CN110055084B - 一种苏打盐碱地水田土壤改良剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种苏打盐碱地水田土壤改良剂及其制备方法，所述的改良剂由颗粒剂和微生物菌剂混合并反应而成，颗粒剂包括阻断剂、酸性调节剂、有机肥料和沉降剂。本发明苏打盐碱地水田土壤改良剂适用于对苏打盐碱地水田土壤进行改良，优选的天然准纳米非金属矿物介质，使其在盐碱地耕作层中自发水土分离、自然沉降，并最后在犁底层形成惰性盐碱隔离界面；同时，在土壤中施用嗜盐抗碱型微生物菌剂，利用其在耕作层中排酸中和、胞体内富集盐分惰性化处理，及分泌胞外酶降解有机物等的多种分子机制，从而降低土壤盐碱度，激活土壤微生物活性，改善土壤团粒结构和培肥土壤，达到根治盐碱地的目的。

Description

一种苏打盐碱地水田土壤改良剂及其制备方法
技术领域
本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种苏打盐碱地水田土壤改良剂及其制备方法。
背景技术
对盐碱水田一般采取物理措施来进行治理，主要是以下两种方法：一种是基于“盐随水来、盐随水去”的水盐运行规律，针对地势低洼的区域实挖置排水沟，可以引出该区域中聚集的多余水分，排放到其他地方，但是这种方法容易返盐碱；或者，向该地区引入外部水分，在洼地形成一定深度的含水层，浸泡足够长的时间，以至于土壤中所含有的盐分充分溶解在水中，将其排到洼地外部，随着水带走土壤中盐分，从而降低土壤的含盐量。此种方法可以充分运用到盐碱地农业生产当中，既能在干旱时对农业耕地进行灌溉，又能在洪涝时节及时的排水、放洪，减轻自然灾害带来的损失，此方法缺点是如果排水不当，易对排水流经地区造成次生盐渍化。另一种客土压碱，将其他地区不含盐碱的优良土种，调运外地的优良土种覆盖盐碱土壤之上或者运走一部分盐碱土，把好土与留下的盐碱土混合。这样也能有效地降低土壤含盐量，以降低本地土壤盐碱化的程度。但这种方法往往需要的好土量大，来源和运输都成问题，因而生产成本较高，只适用于特殊的土地利用，而且容易返盐碱。
申请号为CN20111021281的中国发明专利，公布了一种苏打盐碱土改良剂及其施用方法，以：Al2O3、SiO、Fe2O3和结晶水按一定的比例混合在一起，成分中含有较多的化学成分，势必会对盐碱土壤产生危害严重，且只能短期内改善土壤的盐碱程度。申请号为201010601152.9公开了一种无机高分子土壤改良剂改良苏打碱化土壤为水田的方法，其无机高分子土壤改良剂为固体聚合硫酸铁，其原理是置换盐碱地中的钠离子，不足之处是对于中重度盐碱地需要不断水洗生产的反应产物硫酸钠，且容易返盐碱。许多文献也报道了硫酸铝盐碱土改良剂。这两种改良剂均可以快速改良重度苏打碱化土壤为水田，运输、储存和施用方便。但是，固体聚合硫酸铁改良剂价格较贵，改良成本较高。硫酸铝改良剂大量使用，导致土壤溶解性铝含量快速升高，容易对水稻产生铝离子毒害。
鉴于以上原因，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种苏打盐碱地水田土壤改良剂及其制备方法，本发明制备的苏打盐碱地水田土壤改良剂可以降低土壤盐碱度，激活土壤微生物活性，改善土壤团粒结构和培肥土壤，达到根治盐碱地的目的。
本发明的一个目的在于提供一种苏打盐碱地水田土壤改良剂。
根据本发明具体实施方式的苏打盐碱地水田土壤改良剂，所述改良剂由颗粒剂和微生物菌剂组成，所述颗粒剂包括阻断剂、酸性调节剂、有机肥料和沉降剂。
根据本发明具体实施方式的苏打盐碱地水田土壤改良剂，其中，所述改良剂按重量份由颗粒剂10-90份和微生物菌剂10-50份组成。
根据本发明具体实施方式的苏打盐碱地水田土壤改良剂，其中，所述阻断剂包括粉煤灰、二氧化钛和沸石粉；所述酸性调节剂包括水解聚马来酸酐、磷酸、硫酸锌和硫酸铵；所述有机肥料包括腐殖酸；所述沉降剂包括硫酸铝和硫酸亚铁。
根据本发明具体实施方式的苏打盐碱地水田土壤改良剂，进一步的，所述阻断剂按重量份包括粉煤灰30份，二氧化钛15份和沸石粉5份；所述酸性调节剂按重量份包括水解聚马来酸酐2.56份，磷酸3份，硫酸锌0.42份和硫酸铵0.02份；所述有机肥料按重量份包括腐殖酸36份；所述沉降剂按重量份包括硫酸铝3份和硫酸亚铁5份。
根据本发明具体实施方式的苏打盐碱地水田土壤改良剂，其中，所述微生物菌剂的添加量为每公顷土地添加20-30kg，所述微生物菌剂的活菌总量大于1.0×108cfu/g。土地的翻耕深度一般15-20厘米。
根据本发明具体实施方式的苏打盐碱地水田土壤改良剂，其中，所述微生物菌剂中含有的微生物包括极端嗜盐菌、木霉、酵母和乳酸菌。
所述极端嗜盐菌、木霉、酵母和乳酸菌以重量比为(7-8)：(3-4)：(0.2-0.5)：1复配。
根据本发明具体实施方式的苏打盐碱地水田土壤改良剂，进一步的，所述极端嗜盐菌为土曲霉菌株。
根据本发明具体实施方式的苏打盐碱地水田土壤改良剂，进一步的，所述木霉为哈茨木霉，所述酵母为假丝酵母或脆壁克鲁维酵母，所述乳酸菌为乳酸屎肠球菌。
极端嗜盐菌的细胞壁由富含酸性氨基酸的糖蛋白组成，这种细胞壁结构的完整由离子键维持，高Na+浓度对于其细胞壁蛋白质亚单位之间的结合，保持细胞结构的完整性是必需的。当从高盐环境转到低盐环境后，一方面细胞壁蛋白解聚为蛋白质单体，使胞壁失去完整；另一方面细胞内外离子浓度平衡打破，细胞吸水膨胀，最终引起胞壁破裂，菌体完全自溶。本发明实施例中采用的是土曲霉菌株，具体为絮状土曲霉JYJ-5菌株，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC 15368。具有抗盐耐碱的特性，能够在钠盐环境和碱性环境中长期良好的生长，其中在钠盐浓度为5-15％(克/毫升)的高盐条件下以及在pH为7-12的碱性条件下能够良好的生长，能够在钠盐浓度为5-15％(克/毫升)的环境中长期良好的生长，并且能够分泌有机酸，可用于改造钠盐环境的盐碱地。本发明人在采集地利用五点取样法进行样品的采集，取土壤耕层30cm深范围内土壤，装入已灭菌处理的玻璃瓶带回实验室备用。采用稀释涂布法，将稀释后澄清的土壤上清液涂布于添加NaCl至150.0g/L的马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上，在pH＝10条件下培养4天，经过3轮筛选分离到一株抗盐耐碱的真菌菌株—絮状土曲霉JYJ-5，此菌株已申请专利。
本发明提供的抗盐耐碱的土曲霉菌株能够在pH为2.5-12的环境下生长，在pH为7-12的碱性条件下良好的生长。
木霉属于半知菌门，丝孢目，木霉属，常见的木霉有绿色木霉、康宁木霉、棘孢木霉、深绿木霉、哈茨木霉、长枝木霉等。本发明实施例中采用的木霉为哈茨木霉，哈茨木霉的菌丝纤细无色，具分隔，多分枝。分生孢子梗从菌丝的侧枝上生出，对生或互生，一般有2-3次分枝，着生分生孢子的小梗瓶形或锥形。分生孢子多为球形，孢壁具小疣突，蓝绿色。在PDA培养基上菌落初为白絮状，后为暗绿色。哈茨木霉T-22可以启动植物的防御反应，导致植物产生和积累与抗病性有关的酚类化合物和木质素等。同时T-22产生的蛋白酶能使消解植物细胞壁的病原菌降解，直接抑制病原菌萌发，使病原菌的酶钝化，阻止病原菌侵入植物细胞。
酵母是一种单细胞真菌，一种肉眼看不见的微小单细胞微生物，能将糖发酵成酒精和二氧化碳，分布于整个自然界，是一种典型的异养兼性厌氧微生物，在有氧和无氧条件下都能够存活，是一种天然发酵剂。本发明实施例中采用的酵母为假丝酵母或脆壁克鲁维酵母，假丝酵母是能形成假菌丝、不产生子囊孢子的酵母。
本发明实施例中使用的乳酸菌为乳酸屎肠球菌，选购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，分类命名为屎肠球菌(Enterococcus faecium)，保藏号：CGMCC1.2334。本发明中的其他菌株(包括木霉和酵母)采购自山东拓普生物工程有限公司。
本发明中的微生物菌剂均为益生菌群发酵菌剂。
本发明遵循土壤形成(成土)原理，从盐碱地形成的机理、土壤结构和生态环境的角度入手，通过优选的阻断剂和沉降剂，有机整合改善了土壤质地，加速了耕作层熟化，在犁底层自发形成盐碱隔离层，抑制盐碱反复，防止修复土壤再度盐渍化，实现根治盐碱地的目的
土曲霉菌在水中进行无性繁殖，在土壤中进行有性生殖过程。闭囊壳破裂后释放子囊孢子，适宜条件下子囊孢子萌发形成菌丝，以网状结构包裹土壤颗粒，形成有生物活性的土壤团粒结构。土曲霉菌生物化学功能：首先，产生高效的纤维素酶降解秸秆，增加了土壤的有机质；而在那些难降解的纤维素表面则形成了约30-50微米大小的微孔，可以固定游离的钠离子；其次，盐碱条件可以诱导嗜盐真菌合成多种有机酸，如五倍子酸、葡萄糖酸、柠檬酸等，这些有机酸既可以中和土壤中的碱，也可以络合金属离子。此外，嗜盐真菌的分生孢子还可以富集一部分盐离子于孢子内。
本发明以吉林省白城市镇赉县建平片区盐碱土壤改良成功的实例为依据，论证了采用本发明的苏打盐碱地水田土壤改良剂改良苏打盐碱地水田土壤是有效可行的。在相关部门的正确管理之下，这种改良方法可以向盐碱土壤圈层中引入有机肥料和微生物菌剂，使盐碱土壤维持有序的发展；既能减轻甚至消除土壤盐碱化，又可以改善当地自然环境，提高土地利用率，增进农业生产收入。
本发明一是创造性解决了盐碱地治理后普遍存在的顽固性返盐碱的技术难题，获得了水田8年不返盐碱的科学试验数据，做到了一次治理，长期有效；二是解决了传统“水洗排盐”、“加酸解碱”等物理化学方法治理盐碱地所带来的次生盐渍化面积扩延和土壤本身二次污染问题；三是激活了土壤原有微生物群，恢复了土壤生命力。
本发明的第二目的提供了一种所述的苏打盐碱地水田土壤改良剂的制备方法。
根据本发明具体实施方式的苏打盐碱地水田土壤改良剂的制备方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)按照各组分的重量份称取备用；
(2)将步骤(1)中备用的所有阻断剂进行混合，混合均匀后加入酸性调节剂和有机肥料，混合均匀并反应形成混合物料；
(3)向步骤(2)得到的所述混合物料中加入沉降剂，保持室温反应3.5-4.0小时，复配造粒，得到颗粒剂；
(4)制备菌剂培养基，调节pH为7.0-8.0，接种微生物，培养5-7天后形成微生物菌剂；
(5)将步骤(4)得到的所述微生物菌剂加入到步骤(3)得到的所述颗粒剂中，混合均匀，得到苏打盐碱地水田土壤改良剂。
培养基为：牛肉膏琼脂培养基，其包括牛肉膏0.3份、蛋白胨1份、氯化钠0.5份、琼脂1份、水100份。
根据本发明具体实施方式的苏打盐碱地水田土壤改良剂的制备方法，其中，步骤(2)中，将备用的所有阻断剂进行混合，混合均匀后在室温25-30℃下边搅拌边加入酸性调节剂和有机肥料，混合均匀并反应形成混合物料；步骤(3)中，在室温25-30℃下，边搅拌边向所述混合物料中加入沉降剂，保持恒温混合并反应3.5-4.0小时，复配造粒，得到颗粒剂，粒径3-5mm。
本发明的苏打盐碱地水田土壤改良剂的施用方法包括以下步骤：(1)先对苏打盐碱地水田土壤进行了水洗，然后进行有机肥处理。(2)对试验田块进行翻耕和旱地平整，翻耕深度一般15-20厘米(机械旱整平后同一地块内高低差不超过10厘米，地表有10-12厘米松土层)；(3)采用本发明的改良剂平均每亩0.2-0.6吨施用，然后进行旋耕，使土壤与本发明的改良剂混合均匀；(4)放水泡田，将改良剂散开，然后进行机器打浆整地，实现改良剂的分解、沉淀，在犁底层形成惰性盐碱隔离层；(5)在秧苗返青后稻田补水时，随水冲施一定量的“2号改良剂”(即本发明中的微生物菌剂)。放水泡田过程中，改良剂中包含的嗜盐抗碱型微生物菌剂，在耕作层中排酸中和、胞体内富集盐分惰性化处理，及分泌胞外酶降解有机物等的多种分子机制，从而降低土壤盐碱度，激活土壤微生物活性，改善土壤团粒结构和培肥土壤，达到根治盐碱地的目的其他施肥及田间管理按照常规方法即可。
本发明的盐碱改良剂的使用量根据土壤的pH值、含盐量进行判断，具体如下:
(1)土壤pH值7.5～8.0，含盐量0.2％-0.5％，每公顷用量4-5吨；
(2)pH值8.0～8.5，含盐量0.5％-0.7％，每公顷用量5-6吨；
(3)pH值8.5～9.5，含盐量0.7％-1.0％，每公顷用量6-7吨；
(4)pH值≥9.5，含盐量＞1.0％，每公顷用量7-8吨。
水解聚马来酸酐(HPMA)是由马来酸酐水解成而成，为桔黄色粘稠液体，相对密度为1.2(20℃)，平均分子量约600，酸性，能电离，无毒，易溶于水，化学稳定性及热稳定性高，分解温度在330℃以上。是一种低分子量聚电解质，一般相对分子量为400-800，无毒，易溶于水，化学稳定性及热稳定性高，分解温度在330℃以上。该产品还可用于水泥外加剂。HPMA在300℃以下对碳酸盐仍有良好的阻垢分散效果，阻垢时间可达100h。由于HPMA阻垢性能和耐高温性能优异，另外HPMA有一定的缓蚀作用，与锌盐复配效果更好。在本发明中水解聚马来酸酐和磷酸、草酸、硫酸锌、硫酸铵配合使用，作为酸性调节剂。
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰是一种人工火山灰质混合材料，它本身略有或没有水硬胶凝性能，但当以粉状及水存在时，能在常温，特别是在水热处理(蒸汽养护)条件下，与氢氧化钙或其他碱土金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料。本发明中的粉煤灰为无机准纳米材料，和二氧化钛、沸石粉配合使用，作为阻断剂。
二氧化钛，化学式：TiO2，白色固体或粉末状的两性氧化物，分子量：79.9，是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料。钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的。同时，二氧化钛有较好的紫外线掩蔽作用，二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。本发明中的二氧化钛和沸石粉同为填料。
沸石粉，是天然的沸石岩磨细而成，颜色为浅绿色、白色。作为改良剂，每亩水深1米使用沸石粉(200目)50kg，可去除水中氨氮95％，净化水质，缓解转水现象。在草鱼饲料中添加5.0％(150目)的沸石粉，可使草鱼成活率提高14.0％，相对生长率提高10.8％，饲料系数降低0.28，草鱼肠道蛋白酶活性提高27.0％，而肝胰脏蛋白酶酶活性不受影响。沸石具备作添加剂预混物的载体和稀释剂的各种基本条件，沸石呈中性pH在7～7.5之间，其含水时仅3.4～3.9％，且不易受潮与含有结晶水的无机盐微量成份混和能吸附其中的水分，增强颗粒剂的流动性。
磷酸，是一种常见的无机酸，是中强酸。由五氧化二磷溶于热水中即可得到。磷酸主要用于制药、食品、肥料等工业，包括作为防锈剂，食品添加剂，牙科和矫形外科，EDIC腐蚀剂，电解质，助焊剂，分散剂，工业腐蚀剂，肥料的原料和组件家居清洁产品。也可用作化学试剂，磷酸盐是所有生命形式的营养。
硫酸锌，无色或白色结晶、颗粒或粉末，别名皓矾。无气味。味涩。用于制造立德粉，并用作媒染剂、收敛剂、木材防腐剂等。也是生产粘胶纤维和维尼纶纤维的重要辅助原料。另外，在电镀和电解工业中也有应用，还可以用于制造电缆或作为水质稳定剂。
硫酸铵，无色结晶或白色颗粒。主要用作肥料，适用于各种土壤和作物。加热到513℃以上完全分解成氨气、氮气、二氧化硫及水。与碱类作用则放出氨气。与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀。也可以使蛋白质发生盐析。用于一般土壤和作物，能使枝叶生长旺盛，提高果实品质和产量，增强作物对灾害的抵抗能力，可作基肥、追肥和种肥。
腐殖酸，是自然界中广泛存在的大分子有机物质，是动植物经过长期的物理、化学、生物作用而形成的复杂有机物，水体底泥土壤等都含有腐殖质，化学结构复杂，广泛应用于农、林、牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域。在农业方面，与氮、磷、钾等元素结合制成的腐植酸类肥料，具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生长、改善农产品质量等功能；硝基腐植酸可用作水稻育秧调酸剂；腐植酸镁、腐植酸锌、腐植酸尿素铁分别在补充土壤缺镁、玉米缺锌、果树缺铁上有良好的效果；腐植酸和除草醚、莠去津等农药混用，可以提高药效、抑制残毒。
硫酸铝，白色斜方晶系结晶粉末，密度1.69g/mL(25℃)。在造纸工业中作为松香胶、蜡乳液等胶料的沉淀剂，水处理中作絮凝剂，还可作泡沫灭火器的内留剂，制造明矾、铝白的原料，石油脱色、脱臭剂、某些药物的原料等。还可制造人造宝石及高级铵明矾。在饮用水、工业用水和工业废水处理中做絮凝剂，不易风化而失去结晶水，比较稳定，加热会失水，高温会分解为氧化铝和硫的氧化物。“淋洗对硫酸铝改良苏打盐碱土的辅助效果研究”中写到：土壤中添加硫酸铝改良后，再进行淋洗，可有效改善了土壤的盐化度；明显的改善土壤化学成分的作用，但是添加入的硫酸铝随着淋洗也有大量的流逝，同时在震荡等作用下，第一次投入硫酸铝形成的部分硫酸铝水解胶体也被破坏，影响了硫酸铝对土壤的改良效果。当不淋洗土壤时，硫酸铝的加入，有效改善了土壤性质，特别是对降低土壤碱化度，效果明显。土壤pH值、土壤容重、土壤颗粒粒径等方面对土壤都有改善作用，并且效果明显。
硫酸亚铁，蓝绿色单斜结晶或颗粒，无气味。用于水的絮凝净化，以及从城市和工业污水中去除磷酸盐，以防止水体的富营养化。调节土壤酸碱度，促使叶绿素形成(亦称铁肥)，可防治花木因缺铁而引起的黄化病。是喜酸性花木尤其铁树不可缺少的元素。农业上还可用作农药,能防治小麦黑穗病,苹果和梨的疤痂病、果树的腐烂病；也可用作肥料,能除去树干的青苔及地衣。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明制备的苏打盐碱地水田土壤改良剂主要适用于苏打盐碱地水田土壤的改良，优选的阻断剂和沉降剂，使其在盐碱地耕作层中自发水土分离、自然沉降，并最后在犁底层形成惰性盐碱隔离界面；同时，在土壤中施用嗜盐抗碱型微生物菌剂，利用其在耕作层中排酸中和、胞体内富集盐分惰性化处理，及分泌胞外酶降解有机物等的多种分子机制，从而降低土壤盐碱度，激活土壤微生物活性，改善土壤团粒结构和培肥土壤，达到根治盐碱地的目的；
(2)经本发明苏打盐碱地水田土壤改良剂对苏打盐碱地水田土壤进行改良后，激活了土壤原有微生物群，恢复了土壤生命力，可以做到水田8年不返盐碱；
(3)本发明针对不同时期土壤的组成不同而施用两种不同的肥料，改善了土壤的含盐量、pH和有机质的量。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种苏打盐碱地水田土壤改良剂，其特征在于，所述改良剂由颗粒剂和微生物菌剂组成，所述颗粒剂包括阻断剂、酸性调节剂、有机肥料和沉降剂。
其制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各组分的重量份称取备用；
(2)将步骤(1)中备用的所有阻断剂进行混合，混合均匀后加入酸性调节剂和有机肥料，混合均匀并反应形成混合物料；
(3)向步骤(2)得到的所述混合物料中加入沉降剂，保持室温25℃反应3.5小时，复配造粒，得到颗粒剂；
(4)制备菌剂培养基，调节pH为7.0，接种微生物，培养7天后形成微生物菌剂，微生物菌剂的活菌总量为7.0×108cfu/g；
(5)将步骤(4)得到的所述微生物菌剂加入到步骤(3)得到的所述颗粒剂中，混合均匀，得到苏打盐碱地水田土壤改良剂。
实施例2
本实施例提供了一种苏打盐碱地水田土壤改良剂，其特征在于，所述改良剂由颗粒剂和微生物菌剂按重量比为9:5组成，所述颗粒剂包括阻断剂、酸性调节剂、有机肥料和沉降剂；所述阻断剂包括粉煤灰20kg，二氧化钛15kg和沸石粉5kg；所述酸性调节剂按包括水解聚马来酸酐2.56kg，磷酸3.5kg，硫酸锌0.42kg和硫酸铵0.02kg；所述有机肥料包括腐殖酸40kg；所述沉降剂包括硫酸铝3kg和硫酸亚铁5kg。微生物菌剂中含有的微生物包括极端嗜盐菌、木霉、酵母和乳酸菌所述极端嗜盐菌为土曲霉菌株。
其制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各组分的重量份称取备用；
(2)将步骤(1)中备用的所有阻断剂进行混合，混合均匀后加入酸性调节剂和有机肥料，混合均匀并反应形成混合物料；
(3)向步骤(2)得到的所述混合物料中加入沉降剂，保持室温25℃反应4.0小时，复配造粒，得到颗粒剂，粒径3-5mm；
(4)制备菌剂培养基，调节pH为8.0，接种微生物，培养5天后形成微生物菌剂，活菌总量为1×109cfu/g；培养基为：牛肉膏琼脂培养基，其包括牛肉膏0.3份、蛋白胨1份、氯化钠0.5份、琼脂1份、水100份；
(5)将步骤(4)得到的所述微生物菌剂加入到步骤(3)得到的所述颗粒剂中，混合均匀，得到苏打盐碱地水田土壤改良剂，施用到2公顷的苏打盐碱地水田土壤中。
实施例3
本实施例提供了一种苏打盐碱地水田土壤改良剂，其特征在于，所述改良剂由颗粒剂和微生物菌剂按重量比为1:4组成，所述颗粒剂包括阻断剂、酸性调节剂、有机肥料和沉降剂；所述阻断剂包括粉煤灰30kg，二氧化钛15kg和沸石粉5kg；所述酸性调节剂按包括水解聚马来酸酐2.56kg，磷酸3kg，硫酸锌0.42kg和硫酸铵0.02kg；所述有机肥料包括腐殖酸36kg；所述沉降剂包括硫酸铝3kg和硫酸亚铁5kg；微生物菌剂中含有的微生物包括极端嗜盐菌、木霉、酵母和乳酸菌。
其制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各组分的重量份称取备用；
(2)将步骤(1)中备用的所有阻断剂进行混合，混合均匀后在室温25℃下边搅拌边加入酸性调节剂和有机肥料，混合均匀并反应形成混合物料；
(3)在恒温25℃下，边搅拌边向步骤(2)得到的所述混合物料中加入沉降剂，保持恒温混合并反应3.5小时，复配造粒，得到颗粒剂；
(4)制备菌剂培养基，调节pH为7.0，接种嗜盐真菌和外生菌根真菌菌种，培养6天后形成微生物菌剂；
(5)将步骤(4)得到的所述微生物菌剂加入到步骤(3)得到的所述颗粒剂中，混合均匀，得到苏打盐碱地水田土壤改良剂。
实施例4
本实施例提供了一种苏打盐碱地水田土壤改良剂，其特征在于，所述改良剂由颗粒剂和微生物菌剂按重量比为1:2.5组成，所述颗粒剂包括阻断剂、酸性调节剂、有机肥料和沉降剂；所述阻断剂包括粉煤灰30kg，二氧化钛15kg和沸石粉5kg；所述酸性调节剂按包括水解聚马来酸酐2.56kg，磷酸3kg，硫酸锌0.42kg和硫酸铵0.02kg；所述有机肥料包括腐殖酸36kg；所述沉降剂包括硫酸铝3kg和硫酸亚铁5kg；微生物菌剂中含有的微生物包括极端嗜盐菌、木霉、酵母和乳酸菌以7:3:0.5:1进行复配；(7-8)：(3-4)：(0.2-0.5)：1；所述极端嗜盐菌为土曲霉菌株，所述木霉为哈茨木霉，所述酵母为假丝酵母或脆壁克鲁维酵母，所述乳酸菌为乳酸屎肠球菌。
其制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各组分的重量份称取备用；
(2)将步骤(1)中备用的所有阻断剂进行混合，混合均匀后在恒温30℃下边搅拌边加入酸性调节剂和有机肥料，混合均匀并反应形成混合物料；
(3)在恒温30℃下，边搅拌边向步骤(2)得到的所述混合物料中加入沉降剂，保持恒温混合并反应4.0小时，复配造粒，得到颗粒剂；
(4)制备菌剂培养基，调节pH为8.0，接种所有的微生物菌种，培养6天后形成微生物菌剂；
(5)将步骤(4)得到的所述微生物菌剂加入到步骤(3)得到的所述颗粒剂中，混合均匀，得到苏打盐碱地水田土壤改良剂。
实施例5
本实施例提供了一种苏打盐碱地水田土壤改良剂，其特征在于，所述改良剂由颗粒剂和微生物菌剂按重量比为1:3组成，所述颗粒剂包括阻断剂、酸性调节剂、有机肥料和沉降剂；所述阻断剂包括粉煤灰30kg，二氧化钛15kg和沸石粉5kg；所述酸性调节剂按包括水解聚马来酸酐2.56kg，磷酸3kg，硫酸锌0.42kg和硫酸铵0.02kg；所述有机肥料包括腐殖酸36kg；所述沉降剂包括硫酸铝3kg和硫酸亚铁5kg；微生物菌剂中含有的微生物包括极端嗜盐菌、芽孢杆菌、木霉、酵母和乳酸菌所述极端嗜盐菌为土曲霉菌株，所述木霉为哈茨木霉，所述酵母为假丝酵母或脆壁克鲁维酵母，所述乳酸菌为乳酸屎肠球菌；其中极端嗜盐菌、木霉、酵母和乳酸菌可以以(7-8)：(3-4)：(0.2-0.5)：1中的任一比例复配。
其制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各组分的重量份称取备用；
(2)将步骤(1)中备用的所有阻断剂进行混合，混合均匀后在恒温28℃下边搅拌边加入酸性调节剂和有机肥料，混合均匀并反应形成混合物料；
(3)在恒温28℃下，边搅拌边向步骤(2)得到的所述混合物料中加入沉降剂，保持恒温混合并反应4.0小时，复配造粒，得到颗粒剂；
(4)制备菌剂培养基，调节pH为7.5，接种所有的微生物菌种，培养6天后形成微生物菌剂；
(5)将步骤(4)得到的所述微生物菌剂加入到步骤(3)得到的所述颗粒剂中，混合均匀，得到苏打盐碱地水田土壤改良剂。
试验例1
试验用地：本试验地选用位于白城市镇赉县建平片区19号地、44号地，试验面积1000亩，对照田面积50亩。该区域的土壤检测结果显示，土壤平均含盐量在4.4‰、PH值为9.7、有机质含量低于3‰，属于重度苏打盐碱地。该区域地势较低，地下水位在1.5m左右，同时淡水水源处于垦区的末端，水质条件差，土壤改良、种植经营十分困难。
试验方法：(1)试验前，处理组与对照组地块于2017年4月分别进行了两次水洗、每亩2吨的有机肥(牛粪)。(2)对试验田块进行翻耕和旱地平整，翻耕深度一般15-20厘米。机械旱整平后同一地块内高低差不超过10厘米，地表有10-12厘米松土层。(3)采用本发明实施例4的改良剂平均每公顷7吨施用，然后进行旋耕，使土壤与本发明的改良剂混合均匀。(4)放水泡田后，改良剂散开，然后进行机器打浆整地，实现改良剂的分解、沉淀，在犁底层形成惰性盐碱隔离层；同时，改良剂中包含的嗜盐抗碱型微生物菌剂，在耕作层中排酸中和、胞体内富集盐分惰性化处理，及分泌胞外酶降解有机物等的多种分子机制，从而降低土壤盐碱度，激活土壤微生物活性，改善土壤团粒结构和培肥土壤，达到根治盐碱地的目的。(5)在秧苗返青后稻田补水时，随水冲施一定量的“2号改良剂”即微生物菌制剂。施肥及田间管理按照常规方法即可。
试验结果：为观测试验效果，申请人聘请第三方检测机构认证谱尼测试公司对试验地进行取土和土壤检测。共取土150个样本点，土层在15厘米左右，扣除3个无效样本，其余147个样本分成7组，每组检测的平均数据如下表所示。
表1改良前与改良后土壤理化性状比较
Figure BDA0002083506280000141
从表1可以看出，治理第一年，含盐量从原来的4.3‰下降到1.69‰，pH值从原来的平均9.69控制在平均9.29，有机质从13.2‰增加到17.23‰。
水稻产量实测
2017年9月23日，由吉林省白城市镇赉县农业局组织专家进行现场收割实测，种植面积精准测量，产量扣除水分和杂质重量后，试验田项目改造当年，水稻平均亩产达到261.2公斤。
试验例2
试验用地：本试验地选用位于松原市前郭县后五井子村，试验面积50亩，对照田面积50亩。该区域的土壤检测结果显示，土壤平均含盐量在4.7‰、PH值为9.7、有机质含量低于13.3‰，属于重度苏打盐碱地。该区域地势较低，地下水位在1.5m左右，同时淡水水源处于垦区的末端，水质条件差且不稳定，土壤改良、种植经营十分困难。
试验方法：(1)试验前，处理组与对照组地块于2011年4月分别进行了l两次水洗、每亩1.5吨的有机肥(牛粪)处理。(2)对试验田块进行翻耕和旱地平整，翻耕深度一般15-20厘米。机械旱整平后同一地块内高低差不超过10厘米，地表有10-12厘米松土层。(3)处理组采用本发明的实施例5改良剂平均每公顷7.5吨施用，然后进行旋耕，使土壤与改良剂混合均匀。(4)放水泡田后，改良剂散开，然后进行机器打浆整地，实现改良剂的分解、沉淀，在犁底层形成惰性盐碱隔离层；同时，改良剂中包含的嗜盐抗碱型微生物菌剂，在耕作层中排酸中和、胞体内富集盐分惰性化处理，及分泌胞外酶降解有机物等的多种分子机制，从而降低土壤盐碱度，激活土壤微生物活性，改善土壤团粒结构和培肥土壤，达到根治盐碱地的目的。(5)在秧苗返青后稻田补水时，随水冲施一定量的微生物菌制剂。施肥及田间管理按照常规方法即可。
试验结果：为观测试验效果，申请人聘请第三方检测机构认证谱尼测试公司对试验地进行取土和土壤检测。2011年-2017年检测的平均数据如下表所示。
表2处理组与对照组土壤理化性状比较
Figure BDA0002083506280000151
Figure BDA0002083506280000161
从表2可以看出，治理第一年，含盐量从原来的6‰下降到3‰，第二年以后，稳定在1‰以下；pH值从第一年的9.7下降到9.2，第三年以后控制在8.5以下；有机质治理第一年从13.3g/kg增加到17.5g/kg，第二年以后，稳定在18.6g/kg以上。
水稻产量实测
2017年10月16日，由黑龙江省农科院、辽宁省农科院、辽宁省盐碱地利用研究所、北京大学、美国德克萨斯农工大学等单位领导和专家共5人，对典型试验地进行理论测产和防返盐碱现象观察，理论测产试验地改造前土壤地下20公分土层pH分别为10.2、9.8、9.5，钠离子浓度分别为1.8％、1.4％、0.8％，改造第1年亩产221.2公斤；改造第2年，亩产555.5公斤；改造第4年亩产592.7公斤，土壤pH稳定在8.5以下，无一试验点出现返盐碱现象。
本申请人对其他实施例也做了上述试验，结果基本一致，由于篇幅有限，不再一一列举。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种苏打盐碱地水田土壤改良剂，其特征在于，所述改良剂由颗粒剂和微生物菌剂组成，所述颗粒剂包括阻断剂、酸性调节剂、有机肥料和沉降剂，所述改良剂按重量份由颗粒剂10-90份和微生物菌剂10-50份组成，所述阻断剂按重量份包括粉煤灰30份，二氧化钛15份和沸石粉5份；所述酸性调节剂按重量份包括水解聚马来酸酐2.56份，磷酸3份，硫酸锌0.42份和硫酸铵0.02份；所述有机肥料按重量份包括腐殖酸36份；所述沉降剂按重量份包括硫酸铝3份和硫酸亚铁5份；所述微生物菌剂的活菌总量大于1.0×108cfu/g，所述微生物菌剂中含有的微生物包括极端嗜盐菌、木霉、酵母和乳酸菌，所述极端嗜盐菌为土曲霉菌株，所述木霉为哈茨木霉，所述酵母为假丝酵母或脆壁克鲁维酵母，所述乳酸菌为乳酸屎肠球菌；制备所述苏打盐碱地水田土壤改良剂包括如下步骤：
步骤1：按照各组分的重量份称取备用；
步骤2：将步骤1中备用的所有阻断剂进行混合，混合均匀后加入酸性调节剂和有机肥料，混合均匀并反应形成混合物料；
步骤3：向步骤2得到的所述混合物料中加入沉降剂，保持室温反应3.5-4.0小时，复配造粒，得到颗粒剂；
步骤4：制备菌剂培养基，调节pH为7.0-8.0，接种微生物，培养5-7天后形成微生物菌剂；所述菌剂培养基为：牛肉膏琼脂培养基，其包括牛肉膏0.3份、蛋白胨1份、氯化钠0.5份、琼脂1份、水100份；
步骤5：将步骤4得到的所述微生物菌剂加入到步骤3得到的所述颗粒剂中，混合均匀，得到苏打盐碱地水田土壤改良剂。
2.根据权利要求1所述的苏打盐碱地水田土壤改良剂，其特征在于，步骤2中，将备用的所有阻断剂进行混合，混合均匀后在室温25-30℃下边搅拌边加入酸性调节剂和有机肥料，混合均匀并反应形成混合物料；步骤3中，在室温25-30℃下，边搅拌边向所述混合物料中加入沉降剂，保持恒温混合并反应3.5-4.0小时，复配造粒，得到颗粒剂，粒径3-5mm。
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