CN111440034A - 一种土壤改良剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于微生物制剂技术领域，具体涉及一种土壤改良剂及其制备方法和应用。本发明提供了一种土壤改良剂，包括以下质量份的组分：25～35份煅烧矿石粉、15～20份轻质碳酸钙、15～20份麦麸粉、10～20份骨粉、10～15份草木灰和2～5份菌剂；所述菌剂包括胶质芽孢杆菌。本发明提供的酸性土壤改良剂能够快速且有效地改良酸性土壤；并且能够解决土壤板结和重茬的问题，提高土壤肥力，增强作物的抗性，减少病害。

Description

一种土壤改良剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于微生物制剂技术领域，具体涉及一种土壤改良剂及其制备方 法和应用。
背景技术
现如今我国农业产业发展迅速，塑料蔬菜大棚、日光温室等为主的集约 化农业发展很快，取得了较好的经济效益和社会效益。由于种植习惯、技术 限制和市场等原因，农民往往在同一大棚长期种植单一作物，加上不合理的 水肥管理和作物病虫害防治技术，随之而来的土壤酸化、盐碱化、元素失衡、 流连作障，及污染等土壤退化问题日益突出，严重制约了土地生产力的发展， 并影响环境质量，危及人类健康。酸性土壤在我国表现出强度高、面积大、 分布广等特性。大部分的酸性土壤地区的pH值范围在4.5～5.5之间，属于 强酸端，而有些地区酸化程度更为严重，pH值甚至低于4.5，酸化面积及酸 化强度呈现上升趋势。
目前，常用的改良酸性土壤的物质主要有生石灰、磷石膏、粉煤灰、绿 肥等，这些物质只能暂时改变土壤pH值，土壤容易再次发生酸化，因此， 改良效果较差；且常用的改良酸性土壤的方法是一个长期、缓慢的过程，去 酸化改良过程时间较长。
如何提供一种能够快速且有效地改变土壤pH值的酸性土壤改良剂成为 我们的研究方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速且有效的酸性土壤改良剂，本发明提供 的酸性土壤改良剂能够快速且有效地改良酸性土壤；并且能够解决土壤板结 和重茬的问题，提高土壤肥力，增强作物的抗性，减少病害。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案；
本发明提供了一种土壤改良剂，包括以下质量份的组分：25～35份煅烧 矿石粉、15～20份轻质碳酸钙、15～20份麦麸粉、10～20份骨粉、10～15份草 木灰和2～5份菌剂；
所述菌剂包括胶质芽孢杆菌。
优选的，所述菌剂中胶质芽孢杆菌的浓度为(3～10)×109CFU/mL。
优选的，所述胶质芽孢杆菌的保藏号为CGMCC No.17376。
优选的，所述煅烧矿石粉和轻质碳酸钙的颗粒直径37～74μm。
本发明还提供了上述的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将胶质芽孢杆菌接种于无菌种子培养液中培养，得到胶质芽孢杆 菌产的种子液；
(2)将步骤(1)所述胶质芽孢杆菌的种子液接种于生产培养基中培养， 得到菌剂；
(3)将麦麸粉和骨粉混合后灭菌，得到吸附基质；
(4)将步骤(2)所述菌剂喷洒于步骤(3)所述吸附基质上，得到发 酵料；
(5)将步骤(4)所述发酵料与煅烧矿石粉、轻质碳酸钙和草木灰混合， 得到土壤改良剂；
所述步骤(1)(2)和步骤(3)没有时间先后顺序。
优选的，步骤(1)所述种子培养液包括以下质量份的组分：3～8份牛肉 膏、5～10份蛋白胨、3～7份氯化钠和975～989份水；
步骤(1)中所述培养的温度为28～33℃，时间为8～14h。
优选的，步骤(2)所述生产培养基包括以下质量份的组分：460～550 份玉米粉、70～120份蛋白胨、25～35份蔗糖、4～9份K2HPO4·7H2O、165～240 份NaCl、70～100份CaCl2、12～18份MgSO4·7H2O、100～150份鱼粉和 60000～80000份水；
优选的，步骤(2)所述培养为通氧搅拌培养；
优选的，步骤(2)所述培养温度为29～33℃；
优选的，步骤(2)所述培养时间为10～18h。
本发明还提供了上述土壤改良剂或制备方法制得的土壤改良剂在改良 酸性土壤中的应用。
优选的，根据作物类型、土壤情况、气候条件，调整的土壤改良剂的使 用量，具体为：
当所述作物为花生或土豆等经济作物，土壤为酸性土壤时，所述的土壤 改良剂的使用量为40～80kg/亩；
当所述作物为小麦或玉米等大田作物，土壤为酸性土壤时，所述的土壤 改良剂的使用量为20～40kg/亩；
当所述作物为苹果或梨等果树，土壤为酸性土壤时，所述的土壤改良剂 的使用量为每棵0.5～2kg/亩。
本发明提供了一种土壤改良剂，包括以下质量份的组分：25～35份煅烧 矿石粉、15～20份轻质碳酸钙、15～20份麦麸粉、10～20份骨粉、10～15份草 木灰和2～5份菌剂；所述菌剂是胶质芽孢杆菌。本发明以矿石粉、轻质碳酸 钙、草木灰、骨粉、麦麸粉等为主要载体，添加功能菌剂，在矿石粉、轻质 碳酸钙、草木灰改善酸性土壤的pH的基础上，菌剂进一步补充土壤环境中 的硅、钙、镁等营养成分供植物吸收，改善土壤环境，提高养分的利用率， 恢复土壤生态。实施例的结果表明，本发明提供的土壤改良剂能够快速且有 效地改良酸性土壤；并且能够解决土壤板结和重茬的问题，提高土壤肥力， 增强作物的抗性，减少病害。
生物保藏说明
胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)JDzhs-bh菌株，保藏地点为中 国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，具体地址为北京市朝阳区北 辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏时间为2019年03月20 日，保藏编号为CGMCC NO.17376。
具体实施方式
本发明提供了一种土壤改良剂，包括以下质量份的组分：25～35份煅烧 矿石粉、15～20份轻质碳酸钙、15～20份麦麸粉、10～20份骨粉、10～15份草 木灰和2～5份菌剂；所述菌剂包括胶质芽孢杆菌。
以质量份计，本发明提供的土壤改良剂进一步优选包括26～34份煅烧矿 石粉，更优选28～32份；所述煅烧矿石粉的直径优选为37～74μm。本发明对 煅烧矿石粉的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员所熟知的市售商品或 自行制备得到。本发明采用自行制备的方式提供煅烧矿石粉时，所述煅烧矿 石粉的制备优选为：将钾长石与石灰石质量比1：1.3混合，在温度为840℃ 的条件下，煅烧2.5h磨碎得到的煅烧矿石粉。煅烧矿石粉能够大大提高土壤 中硅、钙和镁等多种中微量元素的含量。
以所述煅烧矿石粉的质量份为基准，本发明提供的土壤改良剂进一步优 选包括15.5～19.5份轻质碳酸钙，更优选为16～19份；所述轻质碳酸钙颗粒 直径优选为小于38μm(过400目)轻质碳酸钙颗粒微细、表面较粗糙，比 表面积大，比表面积为5m2/g左右。本发明对轻质碳酸钙的来源没有特殊限 定，使用本领域常规的轻质碳酸钙即可。轻质碳酸钙有极大的比表面积，能 够增加有效成分的含量。
以所述煅烧矿石粉的质量份为基准，本发明提供的土壤改良剂进一步优 选包括15.5～19.5份麦麸粉，更优选为16～19份。本发明对麦麸粉的来源没 有特殊限定，使用本领域常规的麦麸粉即可。麦麸粉能够为菌剂的生长和繁 殖提供营养物质。
以所述煅烧矿石粉的质量份为基准，本发明提供的土壤改良剂进一步优 选包括10～20份骨粉，更优选为16～19份。本发明对骨粉的来源没有特殊限 定，使用本领域常规的骨粉即可。
以所述煅烧矿石粉的质量份为基准，本发明提供的土壤改良剂进一步优 选包括10.5～14.5份草木灰，更优选为11～14份。本发明对草木灰的来源没 有特殊限定，使用本领域常规的草木灰即可。
以所述煅烧矿石粉的质量份为基准，本发明提供的土壤改良剂进一步优 选包括2.5～4.5份菌剂，更优选为3～4份；所述菌剂包括胶质芽孢杆菌；所 述菌剂中胶质芽孢杆菌的浓度优选为(3～10)×109CFU/mL；所述胶质芽孢 杆菌的保藏号优选为CGMCCNo.17376。胶质芽孢杆菌可在土壤中繁殖生长， 并产生有机酸、荚膜多糖等代谢产物，破坏硅铝酸盐的晶格结构、难溶性磷 化合物等，分解释放出可溶的磷钾元素及钙、硫、镁、铁、锌、钼、锰等中 微量元素，既增进了土壤肥力，又为作物提供了可吸收利用的营养元素，同时产生赤霉素、细胞激动素、微生物酶、细菌多糖等生理活性物质，促进作 物营养吸收和生长代谢。胶质芽孢杆菌所产的胞外多糖，对土壤团聚体形成 有明显的影响。
本发明还提供了上述的土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将胶质芽孢杆菌接种于无菌种子培养液中，培养，得到胶质芽孢 杆菌产的种子液；
(2)将步骤(1)所述胶质芽孢杆菌的种子液接种于生产培养基中，培 养，得到菌剂；
(3)将麦麸粉和骨粉混合，灭菌，得到吸附基质；
(4)将步骤(2)所述菌剂喷洒于步骤(3)所述吸附基质上，得到发 酵料；
(5)将步骤(4)所述发酵料与煅烧矿石粉、轻质碳酸钙和草木灰混合， 得到土壤改良剂；
所述步骤(1)(2)和步骤(3)没有时间先后顺序。
本发明将胶质芽孢杆菌接种于无菌种子培养液中培养，分别得到胶质芽 孢杆菌产的种子液。在本发明中，所述无菌种子培养液优选包括以下质量份 的组分：3～8份牛肉膏、5～10份蛋白胨、3～7份氯化钠和975～989份水；所 述培养的时间优选根据菌的不同进行调整，具体为：胶质芽孢杆菌的培养的 时间优选为8～14h。本发明对培养的容器没有特殊限定，采用本领域常规培 养容器即可。将菌接种于种子培养液中培养能够活化菌株，并起到扩大菌株 繁殖的作用。
得到种子液后，本发明将胶质芽孢杆菌的种子液接种于生产培养基中培 养，得到液体发酵液。在本发明中，所述生产培养基优选包括以下质量份的 组分：460～550份玉米粉、70～120份蛋白胨、25～35份蔗糖、4～9份 K2HPO4·7H2O、165～240份NaCl、70～100份CaCl2、12～18份 MgSO4·7H2O、100～150份鱼粉和60000～80000份水；所述培养优选为通氧搅拌培养；所述培养的温度优选为29～33℃，进一步优选为30～32℃； 所述培养的时间优选为10～18h，进一步优选为11～17h；所述培养的容器 优选为发酵罐。
本发明将麦麸粉和骨粉混合后灭菌，得到吸附基质。本发明对灭菌方法 没有特殊限定，优选为微波灭菌。麦麸粉和骨粉能够提供有机质，其本身营 养丰富，有利于菌种在土壤中萌发生长。
本发明对菌剂的制备和吸附基质的制备的时间先后顺序没有特殊限定。
本发明将上述菌剂喷洒于吸附基质上，得到发酵料。吸附时要控制水分 和均匀度。吸附后发酵料的水分要低于20％。本发明对喷洒方法没有特殊限 定，使用本领域常规喷洒方法即可。作用为菌是液体培养，需要吸附在基质 上使菌继续存活。
得到发酵料后，本发明将所述发酵料与煅烧矿石粉、轻质碳酸钙和草木 灰混合，得到土壤改良剂。本发明对混合方式没有特殊限定，采用本领域常 规混合方式即可。混合后，本发明优选对混合料进行造粒处理，得到粒状土 壤改良剂；所述造粒优选为挤压造粒，所述造粒所得颗粒的粒径优选为 2.0～5.0mm。在本发明中，发酵料能够提供有机质，作为菌剂存活的载体， 煅烧矿石粉、轻钙等可以改良酸性土壤的pH。
本发明还提供了上述土壤改良剂或制备方法制得的土壤改良剂在改良 酸性土壤中的应用。能够采用本发明所述土壤改良剂进行改良的酸性土壤的 pH值优选低于6，进一步优选≤4。
本发明优选根据作物类型、土壤情况，优选调整的土壤改良剂的使用量， 具体为：
当所述作物为花生或土豆经济作物，土壤为酸性土壤时，所述的土壤改 良剂的使用量为40～80kg/亩；
当所述作物为小麦或玉米等大田作物，土壤为酸性土壤时，所述的土壤 改良剂的使用量为20～40kg/亩；
当所述作物为苹果或梨等果树，土壤为酸性土壤时，所述的土壤改良剂 的使用量为每棵0.5～2kg/亩。
下面结合实施例对本发明提供的一种土壤改良剂及其制备方法和应用 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
(1)制备胶质芽孢杆菌的有效活菌数为6×109CFU/mL的菌剂；
(2)将麦麸粉和骨粉按3：2的比例混合，得到吸附基质；
(3)按质量比为1：20的比例，将菌剂喷洒在吸附基质上，得到发酵 料。
(4)将发酵料、矿石粉、轻质碳酸钙和草木灰按质量比为7：7：4：2 的比例混合，挤压造粒，得到土壤改良剂。
土壤改良剂的pH值为11，有机质含量为15％，活菌数为3亿/g。
实施例2
(1)制备胶质芽孢杆菌有效活菌数为3×109CFU/mL的菌剂；
(2)将麦麸粉和骨粉按2：1的比例混合，得到吸附基质；
(3)按质量比为1：25的比例，将菌剂喷洒在吸附基质上，得到发酵 料。
(4)将发酵料、矿石粉、轻质碳酸钙和草木灰按质量比为7：6：4：3 的比例混合，挤压造粒，得到土壤改良剂。
土壤改良剂的pH值为10，有机质含量为15％，活菌数为大于等于0.5 亿/g。
实施例3
(1)制备胶质芽孢杆菌有效活菌数为10×109CFU/mL的菌剂；
(2)将麦麸粉和骨粉按1：1的比例混合，得到吸附基质；
(3)按质量比为1：50的比例，将菌剂喷洒在吸附基质上，得到发酵 料。
(4)将发酵料、矿石粉、轻质碳酸钙和草木灰按质量比为8：5：4：3 的比例混合，挤压造粒，得到土壤改良剂。
土壤改良剂的pH值为11，有机质含量为10％，活菌数为2.5亿/g。
应用例1
试验作物：花生(2017年)
试验田设4个处理，三次重复，小区面积45m2，随机排列，小区设立 保护行2米。具体处理如下：
处理1(K0)：常规施肥；亩施(折纯)氮肥12公斤、磷肥10公斤、钾 肥6公斤，肥料包施在垄内。
处理2(K1)：优化施肥；亩施(折纯)氮肥9公斤、磷肥、钾肥各7 公斤，肥料包施在垄内。
处理3(K2)：优化施肥+灭活实施例1土壤改良剂；在优化施肥基础上， 施用与处理4等量的经过高温高压灭活的实施例1土壤改良剂，同肥料一起 包施在垄内。
处理4(K3)：优化施肥+实施例1土壤改良剂(40kg/亩)在优化施肥的 基础上，基施实施例1土壤改良剂40公斤/亩，同肥料一起包施在垄内。
花生收获80天后调查土壤含水量，测量环刀高度、环刀有刃口一端的 内半径、环刀的容积、铝盒的重量和铝盒及湿土的重量，计算土壤容重。
土壤容重(如下式所示)是反映土壤紧实度的一个重要指标，影响土壤 水肥气热条件的变化与作物根系在土壤中的穿插，进而影响作物生长。土壤 孔隙度在土壤结构形成、土壤水分和养分保持、微生物多样性的保护等方面 起着非常重要的作用。
Figure BDA0002451894110000081
环刀容积(V)＝πr2h
W为土壤含水量；h为环刀高度；r为环刀有刃口一端的内半径；G0为 铝盒的重量；G1为铝盒及湿土的重量。
花生不同处理对土壤容重的影响如表1、表2所示：施用灭活土壤微生 物修复菌的处理容重有所降低，总孔隙度有所增加。试验结果表明：施用土 壤改良剂后，各个处理间土壤容重和孔隙度差异均达到了5％的显著水平； 花生收获后，处理2、处理3和处理4土壤容重较处理1分别降低3.67％、 7.09％、11.29％，总孔隙度分别增加3.13％、6.27％、10.12％，说明土质有 所提高。
表1花生不同处理对土壤容重的影响
Figure BDA0002451894110000091
表2花生不同处理对土壤孔隙度的影响
Figure BDA0002451894110000092
花生不同处理对土壤pH的影响如表3所示，对照处理土壤pH值2017 年降低为5.52，处理2土壤pH值为5.6，因此优化施肥只能减缓土壤酸化的 速度，不能从根本上改良酸化土壤。处理3和4都有提高土壤pH的作用， 而且能持续改良土壤pH，提高土壤pH程度有所不同，以处理4效果为最好， 土壤pH为5.98，提高0.42个单位。处理1和处理2土壤pH值变化差异不 显著，处理3和处理4的土壤pH值变化差异达5％显著水平，说明本发明 土壤改良剂中的微生物对土壤酸碱度的改良具有重要作用。
表3花生不同处理对土壤pH的影响
Figure BDA0002451894110000093
Figure BDA0002451894110000101
与处理1相比，处理2、3、4均能提高花生的产量，其中处理2花生产 量增加5.44％；处理3花生产量增加10.91％；处理4花生产量增加18.74％。 不同处理间产量差异水平都显著，说明优化施肥对花生具有增产作用，灭活 土壤改良剂对花生具有增产作用。本发明实施例1中的土壤改良剂对花生的 增产效果更佳。
表4不同处理对花生产量的影响
Figure BDA0002451894110000102
应用例2
在应用例1的试验田花生结束后2018年继续种植花生。各处理施肥同 应用例1一样。
花生不同处理对土壤容重的影响如表5、表6所示：施用灭活土壤微生 物修复菌的处理容重有所降低，总孔隙度有所增加。试验结果表明：施用本 发明土壤改良剂后，各个处理间土壤容重和孔隙度差异均达到了5％的显著 水平；花生收获后，处理2、处理3和处理4土壤容重较对照分别降低3.73％、 6.93％、10.13％，总孔隙度分别增加3.58％、6.44％、9.31％，说明土质有所 提高。
表5花生不同处理对土壤容重的影响
Figure BDA0002451894110000103
Figure BDA0002451894110000111
表6花生不同处理对土壤孔隙度的影响
Figure BDA0002451894110000112
花生不同处理对土壤pH的影响如表7所示，对照处理土壤pH值2018 年降低为5.49，处理2土壤pH值为5.58，因此优化施肥只能减缓土壤酸化 的速度，不能从根本上改良酸化土壤。处理3和4都有提高土壤pH的作用， 而且能持续改良土壤pH，提高土壤pH程度有所不同，以处理4效果为最好， 土壤pH为6.02；可见，本发明实施例1提供的土壤改良剂能够提高土壤pH。 对照和处理2的土壤pH值变化差异不显著，处理3和处理4的土壤pH值 变化差异达5％显著水平，说明土壤改良剂中的微生物对土壤酸碱度的改良 具有重要作用。
表7花生不同处理对土壤pH的影响
Figure BDA0002451894110000113
不同处理对花生产量的影响如表8所示，与对照处理相比，处理2、3、 4均能提高花生的产量，其中处理2花生产量增加4.69％；处理3花生产量 增加9.83％；处理4花生产量增加15.13％。不同处理间产量差异水平都显著， 说明优化施肥对花生具有增产作用，灭活土壤微生物修复菌对花生具有增产 作用。本发明实施例1中的土壤改良剂对花生的增产效果更佳。
表8不同处理对花生产量的影响
Figure BDA0002451894110000121
应用例3
在应用例2的试验田花生收获后，2019年继续在原地种植土豆。
试验田设4个处理，三次重复，小区面积45m2，随机排列，小区设立 保护行2米。具体处理如下：
处理1(K0)：常规施肥：亩施N肥9kg，P2O59 kg，K2O 9kg；肥料包 施在垄内；
处理2(K1)：优化施肥：亩施N 8kg，P2O54 kg，K2O 15kg；肥料包 施在垄内；
处理3(K2)：优化施肥+灭活土壤微生物修复菌：施用与处理4等量的经 过高温高压灭活的土壤微生物修复菌，同肥料一起包施在垄内。；
处理4(K3)：优化施肥+实施例1的土壤改良剂(40kg/亩)：基施土壤 改良剂40公斤/亩，同肥料一起包施在垄内。
其中，应用例2的处理1～4的试验田分别对应应用例1的处理1～4试验 田。
土豆不同处理对土壤容重的影响如表9、表10所示：施用土壤改良剂的 处理容重有所降低，总孔隙度有所增加。土豆收获后，处理2、处理3和处 理4土壤容重较对照分别降低3.76％、7.09％、10.72％，总孔隙度分别增加 3.55％、6.64％、9.72％。从以上结果可知，随着合理施肥或土壤改良剂的使 用，可以改善土壤的物理性状。
表9土豆不同处理对土壤容重的影响
Figure BDA0002451894110000131
表10土豆不同处理对土壤孔隙度的影响
Figure BDA0002451894110000132
土豆不同处理对土壤pH的影响如表11所示，对照处理土壤pH值降低 为5.48；处理2土壤pH值降为5.57，因此优化施氮只能减缓土壤酸化的速 度，不能从根本上改良酸化土壤。处理3和4都有提高土壤pH的作用，提 高土壤pH程度有所不同，以处理4效果为最好2019年土壤pH为6.09。处 理1和处理2的土壤pH值变化差异不显著，处理3和处理4的土壤pH值变化差异达5％显著水平，说明土壤改良剂中的微生物对土壤酸碱度的改良 具有重要作用。
表11土豆不同处理对土壤pH的影响
Figure BDA0002451894110000133
Figure BDA0002451894110000141
不同处理对土豆产量的影响如表12所示，与对照处理相比，处理2、3、 4均能提高土豆的产量，其中处理2土豆增产2.47％，处理3土豆增产9.71％， 处理4土豆增产16.41％。灭活土壤微生物修复菌对土豆具有增产作用；处 理3和处理4土豆产量也达到了显著性水平，且差异达到了5％的显著水平， 说明土壤改良剂中的微生物对土豆具有增产效果。与处理3、4差异达到了 显著性水平，说明灭活土壤微生物修复菌、土壤微生物修复菌都对土豆具有 增产作用；处理3和处理4之间土豆产量也达到了显著性水平，说明土壤微 生物修复菌中的微生物对土豆具有增产效果，且差异达到了5％的显著水平。
表12不同处理对土豆产量的影响
Figure BDA0002451894110000142
应用例4
将实施例2所得的土壤改良剂按照应用例1中基肥施用方式用于山东招 远毕郭镇毕郭三村2015-2016年连续两年的花生试验。
不同处理对土壤容重和孔隙度的影响如表13和14所示，从表13、表 14可以看出：施用调理剂的处理容重有所降低，总孔隙度有所增加。两年试 验结果表明：施用土壤调理剂后，各个处理间土壤容重和孔隙度差异均达到 了5％的显著水平；第一年花生收获后，处理1、处理2和处理3土壤容重 较对照分别降低4.20％、7.87％、11.02％，总孔隙度分别增加3.86％、7.24％、 10.14％。第二年花生收获后，处理1、处理2和处理3土壤容重较对照分别降低4.50％、8.20％、11.37％，总孔隙度分别增加4.08％、7.44％、10.32％。 从以上结果可知，本发明实施例1的土壤改良剂能够降低土壤容重，增加土 壤孔隙度，可以改善土壤的物理性状。
表13不同处理对土壤容重的影响
Figure BDA0002451894110000151
表14不同处理对土壤孔隙度的影响
Figure BDA0002451894110000152
在作物收获后测土壤pH值，不同处理对土壤pH值的影响如表15所示， 试验结果表明:同基础土样的pH 5.20相比，对照和处理1土壤pH值分别降低 0.28和0.21；处理2和处理3的土壤pH值分别增加了0.29和0.5个单位，处理3 土壤的pH值提高的幅度更大。
对照土壤pH值2015年降低为5.00，2016年降低为4.95，处理1土壤pH值 2015年和2016年分别降低为5.07和4.99,因此优化施氮只能减缓土壤酸化的速 度,不能改良酸化土。处理2和3都有提高土壤pH的作用,而且两年内能持续提 高土壤pH,提高土壤pH程度有所不同,以处理3效果为最好,2015年提高土壤pH到5.58,提高0.38个单位,2016年提高土壤pH到5.70。
表15不同处理对土壤pH的影响
Figure BDA0002451894110000161
不同处理对花生产量的影响如表16所示，试验结果表明:同对照处理相比, 处理1、2、3能提高花生的产量,第二年花生产量增幅高于第1年,处理1在2015 年花生产量增加3.41％，2016年增加7.93％；处理2在2015年花生产量增加 8.04％,2016年增加13.81％；处理3在2015年产量增加19.34％,2016年增加 24.27％。两年试验不同处理间产量差异水平不同，第一年对照和处理1差异 不显著，与处理2差异达到了显著性水平，说明灭活改良剂对花生具有增产 作用；处理2和处理3花生产量也达到了显著性水平，说明改良剂中的微生物 对花生具有增产效果，且差异达到了5％的显著水平。第二年对照和处理1差 异达到了5％显著水平，说明土壤酸化导致花生产量持续降低；与处理2、3 差异达到了显著性水平，说明灭活改良剂、改良剂都对花生具有增产作用； 处理2和处理3之间花生产量也达到了显著性水平，说明改良剂中的微生物对 花生具有增产效果，且差异达到了5％的显著水平。
表16不同处理对花生产量的影响
Figure BDA0002451894110000162
Figure BDA0002451894110000171
应用例5
将实施例3所得的土壤改良剂用于烟台市福山区港城西大街26号烟台 市农科院试验农场2017-2019年连续两年白菜试验，当地的土壤pH5.84。
试验设计
试验田设4个处理，三次重复，小区面积20m2，随机排列，小区设立 保护行2米。具体处理如下：
处理1(K0)：常规施肥；
处理2(K1)：优化施肥；
处理3(K2)：优化施肥+灭活土壤微生物修复菌；
处理4(K3)：优化施肥+土壤微生物修复菌(40kg/亩)。
施肥方法
(1)处理1为农民习惯施肥，根据调查，每亩施有机肥80kg，N 20kg， P2O56 kg，K2O12kg；
(2)处理2为优化施肥处理，每亩施有机肥200kg，N 15kg，P2O56 kg， K2O 12kg
(3)处理3是在优化施肥基础上，施用与处理4等量的经过高温高压 灭活的土壤微生物修复菌，同肥料一起包施在垄内。
(4)处理4在优化施肥的基础上，基施土壤微生物修复菌40公斤/亩， 同肥料一起包施在垄内。
有机肥和调理剂全部基施，30％氮肥，70％磷肥和30％钾肥做基肥， 起垄播种前撒施基肥，剩余肥料做追肥，于莲座期沟施。各处理除试验肥料 不同外，其它农艺措施和田间管理均一致。
从表17、表18可以看出：施用土壤微生物修复菌的处理容重有所降低， 总孔隙度有所增加。三年试验结果表明：施用土壤微生物修复菌后，各个处 理间土壤容重和孔隙度差异均达到了5％的显著水平；第一年白菜收获后， 处理2、处理3和处理4土壤容重较对照分别降低3.47％、6.67％、10.67％，总 孔隙度分别增加2.25％、5.97％、8.61％。第二年白菜收获后，处理2、处理3 和处理4土壤容重较对照分别降低3.52％、5.69％、8.94％，总孔隙度分别增 加3.44％、5.85％、9.41％。第三年白菜收获后，处理2、处理3和处理4土壤 容重较对照分别降低4.34％、8.13％、11.65％，总孔隙度分别增加3.29％、 6.39％、9.50％。从以上结果可知，随着合理施肥或土壤微生物修复菌的使 用，可以改善土壤的物理性状。
处理2土壤容重较对照平均降低3.78％、总孔隙度增加2.99％，表明合理 的肥料施用量和比例能从一定程度上培肥土壤。处理3土壤容重较对照平均 降低6.83％、总孔隙度增加6.07％，表明施用土壤微生物修复菌能使土壤变 得疏松、土壤孔隙度增加，通透性增强，有利于土壤中水、气、热交换和微 生物的活动，从而为作物根系吸收养分和水分提供良好的土壤条件。尤其处 理4土壤容重较对照平均降低10.42％、总孔隙度增加9.50％，说明土壤微生 物修复菌对土壤结构的改良效果更为明显。
表17不同处理对土壤容重的影响
Figure BDA0002451894110000181
表18不同处理对土壤孔隙度的影响
Figure BDA0002451894110000182
从表19可以看出对照处理土壤pH值2017年降低为5.81，2018年降低 为5.83，2019年降为5.83；处理2土壤pH值2017年、2018年和2019年分 别为5.88、5.89和5.85，因此优化施氮只能减缓土壤酸化的速度，不能从根 本上改良酸化土壤。处理3和4都有提高土壤pH的作用，而且三年内能持 续改良土壤pH，提高土壤pH程度有所不同，以处理4效果为最好，2017 年土壤pH为6.05，提高0.21个单位，2018年土壤pH为6.07，2019年土壤 pH为6.12。对照和处理2三年的土壤pH值变化差异不显著，处理3和处 理4在后两年的土壤pH值变化差异达5％显著水平，说明土壤微生物修复 菌中的微生物对土壤酸碱度的改良具有重要作用。
表19不同处理对土壤pH的影响
Figure BDA0002451894110000191
定位试验结果表明(见表20)：与对照处理相比，处理2、3、4均能提 高白菜的产量，其中处理2白菜产量2017年、2018年、2019年分别增加3.67％、 2.91％、5.29％；处理3白菜产量2017年、2018年分、2019年别增加9.3％、11.25％、 11.49％；处理4白菜产量2017年、2018年、2019年分别增加14.77％、18.46％、 16.50％。三年试验中，各处理间产量差异水平都显著，说明优化施肥对白菜 具有增产作用，灭活土壤微生物修复菌对白菜同样具有增产作用；处理3和 处理4白菜产量也达到了显著性水平，且差异达到了5％的显著水平，说明土壤微生物修复菌中的微生物对白菜具有增产效果。第二年对照和处理2差异 达到了5％显著水平，说明土壤酸化导致白菜产量持续降低；与处理3、4差 异达到了显著性水平，说明灭活土壤微生物修复菌、土壤微生物修复菌都对 白菜具有增产作用；处理3和处理4之间白菜产量也达到了显著性水平，说明 土壤微生物修复菌中的微生物对白菜具有增产效果，且差异达到了5％的显 著水平。
表20不同处理对白菜产量的影响
Figure BDA0002451894110000201
由以上实施例可知，本发明提供了一种快速且有效的酸性土壤改良剂， 本发明提供的酸性土壤改良剂能够快速且有效地改良酸性土壤；并且能够解 决土壤板结和重茬的问题，提高土壤肥力，增强作物的抗性，减少病害。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分 实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下 获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种土壤改良剂，其特征在于，包括以下质量份的组分：25～35份煅烧矿石粉、15～20份轻质碳酸钙、15～20份麦麸粉、10～20份骨粉、10～15份草木灰和2～5份菌剂；
所述菌剂包括胶质芽孢杆菌。
2.如权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述菌剂中胶质芽孢杆菌的浓度为(3～10)×109CFU/mL。
3.如权利要求2所述的土壤改良剂，其特征在于，所述胶质芽孢杆菌的保藏号为CGMCCNo.17376。
4.如权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述煅烧矿石粉和轻质碳酸钙的颗粒直径独立地为37～74μm。
5.权利要求1～4任意一项所述的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将胶质芽孢杆菌接种于无菌种子培养液中培养，得到胶质芽孢杆菌产的种子液；
(2)将步骤(1)所述胶质芽孢杆菌的种子液接种于生产培养基中培养，得到菌剂；
(3)将麦麸粉和骨粉混合后灭菌，得到吸附基质；
(4)将步骤(2)所述菌剂喷洒于步骤(3)所述吸附基质上，得到发酵料；
(5)将步骤(4)所述发酵料与煅烧矿石粉、轻质碳酸钙和草木灰混合，得到土壤改良剂；
所述步骤(1)(2)和步骤(3)没有时间先后顺序。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述无菌种子培养液包括以下质量份的组分：3～8份牛肉膏、5～10份蛋白胨、3～7份氯化钠和975～989份水；
步骤(1)中所述培养的温度为28～33℃，时间为8～14h。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述生产培养基包括以下质量份的组分：460～550份玉米粉、70～120份蛋白胨、25～35份蔗糖、4～9份K2HPO4·7H2O、165～240份NaCl、70～100份CaCl2、12～18份MgSO4·7H2O、100～150份鱼粉和60000～80000份水；
步骤(2)所述培养为通氧搅拌培养，温度为29～33℃，时间为10～18h。
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述浓缩培养基包括以下质量份的组分：20000～30000份玉米淀粉、5000～35000份酵母膏、1200～1600份蛋白胨、10000～14000份蔗糖、300～600份K2HPO4·7H2O、800～12000份NaCl、4000～5500份CaCl2、1000～1300份MgSO4·7H2O、5～10份MnSO4和3500000～4500000份水；
步骤(3)所述浓缩培养基的体积为液体发酵液体积的2～5％；
步骤(3)所述培养的时间为7～16h。
9.权利要求1～4任意一项所述土壤改良剂或权利要求5～8任意一项所述制备方法制得的土壤改良剂在改良酸性土壤中的应用。
10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，根据作物类型、土壤情况，调整的土壤改良剂的使用量，具体为：
当所述作物为花生或土豆，土壤为酸性土壤时，所述的土壤改良剂的使用量为40～80kg/亩；
当所述作物为小麦或玉米，土壤为酸性土壤时，所述的土壤改良剂的使用量为20～40kg/亩；
当所述作物为苹果树或梨果树，土壤为酸性土壤时，所述的土壤改良剂的使用量为每棵0.5～2kg/亩。
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