CN109020651A - 盐碱化农田耕层土壤快速育肥的专用肥及其制备方法与应用 - Google Patents

盐碱化农田耕层土壤快速育肥的专用肥及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

盐碱化农田耕层土壤快速育肥的专用肥及其制备方法与应用，由主料、辅料、发酵菌以及培肥增效菌组成；其中，主料为风干鸡粪、风干牛粪和秸秆粉，辅料为腐植酸、凹凸棒土和硫酸铵，发酵菌和培肥增效菌为复合菌剂。本发明通过发酵有机肥的施用快速提高有机质含量，改善土壤碳氮比，并以凹凸棒土为内核促进土壤有机‑矿物复合体的形成，培肥增效菌提高团聚体形成关键酶的活性，提升团聚体含量与稳定性，促进植物健康生长，并通过秸秆还田和根系分泌物反馈土壤结构改善，形成良性循环体系。

Description

盐碱化农田耕层土壤快速育肥的专用肥及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于农业肥料技术领域，具体涉及盐碱农田土壤改良培育专用肥及其制备方法和应用，该专用肥适合于我国中、重度盐碱化耕地，促进快速消减盐碱障碍、提升耕层养分供给、加速团粒结构的形成。
背景技术
盐碱地是我国重要而现实的潜在农业资源。据统计，我国目前拥有具备农业利用前景的盐碱地总面积1.85亿亩，其中具有较好农业开发价值、近期具备农业改良利用潜力的盐碱地面积为1亿亩。对上述1亿亩盐碱地合理改造和利用后，可大幅度提升3500万亩盐碱农田的农业生产能力，新增耕地面积6500万亩，每年可增加200亿斤以上的粮棉油产量，治理利用的潜力巨大。
盐碱农田存在高土壤盐分以及板结、入渗速率低、养分贫瘠、团粒结构差、生物多样性单一、土壤动物少等一系列衍生障碍，导致土壤养分库容提升缓慢、肥料利用效率低、地力提升周期长等问题，使得采用常规的“肥沃耕层构建”方法短期效果不显著。土壤团聚体是土壤结构的基本单元，其稳定性与数量在一定程度上反映土壤供储养分、持水性与通透性，还影响有机质的微生物分解速率以及作物养分利用。因此，快速改善土壤团粒结构、提升土壤团聚体含量及稳定性对盐碱农田耕层土壤育肥培育具有重要意义。为此，我国近年来开展了诸多关于土壤微团聚体的形成促进机制及相关技术产品的试验与研究工作，其中针对改善耕层-根际微环境的生物-农艺多功能专用改良肥是近年来备受关注的新方法，与传统的农艺措施相比，具有针对性强、效果快、材料来源广、轻简方便、生态友好等优势。
从现有技术的情况来看，针对盐碱地的适用生物-化学型改良剂较多，主要以增加养分投入、改善土壤质地或孔隙性、活化根系环境为主，但是未见通过微生物加速土壤有机-矿物复合体的形成过程，改善土壤团聚体的分配与稳定，促进肥沃耕层快速构建的专用改良肥。
发明内容
解决的技术问题：本发明针对目前盐碱化农田土壤基础地力差、养分贫瘠、团聚体含量低导致作物长势差、化肥养分利用率低等现实问题，通过施用由牛粪、鸡粪和秸秆粉等主料发酵形成的有机肥，快速提升土壤有机质含量，利用凹凸棒粘土矿物的添加加速土壤有机-矿物复合体的形成，结合培肥增效菌的应用促进土壤团聚体的形成与稳定，提供一种盐碱化农田耕层土壤快速育肥的专用肥及其制备方法与应用。
技术方案：盐碱化农田耕层土壤快速育肥的专用肥，由主料、辅料、发酵菌以及培肥增效菌组成；其中，主料为风干鸡粪、风干牛粪和秸秆粉，辅料为腐植酸、凹凸棒土和硫酸铵，发酵菌和培肥增效菌为复合菌剂；所述各成分的质量份数配比为：风干鸡粪30-40份，风干牛粪20-30份，秸秆粉25-35份，腐植酸5-10份，凹凸棒土2-4份，硫酸铵0.5-1份，发酵菌0.05-0.1份，培肥增效菌0.1-0.2份。
优选的，上述风干鸡粪含水量40-60wt.％，有机质含量22-26wt.％，含氮量1.4-1.7wt.％，含盐量≤12g/kg；所述风干牛粪含水量50-70wt.％，有机质含量13-16wt.％，含氮量0.3-0.45wt.％，含盐量≤6g/kg；所述秸秆粉为麦秸或玉米秸秆粉，含水量8-12wt.％，粉碎后长度3-5cm；所述腐植酸为过100目筛的粉末状，有机质含量≥85wt.％，干基腐植酸≥70wt.％，水分≤12wt.％，pH为4-6；所述凹凸棒土为过300目的粉剂，分散黏度≥2000Mpas，含水量≤5wt.％，有效物质含量≥99wt.％，堆积密度0.4-0.7g/cm3，摇变指数在3.5-7.5；所述硫酸铵为过1mm筛的颗粒，含水量≤5wt.％，含氮量≥20wt.％。
优选的，上述发酵菌为枯草芽孢杆菌、黑曲霉和细黄链霉菌的复合菌粉剂，含水量≤5wt.％，有效活菌数≥200亿CFU/克。
优选的，上述培肥增效菌为含有乳酸菌、醋酸菌、双歧杆菌、放线杆菌和光合菌的复合粉剂，含水量≤10wt.％，有效活菌数≥100亿CFU/克。
上述盐碱化农田耕层土壤快速育肥专用肥的制备方法，将主料、辅料、发酵菌按照配比用搅拌机搅拌均匀，加水调节堆料的含水量至50wt.％-60wt.％，再次搅拌混匀后条堆，制堆的规格为宽2-3m，高1.2-1.6m，堆上盖塑料薄膜增温；发酵过程中，每1-2天翻堆一次，定期监测堆体内部的温度，超过70℃时进行翻堆；当堆温维持55℃以上并保持5-7天时间，堆体体积减小1/3-1/2，堆温降至39℃以下时，发酵过程完成；在发酵后的堆体加入培肥增效菌，再次搅拌混匀后即完成专用肥的制备。
上述专用肥在盐碱化农田耕层土壤快速育肥中的应用。
上述应用的具体方法为，0-20cm耕层土壤含盐量≤2g/kg的轻度盐碱地用量为干重1000-2000kg/亩；0-20cm耕层土壤含盐量2-4g/kg的中度盐碱地用量为干重2000-4000kg/亩；0-20cm耕层土壤含盐量>4g/kg的重度盐碱地用量为干重4000-6000kg/亩。
优选的，(1)对0-20cm耕层土壤含盐量≤2g/kg轻度盐碱农田，将专用肥均匀撒入土壤，用旋耕机将其与耕层土壤混匀，调节土壤含水量至70wt.％-80wt.％田间持水量，覆盖薄膜保温保墒，3-5日后完成耕层土壤育肥；(2)对0-20cm耕层土壤含盐量2-4g/kg的中度盐碱农田，先灌溉洗盐，使0-20cm土壤盐分降至1-2g/kg，然后将将专用肥均匀撒入土壤，用旋耕机将其与耕层土壤混匀，调节土壤含水量至70wt.％-80wt.％田间持水量，覆盖薄膜保温保墒，5-8日后完成耕层土壤育肥；(3)对0-20cm耕层土壤含盐量>4g/kg的重度盐碱农田，先在土壤表面均匀摊铺水稻或小麦作物秸秆，用量2～3kg干重/m2，利用铧式犁进行耕作翻埋秸秆，将秸秆翻压至20～25cm深度，形成秸秆隔层，然后灌溉洗盐，使耕层土壤盐分降至1-2g/kg，再将将专用肥均匀撒入土壤，用旋耕机将其与0-20cm土壤混匀，调节土壤含水量至70wt.％-80wt.％田间持水量，覆盖薄膜保温保墒，8-12日后完成耕层土壤育肥。
有益效果：(1)提升土壤团聚体含量。快速提高土壤有机质含量，通过凹凸棒粘土矿物，加速有机-矿物复合体的形成，同时培肥增效菌的应用，提高蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶活性与和球囊霉素相关蛋白含量，显著促进土壤团聚体的形成与稳定性。
(2)提高土壤养分库容。专用肥的应用显著提高了0.25-2.0mm、>5.0mm的水稳性团聚体的含量，改善土壤碳氮比，提高微生物量氮、磷含量，促进土壤氮、磷养分吸附与释放，提升化学肥料养分利用效率。
(3)增强土壤微生物活性。专用肥中含有乳酸菌、醋酸菌、双歧杆菌、放线杆菌、光合菌等复合菌，其在土壤繁殖过程中能产生淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、乳酸酶等十几种酶，催化分解有机物质并增加有效养分含量，进一步提升微生物的种群与活性。
(4)促进土壤安全生产。专用肥施入土壤后，其培肥增效菌组分能够杀死土壤中的病原菌，溶解土壤中被固化的营养成份，改善土壤理化性状，提高地温，还能分解残留的农药，消除因发酵过程不完全对土壤和作物造成的危害。
(5)多重协同增效。该专用肥针对了盐碱农田的养分供给特点，具有快速增加有机质、提高养分含量、促进团聚体形成的协同效果，具体表现为：通过发酵有机肥的施用快速提高有机质含量，改善土壤碳氮比，并以凹凸棒土为内核促进土壤有机-矿物复合体的形成，培肥增效菌提高团聚体形成关键酶的活性，提升团聚体含量与稳定性，促进植物健康生长，并通过秸秆还田和根系分泌物反馈土壤结构改善，形成良性循环体系。
主要成分的效果：
风干鸡粪、风干牛粪和秸秆粉发酵后，其有机质含量为35-40％，施入土壤后可快速提升土壤有机质含量，这是加速土壤团聚体形成的前提条件。其中风干鸡粪C/N为14-16:1，风干牛粪C/N为20-24:1，秸秆粉C/N为90-95:1，按照上述质量份数配比后其C/N在25-30:1，为微生物腐熟提供了合理的C/N，为土壤地力培育提供增碳的来源。
凹凸棒土是一种具链层状结构、含水富镁铝硅酸盐2:1型粘土矿物，其晶体呈棒状、纤维状，具有较大的比表面积，大部分阳离子均可直接被吸附。凹凸棒土具有较好的阳离子代换性、选择吸附性、保水性、粘结性等特点，除了可作为内核促进土壤团聚体的前体(有机-矿物复合体)形成，还对提升土壤养分固持能力、提高肥料利用率有较好效果。
腐植酸是一类大分子有机物质，其基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团，其中的主要成分富里酸和胡敏素，能与土壤盐基离子有交换、吸附、络合、螯合等作用，在分散体系中作为聚电解质、有凝聚、胶溶、分散等作用，发挥土壤团聚体的前体(有机-矿物复合体)形成的促进剂功能。
硫酸铵是一种优良的氮肥(俗称肥田粉)原料，其含氮量为21.2％。本专用肥中硫酸铵有两个功能：一是调节C/N，通过在风干鸡粪、风干牛粪和秸秆粉发酵底物中添加一定份数的硫酸铵，可将C/N调节到最适宜的25:1；二是可为发酵菌的扩繁提供直接的氮源，提高发酵菌的活性，加速发酵过程，提升发酵的质量。
发酵菌为枯草芽孢杆菌、黑曲霉、细黄链霉菌组成的复合菌，在55-70℃条件下，发酵菌扩繁快、活菌数含量高、降解能力强，能够快速分解蛋白质、纤维素、半纤维素、木质素等，并将细菌、真菌等复合而成，有效杀死病原菌、病虫害和杂草种子，同时能迅速将堆料中的碳、氮、磷、钾、硫等矿化，形成植物可吸收利用的速效土壤养分。
培肥增效菌为乳酸菌、醋酸菌、双歧杆菌、放线杆菌和光合菌等组成的复合菌，土壤有机质的提升为培肥增效菌提供了底物，产生了淀粉酶、脂肪酶、乳酸酶等十几种酶，并提高蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶活性与和球囊霉素相关蛋白含量，这些酶能显著促进土壤有机-矿物复合体向团聚体的转化，加速土壤团聚体的形成与稳定。
上述材料的优化配比，经发酵和掺混制备的专用肥，施用于盐碱地具有快速增加有机质、提高养分含量、促进团聚体形成的协同效果，形成土壤-微生物-植物互馈协同的良性循环体系，实现盐碱农田耕层土壤的快速育肥培育。
附图说明
图1为不同用量专用肥和对照处理下轻度、中度盐碱土种植前和玉米收获后，土壤水稳性团聚体含量的对比图(2017年6月-2017年10月)。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数±SE(显著性水平p<0.05)。专用肥A配方为：风干鸡粪38份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比发酵；专用肥B配方为：风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比发酵；专用肥C配方为：风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比发酵后，加入0.15份培肥增效菌(乳酸菌0.03份、醋酸菌0.02份、双歧杆菌0.04份、放线杆菌0.04份和光合菌0.02份)；
图2为不同用量专用肥和对照处理下轻度、中度盐碱土种植前和玉米收获后，土壤细菌、真菌和放线菌数量的对比图(2017年6月-2017年10月)。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数±SE(显著性水平p<0.05)。各专用肥的配方同上；
图3为不同用量专用肥和对照处理下轻度、中度盐碱土种植前和玉米收获后，土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性图(2017年6月-2017年10月)。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数±SE(显著性水平p<0.05)。各专用肥的配方同上；
图4为不同用量专用肥和对照处理下中度盐碱地食葵收获后，土壤水稳性团聚体含量的对比图(2017年5月-2017年10月)。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数±SE(显著性水平p<0.05)。专用肥配方：风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比发酵后，加入0.15份培肥增效菌(乳酸菌0.03份、醋酸菌0.02份、双歧杆菌0.04份、放线杆菌0.04份和光合菌0.02份)；
图5为不同用量专用肥和对照处理下中度盐碱地食葵生育期内剖面土壤盐分的动态变化图(2017年5月-2017年10月)。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数±SE(显著性水平p<0.05)。专用肥配方：风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比发酵后，加入0.15份培肥增效菌(乳酸菌0.03份、醋酸菌0.02份、双歧杆菌0.04份、放线杆菌0.04份和光合菌0.02份)。
具体实施方式
以下的具体实施例是对本发明的进一步说明，而不意味本发明的内容仅限于所举实例的范围。
实施例1：
江苏滨海轻度、中度盐碱障碍耕地。试验地块耕层0-20cm土壤盐分1.3-3.5g/kg，pH为8.53，平均有机质含量6.1g/kg，全氮0.53g/kg，碱解氮为50.91mg/kg，有效磷为11.94mg/kg，速效钾184.18mg/kg，土壤质地为砂壤土。地点：江苏省东台市黄海原种场，为滨海盐碱障碍耕地的典型代表，于2014年开始农业种植，种植方式为玉米-大麦轮作。采集试验区耕层土壤样品，作为室内盆栽试验用土，试验时间为2016年6月-2016年10月，供试作物为玉米，品种为苏玉24。
主要实施环节如下：
(1)专用肥A的制备：将风干鸡粪38份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比搅拌均匀，加水调节堆料的含水量至55％，再次搅拌混匀后条堆，制堆的规格为宽2m，高1.4m，堆上盖塑料薄膜增温，发酵过程中，每天翻堆一次，定期监测堆体内部的温度。当堆温维持55℃以上并保持6天时间、堆体体积减小1/3-1/2、堆温降至39℃以下时，完成专用肥A制备。
(2)专用肥B的制备：将风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比搅拌均匀，加水调节堆料的含水量至55％，再次搅拌混匀后条堆，制堆的规格为宽2m，高1.4m，堆上盖塑料薄膜增温，发酵过程中，每天翻堆一次，定期监测堆体内部的温度。当堆温维持55℃以上并保持6天时间、堆体体积减小1/3-1/2、堆温降至39℃以下时，完成专用肥B制备。
(3)专用肥C的制备：将风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比搅拌均匀，加水调节堆料的含水量至55％，再次搅拌混匀后条堆，制堆的规格为宽2m，高1.4m，堆上盖塑料薄膜增温，发酵过程中，每天翻堆一次，定期监测堆体内部的温度。当堆温维持55℃以上并保持6天时间、堆体体积减小1/3-1/2、堆温降至39℃以下时，发酵过程完成。在发酵后的堆体加入0.15份培肥增效菌(乳酸菌0.03份、醋酸菌0.02份、双歧杆菌0.04份、放线杆菌0.04份和光合菌0.02份)，再次搅拌混匀后即完成专用肥C的制备。
(4)专用肥施用与室内盆栽试验布置：供试土壤质地为砂壤土，分别采集试验地块轻度、中度盐碱农田耕层0-20cm土壤，风干后磨碎过2mm筛，测得其平均含盐量为1.51g/kg和2.84g/kg，分别属轻度、中度盐碱化土壤；采用室内盆栽试验方式，盆钵上口直径27cm，下口直径18cm，高22cm，每盆填土9.7kg，填土高度19cm。专用肥均用作基肥，将不同用量的专用肥A、B、C与各盐分梯度搅拌混匀后按照容重1.35g/cm3填土，加水调节土壤含水量至75％田间持水量，盆钵表面覆盖保鲜膜以保温保墒，7日后解开保鲜膜后即可开始播种玉米，每个盆钵内种植2穴4株玉米，3叶期定苗，每穴1株。
设置2个盐分梯度(轻度和中度)、3种配方的专用肥(A、B、C)和2种用量水平(1500kg/亩、3000kg/亩)，共计18个处理，每个处理重复3次。盆钵底部密封，防止因生育期灌溉或降雨导致盐分和养分的损失。各处理具体如下：
轻度盐碱化土壤(含盐量1.51g/kg)：CK0(对照，无任何肥料)、CK1(对照1，基肥施用化学氮肥，与1500kg/亩专用肥为等氮量处理)、CK2(对照1，基肥施用化学氮肥，与3000kg/亩专用肥为等氮量处理)、A1(专用肥A，用量1500kg/亩)、A2(专用肥A，用量3000kg/亩)、B1(专用肥B，用量1500kg/亩)、B2(专用肥B，用量3000kg/亩)、C1(专用肥C，用量1500kg/亩)、C2(专用肥C，用量3000kg/亩)。
中度盐碱化土壤(含盐量2.84g/kg)：CK0(对照，无任何肥料)、CK1(对照1，基肥施用化学氮肥，与1500kg/亩专用肥为等氮量处理)、CK2(对照1，基肥施用化学氮肥，与3000kg/亩专用肥为等氮量处理)、A1(专用肥A，用量1500kg/亩)、A2(专用肥A，用量3000kg/亩)、B1(专用肥B，用量1500kg/亩)、B2(专用肥B，用量3000kg/亩)、C1(专用肥C，用量1500kg/亩)、C2(专用肥C，用量3000kg/亩)。
玉米收获后测定盆钵内土壤有机质、全氮、碱解氮、水稳性团聚体含量、微生物总量、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性(实施例结果见图1-图3和表1-表2)。对比各处理土壤理化性质、水稳性团聚体和微生物数量看出，在相同用量水平下，专用肥C较专用肥A、B提高水稳性大团聚体含量(>2mm)33.9-41.7％，提高微生物总量5.34-6.58倍，增加蔗糖酶活性3.72-9.18倍、脲酶活性4.16-10.12倍、酸性磷酸酶活性4.92-11.77倍；对于同一种专用肥，用量越大土壤有机质和养分含量、水稳性团聚体、微生物数量均越高。综合比较来看，无论是轻度还是中度盐碱土，专用肥C较专用肥A、B在提升土壤团粒结构、增强微生物总量与酶活性的效果更佳，是最为优化的配方组分。
表1不同用量专用肥和对照处理下轻度盐碱土种植前和玉米收获后，土壤有机质、全氮和碱解氮含量的对比(2017年6月-2017年10月)。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数±SE(显著性水平p<0.05)。专用肥A配方为：风干鸡粪38份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比发酵；专用肥B配方为：风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比发酵；专用肥C配方为：风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比发酵后，加入0.15份培肥增效菌(乳酸菌0.03份、醋酸菌0.02份、双歧杆菌0.04份、放线杆菌0.04份和光合菌0.02份)。
表2不同用量专用肥和对照处理下中度盐碱土种植前和玉米收获后，土壤有机质、全氮和碱解氮含量的对比(2017年6月-2017年10月)。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数±SE(显著性水平p<0.05)。各专用肥配方同上。
实施例2：
内蒙古河套平原中、重度盐碱障碍耕地。试验地块耕层0-20cm土壤盐分2.1-6.8g/kg，pH为8.31-8.74，平均有机质含量6.46-10.38g/kg，全氮0.33-0.58g/kg，碱解氮为24.2-49.6mg/kg，有效磷为7.38-14.58mg/kg，速效钾116.2-158.4mg/kg，土壤质地为粘壤土与粉砂粘壤土。地点：内蒙古巴彦淖尔市杭锦后旗三道桥镇澄泥村，试验时间为2017年5月-2017年10月。供试作物为食葵，品种TY0904。主要实施环节如下：
(1)专用肥的制备：将风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比搅拌均匀，加水调节堆料的含水量至55％，再次搅拌混匀后条堆，制堆的规格为宽2.2m，高1.4m，堆上盖塑料薄膜增温，发酵过程中，每天翻堆一次，定期监测堆体内部的温度。当堆温维持55℃以上并保持6天时间、堆体体积减小1/3-1/2、堆温降至39℃以下时，发酵过程完成。在发酵后的堆体加入0.15份培肥增效菌(乳酸菌0.03份、醋酸菌0.02份、双歧杆菌0.04份、放线杆菌0.04份和光合菌0.02份)，再次搅拌混匀后即完成专用肥的制备。
(2)专用肥的施用：采用微区试验方式，微区面积55m2。于2017年4月25日试验地开始进行引黄春灌，灌溉2次，水量400mm。专用肥均用作基肥，于5月21日分别将1500kg/亩、3000kg/亩和5000kg/亩专用肥均匀施入各个微区，采用条施方式，条宽50cm，宽行间距1.4m，窄行间距0.8m，与食葵种植规格一致。人工耕翻将其与耕层土壤混匀，调节土壤含水量至70-80％田间持水量，覆盖薄膜保温保墒(在施用专用肥的80cm宽度覆膜)，7日后完成耕层土壤育肥即可开始点种食葵。
春灌后，试验开始前微区耕层土壤盐分在1.8-2.6g/kg之间，设置专用肥3个用量水平，共计5个处理。食葵全生育期施用20kg N/亩，除了专用肥中的氮(含氮量3.4g/kg)，其余氮均由尿素补入，各处理均为等氮量处理。具体如下：
CK(无任何肥料，常规种植)、CK1(化肥20kg N/亩)、M1(专用肥用量1500kg/亩，其余氮肥由尿素补入)、M2(专用肥用量3000kg/亩，其余氮肥由尿素补入)、M3(专用肥用量5000kg/亩，其余氮肥由尿素补入)。
采用微区试验方式，每个处理重复3次，每个重复55m2(试验微区规格5.5m×10m)，采用随机排列。食葵品种TY0904，每个微区4膜，一膜双行，食葵株距50cm，播期5月29日。试验开始前和结束后测定耕层土壤有机质、全氮、碱解氮、水稳性团聚体和剖面盐分，同时收获后测定食葵产量指标(实施例结果见图4-图5和表3-表4)。对比种植前后土壤剖面盐分、理化性质、水稳性团聚体和食葵产量看出，施用专用肥处理的耕层土壤有机质提高38.4％-92.2％以上，降低剖面土壤盐分1.4-2.1g/kg，食葵产量和氮肥农学利用效率ANUE提高38.4％-89.0％；综合比较来看，粘壤土质地中度盐碱地种植食葵的专用肥最适宜的经济用量为3000kg/亩。
表3不同用量专用肥和对照处理下中度盐碱地食葵种植前和收获后，0～20cm耕层土壤有机质、全氮、碱解氮含量的对比(2017年试验)。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数±SE(显著性水平p<0.05)。专用肥配方：风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比发酵后，加入0.15份培肥增效菌(乳酸菌0.03份、醋酸菌0.02份、双歧杆菌0.04份、放线杆菌0.04份和光合菌0.02份)。
表4不同用量专用肥和对照处理下中度盐碱地食葵产量和氮肥农学利用效率ANUE(2017年试验)。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数±SE(显著性水平p<0.05)。专用肥配方：风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比发酵后，加入0.15份培肥增效菌(乳酸菌0.03份、醋酸菌0.02份、双歧杆菌0.04份、放线杆菌0.04份和光合菌0.02份)。
实施例3：
江苏滨海重度盐碱障碍耕地。试验地表层0-20cm土壤盐分4.3-10.6g/kg，平均含盐量5.8g/kg，pH为8.03，平均有机质含量0.17g/kg，全氮0.14g/kg，碱解氮为7.53mg/kg，有效磷为3.25mg/kg，速效钾297.6mg/kg，阳离子交换量CEC为6.8cmol/kg，土壤碱化度ESP为15.8％，为吹填土，土壤全剖面为壤质砂土，耕层土壤容重介于1.37-1.46g/cm3。地点：江苏省东台市弶港镇条子泥新垦滩涂盐碱农田，试验时间为2017年11月-2018年5月，上茬种植田菁并粉碎还田。供试作物为大麦，品种苏啤4号。主要实施环节如下：
(1)专用肥的制备：将风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比搅拌均匀，加水调节堆料的含水量至55％，再次搅拌混匀后条堆，制堆的规格为宽2.2m，高1.4m，堆上盖塑料薄膜增温，发酵过程中，每天翻堆一次，定期监测堆体内部的温度。当堆温维持55℃以上并保持6天时间、堆体体积减小1/3-1/2、堆温降至39℃以下时，发酵过程完成。在发酵后的堆体加入0.15份培肥增效菌(乳酸菌0.03份、醋酸菌0.02份、双歧杆菌0.04份、放线杆菌0.04份和光合菌0.02份)，再次搅拌混匀后即完成专用肥的制备。
(2)专用肥的施用：采用田间微区试验方式，微区面积24m2。于2017年10月8日试验地开始灌溉洗盐，灌溉1次，水量360mm。专用肥均用作基肥，于10月22日分别将1500kg/亩、3000kg/亩、5000kg/亩和7000kg/亩专用肥均匀施入各个微区，用小型旋耕机将其与耕层土壤混匀，调节土壤含水量至70-80％田间持水量，覆盖薄膜保温保墒，7日后揭膜后进行大麦播种。
灌溉压盐后，试验开始前微区耕层土壤盐分在1.5-2.2g/kg之间，设置专用肥4个用量水平，共计5个处理。由于基础地力较差，大麦全生育期施用25kg N/亩，除了专用肥中的氮(含氮量3.4g/kg)，其余氮均由尿素补入，各处理均为等氮量处理。具体如下：
CK(无任何肥料，常规种植)、CK1(化肥25kg N/亩)、M1(专用肥用量1500kg/亩，其余氮肥由尿素补入)、M2(专用肥用量3000kg/亩，其余氮肥由尿素补入)、M3(专用肥用量5000kg/亩，其余氮肥由尿素补入)、M4(专用肥用量7000kg/亩，其余氮肥由尿素补入)。
采用微区试验方式，每个处理重复3次，每个重复24m2(试验微区规格6m×4m)，采用随机排列。大麦播期11月1日。试验开始前和结束后测定耕层土壤有机质和水稳性团聚体，同时收获后测定大麦产量指标(实施例结果见表5)。对比种植前后耕层土壤有机质、水稳性团聚体和大麦产量看出，施用专用肥处理的耕层土壤有机质提高5.12-45.4倍，且专用肥用量越大提升率越高，大麦产量和氮肥农学利用效率ANUE提高2.25-5.92倍；综合团聚体含量和ANUE比较来看，壤质砂土质地的重度盐碱地种植大麦的专用肥最适宜的经济用量为5000kg/亩。
表5不同用量专用肥和对照处理下重度盐碱地大麦收获后，0～20cm耕层土壤有机质、水稳性团聚体和大麦产量和农学利用效率的对比(2017-2018年试验)。每个数据点为3个土壤样品测定值的平均数±SE(显著性水平p<0.05)。专用肥配方：风干鸡粪35份，风干牛粪25份，秸秆粉30份，腐植酸6份，凹凸棒土3份，硫酸铵0.9份，发酵菌0.1份(枯草芽孢杆菌0.03份、黑曲霉0.04份、细黄链霉菌0.03份)按照配比发酵后，加入0.15份培肥增效菌(乳酸菌0.03份、醋酸菌0.02份、双歧杆菌0.04份、放线杆菌0.04份和光合菌0.02份)

Claims (8)

1.盐碱化农田耕层土壤快速育肥的专用肥，其特征在于由主料、辅料、发酵菌以及培肥增效菌组成；其中，主料为风干鸡粪、风干牛粪和秸秆粉，辅料为腐植酸、凹凸棒土和硫酸铵，发酵菌和培肥增效菌为复合菌剂；所述各成分的质量份数配比为：风干鸡粪30-40份，风干牛粪20-30份，秸秆粉25-35份，腐植酸5-10份，凹凸棒土2-4份，硫酸铵0.5-1份，发酵菌0.05-0.1份，培肥增效菌0.1-0.2份。
2.根据权利要求1所述盐碱化农田耕层土壤快速育肥的专用肥，其特征在于所述风干鸡粪含水量40-60 wt.%，有机质含量22-26 wt.%，含氮量1.4-1.7 wt.%，含盐量≤12 g/kg；所述风干牛粪含水量50-70 wt.%，有机质含量13-16 wt.%，含氮量0.3-0.45 wt.%，含盐量≤6 g/kg；所述秸秆粉为麦秸或玉米秸秆粉，含水量8-12 wt.%，粉碎后长度3-5 cm；所述腐植酸为过100目筛的粉末状，有机质含量≥85 wt.%，干基腐植酸≥70 wt.%，水分≤12wt.%，pH为4-6；所述凹凸棒土为过300目的粉剂，分散黏度≥2000 Mpas，含水量≤5 wt.%，有效物质含量≥99 wt.%，堆积密度0.4-0.7 g/cm3，摇变指数在3.5-7.5；所述硫酸铵为过1mm筛的颗粒，含水量≤5 wt.%，含氮量≥20 wt.%。
3.根据权利要求1所述盐碱化农田耕层土壤快速育肥的专用肥，其特征在于所述发酵菌为枯草芽孢杆菌、黑曲霉和细黄链霉菌的复合菌粉剂，含水量≤5 wt.%，有效活菌数≥200亿CFU/克。
4.根据权利要求1所述盐碱化农田耕层土壤快速育肥的专用肥，其特征在于所述培肥增效菌为含有乳酸菌、醋酸菌、双歧杆菌、放线杆菌和光合菌的复合粉剂，含水量≤10wt.%，有效活菌数≥100亿CFU/克。
5.权利要求1~4任一所述盐碱化农田耕层土壤快速育肥专用肥的制备方法，其特征在于：将主料、辅料、发酵菌按照配比用搅拌机搅拌均匀，加水调节堆料的含水量至50wt.%-60wt.%，再次搅拌混匀后条堆，制堆的规格为宽2-3 m，高1.2-1.6 m，堆上盖塑料薄膜增温；发酵过程中，每1-2天翻堆一次，定期监测堆体内部的温度，超过70 ℃时进行翻堆；当堆温维持55 ℃以上并保持5-7天时间，堆体体积减小1/3-1/2，堆温降至39 ℃以下时，发酵过程完成；在发酵后的堆体加入培肥增效菌，再次搅拌混匀后即完成专用肥的制备。
6.权利要求1-4任一所述专用肥在盐碱化农田耕层土壤快速育肥中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：0-20 cm耕层土壤含盐量≤2 g/kg的轻度盐碱地用量为干重1000-2000 kg/亩；0-20 cm耕层土壤含盐量2-4 g/kg的中度盐碱地用量为干重2000-4000 kg/亩；0-20 cm耕层土壤含盐量> 4g/kg的重度盐碱地用量为干重4000-6000 kg/亩。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：
（1）对0-20 cm耕层土壤含盐量≤2 g/kg轻度盐碱农田，将专用肥均匀撒入土壤，用旋耕机将其与耕层土壤混匀，调节土壤含水量至70 wt.%-80 wt.%田间持水量，覆盖薄膜保温保墒，3-5日后完成耕层土壤育肥；
（2）对0-20 cm耕层土壤含盐量2-4 g/kg的中度盐碱农田，先灌溉洗盐，使0-20 cm土壤盐分降至1-2 g/kg，然后将将专用肥均匀撒入土壤，用旋耕机将其与耕层土壤混匀，调节土壤含水量至70 wt.%-80 wt.%田间持水量，覆盖薄膜保温保墒，5-8日后完成耕层土壤育肥；
（3）对0-20 cm耕层土壤含盐量> 4g/kg的重度盐碱农田，先在土壤表面均匀摊铺水稻或小麦作物秸秆，用量2~3 kg 干重/m2，利用铧式犁进行耕作翻埋秸秆，将秸秆翻压至20~25 cm深度，形成秸秆隔层，然后灌溉洗盐，使耕层土壤盐分降至1-2 g/kg，再将将专用肥均匀撒入土壤，用旋耕机将其与0-20 cm土壤混匀，调节土壤含水量至70 wt.%-80 wt.%田间持水量，覆盖薄膜保温保墒，8-12日后完成耕层土壤育肥。
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