CN109504396A - 一种盐碱地土壤改良剂及其制备方法 - Google Patents

一种盐碱地土壤改良剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于属于土壤改良领域，具体涉及一种盐碱地土壤改良剂及其制备方法。将有机废弃物发酵物、活化腐殖酸物料、化学酸性肥料、生理酸性肥料和淀粉混合均匀，即得盐碱地土壤改良剂。本发明土壤改良剂中的有机废弃物发酵物含有多种有益微生物及有机质，能够改良土壤物理结构、具有调控土壤生物区系的功能，有机废弃物发酵物中的革兰氏阳性菌还能杀死土壤中有害细菌和线虫、减少土传病害；本发明土壤改良剂中的煤矸石、泥炭和褐煤作为煤炭生产的伴生矿物，含有大量的有机质和丰富的微量元素，而既含有作物必需的碳、氮、磷、钾等营养元素，在本发明土壤改良剂起到改善土壤理化性状和生物学性状、提高土壤肥力、增加作物产量的作用。

Description

一种盐碱地土壤改良剂及其制备方法
技术领域
本发明属于属于土壤改良领域，具体涉及一种盐碱地土壤改良剂及其制备方法。
背景技术
土地盐碱化是造成土地生产能力下降，土地流失的主要危害之一，治理盐碱化，改良土壤是整个农、林、牧、水业所关心的问题。新疆地区是我国盐碱地危害较严重的地区，盐碱化耕地约133.33万公顷,近1/3耕地盐碱化,其中80％以上为土壤次生盐碱化。除伊犁河谷、阿勒泰地区和塔城部分地区土壤盐碱化较轻之外，其他地区土壤均有不同程度盐碱化，天山南麓、塔里木盆地西部各灌区最为严重，一些耕地由于次生盐碱化加重而被迫成为弃耕地。盐碱危害造成大量中、低产田和农民贫困，使大面积土壤资源难以利用，农业综合生产能力下降，严重影响农业生产发展和农民生活水平的提高。
盐碱地治理方式主要有修建台田、水利排灌、农艺改良(覆盖、深耕等)、植物恢复或使用土壤改良剂等。其中土壤改良剂又分为天然改良剂(石灰石、石膏、废弃物等)、合成改良剂(聚丙烯酰胺、聚乙二醇等)、天然-合成共聚物改良剂(腐植酸-聚丙烯酸等)、生物改良剂(微生物、菌根等)四大类。始终土壤改良剂中以天然改良剂(特别是工、农业废弃物)为原料研制新型多功能土壤改良剂是目前土壤改良剂研究的热点。
为了达到治理盐碱地目的，已有不少发明人提出了一些提高土壤活性，增加土壤有机肥力的措施，但其中的大多数办法仍然处在比较原始的阶段，因为大多数土壤原来是肥沃的良田，现在变成明显贫瘠、不毛之地以后，单靠增施有机肥对农用土地价值已全部耗竭殆尽、并已全部退化了的土地只能在较短的时间内起到一些作用，或者根本不起作用。这是主要土壤团粒结构已被破坏，土壤的理化性能都已经尚失，要彻底修复改良盐碱地必需重建土壤的团粒结构。
因此，采用传统单一的治理方式，只会费时费力、见效极慢，甚至有可能加剧盐碱地的程度。也正因为如此，如何将治理与提高土壤肥力手段综合起来对盐碱地进行处理是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种盐碱地土壤改良剂及其制备方法。本发明提供了一种盐碱土壤改良剂，该改良剂作用于盐碱地土壤后，不仅能显著降低土壤酸碱度、全盐量及容重，从而促进土壤团粒结构形成，而且能大幅提高土壤有机质含量从而提高土壤肥力，调节作物生长，最终通过改良土壤的理化性质，减少了投入，提高了作物产量与品质。而且采用有机废弃物发酵物，有效利用回收资源保护生态自然植被，环保安全，不会产生二次污染的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种盐碱地土壤改良剂按重量份计，包括以下组分：
所述有机废弃物发酵物主要是指城市生活垃圾中的有机物废弃物经发酵菌发酵后的产物。
作为有选的技术方案：
优选的，所述发酵菌为乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌的混合菌。
优选的，所述革兰氏阳性菌为葡萄球菌、链球菌、肺炎双球菌、炭疽杆菌或白喉杆菌；
所述酵母菌为CGMCC NO.3336和CGMCC NO.1.8551按质量比1:1混合菌；
所述乳酸菌为CGMCC NO.1.1乳酸菌。
优选的，所述发酵菌中乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌重量份数比为2:0.5:1。该复合菌群的配合，构建了一个最佳的微生物群落，使得其与其他组分共同构建和谐有序的生态环境，更好的融入原有的土壤环境中，从而使得该改良剂可持续使用下去。
优选的，所述活化腐殖酸物料为煤矸石、泥炭和褐煤的混合物，其中煤矸石、泥炭和褐煤的重量份数比为2:1:3。
优选的，所述淀粉为非食用的淀粉或食用淀粉。
优选的，所述化学酸性肥料为磷酸钙和硝酸钙的混合物，其中磷酸钙和硝酸钙的重量份数比为2-3:1。
优选的，所述生理酸性肥料为硫酸铵和硝酸磷的混合物，其中硫酸铵和硝酸磷的重量份数比为2-4:1。
本发明还提供了一种盐碱地土壤改良剂的制备方法，将有机废弃物发酵物、活化腐殖酸物料、化学酸性肥料、生理酸性肥料和淀粉过70-100目筛后混合均匀，即得盐碱地土壤改良剂。
优选的，所述有机废弃物发酵物的制备方法为：将有机废弃物在60-80℃下发酵3-4天，制得有机废弃物发酵物。
本发明的原理为：
本发明土壤改良剂中的有机废弃物发酵物含有多种有益微生物及有机质，能加速土壤团粒结构的形成及土壤养分的再生和有效化，能够改良土壤物理结构、具有调控土壤生物区系的功能，同时能够抑制返盐等，有机废弃物发酵物中的革兰氏阳性菌还能杀死土壤中有害细菌和线虫、减少土传病害、修复土壤环境、恢复土壤环境，特别能有效遏制现在的土壤环境恶化造成的一系列恶性循环，使用方便。本发明土壤改良剂中的煤矸石、泥炭和褐煤作为煤炭生产的伴生矿物，含有大量的有机质和丰富的微量元素，而既含有作物必需的碳、氮、磷、钾等营养元素，在本发明土壤改良剂中起到改善土壤理化性状和生物学性状、提高土壤肥力、增加作物产量的作用。淀粉、化学酸性肥料、生理酸性肥料这些成分中含有丰富的植物生长所必须的磷养分，能够活化土壤，释放被土壤固定的氮、磷、钾及微量元素，使其成为离子态被作物吸收利用；促进植物的生长。因此，利用本发明土壤改良剂中利用机废弃物发酵物、活化腐殖酸物料、化学酸性肥料、生理酸性肥料和淀粉制备土壤改良剂，不仅可以变废为宝，实现废弃物的资源化利用，还可以带来很好的社会和经济效益。
本发明盐碱地土壤改良剂中的原料之间相互作用，相互支持协同，使得盐碱地土壤的ESP值降低至10％以下，pH值可以降低到8.0以下，并且增加了N、P、K等有效养分和代换性K、Ca、Mg的效果；有机质含量大于35％、全氮的含量大于0.5％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明优点为结合了化学改良和生物改良技术，多组组分间按最优的比例有效结合，减少了土地盐碱化，增强土壤肥力、促进作物生长、保持土壤生态平衡，同时，多种微生物群改善根系微生态环境，其代谢产物能够减低氮肥的使用量，与化学改良剂有较好的协同效果，相互促进，消除土壤板结块，较全面的改善盐碱土壤的质量，为种子发芽提供适宜的环境，为绿色食品的发展提供了有效途径，植物的发芽率和成长环境都得到明显提高，具有重要的社会、经济效益和广泛的应用前景。值得一提的是，所采用原料大部分为工农业废弃物，改善土壤的同时，有利于废弃物的回收利用。
本发明制备的土壤修复剂能够调节土壤酸碱度，所有成分均能被土壤接受；兼具施肥增肥、缓释固氮、保水保土、调节酸碱、抑菌防病功能、价格低廉、制备工艺简单、制造成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1-3
本发明的盐碱地土壤改良剂的制备方法：将有机废弃物发酵物、活化腐殖酸物料、化学酸性肥料、生理酸性肥料和淀粉过70目筛后混合均匀，即得盐碱地土壤改良剂。其中，有机废弃物发酵物主要是指城市生活垃圾中的有机物废弃物经发酵菌发酵后的产物。活化腐殖酸物料为煤矸石、泥炭和褐煤的混合物，其中煤矸石、泥炭和褐煤的重量份数比为2:1:3。淀粉为非食用的淀粉。化学酸性肥料为磷酸钙和硝酸钙的混合物，其中磷酸钙和硝酸钙的重量份数比为2:1。生理酸性肥料为硫酸铵和硝酸磷的混合物，其中硫酸铵和硝酸磷的重量份数比为4:1。
有机废弃物发酵物的制备方法为：将有机废弃物在60℃下采用发酵菌发酵3天，制得有机废弃物发酵物。其中，采用的发酵菌为乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌的混合菌。革兰氏阳性菌为葡萄球菌，酵母菌为CGMCC NO.3336和CGMCC NO.1.8551按质量比1:1混合菌；乳酸菌为CGMCC NO.1.1乳酸菌，发酵菌中乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌重量份数比为2:0.5:1。
表1为实施例1-3中各土壤改良剂的组分配比
实施例4-6
本发明的盐碱地土壤改良剂的制备方法：将有机废弃物发酵物、活化腐殖酸物料、化学酸性肥料、生理酸性肥料和淀粉过100目筛后混合均匀，即得盐碱地土壤改良剂。其中，有机废弃物发酵物主要是指城市生活垃圾中的有机物废弃物经发酵菌发酵后的产物。活化腐殖酸物料为煤矸石、泥炭和褐煤的混合物，其中煤矸石、泥炭和褐煤的重量份数比为2:1:3。淀粉为非食用的淀粉。化学酸性肥料为磷酸钙和硝酸钙的混合物，其中磷酸钙和硝酸钙的重量份数比为:1。生理酸性肥料为硫酸铵和硝酸磷的混合物，其中硫酸铵和硝酸磷的重量份数比为4:1。
有机废弃物发酵物的制备方法为：将有机废弃物在80℃下采用发酵菌发酵4天，制得有机废弃物发酵物。其中，采用的发酵菌为乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌的混合菌。革兰氏阳性菌为链球菌，酵母菌为CGMCC NO.3336和CGMCC NO.1.8551按质量比1:1混合菌；乳酸菌为CGMCC NO.1.1乳酸菌，发酵菌中乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌重量份数比为2:0.5:1。
表2为实施例4-6中各土壤改良剂的组分配比
实施例7-9
本发明的盐碱地土壤改良剂的制备方法：将有机废弃物发酵物、活化腐殖酸物料、化学酸性肥料、生理酸性肥料和淀粉过70-100目筛后混合均匀，即得盐碱地土壤改良剂。其中，有机废弃物发酵物主要是指城市生活垃圾中的有机物废弃物经发酵菌发酵后的产物。活化腐殖酸物料为煤矸石、泥炭和褐煤的混合物，其中煤矸石、泥炭和褐煤的重量份数比为2:1:3。淀粉为食用的淀粉。化学酸性肥料为磷酸钙和硝酸钙的混合物，其中磷酸钙和硝酸钙的重量份数比为2:1。生理酸性肥料为硫酸铵和硝酸磷的混合物，其中硫酸铵和硝酸磷的重量份数比为3:1。
有机废弃物发酵物的制备方法为：将有机废弃物在70℃下采用发酵菌发酵4天，制得有机废弃物发酵物。其中，采用的发酵菌为乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌的混合菌。革兰氏阳性菌为炭疽杆菌，酵母菌为CGMCC NO.3336和CGMCC NO.1.8551按质量比1:1混合菌；乳酸菌为CGMCC NO.1.1乳酸菌，发酵菌中乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌重量份数比为2:0.5:1。
表3为实施例7-9中各土壤改良剂的组分配比
实施例10-12
本发明的盐碱地土壤改良剂的制备方法：将有机废弃物发酵物、活化腐殖酸物料、化学酸性肥料、生理酸性肥料和淀粉过70-100目筛后混合均匀，即得盐碱地土壤改良剂。其中，有机废弃物发酵物主要是指城市生活垃圾中的有机物废弃物经发酵菌发酵后的产物。活化腐殖酸物料为煤矸石、泥炭和褐煤的混合物，其中煤矸石、泥炭和褐煤的重量份数比为2:1:3。淀粉为食用的淀粉。化学酸性肥料为磷酸钙和硝酸钙的混合物，其中磷酸钙和硝酸钙的重量份数比为2:1。生理酸性肥料为硫酸铵和硝酸磷的混合物，其中硫酸铵和硝酸磷的重量份数比为3:1。
有机废弃物发酵物的制备方法为：将有机废弃物在70℃下采用发酵菌发酵4天，制得有机废弃物发酵物。其中，采用的发酵菌为乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌的混合菌。革兰氏阳性菌为肺炎双球菌，酵母菌为CGMCC NO.3336和CGMCC NO.1.8551按质量比1:1混合菌；乳酸菌为CGMCC NO.1.1乳酸菌，发酵菌中乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌重量份数比为2:0.5:1。
表4为实施例10-12中各土壤改良剂的组分配比
于天津一农场总场选取一均匀地块进行、土壤改良剂效果试验研究。试验小区采用随机区组排列。小区设置为8m×4m，面积为32m2。将土壤改良剂撒到盐碱地的表面，然后将撒过土壤改良剂的盐碱地依序采用五铧犁犁地和旋耕犁旋耕后得到地表混合土层，其中：土壤改良剂的用量为每亩盐碱地施用800千克的土壤改良剂，五铧犁的犁地深度为35厘米至60厘米，旋耕犁的旋耕深度为30厘米至50厘米。按照试验方案对不同小区进行土壤改良剂处理，本发明土壤改良剂为固体颗粒，撒施后翻地。分别于试验布置后第第20天取土样，测试土壤有机质、pH值、容重、全盐量，验证土壤改良剂效果。结果如下表5所示。
表5为实施例1-12中各土壤改良剂的实验效果测试
从表5中可以看出，采用本发明的土壤改良剂可有效提高土壤的有机质含量，增加土壤肥力；降低土壤PH值，减小土壤碱度；减小土壤的容重，增加土壤的通气透水效果；降低土壤的全盐量，提高盐碱危害。因此，本发明提供的盐碱土壤改良剂，该改良剂作用于盐碱地土壤后，不仅能显著降低土壤酸碱度、全盐量及容重，从而促进土壤团粒结构形成，而且能大幅提高土壤有机质含量从而提高土壤肥力，调节作物生长，最终通过改良土壤的理化性质，减少了投入，提高了作物产量与品质。而且采用有机废弃物发酵物，有效利用回收资源保护生态自然植被，环保安全，不会产生二次污染的问题。
采用实施例7制备的土壤改良剂改良后的土壤进行玉米种植，发现显著提高玉米的株高、有效穗数、穗长、千粒重及产量，且除株高以外，差异均达到了极显著水平。施用改良剂提高有效穗数60.1％，增加穗长16.3％，千粒重增加31.2％，增产达92.3％。

Claims (10)

1.一种盐碱地土壤改良剂，其特征是：按重量份计，包括以下组分：
有机废弃物发酵物 50-60份；
活化腐殖酸物料 15-20份；
化学酸性肥料 10-15份；
生理酸性肥料 10-15份；
淀粉 5-8份；
所述有机废弃物发酵物主要是指城市生活垃圾中的有机物废弃物经发酵菌发酵后的产物。
2.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良剂，其特征在于，所述发酵菌为乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌的混合菌。
3.根据权利要求2所述的盐碱地土壤改良剂，其特征在于，所述革兰氏阳性菌为葡萄球菌、链球菌、肺炎双球菌、炭疽杆菌或白喉杆菌；
所述酵母菌为CGMCC NO.3336和CGMCC NO.1.8551按质量比1:1混合菌；
所述乳酸菌为CGMCC NO.1.1乳酸菌。
4.根据权利要求2所述的盐碱地土壤改良剂，其特征在于，所述发酵菌中乳酸菌、酵母菌和革兰氏阳性菌重量份数比为2:0.5:1。
5.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良剂，其特征在于，所述活化腐殖酸物料为煤矸石、泥炭和褐煤的混合物，其中煤矸石、泥炭和褐煤的重量份数比为2:1:3。
6.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良剂，其特征在于，所述淀粉为非食用的淀粉或食用淀粉。
7.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良剂，其特征在于，所述化学酸性肥料为磷酸钙和硝酸钙的混合物，其中磷酸钙和硝酸钙的重量份数比为2-3:1。
8.根据权利要求1所述的盐碱地土壤改良剂，其特征在于，所述生理酸性肥料为硫酸铵和硝酸磷的混合物，其中硫酸铵和硝酸磷的重量份数比为2-4:1。
9.如权利要求1-8任一所述的盐碱地土壤改良剂的制备方法，其特征在于，将有机废弃物发酵物、活化腐殖酸物料、化学酸性肥料、生理酸性肥料和淀粉过70-100目筛后混合均匀，即得盐碱地土壤改良剂。
10.根据权利要求9所述的盐碱地土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述有机废弃物发酵物的制备方法为：将有机废弃物在60-80°C下发酵3-4天，制得有机废弃物发酵物。
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