CN110627576A - 一种生物炭、木醋液和微生物菌肥配施的黄土丘陵区沟道整治新造地的土壤熟化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物炭、木醋液和微生物菌肥配施的黄土丘陵区沟道整治新造地的土壤熟化方法，其主要是通过向土壤中施加一定比例的生物炭、木醋液以及微生物菌肥来调节土壤酸碱度，提升土壤肥力，使土壤达到熟化。由于沟道造地是将沟道上部边坡的土壤开挖并填埋至沟道，而沟道上部的土壤结构性较差，缺乏有效营养元素，且黄土一般呈碱性，将生物炭和木醋液以及微生物菌肥复配使用之后可以降低土壤的pH值，增加土壤的有机质、NO₃ ^‑‑N、NH₄ ⁺‑N、全氮含量，从而改善土壤结构，提高土壤肥力，改良新造地土壤，促进植物生长发育，提高抗逆能力，改善土壤环境，在实现增产的同时让农业生产更具可持续性。

Description

一种生物炭、木醋液和微生物菌肥配施的黄土丘陵区沟道整 治新造地的土壤熟化方法

技术领域

本发明涉及黄土丘陵区沟道整治新造地的土地利用领域， 尤其涉及一种基于生物炭、木醋液及微生物菌肥配施的黄土丘陵区沟道整治新造地的土壤熟化方法。

背景技术

为巩固退耕还林还草成果，缓解区域耕地资源紧张等问题，黄土丘陵沟壑区自2011年起实施了治沟造地工程。其是将沟道两侧的边坡土壤进行适度开挖，将挖方土填埋至沟道底部，将沟壑变为便于农民耕作的土地。但由于边坡土壤多为生土，土壤肥力低下，导致新造土地土壤结构性差，不利于农业生产，制约着治沟造地工程目标的实现。因此，亟需将土壤进行熟化管理，提高土壤肥力，改善土壤环境，创造有利于作物生长的水、肥、气、热条件。

生物炭改良技术在提升土壤肥力、改善土壤结构方面有着显著作用，但在黄土丘陵沟壑区沟道整治新造地土壤改良方面的应用还鲜见报道。施加生物炭对新造耕地的土壤肥力与作物生物量的提升效应还不明晰。生物炭不同于一般的木炭，它是指在低氧或缺氧环境下，通过高温裂解将木材、草、作物秸秆或其它农作物废弃物碳化生成的固态产物，是一种碳含量极其丰富的多孔性物质，一般呈碱性。生物炭施加到土壤中能够增加土壤有机碳及有效性营养元素的含量，提高土壤肥力，改善土壤的物理、化学及微生物特性，改善土壤环境，提高农业生产率，减少作物生长对碳密集肥料的需求；且木炭碎料的孔洞结构十分容易聚集营养物质和有益微生物，能够促进土壤养分的释放和保持（肥料的存储），利于作物生长，在实现增产的同时提高农业生产的可持续性。但是由于生物炭所含的碳高度稳定，在土壤中的分解速率较慢，不能快速满足植物生长对养分的需求，且生物炭通常呈碱性，会导致土壤pH进一步上升，从而造成土壤改良效果降低。

木醋液是在生物炭的制备过程中，将其能量转化为气体再自然冷却液化得到的酸性液体，其含有K，Ca，Mg，Zn，Ge，Mn，Fe等矿物质，此外还含有维他命B₁和B₂，是一种天然植物素材。喷洒木醋液能够改善土壤的酸碱环境，中和碱性土壤，降低土壤pH值，还可以预防种子的立枯病。土壤中施用木醋液也能有效抑制有碍植物生长的微生物类的繁殖，并能杀死根瘤线虫等害虫，具有很好的防虫效果。此外，木醋液还可以配制活性肥料，作为农药、虫害的驱避剂和除草剂等，减少化学肥料、农药、除草剂和杀虫剂的用量，促进有益微生物的生长，提高土壤肥力，促进作物生长，减少面源污染，保护生态环境。但是由于木醋液pH值一般为3~4，属于酸性物质，施加入土壤后会导致土壤过酸，从而造成土壤改良效果降低。

微生物菌肥是根据土壤微生态学原理、植物营养学原理以及现代有机农业理念研发出的一种新型肥料，其依托活性可繁殖微生物的生命活动为作物提供所需养分。通过施用微生物菌肥来改良土壤和减少化学肥料的使用，进而促进作物的生长；微生物经过再增殖后含有大量的固氮菌，可以大大提高土壤中的中微量元素含量，减少氮磷钾和其它中微量元素的施用量；同时含有多种高效活性有益微生物菌，可以活化土壤中氮、磷、钾、铁、钙等营养元素，并增加土壤有机质，加速有机质降解转化为作物能吸收的营养物质，大大提高土壤肥力，改良土壤和减少化学肥料用量而促进作物的生长，将土壤的PH值平衡至作物需要的程度。微生物菌肥还可以改良土壤板结，增进土壤生命活力，根除土传病害，有助于土壤重返自然状态，提高作物抵抗病虫害和抗逆能力，促进植物生长发育，而且具有明显的增产效果，还能降解农残，减少对土壤、水和大气的污染，从源头上改善生态环境，保障食品安全。

因此，本发明通过生物炭、木醋液与微生物菌肥的配施，调节土壤酸碱度，为有益微生物提供良好的生存环境，增加微生物活性，提高土壤生命活力，提升土壤肥力，改良土壤，促进作物生长，改善生态环境。充分利用生物炭、木醋液和微生物菌肥三种土壤添加剂的优点，提出了一种针对黄土丘陵沟壑区新造地土壤的快速改良熟化办法。

发明内容

技术问题：为促使黄土快速熟化，快速提高沟道整治造地工程实施后的土壤肥力，提升新造土地生产力，加速黄土丘陵沟壑区农业生产和植被修复进程，本发明提供一种黄土丘陵区沟道整治新造地土壤快速熟化的方法。

技术方案：本发明通过以下技术方案实现：

一种生物炭、木醋液与微生物菌肥配施的土壤熟化方法，其特征在于，包括生物炭15t/hm²，微生物菌肥0.6t/hm²，木醋液稀释1000倍。

所述的生物炭、木醋液与微生物菌肥配施的土壤熟化方法，其特征在于，生物炭与木醋液的制作温度为300-700℃。

所述的生物炭、木醋液与微生物菌肥配施的土壤熟化方法，其特征在于，生物炭与木醋液制作原料可以选自作物秸秆、木屑和果枝等。

一种针对黄土丘陵区沟道整治新造地进行的快速熟化改良方法，其特征在于，将所述的生物炭与木醋液及微生物菌肥施入结构性差、肥力低下的贫瘠土壤中。

一种针对黄土丘陵区沟道整治新造地的土壤快速熟化改良方法，其主要技术特征包括以下步骤：

选取新开发的未作任何处理的黄土丘陵区沟道整治新造土地；

将所述的生物炭与微生物菌肥及木醋液配施的土壤熟化改良方法按照15t/hm²生物炭，0.6t/hm²微生物菌肥，1000倍稀释的木醋液的添加量均匀施撒在黄土表面，通过翻耕和旋耕使其与耕层土壤混合均匀；

然后种植作物，培育，改良并熟化土壤。

土壤培肥后进行大田推广、应用。

上述微生物菌肥选自市售专用土壤改良菌剂，木醋液来自制备生物炭过程中其能量转化为气体再自然冷却液化得到的酸性液体。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

在土壤耕层中施加本发明提出的生物炭、木醋液与微生物菌肥配施的土壤熟化改良方法，能够调节土壤酸碱性，土壤有机质含量也能够在短期内得到极大提升，并且能够实现养分长时间的固持，极大的缩短了黄土土壤的熟化周期；由于有机质的增加也改善了土壤的可耕性，土壤中的速效养分如NO₃ ^--N、NH₄ ⁺-N、全氮以及速效磷的含量也有所增加；由于生物炭的吸附缓释作用，能够在土壤中保持较长时间，因此提高了土壤对植物生长的养分供应能力。

将生物炭与微生物菌肥及木醋液配施的土壤熟化改良方法使用，也大大减少了生物炭的碱性使石灰性土壤pH值增加的问题，降低了生物炭在碱性土壤中施加的副作用，改善了土壤结构，促进新造地作物和植被的生长发育，提高抗逆能力。

本发明中的生物炭和木醋液均采用当地废弃有机资源，如秸秆，果树枝条等进行制作，极大的降低了物料成本，并为当地废弃有机资源的处理提供了新的路径，减少了废弃有机资源焚烧所造成的环境污染，实现了废弃有机资源的循环利用，在实现农业增产的同时，让当地的农业生产更具持续性，同时也为加快黄土高原生态植被修复进程提供了新的思路。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

一种生物炭、木醋液与微生物菌肥配施的土壤熟化改良方法，其包括生物炭15t/hm²，1000倍稀释的木醋液，微生物菌肥0.6t/hm²，其中生物炭制作原料选自修剪后废弃果枝，制作温度为600℃，微生物菌肥选自市售专用土壤改良菌剂，木醋液来自制备生物炭过程中其能量转化为气体再自然冷却液化得到的酸性液体。

下面结合盆栽试验具体说明本发明技术效果：

对比试验（生土+玉米、生土+生物炭+玉米、生土+微生物菌肥+玉米、生土+木醋液+玉米、生土+生物炭+木醋液+微生物菌肥+玉米），在黄土丘陵区沟道整治新造的土地上取土质均匀、土壤状况较为一致的生土土样5份，设A、B、C、D、E五组处理（A生土+玉米、B生土+生物炭+玉米、C生土+微生物菌肥+玉米、D生土+木醋液+玉米、E生土+生物炭+微生物菌肥+木醋液+玉米），每组设三个重复，其中A、B、C、D组为对照组，E组为试验组。每盆土样重量均为20kg；各处理添加剂添加量均为土样质量的1%，即0.2kg，木醋液为1000倍稀释，各处理中的生物炭和木醋液均由同一物料制成。每盆种植9粒玉米种子，出苗后定植3株。

测定初始土样的有机质、全氮、NO₃ ^--N、NH₄ ⁺-N、速效磷的含量以及pH值；并分别于培养30d，60d和90d时进行采样。土壤取样时在每一盆土壤中以梅花状采取土壤样品（0～20cm），混合后采用四分法采取一个土样，每次取样湿重约200 g，一半密封置于4℃冰箱，剩余的样品自然风干，挑去草及异物后研碎过筛。测量每组土壤中的有机质、全氮、NO₃ ^--N、NH₄ ⁺-N的含量以及pH值的变化，玉米成熟后，测定玉米籽粒产量和地上剩余干物质重量。如表1所示。

从实验结果中可以明显看出，与生土+玉米处理相比，施加生物炭和微生物菌肥以及木醋液之后，新造地土壤有机质、NO₃ ^--N、NH₄ ⁺-N、全氮及速效磷含量显著增加，提升了土壤肥力；调节了土壤的酸碱度，降低土壤pH值，为作物生长提供良好的土壤环境，表明施加生物炭与微生物菌肥及木醋液对玉米产量和生物量也有明显的增加效果；且在NO₃ ^--N、NH₄ ⁺-N方面，生物炭+微生物菌肥+木醋液处理大于单一的添加剂处理，由此可见，向土壤中加入生物炭与微生物菌肥及木醋液后，三者具有明显的协同作用；而从pH的变化来看，单一添加生物炭会增加土壤pH，而木醋液呈酸性，且含有大量有机酸、腐植酸类物质，施加进土壤后，会降低碱性土壤的pH；施加生物炭与微生物菌肥之后，由于生物炭自身的碱性作用，能够与主要成分为腐植酸的木醋液产生吸附作用，降低其游离酸的强度，极大的减少了单一施加生物炭造成土壤pH偏高对作物生长的危害，起到了很好的协同作用；微生物菌肥含有大量的活性菌，通过营养空间位点竞争以及拮抗作用，诱导植物抗性，产生促生作用，增进土壤生命活力，修复土壤，促进植物生长，改善生态环境。因此，将生物炭与微生物菌肥以及木醋液进行复配后使用，对土壤的调节取得了较为理想的技术效果，增加了养分的利用效率，缓解了单一生物炭或木醋液施加的弊端，为土壤中的植物生长提供了更为有利的条件。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种生物炭、木醋液和微生物菌肥配施的黄土丘陵区沟道整治新造地的土壤熟化方法，其主要技术特征包括以下步骤：

（1）选取新开发的未作任何处理的黄土丘陵区沟道整治新造土地；

（2） 将所述的生物炭与微生物菌肥及木醋液配施的土壤熟化改良方法按照15t/hm²生物炭，0.6t/hm²微生物菌肥，1000倍稀释的木醋液的添加量均匀施撒在黄土表面，通过翻耕和旋耕使其与耕层土壤混合均匀；

（3）然后种植作物，培育，改良并熟化土壤；

（4）土壤培肥后进行大田推广、应用；

（5）上述微生物菌肥选自市售专用土壤改良菌剂，木醋液来自制备生物炭过程中其能量转化为气体再自然冷却液化得到的酸性液体。