CN111423890A - 一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料及其施用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料及其施用方法，该构建材料由有机质类物质、促土壤结构形成改善类物质和微生物菌剂组成，有机质类物质和微生物菌剂的质量比为100～200：1；采用本发明的新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料及施用方法，新垦土壤的当年种植作物即可达到当地平均产量，较常规的处理材料，土壤理化性质能够得到快速改善，有机质和阳离子交换量增加明显，土壤速效性养分明显增加，土壤结构能够显著改善，土壤的渗透性提高显著，同步新垦同步见效。

Description

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料及其施用方法

技术领域

本发明涉及土地整治和农业技术领域，具体说是一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料及其施用方法。

背景技术

2017年，我国人均耕地面积为1.46亩，不足世界人均耕地面积的2/5，并且还有逐年下降的趋势，由于现有耕地长期高投入、高产出超负荷利用，造成的耕地沙化、盐碱化、板结、肥力下降在各地具有发生，耕地质量堪忧；另外城镇化建设占用了很多的优质土地资源，后备优质资源越来越少，因此开发新的土壤进行耕地是目前紧迫的任务。

国家现有的占补平衡及农田建设管理办法，取得了一定了成效，但是也存在局限性，该规定往往只注重田面平整度、灌溉排水、田间道路、农田防护等，对耕层质量没有成套的技术措施和标准化的操作要求；并且如果按照常规方法进行新垦、培肥和耕作，优质耕作层建立需要10～20年的时间，甚至更长，因此，为了缩短新垦土壤优质耕作层工程化的时间，快速实现新垦土壤的适耕高产，我们实践并提出了一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建方法，用以弥补新垦土壤优质耕作层快速构建的空白。

发明内容

为解决新垦土壤优质耕作层工程化的时间长的问题，快速实现新垦土壤的优质耕作层转化，尽快实现新垦土壤的适耕高产，本发明的目的是提供一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料及其施用方法。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由有机质类物质、促土壤结构形成改善类物质和微生物菌剂组成，有机质类物质和微生物菌剂的质量比为100～200：1；

其中有机质类物质包括长效有机质类物质和短效有机质类物质；

所述长效有机质类物质为腐殖酸、褐煤粉、泥炭粉或生物质炭中的一种或两种；

所述短效有机质类物质为秸秆、秸秆腐殖质、禽类粪便腐熟有机肥、糠醛渣、豆科植物的草粉及绿肥、酒糟或粉渣中的一种或两种；

所述的豆科植物如紫云英、毛苕子、紫花苜蓿、草木樨、萝卜菜、田菁、绿萍和水花生等；

所述促土壤结构形成改善类物质为磷石膏、脱硫石膏、蛭石、明矾、聚丙烯酰胺或水解聚丙烯腈铵盐中的一种或两种；

所述微生物菌剂为放线菌、固氮菌、硅酸盐菌、枯草芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌、木霉菌、酵母菌、解磷菌或解钾菌中的两种或三种；

所述微生物菌剂的有效活菌数含量均≥0.5亿/克。

优选的，有机质类物质和促土壤结构形成改善类物质的质量比为1000～250：50～400；

优选的，长效有机质类物质和短效有机质类物质的质量比为1～2：1。

优选的，所述促土壤结构形成改善类物质为磷石膏、脱硫石膏、聚丙烯酰胺或水解聚丙烯腈铵盐中的两种。

优选的，根据新垦土壤有机质含量和阳离子交换量，确定有机质类物质和促土壤结构形成改善类物质的量，具体的：

有机质类物质用量按以下公式计算：

有机质类物质用量＝666*0.25*1350*(10-X)/1000/Y

式中：666为每亩地的面积，m²；

0.25为新垦耕作层构建土层厚度，m；

1350为土壤容重，kg/m³；

10为优质耕作层临界土壤有机质含量，g/kg；

X为新垦土壤未构建前土壤有机质含量，g/kg；

1000为g转换为kg系数；

Y为有机质类物质中有机质含量的转换系数，数值为0.45～0.80；

促土壤结构形成改善类物质的量按以下方式计算：

当新垦土壤阳离子交换量≤8cmol/kg时，促土壤结构形成改善类物质的用量为500～800kg/亩；

当新垦土壤阳离子交换量为8～15cmol/kg时，促土壤结构形成改善类物质的用量为300～500kg/亩；

当新垦土壤阳离子交换量≥15cmol/kg时，促土壤结构形成改善类物质的用量为100～300kg/亩。

优选的，土壤优质耕作层构建深度为25cm，以新垦土壤有机质含量达到10g/kg为构建标准。

优选的，有机质类物质和微生物菌剂的质量比为150：1。

优选的，所述微生物菌剂由枯草芽孢杆菌和解磷菌按照质量比3～5：1组成。

本发明还包括一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料的施用方法，其特征在于：包括以下步骤：

①将微生物菌剂和腐殖类物质按照质量比混合均匀，得到混有微生物菌剂的腐殖类物质，放置备用；

②向土壤分别抛撒促土壤结构形成改善类物质和步骤①得到的混有微生物菌剂的腐殖类物质，每种先抛撒总质量的1/2，旋耕一遍，旋耕深度为13～15cm，然后翻耕一遍，翻耕深度为25cm，然后再抛撒剩余的1/2，旋耕一遍，深度为13～15cm；

③进行灌溉，灌水最适用量为土壤田间持水量的80％，灌溉速度以地面不产生径流为宜，得到新垦土壤；

④新垦土壤正常种植按照常规土地种植方式管理。

优选的，新垦土壤处理后的前1～2年，每年增加一次翻耕和一次旋耕，促进土壤熟化。

优选的，将微生物菌剂和腐殖类物质按照质量比混合均匀的步骤为：

将微生物菌剂溶于10～20倍的水中，用喷雾剂将其喷到腐殖类物质中，然后搅拌均匀；或边将微生物菌剂抛撒在腐殖类物质中边搅拌。

优选的，步骤③中进行灌溉时的喷灌方式为微喷灌或滴灌；灌溉量在28～32方/亩。

本发明相比现有技术具有以下优点：

采用本发明的新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料及施用方法，0-25cm土层有机质平均提高5-10g/kg，阳离子交换量提高3-6cmol/kg，新垦土壤的当年种植作物即可达到当地平均产量，较常规的处理材料，土壤理化性质能够得到快速改善，有机质和阳离子交换量增加明显，土壤速效性养分明显增加，土壤结构能够显著改善，土壤的渗透性提高显著，同步新垦同步见效；这是由于各个组分及施用措施相互配合的结果，三组分配合使用，从物理、化学、生物多个方面相互补充，相互促进，有机质类物质为土壤结构及微生物菌剂提供基础物质，促土壤结构形成改善类物质能促进新垦土壤快速形成通气透水通道，为微生物菌剂生存及有机质类物质矿化提供通水透气作用，微生物菌剂促进使有机质类物质的转化、快速丰富土壤微生物，使新垦土壤快速形成优质耕作层并具有生产力。

本发明的新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料见效明显，仅需1～2年即可完成新垦土壤优质耕作层的建立，而采用常规处理需要10～20年，大大缩短了优质耕作层进程；将新垦土壤耕作层土壤质量提高由长期培育浓缩成一次性工程化构建，突破了需长期培育才能提升土壤质量的认识和限制，填补了土壤新垦耕作层快速建立的空白，对于改变和提升现有的新垦耕作层土壤具有跨时代的重要意义。

本发明的新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料的原料来源丰富，主要原料腐殖类物质和促土壤结构形成改善类物质的来源广，价格低廉，微生物菌剂用量小，在市场上均能获取；

本发明的新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料的施用方法，既能适应常规旋耕机械和翻耕作业的作业深度，又能使各组分充分与0～25cm土壤混匀，因此根据机械作业深度和工作要求设计分两次撒完各组分，第一次先撒各组分的一半，然后旋耕一遍，深度13～15cm，将先撒入的各组分的一半与旋耕土壤层混合，接着翻耕一遍，翻耕深度为25cm，这样混合了一半各组分的旋耕土壤被翻到了下层，未混合各组分的下层土壤被翻到表层，然后再撒剩余的组分并旋耕一遍，这样剩余的一半组分又与未混有各组分的下层10cm左右的土壤得到了混合，通过以上操作各组分充分混入了0～25cm土壤中，避免了一次性施入各组分的不足，如旋耕深度不足只能将组分混入0-15cm土层，翻耕深度虽有25cm，但只能将土壤上下翻倒混合效果差，即使后期再增加翻耕和旋耕作业，先期造成的不均匀混合也很难使各组分与0-25cm土壤充分混合，也使各组分不能充分发挥构建作用，甚至因为有机质类物质、促土壤结构形成改善类物质没有充分混匀而不能发挥出通气透水的原因，造成微生物菌剂失活而构建工作失败。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料及其施用方法，通过以下技术方案实现：

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由有机质类物质、促土壤结构形成改善类物质和微生物菌剂组成，有机质类物质和微生物菌剂的质量比为100～200：1；

其中有机质类物质包括长效有机质类物质和短效有机质类物质；

所述长效有机质类物质为腐殖酸、褐煤粉、泥炭粉或生物质炭中的一种或两种；

所述短效有机质类物质为秸秆、秸秆腐殖质、禽类粪便腐熟有机肥、糠醛渣、豆科植物的草粉及绿肥、酒糟或粉渣中的一种或两种；所述豆科植物如紫云英、毛苕子、紫花苜蓿、草木樨、萝卜菜、田菁、绿萍或/和水花生等；

粉渣是制作粉丝、粉条、粉皮等食品的残渣.主要原料有玉米、高梁、小豆、绿豆、薯类等；

所述促土壤结构形成改善类物质为磷石膏、脱硫石膏、蛭石、明矾、聚丙烯酰胺或水解聚丙烯腈铵盐中的一种或两种；

所述微生物菌剂为放线菌、固氮菌、硅酸盐菌、枯草芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌、木霉菌、酵母菌、解磷菌或解钾菌中的两种或三种；

所述微生物菌剂的有效活菌数含量均≥0.5亿/克。

优选的，有机质类物质和促土壤结构形成改善类物质的质量比为1000～250：400～50；

有机质类物质的有机质含量超过45％；促土壤结构形成改善类物质钠离子、氯离子含量均不超过15％，各类组分重金属含量低于土壤背景值。其中腐殖类物质能够为土壤团粒结构提供基础物质，并能为施入的微生物菌剂提供初始生长繁殖的生存物质，也能激活土壤原有休眠微生物，使土壤进入良性快速熟化过程；促土壤结构形成改善类物质能够利用其化学特有的性质，快速的使土壤快速形成通气透水保水保肥的土壤颗粒结构，为生物活动、植物根系生长提供初始的生活保障条件；微生物菌剂能快速添补土壤微生物新垦时缺乏的状态，使土壤微生物快丰富；

优选的，长效有机质类物质和短效有机质类物质的质量比为1～2：1。

优选的，所述促土壤结构形成改善类物质为磷石膏、脱硫石膏、聚丙烯酰胺或水解聚丙烯腈铵盐中的两种。

优选的，土壤优质耕作层构建深度为25cm，以新垦土壤有机质含量达到10g/kg为构建标准。因为25cm土层原有一定的耕作基础，翻的太深容易把生土翻到表层，对构建不利。

优选的，根据新垦土壤有机质含量和阳离子交换量，确定有机质类物质和促土壤结构形成改善类物质的量，具体的：

有机质类物质用量按以下公式计算：

有机质类物质用量＝666*0.25*1350*(10-X)/1000/Y

式中：666为每亩地的面积，m²；

0.25为新垦耕作层构建土层厚度，m；

1350为土壤容重，kg/m³；

10为优质耕作层临界土壤有机质含量，g/kg；

X为新垦土壤未构建前土壤有机质含量，g/kg；

1000为g转换为kg系数；

Y为有机质类物质中有机质含量的转换系数，数值为0.45～0.80；

促土壤结构形成改善类物质的量按以下方式计算：

当新垦土壤阳离子交换量≤8cmol/kg时，促土壤结构形成改善类物质的用量为500～800kg/亩；

当新垦土壤阳离子交换量为8～15cmol/kg时，促土壤结构形成改善类物质的用量为300～500kg/亩；

当新垦土壤阳离子交换量≥15cmol/kg时，促土壤结构形成改善类物质的用量为100～300kg/亩。

优选的，有机质类物质和微生物菌剂的质量比为150：1。

优选的，所述微生物菌剂由枯草芽孢杆菌和解磷菌按照质量比3～5：1组成。

本发明还包括一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料的施用方法，包括以下步骤：

①将微生物菌剂和腐殖类物质按照质量比混合均匀，得到混有微生物菌剂的腐殖类物质，放置备用；

②向土壤分别抛撒促土壤结构形成改善类物质和步骤①得到的混有微生物菌剂的腐殖类物质，每种先抛撒总质量的1/2，旋耕一遍，旋耕深度为13～15cm，然后翻耕一遍，翻耕深度为25cm，然后再抛撒剩余的1/2，旋耕一遍，深度为13～15cm；

③进行灌溉，灌溉速度以地面不产生径流为宜，得到新垦土壤；以实践中的壤土为研究对象，发现灌水最适用量为土壤田间持水量的80％，一般在28～32方/亩，这样既能很快的使各组分在水的介质下发挥作用，又能很好的保持土壤通气，保证了土壤微生物的活性；但实际中，因土壤质地、有机质含量、土壤剖面结构以及地下水埋深等因素均能对田间持水量产生影响，要得到可靠的田间持水量比较困难，本发明实践的多种土壤，粘质土稍多些，砂质土少些。

④新垦土壤种植按照常规土地种植方式管理。

步骤②的向土壤抛撒上述物质及操作顺序不能增减及颠倒。

优选的，新垦土壤处理后的前1～2年，每年增加一次翻耕和一次旋耕，促进土壤熟化。

优选的，将微生物菌剂和腐殖类物质按照质量比混合均匀的步骤为：

将微生物菌剂溶于10～20倍的水中，用喷雾剂将其喷到腐殖类物质中，然后搅拌均匀；或边将微生物菌剂抛撒在腐殖类物质中边搅拌。

优选的，步骤③中进行灌溉时的喷灌方式为微喷灌或滴灌，优选的灌溉方式出水均匀，易控制径流和灌水量，对田面要求也比较低。

本发明使用时应考虑当地的实际情况，综合当地的土壤各类障碍因素，需配套一些辅助的措施；如地下水较高引起土壤盐碱的，需在实施前采取控制降地下水的措施，又如土壤板结严重的，需要在实施前进行多次的深翻、旋耕作业；再如犁地层坚实不透水的土地，要在实施前进行深松作业。

本发明所述的秸秆包括各种植物秸秆，如水稻秸秆，玉米秸秆，小麦秸秆，花生秸秆，尤其是大豆秸秆，效果最优；

腐殖酸是从低热值煤中经过化学方法提纯出来的一类有机物质，是煤化工的一个重要方向；提取方法一般是煤用酸处理，再用稀碱溶液萃取，萃取液加酸酸化，即得腐植酸沉淀；

褐煤粉和泥炭粉为同类物质；褐煤是没有完全形成煤的物质，燃值低，常在采煤过程被丢弃，较难分界的有机质含量较高，可作为能够提取腐殖酸；泥炭是较褐煤腐质化程度更低的一种物质；褐煤粉是褐煤经过干燥粉碎达到60目的粉末，腐殖质含量达50％以上。泥炭粉生产过程同褐煤粉相似，干燥粉碎到60目即为泥炭粉，腐殖质含量达30％以上。

生物质炭是有机物在厌氧、400-600℃条件下形成的固体物质。

秸秆腐殖质：将秸秆收集粉碎后，边堆边喷洒加入一定量尿素和秸秆腐熟菌剂的溶液，喷洒溶液量以用手握秸秆能挤出少许水为易，尿素用量每吨秸秆8kg，秸秆腐熟菌剂用量每吨秸秆1kg，堆高一般不超过2m，堆好后用塑料膜封住，夏秋季节堆腐15-20天，冬春季节堆腐30-40天，即得秸秆腐殖质。

以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。

实施例1

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由以下材料组成：腐殖酸500kg，玉米秸秆400kg，磷石膏400kg，放线菌5.5kg和固氮菌3.5kg，其中放线菌和固氮菌的含量均≥0.5亿/克。

实施例2

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由以下材料组成：褐煤粉600kg，秸秆腐殖质400kg，脱硫石膏400kg，硅酸盐菌2kg和枯草芽孢杆菌3kg，其中硅酸盐菌和枯草芽孢杆菌的含量均≥0.5亿/克。

实施例3

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由以下材料组成：褐煤粉200kg，泥炭粉200kg，禽类粪便腐熟有机肥500kg，蛭石50kg、多粘类芽孢杆菌2kg、木霉菌2kg、酵母菌2kg，其中多粘类芽孢杆菌、木霉菌和酵母菌的含量均≥0.5亿/克。

实施例4

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由以下材料组成：褐煤粉325kg，糠醛渣425kg，聚丙烯酰胺400kg，解磷菌2.5kg和解钾菌1.5kg，其中解磷菌和解钾菌的含量均≥0.5亿/克。

实施例5

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由以下材料组成：腐殖酸120kg，酒糟105kg，水解聚丙烯腈铵盐100kg，枯草芽孢杆菌1kg和解磷菌0.5kg；其中枯草芽孢杆菌和解磷菌的含量均≥0.5亿/克。

实施例6

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由以下材料组成：腐殖酸50kg、褐煤粉60kg、紫花苜蓿、草木樨混合草粉210kg、禽类粪便腐熟有机肥230kg，脱硫石膏200kg，聚丙烯酰胺50kg，枯草芽孢杆菌1kg和解磷菌4kg；其中枯草芽孢杆菌和解磷菌的含量均≥0.5亿/克。

实施例7

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由以下材料组成：生物质炭250kg，泥炭粉250kg，糠醛渣250kg，秸秆腐殖质250kg，蛭石50kg、硅酸盐菌2kg、解磷菌2kg、固氮菌2kg，其中硅酸盐菌、解磷菌和固氮菌的含量均≥0.5亿/克。

实施例8

在内蒙古准格尔旗典型新垦土壤开展的实践，田块划分为100m*40m的矩形田块；在整理后的田块内按每50亩取一个典型代表土样，0-25cm土层样品检测，多点平均值：有机质含量6g/kg、阳离子交换量8cmol/kg。

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由以下原料组成：有机质类物质褐煤粉738kg、畜禽粪便腐熟有机肥1260kg，枯草芽孢杆菌4.8kg，解磷菌10.2kg，促土壤结构形成改善类物质脱硫石膏592kg和水解聚丙烯腈铵盐48kg；其中枯草芽孢杆菌和解磷菌的含量均≥0.5亿/克；

具体的施用方法包括以下步骤：

①将微生物菌剂和腐殖类物质按照上述质量比混合均匀，得到混有微生物菌剂的腐殖类物质，放置备用；

②向土壤分别抛撒上述新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，抛撒量具体为有机质类物质褐煤粉369kg/亩、畜禽粪便腐熟有机肥630kg/亩，枯草芽孢杆菌2.4kg/亩，解磷菌5.1kg/亩，促土壤结构形成改善类物质脱硫石膏296kg/亩和水解聚丙烯腈铵盐24kg/亩；其中枯草芽孢杆菌和解磷菌的含量均≥0.5亿/克；

抛撒后旋耕一遍，旋耕深度为13cm，然后翻耕一遍，翻耕深度为25cm，然后按照上述同样的量再抛撒一遍，旋耕一遍，深度为13cm；

③进行灌溉，灌溉量为28方/亩，灌水以地面不产生径流为宜，得到新垦土壤；

④新垦土壤处理10天后种植玉米大民3307，按照当地习惯起低垄覆膜种植，其他田间管理按照当地习惯进行，玉米保苗率达到92％，玉米产量达到590kg/亩，当年产量达到了当地玉米平均产量；有机质平均含量当年提高到11g/kg，阳离子交换量13cmol/kg，速效氮37g/kg、有效磷19g/kg、速效钾105g/kg，较常规处理均有显著的改善，土壤结构、养分含量也无差异；第2-5年种植效果与当地同类10年以上土地无差异，新垦效果显著。

实施例9

在河北张家口蔚县典型新垦土壤开展了实践，田块划分为100m*80m的矩形田块；在整理后的田块内按每50亩取一个典型代表土样，0-25cm土层样品检测，多点平均值：有机质含量8g/kg、阳离子交换量9cmol/kg。

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由以下原料组成：有机质类物质泥炭粉320kg、糠醛渣242kg，固氮菌3kg、枯草芽孢杆菌2kg，促土壤结构形成改善类物质磷石膏400kg；固氮菌和枯草芽孢杆菌含量均≥0.5亿/克；具体的施用方法包括以下步骤：

①边将微生物菌剂抛撒在腐殖类物质中边搅拌，混合均匀，得到混有微生物菌剂的腐殖类物质，放置备用；

②向土壤分别抛撒上述新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，抛撒量具体为有机质类物质泥炭粉160kg/亩、糠醛渣121kg/亩，固氮菌1.5kg/亩、枯草芽孢杆菌1.0kg/亩，促土壤结构形成改善类物质磷石膏200kg/亩；固氮菌和枯草芽孢杆菌含量均≥0.5亿/克；

抛撒后旋耕一遍，旋耕深度为14cm，然后翻耕一遍，翻耕深度为25cm，然后按照上述同样的量再抛撒一遍，旋耕一遍，深度为14cm；

③进行滴灌，灌溉量为30方/亩左右，灌水以地面不产生径流为宜，得到新垦土壤；

④新垦土壤一周后即种植谷子，按照当地习惯种植，谷子产量达到320kg/亩，当年产量达到了当地谷子平均产量，比常规处理増产40-110％；有机质平均含量当年提高到14g/kg，阳离子交换量14cmol/kg，速效氮38g/kg、有效磷20g/kg、速效钾108g/kg，较常规处理均有显著的改善，与种植10年以上土壤相比无差异，新垦效果显著。

新垦土壤处理后的前2年，每年较常规的种植方式增加一次翻耕和一次旋耕，促进土壤熟化。

实施例10

在内蒙古包头市土右旗典型新垦土壤开展的实践，田块划分为100m*30m的矩形田块；在整理后的田块内按每50亩取一个典型代表土样，0-25cm土层样品检测，多点平均值：有机质含量6g/kg、阳离子交换量9cmol/kg。

一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，由以下原料组成：有机质类物质褐煤粉500kg、糠醛渣1300kg，枯草芽孢杆菌6kg、解磷菌6kg，促土壤结构形成改善类物质脱硫石膏400kg、水解聚丙烯腈铵盐50kg；

具体的施用方法包括以下步骤：

①将微生物菌剂和腐殖类物质按照质量比混合均匀，具体为将微生物菌剂溶于20倍的水中，用喷雾剂将其喷到腐殖类物质中，然后搅拌均匀，得到混有微生物菌剂的腐殖类物质，放置备用；

②向土壤分别抛撒上述新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，抛撒量具体为有机质类物质褐煤粉250kg/亩、糠醛渣650kg/亩，枯草芽孢杆菌3.0kg/亩、解磷菌3.0kg/亩，促土壤结构形成改善类物质脱硫石膏200kg/亩、水解聚丙烯腈铵盐25kg/亩，抛撒完毕后旋耕一遍，旋耕深度为15cm，然后翻耕一遍，翻耕深度为25cm，然后按照上述相同的用量再抛撒一遍，旋耕一遍，深度为15cm；

③进行微喷灌，灌溉量为31方/亩左右，灌水以地面不产生径流为宜，得到新垦土壤；

④新垦土壤正常种植按照常规土地种植方式管理，不能正常种植培育绿肥，按正常种植管理。

10天后的种植玉米，按照当地习惯起低垄覆膜种植，其他田间管理按照当地习惯进行，玉米保苗率达到93％，玉米产量达到610kg/亩，当年产量达到了当地玉米平均产量；处理土壤有机质增加到13g/kg，阳离子交换量15cmol/kg，速效氮34g/kg、有效磷18g/kg、速效钾110g/kg，较常规处理均有显著的改善，与种植10年以上土壤相比无差异；新垦效果显著。

新垦土壤处理后的前2年，每年增加一次翻耕和一次旋耕，促进土壤熟化。

实施例8-10的新垦地为典型土壤，经本发明的一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料及方法，实施后，0-25cm土层有机质平均提高5-10g/kg，阳离子交换量提高3-6cmol/kg，新垦当年种植作物即可达到当地平均产量，这主要得益于耕作层快速构建材料以及物理措施相互配合的结果，本发明组分施入土壤后，有机质类物质能够为土壤团粒结构的形成提供基础物质，并能为施入微生物菌剂提供初始生长繁殖的生存物质，也能激活土壤原有休眠微生物，使土壤进入良性快速熟化过程；促土壤结构形成改善类物质能够利用其化学特有的性质，快速的使土壤快速形成通气透水保水保肥的土壤颗粒结构，为生物活动、植物根系生长提供初始的生活保障条件；微生物菌剂能快速添补土壤微生物新垦时缺乏的状态，使土壤微生物快丰富；三组分配合使用，从物理、化学、生物多个方面相互补充，相互促进，有机质类物质为土壤结构及微生物菌剂提供基础物质，促土壤结构形成改善类物质能促进新垦土壤快速形成通气透水通道，为微生物菌剂生存及有机质类物质矿化提供通水透气作用，微生物菌剂促进使有机质类物质的转化、快速丰富土壤微生物，使新垦土壤快速形成优质耕作层并具有生产力。

这充分说明本发明一种新垦土壤优质耕作层构建材料及方法能够较常规新垦土壤需要10年以上培育进程明显缩短，基本达到同步新垦同步实现优质耕作层建立并持续种植的目的。

以上实践充分说明本发明一种新垦土壤优质耕作层构建材料及方法，材料均容易得到，操作上无特殊机械，实用性更强，是有效快速构建新垦土壤优质耕作层的理想选择。

Claims (10)

1.一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，其特征在于：由有机质类物质、促土壤结构形成改善类物质和微生物菌剂组成，其中有机质类物质和微生物菌剂的质量比为100～200：1；

其中有机质类物质包括长效有机质类物质和短效有机质类物质；

所述长效有机质类物质为腐殖酸、褐煤粉、泥炭粉或生物质炭中的一种或两种；

所述短效有机质类物质为秸秆、秸秆腐殖质、禽类粪便腐熟有机肥、糠醛渣、豆科植物的草粉及绿肥、酒糟或粉渣中的一种或两种；

所述促土壤结构形成改善类物质为磷石膏、脱硫石膏、蛭石、明矾、聚丙烯酰胺或水解聚丙烯腈铵盐中的一种或两种；

所述微生物菌剂为放线菌、固氮菌、硅酸盐菌、枯草芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌、木霉菌、酵母菌、解磷菌或解钾菌中的两种或三种；

其中微生物菌剂的有效活菌数含量均≥0.5亿/克。

2.根据权利要求1所述的一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，其特征在于：长效有机质类物质和短效有机质类物质的质量比为1～2：1。

3.根据权利要求1所述的一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，其特征在于：所述促土壤结构形成改善类物质为磷石膏、脱硫石膏、聚丙烯酰胺或水解聚丙烯腈铵盐中的两种。

4.根据权利要求1所述的一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，其特征在于：根据新垦土壤有机质含量和阳离子交换量，确定有机质类物质和促土壤结构形成改善类物质的量，具体的：

有机质类物质用量按以下公式计算：

有机质类物质用量＝666*0.25*1350*(10-X)/1000/Y

式中：666为每亩地的面积，m²；

0.25为新垦耕作层构建土层厚度，m；

1350为土壤容重，kg/m³；

10为优质耕作层临界土壤有机质含量，g/kg；

X为新垦土壤未构建前土壤有机质含量，g/kg；

1000为g转换为kg系数；

Y为有机质类物质中有机质含量的转换系数，数值为0.45～0.80；

促土壤结构形成改善类物质的量按以下方式计算：

当新垦土壤阳离子交换量≤8cmol/kg时，促土壤结构形成改善类物质的用量为500～800kg/亩；

当新垦土壤阳离子交换量为8～15cmol/kg时，促土壤结构形成改善类物质的用量为300～500kg/亩；

当新垦土壤阳离子交换量≥15cmol/kg时，促土壤结构形成改善类物质的用量为100～300kg/亩。

5.根据权利要求4所述的一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，其特征在于：有机质类物质和微生物菌剂的质量比为150：1。

6.根据权利要求1所述的一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料，其特征在于：所述微生物菌剂由枯草芽孢杆菌和解磷菌按照质量比3～5：1组成。

7.权利要求1所述的一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料的施用方法，其特征在于：包括以下步骤：

①将微生物菌剂和腐殖类物质按照质量比混合均匀，得到混有微生物菌剂的腐殖类物质，放置备用，放置时间不超过10小时；

②向土壤分别抛撒促土壤结构形成改善类物质和步骤①得到的混有微生物菌剂的腐殖类物质，每种先抛撒总质量的1/2，旋耕一遍，旋耕深度为13～15cm，然后翻耕一遍，翻耕深度为25cm，然后再抛撒剩余的1/2，旋耕一遍，深度为13～15cm；

③进行灌溉，灌溉量为土壤田间持水量的80％，灌溉速度以地面不产生径流为宜，得到新垦土壤；

④新垦土壤正常种植按照常规土地种植方式管理。

8.根据权利要求7所述的一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料的施用方法，其特征在于：新垦土壤处理后的前1～2年，每年增加一次翻耕和一次旋耕，促进土壤熟化。

9.根据权利要求7所述的一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料的施用方法，其特征在于：将微生物菌剂和腐殖类物质按照质量比混合均匀的步骤为：

将微生物菌剂溶于10～20倍的水中，用喷雾剂将其喷到腐殖类物质中，然后搅拌均匀；或边将微生物菌剂抛撒在腐殖类物质中边搅拌。

10.根据权利要求7所述的一种新垦土壤优质耕作层工程化快速构建材料的施用方法，其特征在于：步骤③中进行灌溉时的喷灌方式为微喷灌或滴灌；灌溉量为28～32方/亩。