CN111117638B - 一种苏打盐碱地改良剂及改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种苏打盐碱地改良剂，它是由铁尾矿、有机肥及微生物菌剂按照3～4g：1.5～2g：2～3mL的比例组成；所述的微生物菌剂为地衣芽孢杆菌与肇东假单胞菌组成。本发明采用添加改良剂及种植植物的方法修复盐碱地的理化性质，不仅显著降低土壤的盐碱度、提高植物的生存性，也针对苏打盐碱地土壤颗粒细密，土粒之间缺少大孔隙，通气、透水差等特点的进行改良，可以大范围推广使用，改良后的土壤环境质量满足中国《土壤环境质量标准》GB15618 1995的要求。

Description

一种苏打盐碱地改良剂及改良方法

技术领域

本发明属于盐碱土改良领域，尤其是涉及一种利用铁尾矿与微生物菌剂的苏打盐碱地改良剂及改良方法。

背景技术

苏打盐碱地具有的特点为pH为9或更高、含有较高浓度的Na⁺、可溶性盐分含量大等。土壤中较多的OH^-离子会严重毒害、腐蚀植物组织。Na⁺与其他盐类发生代换作用，形成碱性很强的碳酸钠，碱化程度越高，土壤理化性质越差，湿时膨胀、分散、泥泞，干时收缩、板结、坚硬，通气透水性非常差。含盐量和含碱量较多的土壤使植物很难吸收到无机营养物质和水分，不利于生物的生长发育，造成土壤资源的浪费以及农作物的减产，进而造成直接或间接的经济损失。

我国盐碱地面积约为1亿公顷，相当于全国耕地面积的40%。其中，东北地区的松嫰平原是我国最大、世界三大之一的苏打盐碱地。随着人口增长、耕地面积减少和淡水资源稀缺，盐碱土作为储备资源在中国具有巨大的发展潜力。

目前，针对盐碱地的特点，国内外改良盐碱地的主要措施有水利工程及物理修复（灌水洗盐、排水除盐、客土改良、平整土地、抬高地形、深耕深松、蓄淡压盐碱、灌水洗盐碱、暗管排盐）、化学及农艺修复（水旱轮作、高聚物土壤改良剂、脱硫石膏、粉煤灰、糠醛渣、尾矿、有机酸等）、生物修复（选种、引种、基因工程育种等选育耐盐碱植物及菌根菌）等。

专利申请（CN201610099493.8）公开了一种苏打型盐碱地土壤改良剂及其制备方法，主要通过一定量脱硫石膏、硫酸铝、柠檬酸、腐殖酸改良苏打型盐碱地，改良剂制备过程较为繁琐，仅改良剂组分过筛一项的工作量就已很大；另外应用脱硫石膏作为主要改良剂，因其溶解度较低，改良周期较长，尤其是针对粘质盐碱地，改良周期更长，适用性较差。专利申请（CN201711265357.2）公开了一种粘质苏打型盐碱地改良剂及其制备方法，主要通过一定量粗砂、利福霉素发酵滤渣、过磷酸钙、硫酸亚铁、硫酸铝、氨基葡萄糖盐酸盐改良苏打型盐碱地，其中过磷酸钙中的钙离子能够快速将土壤胶体上的交换性钠离子进行置换，并能将细小颗粒团聚成较大的颗粒，从而能够快速降低土壤碱化度和改善土壤结构，但改良剂制备过程较为繁琐，改良剂组成复杂。专利申请（CN201711182476.1）公布了一种苏打盐碱化盐碱地改良用微生物菌肥的制备方法，所述生物菌剂包括乳酸菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、木霉、黑曲霉、红曲霉、哈茨木霉菌和棘孢曲霉。将菌剂与磁铁尾矿粉、磷石膏等制成的有机肥及无机肥混合造粒成微生物菌肥。该专利能够有效针对碱化土壤的改善，同时提高了土壤肥力、增强了农作物的产量，但制备工艺复杂、材料要求高。专利申请（CN201610351125.8）公布了一种改良盐碱地的复合微生物有机肥料，利用枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、硅酸盐细菌、霉菌、黄腐酸、份氨基酸、膨润土等按照一定的比例混合进行盐碱土改良，能够有效降低土壤pH，增加土壤有机物质，提高作物产量。但该方法原料种类繁多，工艺过程复杂，需200℃高温，肥料腐熟周期较长。

发明内容

本发明的目的是针对于现有苏打盐碱地改良技术存在的问题，提供一种苏打盐碱地改良剂及改良方法。

为实现上述目的本发明采用技术方案如下：

按照本发明所述的苏打盐碱地改良剂，由铁尾矿、有机肥和微生物菌剂组成，铁尾矿、有机肥和微生物菌剂的比例为：3～4g：1.5～2g：2～3mL；

所述的微生物菌剂为有效活菌浓度1×10⁵～9×10⁷CFU/mL的地衣芽孢杆菌与有效活菌浓度1×10⁵～9×10⁷CFU/mL肇东假单胞菌以2～2.5：1的体积比混合组成。

上述的苏打盐碱地改良剂，地衣芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌CGMCC 1.807，肇东假单胞菌为肇东假单胞菌CGMCC 1.12667。

上述的苏打盐碱地改良剂，所述铁尾矿的粒度为20～50μm。

上述的苏打盐碱地改良剂，所述有机肥为市售有机肥。

上述的苏打盐碱地改良剂，铁尾矿、有机肥和微生物菌剂的比例为：3g：1.5g：2mL。

上述的苏打盐碱地改良剂，所述的微生物菌剂中地衣芽孢杆菌有效活菌浓度为6.7×10⁷ CFU /mL、肇东假单胞菌有效活菌浓度为3.3×10⁷ CFU /mL。

按照本发明所述的利用铁尾矿与微生物菌剂改良苏打盐碱地的方法，采用方法a或方法b：

方法a：

1）向每平方米盐碱土中添加3000~4000g铁尾矿、1500~2000g有机肥和2000~3000mL的微生物菌剂，与盐碱地表层10~20cm深的土壤混合均匀，平衡土壤3~5天；

2）对盐碱地进行漫灌，然后平衡土壤5~10天，然后种植植物，按常规田间管理方法养护；

方法b：

1）按比例称取铁尾矿和有机肥，向每平方米盐碱土中添加3000~4000g铁尾矿、1500~2000g有机肥，与表层10~20cm深的盐碱地混合均匀，然后对盐碱地进行漫灌，平衡土壤5~10天；

2）种植植物，待植物发芽后，向每平方米盐碱土喷洒2000~3000mL的微生物菌剂，植物按常规田间管理方法养护。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明利用铁尾矿废弃物料作改良剂，材料来源广，成本低，制作工艺简单，实现了废弃资源的重复利用；

2.将铁尾矿用于辅助微生物修复盐碱地的理化性质，可以显著降低土壤的盐碱度、提高植物的生存性；

3.本发明使用的菌剂主要微生物为地衣芽孢杆菌和肇东假单胞菌。其中地衣芽孢杆菌作为植物根际有益微生物，能够诱导植物产生抗性及促进植物生长，同时具有防病抑菌的作用，能够保护植物根际环境；肇东假单胞菌具有较强的耐盐碱性，同时能够将一些难溶性无机物质进行转化和分解为有机质，从而为植物提供养分，促进植物生长；

4.本发明针对苏打盐碱地土壤颗粒细密，土粒之间缺少大孔隙，通气、透水差等特点的进行改良，可以大范围推广使用，改良后的土壤环境质量满足中国《土壤环境质量标准》GB15618 1995的要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明创造的实施方式不限于此。

以下实施例中所述的微生物菌剂的制备方法：

首先，将地衣芽孢杆菌及肇东假单胞菌分别在普通肉汤斜面上在28～30℃条件下培养48～50h，进行活化；将活化后的地衣芽孢杆菌接种到装有牛肉膏蛋白胨培养基的锥形瓶中，再将活化后的肇东假单胞菌接种到装有S-G培养基的锥形瓶中，然后，将两种菌株分别在28～30℃、200～220r·min^-1的摇床上振荡24h，进行扩繁；

所述的普通肉汤培养基组分与制备步骤为：蛋白胨20.0g、 氯化钠5.0g、牛肉粉5.0g、调pH至7.5，蒸馏水定容至1000mL，于121℃条件下灭菌30min制得；

所述的牛肉膏蛋白胨培养基组分与制备步骤为：牛肉膏5.0g，蛋白胨10.0g，氯化钠5.0g，调pH至7.4，蒸馏水定容至1000mL，于121℃条件下灭菌30min制得；

所述的S-G培养基组分与制备步骤为：蛋白胨10.0g、酵母粉5.0g、酪素5.0g、氯化钾2.0g、柠檬酸钠3.0g、含7个结晶水硫酸镁20.0 g，蒸馏水定容至1000mL，于121℃条件下灭菌30min制得。

实施例中铁尾矿的粒度为20～50μm鞍山大孤山铁尾矿库中的铁尾矿；有机肥为市售鸡粪肥。

实施例1

盐碱土改良方法为：

1）盐碱土处理

按照每平方米土地添加3000g铁尾矿和1500g有机肥的比例添加到吉林省白城市镇赉县的盐碱地中，与盐碱地表层10cm深的土壤混合均匀，然后对盐碱地进行漫灌，平衡土壤一周；

2）植物选种

选取颗粒饱满、胚芽完整的苜蓿种子，播种前将种子浸水4h；

3）植物种植

土壤平衡后，将浸水后的植物种子施加到土壤中，定期进行浇水；

4）菌剂施加：

待植物种子发芽后，将微生物菌剂按照每平方米2000mL的比例喷洒到土壤表层，所述的微生物菌剂中地衣芽孢杆菌有效活菌浓度为6.7×10⁷CFU/mL、肇东假单胞菌有效活菌浓度为3.3×10⁷CFU/mL按照体积比1:1混合组成，定期对植物进行浇水。

对比例1

微生物菌剂中地衣芽孢杆菌有效活菌浓度为5×10⁷CFU/mL，不含有肇东假单胞菌。

方法同实施例1。

对比例2

微生物菌剂中肇东假单胞菌有效活菌浓度为5×10⁷CFU/mL，不含有地衣芽孢杆菌。

方法同实施例1。

指标测定说明：苜蓿种子播种两个月后，对土壤理化性质和植物生理生化指标进行测定。其中，取表层0~5cm处的土壤进行pH、含盐量指标的测定，以研究改良剂在降低土壤盐度、碱度方面的效果；通过随机计数及随机取样的方法计算植物出苗率和平均株高，以反映植物的生长发育状况；取植物叶片进行叶绿素含量、丙二醛含量的测定，以反映植物逆境下的生存能力。

实施例1观察结果与对比例1、对比例2的测定结果比较如下：

（1）实施例1土壤pH降低了1.25，对比例1土壤pH降低了0.74，对比例2土壤pH降低了0.63；

（2）实施例1土壤含盐量降低了27.2%，对比例1土壤含盐量降低了17.3%，对比例2土壤含盐量降低了14.8%；

（3）实施例1植物出苗率为87.4%，对比例1植物出苗率为74.3%，对比例2植物出苗率为70.5%；

（4）实施例1植物平均株高为24.89cm，对比例1植物平均株高为19.87cm，对比例2植物平均株高为20.02cm；

（5）实施例1植物叶绿素含量为3.66mg/g，对比例1植物叶绿素含量为3.01mg/g，对比例2植物叶绿素含量为2.84mg/g；

（6）实施例1植物丙二醛含量为0.0114μmol/g，对比例1植物丙二醛含量为0.0141μmol/g，对比例2植物丙二醛含量为0.0167μmol/g；

实施例1与对比例1和对比例2的数据显示，实施例1在土壤理化性质、植物抗逆性、植物生长状况、植物生长量方面均表现出比对比例1和对比例2更好的优势。

实施例2

微生物菌剂为有效活菌浓度为1.2×10⁵ CFU/mL的地衣芽孢杆菌、有效活菌浓度为1.1×10⁵CFU/mL肇东假单胞菌按照体积比2.5:1混合组成。

盐碱土改良方法为：

1）盐碱土处理

按照每平米土地添加4000 g铁尾矿和2000 g有机肥的比例添加到吉林省白城市镇赉县的盐碱地中，与盐碱地表层20cm深的土壤混合均匀，然后对盐碱地进行漫灌，平衡土壤一周；

2）植物选种

选取颗粒饱满、胚芽完整的苜蓿种子，播种前将种子浸水4 h；

3）植物种植

土壤平衡后，将浸水后的植物种子施加到土壤中，定期进行浇水；

4）菌剂施加：

待植物种子发芽后，将微生物菌剂按照每平方米3000mL的比例喷洒到土壤表层，定期对植物进行浇水。

实施例3

一种苏打盐碱地改良剂，每一份按照铁尾矿3.5g、有机肥1.8g和微生物菌2.5mL组成；

微生物菌剂为有效活菌浓度为8.7×10⁶ CFU/mL的地衣芽孢杆菌、有效活菌浓度为8.9×10⁶CFU/mL肇东假单胞菌按照体积比2.3:1混合组成。

盐碱土改良方法为：

1）实验地点为吉林省白城市镇赉县。将铁尾矿、有机肥和微生物菌剂按比例混合，向每平方米盐碱土中添加1000份改良剂，与盐碱地表层15cm深的土壤混合均匀，平衡土壤3天；

2）对盐碱地进行漫灌，然后平衡土壤10天，然后种植植物，按常规田间管理方法养护。

Claims (7)

1.一种苏打盐碱地改良剂，其特征在于，它是由铁尾矿、有机肥及微生物菌剂按照3～4g：1.5～2g：2～3mL的比例组成；

所述的微生物菌剂为有效活菌浓度1×10⁵～9×10⁷CFU/mL的地衣芽孢杆菌与有效活菌浓度1×10⁵～9×10⁷CFU/mL肇东假单胞菌以2～2.5：1的体积比混合组成。

2.根据权利要求1所述的苏打盐碱地改良剂，其特征在于，地衣芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌CGMCC1.807，肇东假单胞菌为肇东假单胞菌CGMCC 1.12667。

3.根据权利要求1所述的苏打盐碱地改良剂，其特征在于，所述铁尾矿的粒度为20～50μm。

4.据权利要求1所述的苏打盐碱地改良剂，其特征在于，所述有机肥为市售有机肥。

5.根据权利要求1所述的苏打盐碱地改良剂，其特征在于，铁尾矿、有机肥和微生物菌剂的比例为：3g：1.5g：2mL。

6.根据权利要求1所述的苏打盐碱地改良剂，其特征在于，所述的微生物菌剂中地衣芽孢杆菌有效活菌浓度为6.7×10⁷ CFU /mL、肇东假单胞菌有效活菌浓度为3.3×10⁷ CFU /mL。

7.一种苏打盐碱地的改良方法，利用权利要求1所述的苏打盐碱地改良剂，其特征在于，采用方法a或方法b：

方法a：

1）向每平方米盐碱土中添加3000~4000g铁尾矿、1500~2000g有机肥和2000~3000mL的微生物菌剂，与盐碱地表层10~20cm深的土壤混合均匀，平衡土壤3~5天；

2）对盐碱地进行漫灌，然后平衡土壤5~10天，然后种植植物，按常规田间管理方法养护；

方法b：

1）向每平方米盐碱土中添加3000~4000g铁尾矿、1500~2000g有机肥，与表层10~20cm深的盐碱地混合均匀，然后对盐碱地进行漫灌，平衡土壤5~10天；

2）种植植物，待植物发芽后，向每平方米盐碱土喷洒2000~3000mL的微生物菌剂，植物按常规田间管理方法养护。