CN111499466B

CN111499466B - 一种适用于荒漠土壤种植的缓释土壤调理剂及其应用

Info

Publication number: CN111499466B
Application number: CN202010207728.7A
Authority: CN
Inventors: 陈丰山; 杨艳; 陈文建
Original assignee: Zhejiang Fengyu Ecological Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Fengyu Ecological Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2040-03-23
Also published as: CN111499466A

Abstract

本申请涉及荒漠土壤土壤改良种植领域，尤其涉及一种适用于荒漠土壤种植的缓释土壤调理剂及其应用。一种适用于荒漠土壤种植的缓释土壤调理剂，该缓释土壤调理剂按质量百分比包括以下组分：天然泥炭土30‑60%、蚯蚓粪粉3.0‑10%、矿源腐殖质20‑40%、尿素5.0‑20%、环脂肽1.0‑5.0%、螯合剂0.5‑1.5%、微生物复合发酵菌粉1.0‑10%。该土壤调理剂提高含腐殖酸土壤调理剂润湿性能的过程中，解决中荒漠土壤环境中少水、缺水的问题，提高了土壤的肥力，可以适用于小麦种植。

Description

一种适用于荒漠土壤种植的缓释土壤调理剂及其应用

技术领域

本申请涉及荒漠土壤土壤改良种植领域，尤其涉及一种适用于荒漠土壤种植的缓释土壤调理剂及其应用。

背景技术

荒漠土壤(desertsoil)是指在干旱荒漠条件下形成的土壤。广泛分布于温带和热带漠境地区，非洲、大洋洲、中亚、北美、南美均有分布，约占地球陆地面积的10％。中国境内的漠土根据气温或干旱程度的不同，漠土系列包括灰漠土、灰棕漠土、棕漠土、龟裂土等土类。在中国，主要分布于内蒙、宁夏、青海、新疆等省区。漠土系列包括灰漠土、灰棕漠土、棕漠土、龟裂土等土类。灰棕漠土和棕漠土分别代表温带和暖温带典型漠境土壤；灰漠土为温带边缘较湿润地区的过渡性土壤；龟裂土为温带和暖温带漠境细土平原上发育较年轻的土壤。它们的共同特征是：①成土过程主要表现为钙化作用、石膏化与盐化作用、铁质化作用和风成作用；②具有多孔状的结皮层，腐殖质含量低；③石灰含量高，且表聚性强；④石膏和易溶性盐在剖面不大的深度内聚积；⑤具有残积粘化和铁质染色形成的红棕色紧实层；⑥整个剖面厚度较薄，石砾含量多。利用上所受限制因素多，主要是细土物质少，灌溉水源缺乏，风沙危害严重。大部用作牧地。

近些年来针对日益恶化的土地退化问题，人们开始利用新的科学技术寻找荒漠半荒漠土壤的改良方法，其中生物技术是目前土壤改良和荒漠化防治中应用较多的技术。它主要是通过建立人工植被，保护和恢复天然植被，最终达到防止土壤沙化，治理和开发利用荒漠化土地的目的。应该承认结合生物学的综合治理是土壤荒漠化防治的根本途径，但目前这一领域仅仅局限于高等耐旱植物地引种驯化，优化选择和合理配置防护林等方面，着眼点主要集中在防治沙尘暴上，忽视了对土壤的改良，而对于荒漠化防治而言，改良土壤才是关键的问题。只有有效地改善了荒漠半荒漠土壤的结构和理化性状，改变了土壤的生物微环境，才能够遏制土壤沙化，最终防止沙尘暴的发生，同时改良的土壤还可以恢复生产力。由于荒漠生态系统的脆弱性，目前在荒漠半荒漠土壤改良方面成功的案例尚不多见，主要的改良方法包括物理、化学和生物方法，目前集中于土壤改良剂的研制开发、耐旱植物的引种驯化和基因改良、荒漠水分的有效利用和管理等方面；但这些技术方法在实际应用中都存在不同程度的困难和弱点。

荒漠土壤中物理性粘粒的含量较低，养分含量低，是限制荒漠土壤区农业发展的重要原因之一，同时荒漠土壤所处的环境降水量低且时间分布不均与也是其限制因素之一。目前，对于荒漠土壤的改良越来越受到重视，改良土壤物理性状的和提高土壤养分含量使之适合小麦种植是一个研究的方向。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本申请的目的是提供一种适用于荒漠土壤种植的缓释土壤调理剂，该土壤调理剂提高含腐殖酸土壤调理剂润湿性能的过程中，解决中荒漠土壤环境中少水、缺水的问题，提高了土壤的肥力，可以适用于小麦种植。进一步，本申请发现加入适量螯合剂，特别是EDDHA，能解决生物表面活性剂莎梵婷的沉淀问题；两者的组合除了提高润湿/溶解性能外，还可以提供一定的缓释性能和金属螯合性能。

为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：

一种适用于荒漠土壤种植的缓释土壤调理剂，该缓释土壤调理剂按质量百分比包括以下组分：

天然泥炭土30-60％

蚯蚓粪粉3.0-10％

矿源腐殖质20-40％

尿素5.0-20％

环脂肽1.0-5.0％

螯合剂0.5-1.5％

微生物复合发酵菌粉1.0-10％。

作为优选，该缓释土壤调理剂按质量百分比包括以下组分：

天然泥炭土40-50％

蚯蚓粪粉5.0-10％

矿源腐殖质25-35％

尿素8.0-15％

环脂肽2.0-5.0％

螯合剂0.5-1.5％

微生物复合发酵菌粉2.0-8.0％。

作为优选，该缓释土壤调理剂按质量百分比还包括以下组分：

钼酸钠0.60％～1.5％

硼酸钠0.10％～0.50％

螯合微量元素0.5-5.0％。

再优选，该缓释土壤调理剂按质量百分比还包括以下组分：

钼酸钠0.60％～1.5％

硼酸钠0.10％～0.50％

螯合微量元素1.0-3.0。

作为优选，螯合微量元素包括NTA螯合镁、EDTA螯合锌、EDTA螯合铜和EDTA螯合锰中一种或多种混合。

作为优选，螯合微量元素按元素的有效量包括以下的成分：

镁0.05-0.20％

锌0.02-0.10％

铜0.01-0.05％

锰0.01-0.05％。

作为优选，环脂肽为莎梵婷。除莎梵婷外，环脂肽也可以选用市场上已有或尚未上市的环脂肽类生物表面活性剂产品。

作为优选，微生物复合发酵菌粉采用固氮和解磷、解钾菌类；特别是芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌中的一种或多种混合。

作为优选，螯合剂选用EDDHA、NTA、EDTA、DPTA、IDHA和HEDP中的一种。

作为最优选，环脂肽为莎梵婷，螯合剂选用EDDHA，莎梵婷和EDDHA的质量比为5:1。

作为优选，矿源腐殖质选用褐煤、泥煤、风化煤等低热值煤制备的矿源腐殖质；一般要求其中的腐殖酸含量大于65％，优选大于70％，特别优选大于75％。

本申请还公开了所述的缓释土壤调理剂用于荒漠土壤禾本科植物玉米、甘蔗、水稻、大麦、小麦、燕麦、高粱、黑麦草、雀稗、梯牧草、早熟禾和狗尾草一种或两种以上的种植。

本申请的含腐殖酸的缓释土壤调理剂使用褐煤等低价值煤炭制备，成本低廉；该土壤调理剂提高含腐殖酸土壤调理剂润湿性能的过程中，解决中荒漠土壤环境中少水、缺水的问题，提高了土壤的肥力，可以适用于小麦种植。进一步，本申请发现加入适量螯合剂，特别是EDDHA，能解决生物表面活性剂莎梵婷的沉淀问题；两者的组合除了提高润湿/溶解性能外，还可以提供一定的缓释性能和金属螯合性能。该缓释土壤调理剂在该区域的施用对于荒漠土壤区域土壤改良和小麦产业的发展具有重要意义。

具体实施方式

实施例中使用的主要原材料和试剂如下：

矿源腐殖质，使用来自晋煤集团下属企业的褐煤以碱处理法制备，含总腐殖酸70％以上 (以下研究中使用的矿源腐殖质含总腐殖酸76.4％)；

天然泥炭土、蚯蚓粪粉：山东康乐丰农业科技有限公司；

尿素、磷酸二氢铵:鲁华化工；

莎梵婷：安徽中科帝元；

EDDHA：购自喜赫石化；

钼酸钠、硼酸钠：购自海龙化工；

螯合微量元素；购自上海金美盛肥料科技有限公司；

微生物复合发酵菌粉：购自潍坊神洲生物肥料有限公司；

表面张力仪：德国西塔SITAt-100表面张力仪；

其余试剂和仪器均为常规国产型号和种类。

实施例1基本性能检测方法

表面张力测定

精确配制1％(w/v)的肥料溶液，使用SITAt-100表面张力仪测定。

肥料的N、P释放性能测定

将500mg肥料和2000倍质量的荒漠土壤充分混合均匀；装入玻璃培养柱，底部以三层纱布封闭，置于支架上，下部以漏斗和烧杯接淋溶水。整个实验期间以蒸馏水保持混合物含水量在50-60％之间。

在第0日、7日、14日、28日、56日加入与土壤等体积的蒸馏水，接渗出液；以凯氏定氮法和钒钼黄比色法测定渗出液中的氮磷含量。

实施例2土壤调理剂的制备

实施例中仅展示了部分有代表性的结果(为了体现对比而重新编号)，大量方法类似/ 性能类似的摸索性试验未展示。

其中：其他成分包括钼酸钠0.70％，硼酸钠0.20％，NTA螯合镁0.20％、EDTA螯合锌0.20％、 EDTA螯合铜0.10％、EDTA螯合锰0.10％和微生物复合发酵菌粉3.5％。

土壤调理剂3-6中的螯合剂为EDDHA，土壤调理剂7螯合剂为DPTA。

实施例3土壤调理剂的性能检测

氮释放检测结果(释放量，mg)

磷释放检测结果(释放量，mg)

从释放曲线和释放总量看，土壤调理剂4-6相比土壤调理剂1-3、7均实现了一定的缓释效果，氮磷释放曲线平滑，而且2月(5次滴灌)后仍然保留了一定量的相当量的氮磷未溶出。这在生产中可以实现减少施肥次数，减少滴灌对肥效影响的效果，均匀释放提高肥效的效果。

实施例4实际种植性能验证

1.1试验地点及试验作物、品种：冬小麦，试验点地处陕西省富平县。

1.2试验地基本情况

试验点土壤类型及理化性状如下：土壤类型为荒漠土壤，容重1.35g/m³，总孔隙度49.6％，有机质含量10.40g/kg，全氮含量1.09g/kg，全磷含量0.71g/kg，碱解氮含量80mg/kg，速效磷25mg/kg，速效钾含量17mg/kg，pH为8.6。

1.3试验处理设计

小区面积为10m×5m，每个处理5次重复，共15个小区。冬小麦于2018年10月3日，机械播种，播种深度3～5cm，播种量为150kg/hm²，行距20cm，于2019年6月20日收获。

试验设两个处理,分别为：

处理1：实施例2中的土壤调理剂1在播种前施入15cm土壤，播种时一次性施入纯N180kg/hm²，P₂O₅135kg/hm²。其他管理措施与当地习惯相同。

处理2：实施例2中的土壤调理剂4在播种前施入15cm土壤，播种时一次性施入纯N180kg/hm²，P₂O₅135kg/hm²。其他管理措施与当地习惯相同。

二、试验结果与分析

2.1冬小麦产量

本申请处理方式处理的冬小麦产量均高于不施腐殖酸肥处理，差异显著。

表1不同处理方式对小麦产量的影响

2.2农艺性状

与不施腐殖酸肥处理相比，本申请处理方式均能增加小麦穗长，增幅为0.21～0.93cm。

表2不同土壤调理剂处理对土壤物理性状的影响

2.3土壤物理性状

本申请处理方式能降低土壤容重，提高总孔隙度和田间持水量。

表3不同处理方式对土壤化学性状的影响

处理	容重(g/cm<sup>3</sup>)	总孔隙度(％)	田间持水量(％)
				常规施肥	1.29±0.11	55.52±2.08	24.21±1.35
处理1	1.23±0.14	56.34±2.22	26.24±0.78
				处理4	1.17±0.09	59.02±1.51	28.12±1.27

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种适用于荒漠土壤种植改性的缓释土壤调理剂，其特征在于，该缓释土壤调理剂按质量百分比包括以下组分：

天然泥炭土 30-60%

蚯蚓粪粉 3.0-10%

矿源腐殖质 20-40%

尿素 5.0-20%

磷酸二氢铵 5.0-10%

环脂肽 1.0-5.0%

螯合剂 0.5-1.5%

微生物复合发酵菌粉 1.0-10%

环脂肽为莎梵婷，螯合剂选用EDDHA，莎梵婷和EDDHA的质量比为5:1。

2.根据权利要求1所述的一种适用于荒漠土壤种植的缓释土壤调理剂，其特征在于，该缓释土壤调理剂按质量百分比包括以下组分：

天然泥炭土 40-50%

蚯蚓粪粉 5.0-10%

矿源腐殖质 25-35%

尿素 8.0-15%

磷酸二氢铵 5.0-10%

环脂肽 2.0-5.0%

螯合剂 0.5-1.5%

微生物复合发酵菌粉 2.0-8.0%。

3.根据权利要求1所述的一种适用于荒漠土壤种植的缓释土壤调理剂，其特征在于，该缓释土壤调理剂按质量百分比还包括以下组分：

钼酸钠 0.60%~1.5%

硼酸钠 0.10%~0.50%

螯合微量元素 0.5-5.0%。

4.根据权利要求3所述的一种适用于荒漠土壤种植的缓释土壤调理剂，其特征在于，螯合微量元素包括NTA螯合镁、EDTA螯合锌、EDTA螯合铜和EDTA螯合锰中一种或多种混合。

5.根据权利要求4所述的一种适用于荒漠土壤种植的缓释土壤调理剂，其特征在于，螯合微量元素按元素的有效量包括以下的成分：

镁 0.05-0.20%

锌 0.02-0.10%

铜 0.01-0.05%

锰 0.01-0.05%。

6.权利要求1-5任意一项权利要求所述的缓释土壤调理剂用于荒漠土壤禾本科植物玉米、甘蔗、水稻、大麦、小麦、燕麦、高粱、黑麦草、雀稗、梯牧草、早熟禾和狗尾草其中一种或两种以上的种植。