CN109913234A - 一种土壤改良剂及其应用 - Google Patents

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周晶
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Abstract

本发明提供了一种土壤改良剂及其应用,涉及土壤改良剂技术领域。本发明所述土壤改良剂包括以下重量份的原料:秸秆混合粉31~60份、腐熟有机肥28~32份、工业废弃物10~15份和复合微生物3~8份。利用本发明所述土壤改良剂,相比于空白对照组,可将有机质含量提高127%,速效磷含量提高125%,速效钾含量提高64.3%,全N含量提高62%,同时还能提高作物产量高达98.8%。

Description

一种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,具体涉及一种土壤改良剂及其应用。
背景技术
盐碱土是地球上广泛分布的一种土壤类型,是一种重要的土地资源。全世界盐碱地面积约为9.55亿hm2,分布在世界各大洲干旱地区,主要集中在欧亚大陆、非洲、美洲西部。我国盐碱土地资源总额约为9913×104hm2,其中现代盐碱土面积为3693×104hm2,残余盐碱土约4487×104hm2,并且尚存在有约1733×104hm2的潜在盐碱土,主要分布在东北、华北、西北内陆地区以及长江以北沿海地带。
我国碱土和碱化土壤的形成,大部分与土壤中碳酸盐的累计有关,碱化度普遍较高,严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。盐碱地在利用过程当中,简单说,可以分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。轻盐碱地是指它的出苗在七八成,含盐量在千分之三以下;重盐碱地是指它的含盐量超过千分之六,出苗率低于50%,土壤内水分pH值超过8.5,造成土壤板结,对作物的根系有抑制作用,使作物不生长或者发育不健康;中度盐碱地则介于二者之间。
目前对盐碱地的改良措施主要有三种:物理方法改良盐碱地、化学方法改良盐碱地以及生物方法改良盐碱地,但是这三种方法耗时耗力,尤其是物理方法和化学方法更容易造成二次污染,因此急需一种简单易行且杜绝二次污染的土壤改良剂。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种土壤改良剂,以工业和农业废弃物为主原料,无二次污染,且可以改善土壤质地,降低土壤碱化度(ESP),提高有机质含量。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种土壤改良剂,所述土壤改良剂包括以下重量份的原料:秸秆混合粉31~60份、腐熟有机肥28~32份、工业废弃物10~15份和复合微生物3~8份;所述秸秆混合粉的秸秆来源包括:玉米、水稻和花生;所述工业废弃物包括:烟气脱硫废弃物和磷石膏;所述复合微生物包括:解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草杆菌和固氮菌。
优选的,所述土壤改良剂包括以下重量份的原料:秸秆混合粉40~55份、腐熟有机肥29~31份、工业废弃物12~14份和复合微生物4~6份。
优选的,所述土壤改良剂包括以下重量份的原料:秸秆混合粉52份、腐熟有机肥30份、工业废弃物13份和复合微生物5份。
优选的,所述秸秆混合粉的粒径为0.5~2mm。
优选的,所述腐熟有机肥的原料包括:锯末、动物粪便和酒糟。
优选的,所述锯末、动物粪便和酒糟的质量比为1∶(2~7)∶(3~8)。
优选的,所述秸秆混合粉中玉米秸秆、水稻秸秆和花生秸秆的质量比为(2~8)∶1∶(3~7)。
优选的,所述复合微生物中解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草杆菌和固氮菌的质量比为(1~3)∶(5~9)∶(2~7)∶(4~10)。
本发明还提供了上述土壤改良剂在提高作物产量中的应用。
优选的,所述土壤改良剂在作物收获后施用,所述土壤改良剂的施用量为1000~1800kg/亩。
本发明提供了一种土壤改良剂,所述土壤改良剂包括以下重量份的原料:秸秆混合粉31~60份、腐熟有机肥28~32份、工业废弃物10~15份和复合微生物3~8份;所述秸秆混合粉的秸秆来源包括:玉米、水稻和花生;所述工业废弃物包括:烟气脱硫废弃物和磷石膏;所述复合微生物包括:解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草杆菌和固氮菌。本发明所述土壤改良剂中秸秆混合粉与工业废弃物协作,可显著降低土壤中可溶性盐及ESP,且在腐熟有机肥和复合微生物作用下,促进土壤的团粒化,提高有机质含量,具有优良的保肥、保水、透气的固液气三相结构,极大地利于植物根系的生长。本发明所述土壤改良剂还可以促进土壤母质快速熟化。
具体实施方式
本发明提供了一种土壤改良剂,所述土壤改良剂包括以下重量份的原料:秸秆混合粉31~60份、腐熟有机肥28~32份、工业废弃物10~15份和复合微生物3~8份;所述秸秆混合粉的秸秆来源包括:玉米、水稻和花生;所述工业废弃物包括:烟气脱硫废弃物和磷石膏;所述复合微生物包括:解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草杆菌和固氮菌。
本发明所述改良剂中包括秸秆混合粉,所述秸秆混合粉的重量份优选为40~55份,更优选为48~54份,最优选为52份。本发明所述秸秆混合粉的秸秆原料来源于玉米、水稻和花生,所述玉米、水稻和花生的秸秆重量比优选为(2~8)∶1∶(3~7),更优选为(3~6)∶1∶(4~6),最优选为4∶1∶5。本发明对所述秸秆混合粉的制备方法并没有特殊限定,优选将玉米、水稻和花生的干燥秸秆粉碎后按比例混合即可。本发明所述秸秆混合粉的粒径优选为0.5~2mm,更优选为0.8~1.5mm,最优选为1mm。本发明所述秸秆混合粉富含植物纤维,且质地轻,施入土壤后保水性和保肥性好,可增加土壤的透气性,分解后可形成腐殖质,分子量小活性高,易被植物吸收,减少土壤中肥料用量。
本发明所述土壤改良剂中包括腐熟有机肥,所述腐熟有机肥的重量份优选为29~31份,更优选为30份。本发明所述腐熟有机肥的原料优选包括:锯末、动物粪便和酒糟。本发明所述锯末、动物粪便和酒糟的质量比优选为1∶(2~7)∶(3~8),更优选为1∶(3~6)∶(4~6),最优选为1∶5∶5。本发明所述腐熟有机肥的制备方法,优选包括以下步骤:控制锯末含水量为25~40%,酒糟含水量为33~50%,将所述含水量的锯末、酒糟与动物粪便按照比例混合后沤肥,当所述沤肥的堆体温度超过70℃时翻堆,发酵30~50d后得腐熟有机肥。本发明所述动物粪便优选包括猪粪、牛粪、羊粪或鸡粪。本发明所述腐熟有机肥富含多种氨基酸与生物活性因子及多种元素,且孔隙度高,可有效提升土壤有机质含量和团粒结构的生成。
本发明所述土壤改良剂中包括工业废弃物,所述工业废弃物的重量份优选为12~14份,更优选为13份。本发明所述工业废弃物包括:烟气脱硫废弃物和磷石膏,所述烟气脱硫废弃物和磷石膏的质量比优选为(2~6)∶1,更优选为(3~5)∶1,最优选为4∶1。本发明对所述烟气脱硫废弃物和磷石膏的来源并没有特殊限定,利用本领域的常规工业废弃物即可。本发明所述烟气脱硫废弃物的含水量优选为100~150L/kg,更优选为110~130L/kg,最优选为125L/kg。
本发明所述土壤改良剂中包括复合微生物,所述复合微生物的重量份优选为4~6份,更优选为5份。本发明所述复合微生物中解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草杆菌和固氮菌的质量比优选为(1~3)∶(5~9)∶(2~7)∶(4~10),更优选为2∶(6~8)∶(3~5)∶(5~7),最优选为2∶7∶4∶6。本发明对所述复合微生物的来源并没有特殊限定,利用本领域的市售菌剂即可。
在本发明中,所述秸秆混合粉与工业废弃物可发生协同作用,可显著降低土壤中可溶性盐及ESP,且在腐熟有机肥和复合微生物作用下,促进土壤的团粒化,提高有机质含量,具有优良的保肥、保水、透气的固液气三相结构,极大地利于植物根系的生长。
本发明还提供了上述土壤改良剂在提高作物产量中的应用。
本发明所述土壤改良剂在作物收获后施用,所述土壤改良剂的施用量为1000~1800kg/亩。
下面结合实施例对本发明提供的土壤改良剂及其应用进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种土壤改良剂,制备方法为:
(1)100kg锯末(含水量30%)、500kg动物粪便和500kg酒糟(含水量35%)混合后堆制沤肥,发酵45d后,得发酵有机肥;
(2)将干燥的玉米秸秆400kg、水稻秸秆100kg和花生秸秆500kg分别粉碎到粒径2mm的颗粒,混合得秸秆混合粉;
(3)将烟气脱硫废弃物(含水量125L/kg)400kg和磷石膏100kg混合后,得工业废弃物;
(4)将购买的解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草杆菌和固氮菌分别扩大培养至有效菌量达到2×105~5×108个菌/mL后,将菌液按照2∶7∶4∶6的质量比混合后,得复合微生物;
(5)将发酵有机物、秸秆混合粉、工业废弃物和复合微生物按照52∶30∶13∶5的质量比混合后,得土壤改良剂。
实施例2
一种土壤改良剂,制备方法为:
(1)100kg锯末(含水量25%)、200kg动物粪便和800kg酒糟(含水量50%)混合后堆制沤肥,发酵40d后,得发酵有机肥;
(2)将干燥的玉米秸秆200kg、水稻秸秆100kg和花生秸秆700kg分别粉碎到粒径1.5mm的颗粒,混合得秸秆混合粉;
(3)将烟气脱硫废弃物(含水量150L/kg)200kg和磷石膏100kg混合后,得工业废弃物;
(4)将购买的解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草杆菌和固氮菌分别扩大培养至有效菌量达到2×105~5×108个菌/mL后,将菌液按照1∶5∶2∶4的质量比混合后,得复合微生物;
(5)将发酵有机物、秸秆混合粉、工业废弃物和复合微生物按照31∶28∶10∶3的质量比混合后,得土壤改良剂。
实施例3
一种土壤改良剂,制备方法为:
(1)100kg锯末(含水量40%)、600kg动物粪便和400kg酒糟(含水量33%)混合后堆制沤肥,发酵40d后,得发酵有机肥;
(2)将干燥的玉米秸秆300kg、水稻秸秆100kg和花生秸秆600kg分别粉碎到粒径1mm的颗粒,混合得秸秆混合粉;
(3)将烟气脱硫废弃物(含水量110L/kg)500kg和磷石膏100kg混合后,得工业废弃物;
(4)将购买的解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草杆菌和固氮菌分别扩大培养至有效菌量达到2×105~5×108个菌/mL后,将菌液按照2∶8∶3∶7的质量比混合后,得复合微生物;
(5)将发酵有机物、秸秆混合粉、工业废弃物和复合微生物按照55∶30∶12∶6的质量比混合后,得土壤改良剂。
利用上述实施例1~3制备得到的土壤改良剂进行实验:
1、2016年在曲阜周边盐碱地进行实验,经检测土壤含盐量0.3%,土壤pH值为8.6,分别设置实验,向该盐碱地中分别施加发酵有机肥1200kg/亩(处理1)、秸秆混合粉1200kg/亩(处理2)、工业废弃物1200kg/亩(处理3)、复合微生物60kg/亩(处理4)、发酵有机肥450kg/亩+秸秆混合粉750kg/亩(处理5)、发酵有机肥450kg/亩+工业废弃物195kg/亩(处理6)、发酵有机肥450kg/亩+复合微生物60kg/亩(处理7)、发酵有机物450kg/亩+秸秆混合粉750kg/亩+复合微生物60kg/亩(处理8)以及土壤改良剂1200kg/亩(处理9)同时设置空白对照,土地空置一年后分别测定土壤中有机物以及氮磷钾含量的变化,如表1所示:
表1 土壤性状变化统计
由表1可知,利用本发明所述土壤改良剂可比单施或混合施时具有更好的土壤改良效果,尤其是相比于对照组,施用土壤改良剂后,有机质含量提高了127%,速效磷含量提高了125%,速效钾含量提高了64.3%,全N含量提高了62%。
2、在上述同一地区,2018年小麦收获后分别在实验田施加1200kg/亩的上述土壤改良剂,然后适时种植玉米,同时设置对照组除不施加土壤改良剂外,其余条件均相同,并对玉米收获时的产量性状进行统计,如表2所示:
表2 玉米产量性状统计
处理 有效穗数(个/亩) 穗长(cm) 千粒重(g) 产量(kg/亩)
对照组 2273 18.26 327.05 248.1
实验组 2959 22.3 384.2 493.4
同时,检测收获玉米后的土壤含盐量及pH值,其中含盐量为0.24%,pH值为7.9。
由上表可知,利用本发明实施例可显著降低土壤中碱度及pH值,同时玉米产量相比于对照组提高了98.8%。
本发明提供了一种土壤改良剂及其应用,利用本发明所述土壤改良剂,相比于空白对照组,可将有机质含量提高127%,速效磷含量提高125%,速效钾含量提高64.3%,全N含量提高62%,同时还能提高作物产量98.8%。
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 (10)

1.一种土壤改良剂,其特征在于,所述土壤改良剂包括以下重量份的原料:秸秆混合粉31~60份、腐熟有机肥28~32份、工业废弃物10~15份和复合微生物3~8份;所述秸秆混合粉的秸秆来源包括:玉米、水稻和花生;所述工业废弃物包括:烟气脱硫废弃物和磷石膏;所述复合微生物包括:解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草杆菌和固氮菌。
2.根据权利要求1所述土壤改良剂,其特征在于,所述土壤改良剂包括以下重量份的原料:秸秆混合粉40~55份、腐熟有机肥29~31份、工业废弃物12~14份和复合微生物4~6份。
3.根据权利要求2所述土壤改良剂,其特征在于,所述土壤改良剂包括以下重量份的原料:秸秆混合粉52份、腐熟有机肥30份、工业废弃物13份和复合微生物5份。
4.根据权利要求1~3任一项所述土壤改良剂,其特征在于,所述秸秆混合粉的粒径为0.5~2mm。
5.根据权利要求4所述土壤改良剂,其特征在于,所述腐熟有机肥的原料包括:锯末、动物粪便和酒糟。
6.根据权利要求5所述土壤改良剂,其特征在于,所述锯末、动物粪便和酒糟的质量比为1∶(2~7)∶(3~8)。
7.根据权利要求1所述土壤改良剂,其特征在于,所述秸秆混合粉中玉米秸秆、水稻秸秆和花生秸秆的质量比为(2~8)∶1∶(3~7)。
8.根据权利要求1所述土壤改良剂,其特征在于,所述复合微生物中解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草杆菌和固氮菌的质量比为(1~3)∶(5~9)∶(2~7)∶(4~10)。
9.权利要求1~8任一项所述土壤改良剂在提高作物产量中的应用。
10.根据权利要求9所述应用,其特征在于,所述土壤改良剂在作物收获后施用,所述土壤改良剂的施用量为1000~1800kg/亩。
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