CN109628106B - 一种设施土壤改良剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种设施土壤改良剂，属于土壤改良剂技术领域。所述改良剂包括如下重量份的组分：生物炭20～35份、猪粪15～25份、窑灰钾肥0.5～1.5份和油母页岩灰渣50～70份。本发明提供的设施土壤改良剂能够改善土壤结构，减轻土壤盐渍化程度和酸化，疏松土壤、提高土壤透气性、降低土壤容重，有利于土壤有机质平衡的维持和土壤的改良，提高土壤有益微生物的活性和微生物数量，优化土壤微生物区系，促进土壤中植物养分的转化和吸收，增强土壤供肥能力，增强农作物抗病能力、提高农作物产量、改善农产品品质。

Description

一种设施土壤改良剂及其应用
技术领域
本发明属于土壤改良剂技术领域，具体涉及一种设施土壤改良剂及其应用。
背景技术
设施土壤是指玻璃温室、日光温室、塑料大棚等园艺设施栽培土壤的总称。设施栽培是设施农业的一个重要组成部分，设施农业在中高纬度和海拔地区是最有效利用土地资源和提高复种指数的技术措施，是果蔬生产中极为重要的一种栽培方法。目前我国已形成了东北南部、华北、西北及以山东为主的黄淮地区等多块初具规模的设施农业生产基地，以日光温室和塑料大棚为主体。设施土壤健康状况直接关系到设施农业的发展，随着设施栽培面积的迅速扩大及栽培年限的增加，设施土壤环境出现许多新的特点。由于设施栽培土壤特殊的覆盖结构，为植物生长创造了一个温湿度较高的环境，设施土壤地表长期覆盖栽培和高集约经营，保护设施改变了土壤自然条件下的水热平衡，其温度、光照、通气条件和水肥管理等均不同于一般大田，再加上连作，设施内不能引入大型机械设备进行深耕翻，使其内部的微生态环境具有显著的特性，形成特殊的土壤生态环境。
高度集约化管理模式下，由于周年密集多茬次的栽培，水肥的过量投入，尤其是果蔬的长期连作，使得土壤得不到有效的休整和恢复，设施土壤团聚体破坏、土壤板结、通气透水性较差、次生盐渍化与酸化加重、土壤养分失衡、氮磷养分过量积累、硝酸盐积聚、长期轻钾和微量元素、土传病害频繁、连作产生毒害效应以及土壤微生物多样性下降等问题日渐明显，设施蔬菜生产体系土壤根际微生态系统环境失调，不能保障地上部的高效生长，尤其在设施老菜田表现明显。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种设施土壤改良剂及其应用，能够有效地改良土壤结构、降低土壤盐渍化危害、调节土壤酸碱度、提高土壤微生物活性、提高设施作物产量。
为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种设施土壤改良剂，包括如下重量份的组分：生物炭20～35份、猪粪15～25份、窑灰钾肥0.5～1.5份和油母页岩灰渣50～70份。
优选的，包括如下重量份的组分：生物炭30份、猪粪20份、窑灰钾肥1份和油母页岩灰渣60份。
优选的，按重量百分比计，所述猪粪的含水量在60％以下。
优选的，按重量百分比计，所述窑灰钾肥中K2O的含量为8％～12％。
优选的，按重量百分比计，所述油母页岩灰渣中有机质的含量为18％～22％。
优选的，所述油母页岩灰渣的粒度小于2mm。
优选的，所述油母页岩灰渣在使用前用水进行湿润；按重量百分比计，水的总量为油母页岩灰渣总量的10％～20％。
本发明提供了一种上述方案所述的设施土壤改良剂在改良设施土壤中的应用。
优选的，所述设施土壤改良剂的用量为8～35t·ha-1。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优点：
本发明提供了一种设施土壤改良剂，包括如下重量份的组分：生物炭20～35份、猪粪15～25份、窑灰钾肥0.5～1.5份和油母页岩灰渣50～70份。本发明提供的设施土壤改良剂中，生物炭、猪粪为碱性物质，可以增强土壤的缓冲能力以及防止土壤的酸化；同时猪粪中K2O较高，可以均衡长期的设施栽培导致的氮磷养分过量积累；油母页岩不仅对作物有营养作用，而且对根系有刺激作用。油母页岩灰渣可有效改良酸化的设施土壤，与有机肥料混合施用，可极大地促进有机肥料的分解腐熟，提高肥效，窖灰钾肥所含钾90％，是作物能直接吸收利用的水溶性钾，除含水溶性钾外，还含有大量弱酸溶性钾，不仅对当季作物有效，而且对后茬作物有一定的后效；生物炭富含有机碳，可以增加土壤有机碳、土壤有机质或腐殖质含量，从而可提高土壤的养分吸持容量及持水容量，提高土壤的保肥能力，延缓肥料养分在土壤中的释放，降低肥料养分的淋失及固定等损失，提高肥料养分利用率，为土壤微生物的良好栖息环境，为土壤有益微生物提供保护，促进有益微生物繁殖及活性。
本发明提供的土壤改良剂，能够打破土壤板结、改善土壤结构、促进团粒结构形成，减轻土壤盐渍化程度和酸化。同时能够疏松土壤、提高土壤透气性、降低土壤容重，有利于土壤有机质平衡的维持和土壤的改良。改良后还能够提高土壤有益微生物的活性和微生物数量，优化土壤微生物区系，促进土壤中植物养分的转化和吸收，增强土壤供肥能力，增强农作物抗病能力、提高农作物产量、改善农产品品质。实施例结果表明：施加本发明提供的设施土壤改良剂后增加了土壤微生物活性，产量提高了5％～15％，pH值升高，土壤的盐分含量减少。
具体实施方式
本发明提供了一种设施土壤改良剂，包括如下重量份的组分：生物炭20～35份、猪粪15～25份、窑灰钾肥0.5～1.5份和油母页岩灰渣50～70份。
本发明提供的设施土壤改良剂中包括生物炭。按重量份计，包括20～35份，优选为30份。在本发明中，所述生物炭富含有机碳，可以增加土壤有机碳、土壤有机质或腐殖质含量，从而可提高土壤的养分吸持容量及持水容量，提高土壤的保肥能力，延缓肥料养分在土壤中的释放，降低肥料养分的淋失及固定等损失，提高肥料养分利用率，为土壤微生物提供良好栖息环境，为土壤有益微生物提供保护，促进有益微生物繁殖及活性。本发明对所述生物炭的来源没有特殊限定，采用本领域常规市售产品即可。
本发明提供的设施土壤改良剂中包括猪粪。按重量份计，包括15～25份，优选为20份。在本发明中，按重量百分比计，所述猪粪的含水量在60％以下。设施土壤盐碱含量较多，应多施有机质含量多的肥料。在本发明中，所述猪粪为碱性，对增强土壤缓冲能力及防止土壤酸化作用显著；同时猪粪中K2O较高，可以均衡长期的设施栽培导致的氮磷养分过量积累。本发明对所述猪粪的来源没有特殊限定，采用本领域常规市售产品即可。
本发明提供的设施土壤改良剂中包括窑灰钾肥。按重量份计，包括0.5～1.5份，更优选为1份。在本发明中，所述窑灰钾肥中K2O的含量优选为8％～12％，更优选为10％。在本发明中，所述窖灰钾肥中含8％～12％的K2O，还含有一定数量的钙、镁、硅、硫、铁及多种微量元素，呈强碱性，其水溶液的pH值为8.9～11，可有效改良酸化的设施土壤，与有机肥料混合施用，可极大地促进有机肥料的分解腐熟，提高肥效，而且窖灰钾肥所含钾90％是作物能直接吸收利用的水溶性钾，除含水溶性钾外，还含有大量弱酸溶性钾，不仅对当季作物有效，而且对后茬作物有一定的后效。本发明对所述窑灰钾肥的来源没有特殊限定，采用本领域常规市售产品即可。
本发明提供的设施土壤改良剂中包括油母页岩灰渣。按重量份计，包括50～70份，更优选为60份。在本发明中，按重量百分比计，所述油母页岩灰渣中有机质的含量优选为18％～22％，更优选为20％。所述油母页岩灰渣的粒度优选小于2mm，更优选小于1mm。在本发明中，所述油母页岩灰渣在使用前优选用水进行湿润。按重量百分比计，水优选为油母页岩灰渣总量的10％～20％，更优选为15％。在本发明中，所述油母页岩是一种天然的复合肥料，含有机质20％左右，全氮和全磷均在0.6％以上，还有各种微量元素及稀有元素，如硼、钴、钼、锌、铀、镭等，油母页岩不仅对作物有营养作用，而且对根系有刺激作用。本发明对所述油母页岩灰渣的来源没有特殊限定，采用本领域常规市售产品即可。
本发明通过将生物炭、猪粪、窑灰钾肥和油母页岩灰渣按比例配制得到的设施土壤改良剂，能够打破土壤板结、改善土壤结构、促进团粒结构形成，减轻土壤盐渍化程度和酸化。同时能够疏松土壤、提高土壤透气性、降低土壤容重，有利于土壤有机质平衡的维持和土壤的改良。改良后还能够提高土壤有益微生物的活性和微生物数量，优化土壤微生物区系，促进土壤中植物养分的转化和吸收，增强土壤供肥能力，增强农作物抗病能力、提高农作物产量、改善农产品品质。
本发明提供了一种上述方案所述的设施土壤改良剂在改良设施土壤中的应用。在本发明中，所述设施土壤改良剂的用量优选为8～35t·ha-1，更优选为33.3t·ha-1。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将油母页岩灰渣粉碎过1～2mm筛，将筛下物与生物炭、猪粪和窖灰钾肥按照30：20：1：60的质量比混合，得到设施土壤改良剂。在含盐量0.42％，pH值为4.5，有机质25.8g/kg，全氮2.1g/kg，速磷117.5mg/kg，速钾101.2mg/kg的设施土壤中进行试验。设置对照组和实验组，其中实验组的操作方法如下：
在设施作物定植前将实施例1制备的设施土壤改良剂均匀撒施在土壤表层(撒施量为33.3t·ha-1)，再深翻深度20～30cm，使之与土壤充分混合。
对照组除不施用设施土壤改良剂外，其他操作与实验组完全相同。在实验组施用改良剂105d后，分别测定对照组与实验组的设施土壤状况，具体结果如表1所示。
表1土壤改良结果
对照组 实验组
细菌数量(10<sup>5</sup>个/g干土) 61.8 74.2
真菌数量(10<sup>5</sup>个/g干土) 50.2 120.5
放线菌数量(10<sup>5</sup>个/g干土) 302.6 484.2
土壤全氮(g/kg) 2.1 2.58
速效钾(mg/kg) 101 147.9
有机质(g/kg) 25.8 33.74
土壤脲酶(mg/100g) 54 61.6
过氧化氢酶(ml/KMnO<sub>4</sub>/g干土) 0.08 0.09
容重(g/cm<sup>3</sup>) 1.36 1.18
pH值 4.5 6
含盐量(％) 0.42 0.11
产量(斤/亩) 10000 11500
由表1可以看出，施用改良剂后，0～10cm耕层土壤细菌数量增加1.2倍，真菌数量增加2.4倍，放线菌数量增加1.6倍，土壤全氮含量提高22.9％，速效钾含量提高46.4％，土壤有机质提高30.77％，土壤脲酶提高1.14倍，过氧化氢酶提高1.13倍，容重减少13.24％，pH值从4.5提高到6.0，含盐量降低了73.8％，产量提高15％。
实施例2
将油母页岩灰渣粉碎过1～2mm筛，将筛下物与生物炭、猪粪和窖灰钾肥按照30：20：1：60的质量比混合，得到设施土壤改良剂。在含盐量0.42％，pH值为4.5，有机质25.8g/kg，全氮2.1g/kg，速磷117.5mg/kg，速钾101.2mg/kg的设施土壤中进行试验。设置对照组和实验组，其中实验组的操作方法如下：
在设施作物定植前将制备的设施土壤改良剂均匀撒施在土壤表层(撒施量为8.33t·ha-1)，再深翻深度20～30cm，使之与土壤充分混合。
对照组除不施用设施土壤改良剂外，其他操作与实验组完全相同。在实验组施用改良剂105d后，分别测定对照组与实验组的设施土壤状况，具体结果如表2所示。
表2土壤改良结果
Figure BDA0001967807490000061
由表2可以看出，施用改良剂后，施用改良剂后的土壤微生物活性均有所增加，产量提高了5％，土壤的盐分含量减少11.9％，pH值升高为4.9。
实施例3
将油母页岩灰渣粉碎过1～2mm筛，将筛下物与生物炭、猪粪和窖灰钾肥按照30：20：1：60的质量比混合，得到设施土壤改良剂。在含盐量0.42％，pH值为4.5，有机质25.8g/kg，全氮2.1g/kg，速磷117.5mg/kg，速钾101.2mg/kg的设施土壤中进行试验。设置对照组和实验组，其中实验组的操作方法如下：
在设施作物定植前将制备的设施土壤改良剂均匀撒施在土壤表层(撒施量为16.65t·ha-1)，再深翻深度20～30cm，使之与土壤充分混合。
对照组除不施用设施土壤改良剂外，其他操作与实验组完全相同。在实验组施用改良剂105d后，分别测定对照组与实验组的设施土壤状况，具体结果如表3所示。
表3土壤改良结果
对照组 实验组
细菌数量(10<sup>5</sup>个/g干土) 61.8 69.1
真菌数量(10<sup>5</sup>个/g干土) 50.2 92.7
放线菌数量(10<sup>5</sup>个/g干土) 302.6 401.2
土壤全氮(g/kg) 2.1 2.4
速效钾(mg/kg) 101 127.2
有机质(g/kg) 25.8 30.3
土壤脲酶(mg/100g) 54 58.1
过氧化氢酶(ml/KMnO<sub>4</sub>/g干土) 0.08 0.084
容重(g/cm<sup>3</sup>) 1.36 1.25
pH值 4.5 5
含盐量(％) 0.42 0.26
产量(斤/亩) 10000 10850
由表3可以看出，施加改良剂后增加了土壤微生物活性，产量提高了8.5％，pH值升高为5，土壤的盐分含量减少38.09％。
实施例4
将油母页岩灰渣粉碎过1～2mm筛，将筛下物与生物炭、猪粪和窖灰钾肥按照25:22:0.8:65的质量比混合，得到设施土壤改良剂。在含盐量0.42％，pH值为4.5，有机质25.8g/kg，全氮2.1g/kg，速磷117.5mg/kg，速钾101.2mg/kg的设施土壤中进行试验。设置对照组和实验组，其中实验组的操作方法如下：
在设施作物定植前将制备的设施土壤改良剂均匀撒施在土壤表层(撒施量为33.3t·ha-1)，再深翻深度20～30cm，使之与土壤充分混合。
对照组除不施用设施土壤改良剂外，其他操作与实验组完全相同。在实验组施用改良剂105d后，分别测定对照组与实验组的设施土壤状况，具体结果如表4所示。
表4土壤改良结果
对照组 实验组
细菌数量(10<sup>5</sup>个/g干土) 61.8 69.5
真菌数量(10<sup>5</sup>个/g干土) 50.2 115.3
放线菌数量(10<sup>5</sup>个/g干土) 302.6 463.8
土壤全氮(g/kg) 2.1 2.6
速效钾(mg/kg) 101 131.9
有机质(g/kg) 25.8 33.81
土壤脲酶(mg/100g) 54 62.4
过氧化氢酶(ml/KMnO<sub>4</sub>/g干土) 0.08 0.09
容重(g/cm<sup>3</sup>) 1.36 1.2
pH值 4.5 5.5
含盐量(％) 0.42 0.18
产量(斤/亩) 10000 11390
由表4可以看出，施加改良剂后增加了土壤微生物活性，产量提高了13.9％，pH值升高为5.5，土壤的盐分含量减少57.14％。
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 (6)

1.一种设施土壤改良剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：生物炭20～35份、猪粪15～25份、窑灰钾肥0.5～1.5份和油母页岩灰渣50～70份；
按重量百分比计，所述猪粪的含水量在60％以下；
按重量百分比计，所述窑灰钾肥中K2O的含量为8％～12％；
按重量百分比计，所述油母页岩灰渣中有机质的含量为18％～22％。
2.根据权利要求1所述的设施土壤改良剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：生物炭30份、猪粪20份、窑灰钾肥1份和油母页岩灰渣60份。
3.根据权利要求1或2所述的设施土壤改良剂，其特征在于，所述油母页岩灰渣的粒度小于2mm。
4.根据权利要求1或2所述的设施土壤改良剂，其特征在于，所述油母页岩灰渣在使用前用水进行湿润，按重量百分比计，水的总量为油母页岩灰渣总量的10％～20％。
5.权利要求1～4任意一项所述的设施土壤改良剂在改良设施土壤中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述设施土壤改良剂的用量为8～35t·ha-1。
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