体含量的土壤调理 剂及应用
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种提高南方双季稻区红黄泥田土壤团聚体含量的土壤调理剂及其应用。
背景技术
水稻土是我国南方双季稻区最重要的土壤耕作类型，20世纪80年代初，低产水稻土占总面积的26％。通过土壤改良，改良土壤结构、提高低产水稻土生产力是保障国家粮食安全重要的措施之一。红黄泥田是我国南方红黄壤地区面积最大的一种中低产水稻土，主要是由各种岩石风化物及第四纪红土上的红壤荒地或旱地开垦种植水稻后发育而成的，主要包括红泥田、黄泥田、黄泥沙田、灰黄泥田、乌黄泥田等土种，是我国南方双季稻区主要的中低产水稻土类型之一，主要分布于湖南、江西、浙江、福建、湖北和江苏等地；其低产障碍因子主要是耕层浅薄、土体构型不良，土壤紧实、耕性不良，速效养分含量低、肥力偏低，土壤酸性强、保肥性能差，农业生产性能中等偏下。
目前，主要开展了利用天然有机质、人工合成改良剂等为原料的土壤改良调节剂的研究，这些土壤调理剂可以改善土壤pH，结合有害金属元素等优点。虽然现有的土壤调理剂养分功能较多，但功能较为单一，很少出现高效的改良土壤各方面综合性能的调理剂出现，而且在提高土壤透气性和改善土壤结构等方面还有待进一步研究与提高。
特别是针对我国南方双季稻区红黄泥低产稻田土壤酸性强、土壤结构差、速效养分含量低、肥力偏低等主要问题，开展相应的土壤调理剂研制，以有效地提高红黄泥低产稻田土壤有机质和土壤团聚体含量，提高土壤孔隙度，改善土壤结构和稻田生态环境，培肥土壤，有利于稻田的可持续发展，提高红黄泥双季稻田的粮食增产潜力，其意义巨大。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高南方双季稻区红黄泥田土壤团聚体含量的土壤调理剂及其应用，该土壤调理剂可以降低土壤容重，增强土壤的透气性，促进土壤水稳性团聚体的形成，增加土壤团聚体含量和土壤大团聚体的比例，有利于解决现有的土壤调理剂无法有效地改善南方双季稻区红黄泥田土壤板结、改善土壤结构与稻田生态环境、培肥土壤等问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种提高南方双季稻区红黄泥田土壤团聚体含量的土壤调理剂：
该土壤调理剂含有以下重量份的原料：腐熟有机肥40～70重量份、腐植酸5～8重量份、生物质炭5～7重量份、聚丙烯酰胺4～6重量份、复合微生物菌剂4～6重量份和粘结剂3～6重量份。
该土壤调理剂进一步优选含有以下重量份的原料：腐熟有机肥50～70重量份、腐植酸6～8重量份、生物质炭6～7重量份、聚丙烯酰胺5～6重量份、复合微生物菌剂5～6重量份和粘结剂4～6重量份。
所述腐熟的有机肥为鸡粪与稻壳经过高温好氧发酵和后熟发酵两个阶段制得；所述腐植酸为腐植酸铵、腐植酸钠、腐植酸钾中的一种或几种，优选为腐植酸铵。
根据本发明，为了增加土壤养分、改善土壤结构，土壤调理剂中含有腐熟的有机肥，所述腐熟的有机肥为鸡粪与稻壳经过高温好氧发酵和后熟发酵两个阶段制得。在高温好氧发酵阶段，将鸡粪：稻壳按重量比60：40混合均匀形成发酵物料，同时加入占发酵物料质量比为1‰～3‰的有机物料腐熟剂，所述有机物料腐熟剂包括枯草芽孢杆菌、纤维素酶和蛋白酶，有效活菌数≥2亿cfu/g，混合均匀；保持水分50％～56％，在温度55℃～65℃条件下持续发酵20～25天。在有机物料后熟发酵阶段，这是在需氧量不大的中温微生物(嗜温细菌(如酪丁酸梭菌、丁酸梭菌)，有效活菌数≥2.0亿cfu/g)作用下，缓慢而温和进行，在温度40℃～50℃条件下持续发酵30～35天。
所述聚丙烯酰胺为阴离子聚丙烯酰胺，分子量为400～600万；聚丙烯酰胺还可用聚丙烯酸进行替代。
根据本发明，为了提高土壤团聚体含量和改善土壤团粒结构，土壤调理剂中可增加聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺为市售的阴离子型表面活性剂，产品有效物质含量≥99％。聚丙烯酰胺溶于水后可激活其有效成分，使被土壤中的氢离子游离出来，增加土壤阳离子交换量，进而使土壤形成更多的微孔隙，增加土壤蓄水和通透性，改善土壤的团粒结构。
所述复合微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、淀粉芽孢杆菌、硅酸盐菌、霉菌和乳酸菌中的三种或三种以上；优选复合微生物菌剂的用量分别为枯草芽孢杆菌的有效活菌数为1.3-2.5亿cfu/g；胶质芽孢杆菌的有效活菌数为1.0-1.6亿cfu/g；淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为0.5-1.3亿cfu/g；硅酸盐菌的有效活菌数为0.2-0.7亿cfu/g；霉菌的有效活菌数为0.4-0.8亿cfu/g；乳酸菌的有效活菌数为0.3-0.6亿cfu/g。
所述粘结剂为凹凸棒粉、膨润土和沸石中的两种或三种。
所述生物质炭为玉米和水稻秸秆生物炭、稻壳生物炭中的一种或几种。制备方法如下：
(1)将秸秆在500～600℃条件下进行碳化3～4小时，冷却至室温，即得到碳化秸秆；
(2)将稻壳在500～600℃条件下进行碳化4～5小时，冷却至室温，即得到碳化稻壳；
所述生物质炭的粒径不超过1.0mm。优选0.2～1.0mm。
根据本发明，为了提高土壤孔隙率、增加各粒级土壤团聚体含量，改善土壤结构，土壤调理剂中还可以含有生物质炭。生物质炭是生物质在限氧条件下高温热解而成的一种细粒度和多孔的物质，外观类似木炭。施用生物质炭可以增加土壤团聚体含量。本发明中，生物质炭的粒径可以在很大范围内变化，优选情况下，生物质炭的粒径0.4～1.0mm。上述粒径范围的生物质炭可以更有效地提高各粒级土壤团聚体含量，改善土壤团粒结构，增加土壤透气性，促进水稻生长。
所述的土壤调理剂，制备方法包括：使腐熟有机肥、腐植酸、生物质炭、聚丙烯酰胺、复合微生物菌剂和粘结剂混合造粒，得到颗粒状土壤调理剂；
所述颗粒状土壤调理剂的粒径为1.0～5.0mm。
混合造粒得到的土壤调理剂粒径可以在很大范围内变化，优选情况下，土壤调理剂的粒径可以为2.0～5.0mm。上述粒径范围的土壤调理剂有利于造粒和使用，并且有助于提高各粒级土壤团聚体含量和改善土壤结构。
所述的土壤调理剂，所述土壤调理剂的pH值为7.0～7.5，优选pH7.3～7.5。
所述的土壤调理剂在提高南方双季稻区红黄泥田土壤团聚体含量和改善稻田生态环境中的应用。具体是将所述土壤调理剂在稻田中全面撒施并进行土壤耕作，每亩施用量30～110kg，优选施用量为50～100kg/亩。
本发明不同腐殖酸种类土壤调理剂的筛选试验
将不同腐植酸铵、腐植酸钠、腐植酸钾腐殖酸种类土壤调理剂(具体的配方：60重量份腐熟有机肥、7重量份腐植酸、7重量份生物质炭、5重量份聚丙烯酰胺、5重量份复合微生物菌剂、5重量份粘结剂)作为底肥分别施用于双季稻试验田中，在稻田早稻移栽翻耕前均匀撒施后进行土壤耕作。施用量为100kg/亩。同时，以不施用土壤调理剂试验区作为对照组，每个试验区之间设置田埂，除施肥外，其他栽培管理措施相同。晚稻收获时，测定每个试验区稻田耕层土壤(0～20cm)土壤团聚体含量，将测试结果列于表1中。
表1不同腐殖酸种类土壤调理剂对稻田土壤团聚体含量的影响
本发明的不同腐殖酸种类土壤调理剂有利于增加土壤各粒级水稳性团聚体的质量百分比、提高土壤大团聚体的比例，从不同腐殖酸种类土壤调理剂各粒级水稳性团聚体的质量百分比结果可知，腐植酸铵增加稻田土壤团聚体含量的效果为最佳。
本发明不同复合微生物种类土壤调理剂的筛选试验
复合微生物菌剂1：枯草芽孢杆菌的有效活菌数为1.3～2.5亿cfu/g；胶质芽孢杆菌的有效活菌数为1.0～1.6亿cfu/g。
复合微生物菌剂2：胶质芽孢杆菌的有效活菌数为1.0～1.6亿cfu/g；淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为0.5～1.3亿cfu/g；硅酸盐菌的有效活菌数为0.2～0.7亿cfu/g。
复合微生物菌剂3：枯草芽孢杆菌的有效活菌数为1.3～2.5亿cfu/g；淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为0.5～1.3亿cfu/g；霉菌的有效活菌数为0.4～0.8亿cfu/g。
复合微生物菌剂4：胶质芽孢杆菌的有效活菌数为1.0～1.6亿cfu/g；硅酸盐菌的有效活菌数为0.2～0.7亿cfu/g；霉菌的有效活菌数为0.4～0.8亿cfu/g；乳酸菌的有效活菌数为0.3～0.6亿cfu/g。
复合微生物菌剂5：枯草芽孢杆菌的有效活菌数为1.3～2.5亿cfu/g；胶质芽孢杆菌的有效活菌数为1.0～1.6亿cfu/g；淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为0.5～1.3亿cfu/g；硅酸盐菌的有效活菌数为0.2～0.7亿cfu/g；霉菌的有效活菌数为0.4～0.8亿cfu/g；乳酸菌的有效活菌数为0.3～0.6亿cfu/g。
对照：不施土壤调理剂。
将不同复合微生物种类土壤调理剂(具体的配方：60重量份腐熟有机肥、7重量份腐植酸、7重量份生物质炭、5重量份聚丙烯酰胺、5重量份复合微生物菌剂、5重量份粘结剂)作为底肥分别施用于双季稻试验田中，在稻田早稻移栽翻耕前均匀撒施后进行土壤耕作。施用量为100kg/亩。同时，以不施用土壤调理剂试验区作为对照组，每个试验区之间设置田埂，除施肥外，其他栽培管理措施相同。晚稻收获时，测定每个试验区稻田耕层土壤(0～20cm)土壤团聚体含量，将测试结果列于表2中。
表2不同复合微生物种类土壤调理剂对稻田土壤团聚体含量的影响
本发明的不同复合微生物种类土壤调理剂有利于增加土壤各粒级水稳性团聚体的质量百分比、提高土壤大团聚体的比例，从不同复合微生物种类土壤调理剂各粒级水稳性团聚体的质量百分比结果可知，复合微生物菌剂4和5最有利于增加稻田土壤团聚体含量，其中以复合微生物菌剂5的效果为最佳。
本发明不同聚丙烯酰胺种类土壤调理剂的筛选试验
将不同聚丙烯酰胺种类土壤调理剂(具体的配方：60重量份腐熟有机肥、7重量份腐植酸、7重量份生物质炭、5重量份聚丙烯酰胺、5重量份复合微生物菌剂、5重量份粘结剂)作为底肥分别施用于双季稻试验田中，在稻田早稻移栽翻耕前均匀撒施后进行土壤耕作。施用量为100kg/亩。同时，以不施用土壤调理剂试验区作为对照组，每个试验区之间设置田埂，除施肥外，其他栽培管理措施相同。晚稻收获时，测定每个试验区稻田耕层土壤(0～20cm)土壤团聚体含量，将测试结果列于表3中。
表3不同聚丙烯酰胺种类土壤调理剂对稻田土壤团聚体含量的影响
本发明的不同聚丙烯酰胺种类土壤调理剂有利于增加土壤各粒级水稳性团聚体的质量百分比、提高土壤大团聚体的比例，从不同聚丙烯酰胺种类土壤调理剂各粒级水稳性团聚体的质量百分比结果可知，聚丙烯酰胺和聚丙烯酸间对各粒级水稳性团聚体的质量百分比无明显的影响，其中以聚丙烯酰胺增加稻田土壤团聚体含量的效果为最佳。
本发明不同pH值土壤调理剂的筛选试验
将不同pH值土壤调理剂(具体的配方：60重量份腐熟有机肥、7重量份腐植酸、7重量份生物质炭、5重量份聚丙烯酰胺、5重量份复合微生物菌剂、5重量份粘结剂)作为底肥分别施用于双季稻试验田中，在稻田早稻移栽翻耕前均匀撒施后进行土壤耕作。施用量为100kg/亩。同时，以不施用土壤调理剂试验区作为对照组，每个试验区之间设置田埂，除施肥外，其他栽培管理措施相同。晚稻收获时，测定每个试验区稻田耕层土壤(0～20cm)土壤团聚体含量，将测试结果列于表4中。
表4不同pH值土壤调理剂对稻田土壤团聚体含量的影响
从本发明的不同pH值土壤调理剂各粒级水稳性团聚体的质量百分比结果可知，土壤调理剂不同pH值均有利于增加土壤各粒级水稳性团聚体的质量百分比、提高土壤大团聚体的比例，随着pH值的增加，各粒级水稳性团聚体的质量百分比也随之增加，其中以pH值为7.3～7.5增加稻田土壤团聚体含量的效果为最佳。
本发明不同粘接剂种类土壤调理剂的筛选试验
将不同粘接剂种类土壤调理剂(具体的配方：60重量份腐熟有机肥、7重量份腐植酸、7重量份生物质炭、5重量份聚丙烯酰胺、5重量份复合微生物菌剂、5重量份粘结剂)作为底肥分别施用于双季稻试验田中，在稻田早稻移栽翻耕前均匀撒施后进行土壤耕作。施用量为100kg/亩。同时，以不施用土壤调理剂试验区作为对照组，每个试验区之间设置田埂，除施肥外，其他栽培管理措施相同。晚稻收获时，测定每个试验区稻田耕层土壤(0～20cm)土壤团聚体含量，将测试结果列于表5中。
表5不同粘接剂种类土壤调理剂对稻田土壤团聚体含量的影响
本发明的土壤调理剂不同粘接剂种类较对照均有利于增加土壤各粒级水稳性团聚体的质量百分比、提高土壤大团聚体的比例，从不同粘接剂种类土壤调理剂各粒级水稳性团聚体的质量百分比结果可知，凹凸棒粉、膨润土和沸石处理间对各粒级水稳性团聚体的质量百分比具有明显的影响，其中以膨润土增加稻田土壤团聚体含量的效果为最佳。
本发明为了进一步探明土壤调理剂中各组分之间的协同作用，在上述各单因素筛选试验获得最佳效果的基础上进行了相关协同作用的试验，探明不同组分配比试验对水稻产量、土壤容重和孔隙度及蚯蚓种群数的综合影响效果。
不同组份配比1：35重量份腐熟有机肥、腐植酸5重量份、生物质炭5重量份、聚丙烯酰胺3重量份、复合微生物菌剂3重量份和粘结剂3重量份。
不同组份配比2：40重量份腐熟有机肥、腐植酸5重量份、生物质炭5重量份、聚丙烯酰胺4重量份、复合微生物菌剂4重量份和粘结剂3重量份。
不同组份配比3：50重量份腐熟有机肥、腐植酸6重量份、生物质炭6重量份、聚丙烯酰胺5重量份、复合微生物菌剂5重量份和粘结剂4重量份。
不同组份配比4：60重量份腐熟有机肥、腐植酸7重量份、生物质炭6重量份、聚丙烯酰胺5重量份、复合微生物菌剂5重量份和粘结剂4重量份。
不同组份配比5：60重量份腐熟有机肥、腐植酸7重量份、生物质炭7重量份、聚丙烯酰胺6重量份、复合微生物菌剂6重量份和粘结剂6重量份。
不同组份配比6：65重量份腐熟有机肥、腐植酸8重量份、生物质炭7重量份、聚丙烯酰胺6重量份、复合微生物菌剂6重量份和粘结剂5重量份。
不同组份配比7：70重量份腐熟有机肥、腐植酸6重量份、生物质炭6重量份、聚丙烯酰胺5重量份、复合微生物菌剂5重量份和粘结剂5重量份。
不同组份配比8：75重量份腐熟有机肥、腐植酸3重量份、生物质炭4重量份、聚丙烯酰胺4重量份、复合微生物菌剂4重量份和粘结剂4重量份。
对照：不施土壤调理剂。
将组份1-8土壤调理剂作为底肥分别在稻田早稻移栽翻耕前均匀撒施后进行土壤耕作。施用量为100kg/亩。同时，以不施用土壤调理剂作为对照组，每个试验区之间设置田埂，除施肥外，其他栽培管理措施相同。早稻和晚稻收获时，记录每个试验区的双季水稻产量，晚稻收获时，测定每个试验区稻田耕层土壤(0～20cm)容重和土壤孔隙度及蚯蚓种群数，将组份1-8试验区与对照组的测试结果列于表6中。
表6不同组份配比土壤调理剂对双季水稻产量、土壤容重、土壤孔隙度和蚯蚓种群数的影响
表6结果表明，不同组份配比的土壤调理剂对双季水稻产量具有明显的影响。与对照相比，不同组分配比土壤调理剂水稻产量分别增产0.62％～5.09％；采用组份配比2-7时，水稻产量比对照分别增加1.24％～5.09％，具有较好的增产效果，采用组份配比3-7时，水稻产量比对照分别增加2.11％～5.09％，具有最佳的增产效果。不同组份配比的土壤调理剂土壤容重分别比对照减少2.38％～12.70％；采用组份配比2-7时，土壤容重比对照分别减少3.97％～12.70％，采用组份配比3-7时，土壤容重比对照分别减少4.76％～12.70％，具有最佳的降低土壤容重效果。不同组份配比土壤调理剂土壤孔隙度分别比对照增加2.52％～46.27％；采用组份配比2-7时，土壤孔隙度比对照分别增加6.01％～46.27％，采用组份配比3-7时，土壤孔隙度比对照分别增加10.33％～46.27％。不同组份配比土壤调理剂稻田土壤蚯蚓种群数分别比对照增加17.57％～74.32％；采用组份配比2-7时，土壤蚯蚓种群数比对照分别增加30.41％～74.32％，采用组份配比3-7时，土壤蚯蚓种群数比对照分别增加43.24％～74.32％，其效果均为最佳。
综合考虑，采用组份配比1和8时，其土壤调理剂对增加双季水稻产量和土壤孔隙度及蚯蚓种群数、降低土壤容重均有一定的效果，但其效果均明显低于组份配比2-7；采用组份配比2-7时(腐熟有机肥40～70重量份、腐植酸5～8重量份、生物质炭5～7重量份、聚丙烯酰胺4～6重量份、复合微生物菌剂4～6重量份和粘结剂3～6重量份)，其土壤调理剂对增加双季水稻产量和土壤孔隙度及蚯蚓种群数、降低土壤容重均具有明显的效果；采用组份配比3-7时(腐熟有机肥50～70重量份、腐植酸6～8重量份、生物质炭6～7重量份、聚丙烯酰胺5～6重量份、复合微生物菌剂5～6重量份和粘结剂4～6重量份)，其土壤调理剂对增加双季水稻产量和土壤孔隙度及蚯蚓种群数、降低土壤容重的效果更佳。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和技术效果：
1、本发明所使用的土壤调理剂，主要是用以调整酸性稻田土壤；本发明的土壤调理剂时，结合水稻移栽前土壤翻耕时结合基肥进行搅拌均匀施入土壤中，然后进行耙田，对于土壤结构的调理作用非常明显。
2、普通稻田土壤调理剂使用过程中，存在着团聚体形成量少，改良土壤的效果不明显，甚至无改良土壤效果的问题；而且有时还会发生混凝土化现象、破坏土壤结构，起到反作用等方面的困难。目前普遍的现状是一味的追求通过添加更多的组分达到更好的效果，结果造成成本高和浪费，效果实际上不理想。本发明针对上述的难点，所使用的土壤调理剂是在通过更少的原料选择，更合理的搭配和比例，达到最佳的改善土壤结构的效果，并通过大田试验得出最佳的施用量。
3、前人在提升红黄泥低产稻田类型土壤时，主要是提高土壤pH值和土壤微小团聚体，本发明所施用的土壤调理剂通过有机肥、腐植酸、生物质炭、聚丙烯酰胺、复合有益微生物菌剂有机结合，不仅能提高土壤pH值，而且有利于促进土壤大团聚体的形成，降低土壤容重，提高土壤孔隙度，增强土壤的透气性，改善土壤结构。
4、本发明所施用的由腐熟有机肥、腐植酸、生物质炭、聚丙烯酰胺、复合微生物菌剂和粘结剂组成的土壤调理剂，在使用过程中有利于增加稻田土壤大团聚体、有机质含量；同时增加稻田土壤中蚯蚓的数量和蚯蚓生物耕作(蚯蚓生物耕作是指蚯蚓通过取食、挖掘、作穴、排粪等生物扰动，在改变土壤结构方面具有与深翻耕同等效果的过程；蚯蚓生物耕作在改善土壤孔隙结构方面具有重要作用，它比深翻耕对土壤结构的改善效果更好，且可大量减少人力投入及能耗)，增加土壤生物量，改善土壤结构；
本发明的土壤调理剂中含有有机肥、腐植酸、生物质炭和微生物菌剂等有益成分，其中有机肥、生物质炭、聚丙烯酰胺有利于降低土壤容重，增强土壤的透气性，改善土壤结构；有机肥、腐植酸中有机碳含量丰富，可以补充土壤中有机质含量，促进土壤水稳性团聚体的形成，增加土壤大团聚体的比例，改善土壤结构；复合微生物菌剂有利于促进土壤微生物活性，促进养分释放，增强土壤养分供应；施用该土壤调理剂能发挥土壤调理剂中各组分之间的综合协同作用，有利于降低南方双季稻区红黄泥田土壤容重，增加土壤孔隙度，增强土壤的疏松度和通透性，促进土壤水稳性团聚体的形成，增加土壤各粒级水稳性团聚体的质量百分比、提高土壤大团聚体的比例，改良土壤结构、防止稻田土壤板结，提高肥料利用率、促进水稻生长发育，达到水稻增产的效果。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于对本发明进行说明和解释，并不用于限制本发明。
实施例1
本实施例用于说明本发明的土壤调理剂中各组分之间的协同作用、施用及其制备方法。
取40重量份腐熟有机肥、5重量份腐植酸铵、5重量份玉米秸秆生物质炭(粒径为0.2mm)、4重量份聚丙烯酰胺、4重量份复合微生物菌剂(在土壤调理剂中枯草芽孢杆菌的有效活菌数为1.3～2.5亿cfu/g；胶质芽孢杆菌的有效活菌数为1.0～1.6亿cfu/g；淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为0.5～1.3亿cfu/g；硅酸盐菌的有效活菌数为0.2～0.7亿cfu/g；霉菌的有效活菌数为0.4～0.8亿cfu/g；乳酸菌的有效活菌数为0.3～0.6亿cfu/g)、3重量份粘结剂(膨润土和沸石的混合物)混合均匀并造粒，pH7.5，得到本实施例的土壤调理剂(粒径为1.0mm)。
实施例2
本实施例用于说明本发明的土壤调理剂中各组分之间的协同作用、施用及其制备方法。
取50重量份腐熟有机肥、6重量份腐植酸铵、6重量份玉米秸秆生物质炭(粒径为0.4mm)、5重量份聚丙烯酰胺、5重量份复合微生物菌剂(在土壤调理剂中枯草芽孢杆菌的有效活菌数为1.3～2.5亿cfu/g；胶质芽孢杆菌的有效活菌数为1.0～1.6亿cfu/g；淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为0.5～1.3亿cfu/g；硅酸盐菌的有效活菌数为0.2～0.7亿cfu/g；霉菌的有效活菌数为0.4～0.8亿cfu/g；乳酸菌的有效活菌数为0.3～0.6亿cfu/g)、4重量份粘结剂(膨润土和沸石的混合物)混合均匀并造粒，pH7.5，得到本实施例的土壤调理剂(粒径为2.0mm)。
实施例3
本实施例用于说明本发明的土壤调理剂中各组分之间的协同作用、施用及其制备方法。
取60重量份腐熟有机肥、7重量份腐植酸铵、7重量份玉米秸秆生物质炭(粒径为0.6mm)、5重量份聚丙烯酰胺、5重量份复合微生物菌剂(在土壤调理剂中枯草芽孢杆菌的有效活菌数为1.3～2.5亿cfu/g；胶质芽孢杆菌的有效活菌数为1.0～1.6亿cfu/g；淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为0.5～1.3亿cfu/g；硅酸盐菌的有效活菌数为0.2～0.7亿cfu/g；霉菌的有效活菌数为0.4～0.8亿cfu/g；乳酸菌的有效活菌数为0.3～0.6亿cfu/g)、5重量份粘结剂(膨润土和沸石的混合物)混合均匀并造粒，pH7.5，得到本实施例的土壤调理剂(粒径为3.0mm)。
实施例4
本实施例用于说明本发明的土壤调理剂中各组分之间的协同作用、施用及其制备方法。
取60重量份腐熟有机肥、8重量份腐植酸铵、7重量份玉米秸秆生物质炭(粒径为0.8mm)、6重量份聚丙烯酰胺、6重量份复合微生物菌剂(在土壤调理剂中枯草芽孢杆菌的有效活菌数为1.3～2.5亿cfu/g；胶质芽孢杆菌的有效活菌数为1.0～1.6亿cfu/g；淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为0.5～1.3亿cfu/g；硅酸盐菌的有效活菌数为0.2～0.7亿cfu/g；霉菌的有效活菌数为0.4～0.8亿cfu/g；乳酸菌的有效活菌数为0.3～0.6亿cfu/g)、6重量份粘结剂(膨润土和沸石的混合物)混合均匀并造粒，pH7.5，得到本实施例的土壤调理剂(粒径为4.0mm)。
实施例5
本实施例用于说明本发明的土壤调理剂中各组分之间的协同作用、施用及其制备方法。
取70重量份腐熟有机肥、7重量份腐植酸铵、6重量份玉米秸秆生物质炭(粒径为1.0mm)、5重量份聚丙烯酰胺、6重量份复合微生物菌剂(在土壤调理剂中枯草芽孢杆菌的有效活菌数为1.3～2.5亿cfu/g；胶质芽孢杆菌的有效活菌数为1.0～1.6亿cfu/g；淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为0.5～1.3亿cfu/g；硅酸盐菌的有效活菌数为0.2～0.7亿cfu/g；霉菌的有效活菌数为0.4～0.8亿cfu/g；乳酸菌的有效活菌数为0.3～0.6亿cfu/g)、5重量份粘结剂(膨润土和沸石的混合物)混合均匀并造粒，pH7.5，得到本实施例的土壤调理剂(粒径为5.0mm)。
对比例1
本对比例用于说明与本发明不同的土壤调理剂中各组分之间的协同作用、施用及其制备方法。
采用与实施例3相同的原料和制备方法，所不同的是土壤调理剂中不含有生物质炭。
对比例2
本对比例用于说明与本发明不同的土壤调理剂中各组分之间的协同作用、施用及其制备方法。
采用与实施例3相同的原料和制备方法，所不同的是土壤调理剂中不含有腐植酸。
测试实施例
将实施例1-5与对比例1-2中的土壤调理剂作为底肥分别施用在7个长9米宽7米的双季稻试验田中，在稻田早稻移栽翻耕前均匀撒施后进行土壤耕作。施用量为100kg/亩。同时，选择1个面积相同的试验区不施用土壤调理剂作为对照组，每个试验区之间设置田埂，除施肥外，其他栽培管理措施相同。早稻和晚稻收获时，记录每个试验区的双季水稻产量，将实施例1-5和对比例1-2的试验区产量与对照组对比计算增产率，测试结果列于表7中。晚稻收获时，测定每个试验区稻田耕层土壤(0～20cm)团聚体含量，将实施例1-5和对比例1-2的试验区稻田土壤团聚体含量测定结果列于表8中。
表7实施例与对比例土壤调理剂对双季水稻产量的影响
双季水稻产量(kg/亩) 增产(％)
实施例1 838 3.84
实施例2 841 4.21
实施例3 848 5.08
实施例4 856 6.07
实施例5 861 6.69
对比例1 835 3.47
对比例2 830 2.85
对照 807 /
表8实施例与对比例土壤调理剂对稻田土壤有机质和土壤团聚体含量的影响
根据表7和表8数据，从实施例1-5与对比例1-2的数据对比可以看出，相比于采用不含生物质炭或不含腐植酸的土壤调理剂(对比例1-2)，本发明的土壤调理剂将腐熟有机肥、腐植酸、生物质炭、聚丙烯酰胺联合施用，发挥了土壤调理剂中各组分之间的综合协同作用，可以强化土壤调理剂的综合作用，降低双季稻田耕层土壤容重、提高土壤孔隙率，提高土壤有机质含量，增加土壤各粒级水稳性团聚体的质量百分比、提高土壤大团聚体的比例，有利于改善土壤结构，培肥土壤，达到水稻增产、增收的效果。从实施例2～5的数据对比可以看出，在本发明优选各原料的重量份组成：腐熟有机肥50～70重量份、腐植酸6～8重量份、生物质炭6～7重量份、聚丙烯酰胺5～6重量份、复合微生物菌剂5～6重量份和粘结剂4～6重量份的情况下，本发明的土壤调理剂更能进一步发挥土壤调理剂中各组分之间的综合协同作用，具备更有效地改善稻田生态环境，促进水稻生长的作用；在本发明优选的生物质炭的粒径为0.4～1.0mm的情况下，本发明的土壤调理剂对改善土壤结构，提高双季稻田耕层土壤有机质含量、土壤孔隙率和各粒级土壤团聚体含量更有效果，水稻增产、增收明显。
实施例6在宁乡市试验田红黄泥田土壤中的应用
选择连续种植4年以上的双季稻红黄泥田土壤为研究对象。在稻田均匀撒施不同用量的本发明实施例5所述的土壤调理剂，早稻移栽前结合施用基肥、深翻并与土壤混匀，以不施本发明所述的土壤调理剂为对照，种植作物为双季稻，在早稻和晚稻成熟收获时测定水稻产量。
选择10块种植面积1.5亩左右、连续种植4年以上的双季稻红黄泥田土壤为研究对象。其中9块稻田均匀撒施本发明所述的土壤调理剂，早稻移栽前结合施用基肥、深翻并与土壤混匀，1块稻田以不施本发明所述的土壤调理剂为对照，种植作物为双季稻，在晚稻成熟收获时测定耕层土壤有机质、土壤团粒结构等指标。为保证试验进行的准确性，试验期间不添加影响试验结果的其他有机类、化学类和生物类产品。试验结果如表9和表10中所示。
表9结果表明，不同土壤调理剂施用量对双季水稻产量具有明显的影响。与对照相比，不同土壤调理剂施用量处理分别增产2.48％～7.83％；施用量为50～100kg/亩时，水稻产量比对照分别增加5.09％～7.70％，考虑使用量成本，双季水稻增产效果为最佳。
表9所述土壤调理剂对双季水稻产量的影响
土壤调理剂施用量(kg/亩) 双季水稻产量(kg/亩) 增产(％)
30 825 2.48
40 837 3.98
50 846 5.09
60 850 5.59
70 855 6.21
80 859 6.71
90 863 7.20
100 867 7.70
110 868 7.83
对照 805 /
表10结果表明，施用土壤调理剂可增加红黄泥田耕层土壤有机质、各粒级土壤团聚体含量，改善土壤结构。与对照相比，施用土壤调理剂处理土壤有机质含量增加1.19％；同时，施用土壤调理剂有利于增加红黄泥田土壤中各粒级水稳性团聚体的质量百分比，其各粒级水稳性团聚体的质量百分比均明显高于对照。这说明合理施用土壤调理剂有利于增加红黄泥田土壤有机质、土壤各粒级水稳性团聚体的质量百分比，能改善土壤结构，增加水稻产量。
表10所述土壤调理剂对稻田土壤有机质含量和土壤团粒结构的影响
以上内容详细描述了本发明的优选实施方式，另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种提高南方双季稻区红黄泥田土壤团聚体含量的土壤调理剂，其特征在于，该土壤调理剂含有以下重量份的原料：腐熟有机肥40～70重量份、腐植酸5～8重量份、生物质炭5～7重量份、聚丙烯酰胺4～6重量份、复合微生物菌剂4～6重量份和粘结剂3～6重量份。
2.根据权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述腐熟的有机肥为鸡粪与稻壳经过高温好氧发酵和后熟发酵两个阶段制得；所述腐植酸为腐植酸铵、腐植酸钠、腐植酸钾中的一种或几种，优选为腐植酸铵。
3.根据权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺为阴离子聚丙烯酰胺，分子量为400～600万；聚丙烯酰胺还可用聚丙烯酸进行替代。
4.根据权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、淀粉芽孢杆菌、硅酸盐菌、霉菌和乳酸菌中的三种或者三种以上；优选复合微生物菌剂的用量分别为枯草芽孢杆菌的有效活菌数为1.3～2.5亿cfu/g；胶质芽孢杆菌的有效活菌数为1.0～1.6亿cfu/g；淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为0.5～1.3亿cfu/g；硅酸盐菌的有效活菌数为0.2～0.7亿cfu/g；霉菌的有效活菌数为0.4～0.8亿cfu/g；乳酸菌的有效活菌数为0.3～0.6亿cfu/g。
5.根据权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述粘结剂为凹凸棒粉、膨润土和沸石中的两种或三种。
6.根据权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述生物质炭的粒径为0.2～1.0mm，优选生物质炭的粒径为0.4～1.0mm。
7.根据权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，制备方法包括：使腐熟有机肥、腐植酸、生物质炭、聚丙烯酰胺、复合微生物菌剂和粘结剂混合造粒，得到颗粒状土壤调理剂；
所述颗粒状土壤调理剂的粒径为1.0～5.0mm，优选土壤调理剂的粒径为2.0～5.0mm。
8.根据权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述土壤调理剂的pH值为7.0～7.5，优选pH7.3～7.5。
9.权利要求1-8中任意一项所述的土壤调理剂在提高南方双季稻区红黄泥田土壤团聚体含量和改善稻田生态环境中的应用。
10.根据权利要求9所述的土壤调理剂在提高南方双季稻区红黄泥田土壤团聚体含量和改善稻田生态环境中的应用，其特征在于，将所述土壤调理剂在稻田中全面撒施并进行土壤耕作，每亩施用量30～110kg，优选施用量为50～100kg/亩。
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