CN111919533B - 一种沙化土地综合改良方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种沙化土地综合改良方法。采用物理、化学和生物三种措施耦合进行沙化土地综合改良,包括:物理措施:采用砒砂岩与目标土地中的沙按照1‑1.5:1.5‑2体积比例进行复配,并按照每亩沙化土地75‑125kg的用量在所述复配过程的同期向目标土地施加生物胶;化学措施:向目标土地施加有机肥和高摩尔比缓释肥;生物措施:向目标土地按照每亩沙化土地5‑15kg的用量施加复合菌剂进行治理,及在目标土地栽植甘草,其中,所述复合菌剂由芽孢杆菌P75菌液、苜蓿中华根瘤菌D10菌液和巨大芽孢杆菌H3菌液按体积比1.8‑2.5:1‑1.7:3.5‑5.5混合得到。
Description
技术领域
本申请涉及土壤修复改良技术领域,特别涉及一种沙化土地综合改良方法。
背景技术
砒砂岩是指由古生代二叠纪、中生代三叠纪、侏罗纪和白垩纪的厚层砂岩、砂页岩和泥质砂岩组成的岩石互层。砒砂岩为陆相碎屑岩系,由于其上覆岩层厚度小、压力低,造成其成岩程度低、沙粒间胶结程度差、结构强度低。岩性为砾岩、砂岩及泥岩,交错层理发育,且颜色混杂,通常以红色、紫色、灰白色、灰绿色互层相间而存在,所以也叫“五花肉”。主要分布于山西、陕西、内蒙古接壤地区的鄂尔多斯高原,具有无水时坚硬、遇水时成泥和遇风时成砂的特点,受风力、水力、冻融和重力侵蚀非常严重,被称为“水土流失之最”和“地球的癌症”,植物生长困难。砒砂岩质土壤黏粉粒含量多(30%左右),遇水具有粘合作用,因此具有较好保水、保肥特性,但透气性差。
沙化土地土壤最显著的特征是土壤风蚀严重,土壤中粗砂粒含量高,养分贫瘠,孔隙度大,保水保肥能力弱,虽然透气性较好,但难以形成土壤团聚体。
二者自身物理性质存在互补性,对二者按一定比例进行掺和,可以相互改良,使其成为质地较好的新型土壤。目前,通过陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司和国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室研发,砒砂岩与沙复配改良技术在毛乌素沙地及陕西榆林地区得到广泛应用,使得沙化土壤物理性质得到有效改善。
现有技术的不足:如何在沙化土地物理性质得到有效改善的同时,快速、持久、环保的使改良土地养分状况得到有效改善,使沙化土地得到综合改善,目前尚无系统科学的解决办法。
发明内容
本申请针对现有技术的不足,提供了一种沙化土地综合改良的方法,通过物理-化学-生物三种措施多元耦合在沙化土地改良中综合配施,使沙化土壤物理性质得到有效改善的同时,促进沙质土壤保水保肥能力及防风蚀能力,且能够快速、持久、环保提升沙化土壤的肥力,进而使沙化土地土壤环境得到综合改善。
为实现上述有效改善沙化土壤物理性质同时、促进沙质土壤保水保肥能力及防风蚀能力,且快速、持久、环保提升沙化土壤的肥力的效果,本申请提供了一种沙化土地综合改良的方法,具体技术方案如下:
本申请提供一种沙化土地综合改良方法,采用物理、化学和生物三种措施耦合进行沙化土地综合改良,包括:
物理措施:采用砒砂岩与目标土地中的沙按照1-1.5:1.5-2体积比例进行复配,并按照每亩沙化土地75-125kg的用量在所述复配过程的同期向目标土地施加生物胶,所述砒砂岩的粒径为1.5-3.5mm;所述生物胶的粒径为250-420μm;其中,所述生物胶为亚麻籽胶、胡麻胶、瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、魔芋胶、沙蒿胶、阿拉伯胶、田菁胶、卡拉胶、香豆胶、葫芦巴胶、海藻胶、明胶、槐胶、果胶、松香胶中的至少一种;
所述物理措施还包括:
S401、将所述砒砂岩按照10-15cm的厚度覆于沙层厚度为15-20cm的沙化土地表面;
S402、进行旋耕,其中,旋耕深度为20-40cm;
S403、将所述生物胶按照每亩沙化土地75-125kg的用量覆于沙化土地表面;
S404、进行二次旋耕;
其中,旋耕深度为20-40cm;
化学措施:向目标土地施加有机肥和高摩尔比缓释肥;
生物措施:向目标土地按照每亩沙化土地5-15kg的用量施加复合菌剂进行治理,及在目标土地栽植甘草,其中,所述复合菌剂由耐盐芽孢杆菌P75菌液、苜蓿中华根瘤菌D10菌液和巨大芽孢杆菌H3菌液按体积比1.8-2.5:1-1.7:3.5-5.5混合得到。
可选地,对于所述的方法,化学措施中所述向目标土地施加有机肥和高摩尔比缓释肥,包括:
按照每亩沙化土地3m3-5m3的体积用量施加有机肥;
按照每亩沙化土地30-50kg的质量用量施加高摩尔比缓释肥。
可选地,对于所述的方法,所述高摩尔比缓释肥包括以下组分,以质量份数计:尿素90-300份、磷酸1-300份、磷酸一氢钠1-300份、液态脲甲醛30-100份和水40-150份;
其中,所述高摩尔比缓释肥中尿素与游离甲醛的质量含量比为1.2:1-1.5:1。
可选地,对于所述的方法,所述有机肥通过通过包括下述步骤的好氧堆肥工艺发酵得到;
S801、将牛羊粪便与辅料搅拌混合后,加入微生物发酵菌剂,进行堆放一次发酵;
S802、一次发酵完成后,进行腐熟二次发酵。
可选地,对于所述的方法,所述步骤S801包括:
所述辅料为经干燥粉碎的、长度为5-8mm的作物秸秆;
所述牛羊粪便与辅料的混合比例为3-4:1;
以牛羊粪便与辅料总质量计,所述微生物发酵菌剂添加量为1-4:10000;
所述微生物发酵菌剂为嗜热脲芽孢杆菌、嗜热脱氮地芽孢杆菌以及嗜热栖热菌混合微生物发酵菌剂,所述混合微生物发酵菌剂的总活菌数为3-5×108 CFU/g;
所述堆放一次发酵的堆高≤1.5m,堆宽≤3m;
所述堆放一次发酵包括:每2-3天抛翻一次,控制水分为50-60%,控制温度在10℃以上,所述堆放一次发酵的时间为10-15天;
所述步骤S802包括:
在腐熟二次发酵过程中每8-10天移堆一次。
可选地,对于所述的方法,所述生物措施采用的菌液的菌株来源包括:
所述耐盐芽孢杆菌P75菌液的菌株来源为:耐盐芽孢杆菌P75(Bacillushalotolerans P75),保藏编号为CCTCC NO: M2018690,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2018年10月17日;
所述苜蓿中华根瘤菌D10菌液的菌株来源为:苜蓿中华根瘤菌D10(Sinorhizobiummeliloti D10),保藏编号为CCTCC NO: M2016554,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2016年10月10日;
所述巨大芽孢杆菌H3菌液的菌株来源为:巨大芽孢杆菌H3(Bacillus megateriumH3),保藏编号为CCTCC NO: M2016551,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2016年10月10日。
可选地,对于所述的方法,生物措施中所述在目标土地栽植甘草,包括:
栽植行距30-35cm、株距10-20cm、深度20-30cm;
栽植量为:每亩沙化土栽植甘草50-70kg。
有益效果:
(1)本申请提供的方法适用于沙化土地区域的沙质土壤综合改良,基于物理-化学-生物三种措施多元耦合,实现了对沙化土地进行综合改良的目标;通过物理-化学-生物三种措施在沙化土地改良中综合配施,使得沙化土地物理性质得到有效改善的同时,还能进一步促进沙质土壤保水保肥能力和防风蚀能力;并且可以快速、持久、环保地提升沙化土地的土壤肥力,进而达到使沙化土地土壤物理特性、肥力特性及生物特性得到综合改善的目的。
(2)本申请提供的适用于沙化土地区域的沙质土壤综合改良的方法中,豆科植物甘草的种植,甘草自身固氮作用可有效提高土壤有机质、土壤氮等养分状况,而且可对沙化土地起到良好防风固沙的作用,为复合菌剂创造良好生长环境,两者相互作用,进而达到长期稳固改良沙化土壤养分循环和生物活性的效果;并且甘草作为优良中草药,可在沙化土地综合改良同时,创造丰富的经济价值。
附图说明
图1是实施例2化学措施中采用好氧堆肥工艺经微生物发酵制备有机肥的反应流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的具体实施方式进行进一步证明。
菌株保藏信息
耐盐芽孢杆菌P75(Bacillus halotolerans P75),保藏编号为CCTCC NO:M2018690,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2018年10月17日,该菌株已在公开号为CN110218666A的专利文本中被公开。
苜蓿中华根瘤菌D10(Sinorhizobiummeliloti D10),保藏编号为CCTCC NO:M2016554,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2016年10月10日,该菌株已在公开号为CN107937302A的专利文本中被公开。
巨大芽孢杆菌H3 (Bacillus megaterium H3),保藏编号为CCTCC NO:M2016551,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2016年10月10日,该菌株已在公开号为CN107488618A的专利文本中被公开。
实施例堆肥发酵工艺中微生物来源:
嗜热脲芽孢杆菌:购买于北京华奥科安科技有限公司,商品牌号为:嗜热脂肪杆菌芽孢菌片ATCC7953;
嗜热脱氮地芽孢杆菌:购买于北纳创联,商品牌号为:CICIMB2396;
嗜热栖热菌:为中国专利201210343220.5所公开的嗜热栖热菌UTM802。
本申请下述实施例中涉及的原料均可以通过普通商购渠道获得。
实施例1
本实施例中提供一种沙化土地综合改良的方法,其中包括物理、化学和生物三种措施耦合进行沙化土地综合改良,具体包括:
(1)物理措施。
具体地,采用砒砂岩与目标土地中的沙按照1-1.5:1.5-2体积比例进行复配,并按照每亩沙化土地75-125kg的用量在所述复配过程的同期向目标土地施加生物胶;
优选地,所述砒砂岩的粒径为1.5-3.5mm;所述生物胶的粒径为250-420μm;具体地,在实施物理措施之前,预先对砒砂岩以及生物胶进行机械粉碎并采用标准筛进行筛选。
优选地,所述生物胶为亚麻籽胶、胡麻胶、瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、魔芋胶、沙蒿胶、阿拉伯胶、田菁胶、卡拉胶、香豆胶、葫芦巴胶、海藻胶、明胶、槐胶、果胶、松香胶中的至少一种;优选为亚麻籽胶。
在本申请中,将砒砂岩与沙化土地的沙复配可有效改变沙化土壤颗粒组成、孔隙度及持水能力等土壤物理特性,且可有效防止风蚀;同期施加的生物胶含有黏度高的亚麻籽胶和丰富的养分及各种微量元素,施加于养分贫瘠的复配土壤,不仅可以有效促进复配土壤团聚体的形成,进一步促进沙化土壤的保水保肥能力,还可有效提升土壤肥力。
(2)化学措施。
具体地,向目标土地施加有机肥和高摩尔比缓释肥。
优选地,所述向目标土地施加有机肥和高摩尔比缓释肥,包括:按照每亩沙化土地3m3-5m3的体积用量施加有机肥;按照每亩沙化土地30-50kg的质量用量施加高摩尔比缓释肥。
进一步地,所述高摩尔比缓释肥包括:以质量份数计,尿素90-300份、磷酸1-300份、磷酸一氢钠1-300份、液态脲甲醛30-100份和水40-150份;优选为:尿素150-250份、磷酸100-200份、磷酸一氢钠200-300份、液态脲甲醛50-80份和水80-120份。
并且,所述高摩尔比缓释肥中含有游离甲醛,所述高摩尔比缓释肥中所述尿素与所述游离甲醛含量比为1.2:1-1.5:1;优选为1.3:1-1.4:1。
其中,所述有机肥采用好氧堆肥工艺,通过将羊粪、牛粪进行微生物发酵制备得到。
在本申请提供的沙化土地改良方法中,化学措施中采用的高摩尔比缓释肥是采用高摩尔比方法通过降低体系内未反应的游离甲醛含量得到,通过尿素与甲醛含量比,用以防止甲醛污染的同时提高脲的含量,从而极大提高肥效,且养分向环境散失少,无残留,对环境友好;并且施加采用微生物发酵方法制备的有机肥可以健康环保的提升贫瘠沙化土壤的土壤养分含量,施加的高摩尔比缓释肥遇水可迅速转为胶体,牢牢吸附于土壤颗粒,促进土壤团粒结构形成同时,有效防止沙化土壤中养分的流失,使所含营养元素在土壤中按速效、中效、长效三级释放,可有效促进氮肥利用率,延长肥效持续的时间;通过有机肥与高摩尔比缓释肥配施,可保证沙化土地肥力有效的提升,且可进一步增加土壤保肥性能,延长肥效。
(3)生物措施。
具体地,向目标土地按照每亩沙化土地5-15kg的用量施加复合菌剂进行治理,及在目标土地栽植甘草,其中,所述复合菌剂由耐盐芽孢杆菌P75菌液、苜蓿中华根瘤菌D10菌液和巨大芽孢杆菌H3菌液按体积比1.8-2.5:1-1.7:3.5-5.5混合得到。
优选地,所述复合菌剂由耐盐芽孢杆菌P75菌液、苜蓿中华根瘤菌D10菌液和巨大芽孢杆菌H3菌液按体积比2.0-2.3:1.2-1.5:4.2-5.2混合得到。
其中,所述复合菌剂可有效提升前述化学措施中的有机肥和高摩尔比缓释肥的养分利用效率,促进养分循环,对养分贫瘠沙化土壤进行养分提升,促进作物生长。
所种植甘草,为豆科植物,且耐寒、耐旱、耐瘠薄,自身固氮作用可有效改善土壤养分状况,而且可对沙化土地起到防风固沙的作用。
具体地,栽植行距30-35cm、株距10-20cm、深度20-30cm;
栽植量为:每亩沙化土栽植甘草50-70kg,优选为60kg。
在本申请提供的改良方法中,生物措施中复合菌剂施加可为甘草生长提供有效的养分;同时甘草生长可进一步提升土壤肥力,防风固沙,为复合菌剂创造良好生长环境,两者相互作用,进而达到长期稳固改良沙化土壤养分循环和生物活性的效果。
实施例2
本实施例中提供一种沙化土地综合改良的方法,其中包括物理、化学和生物三种措施耦合进行沙化土地综合改良,具体包括:
(1)物理措施:采用砒砂岩与目标土地中的沙按照1-1.5:1.5-2体积比例进行复配,并按照每亩沙化土地75-125kg的用量在所述复配过程的同期向目标土地施加生物胶;
优选地,所述砒砂岩的粒径为1.5-3.5mm;所述生物胶的粒径为250-420μm;具体地,在实施物理措施之前,预先对砒砂岩以及生物胶进行机械粉碎并采用标准筛进行筛选。其中
优选地,所述生物胶为亚麻籽胶、胡麻胶、瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、魔芋胶、沙蒿胶、阿拉伯胶、田菁胶、卡拉胶、香豆胶、葫芦巴胶、海藻胶、明胶、槐胶、果胶、松香胶中的至少一种;优选为亚麻籽胶。
进一步地,所述物理措施还可以采用下述方式a或方式b:
方式a:
S301、将所述砒砂岩按照10-15cm厚度覆于沙层厚度为15-20cm的沙化土地表面;优选砒砂岩厚度为12-15cm;
S302、将所述生物胶按照每亩沙化土地75-125kg的用量覆于沙化土地表面;
S303、进行旋耕;
其中,旋耕深度为20-40cm,旋耕次数为2-3次。
方式b:
S401、将所述砒砂岩按照10-15cm的厚度覆于沙层厚度为15-20cm的沙化土地表面;优选砒砂岩厚度为12-15cm;
S402、进行旋耕,其中,旋耕深度为20-40cm;
S403、将所述生物胶按照每亩沙化土地75-125kg的用量覆于沙化土地表面;
S404、进行二次旋耕;
其中,旋耕深度为20-40cm。
在本申请提供的改良方法中,物理措施采用方式a或者方式b,均可以将砒砂岩与目标土地中的沙进行复配,混合均匀,并且施加生物胶,共同作用,不仅可有效改变沙化土壤颗粒组成、孔隙度及持水能力等土壤物理特性,有效防止风蚀还可以促进复配土壤团聚体的形成,进一步促进沙化土壤的保水保肥能力,还可有效提升土壤肥力。
(2)化学措施:向目标土地施加有机肥和高摩尔比缓释肥。
优选地,所述向目标土地施加有机肥和高摩尔比缓释肥,包括:按照每亩沙化土地3m3-5m3的体积用量施加有机肥;按照每亩沙化土地30-50kg的质量用量施加高摩尔比缓释肥。
进一步地,所述高摩尔比缓释肥包括:以质量份数计,尿素90-300份、磷酸1-300份、磷酸一氢钠1-300份、液态脲甲醛30-100份和水40-150份;优选为:尿素150-250份、磷酸100-200份、磷酸一氢钠200-300份、液态脲甲醛50-80份和水80-120份。
并且,所述高摩尔比缓释肥中含有游离甲醛,所述高摩尔比缓释肥中所述尿素与所述游离甲醛含量比为1.2:1-1.5:1;优选为1.3:1-1.4:1。
其中,所述有机肥采用好氧堆肥工艺,通过将羊粪、牛粪进行微生物发酵制备得到。
进一步地,如图1所示,图1中展示了本申请化学措施中采用好氧堆肥工艺经微生物发酵制备有机肥的反应流程图,具体包括下述步骤:
将牛羊粪便与辅料搅拌混合后,掺入微生物发酵菌剂,然后进行堆放一次发酵;
发酵完成后,进行腐熟二次发酵,
其中,所述辅料为经干燥粉碎的、长度为5-8mm的作物秸秆;
所述牛羊粪便与辅料的混合比例为3-4:1,所述微生物发酵菌剂添加量,以牛羊粪便与辅料的总质量计,为1-4:10000,优选为2.5-4:10000;
进一步地,本申请中所述微生物菌剂为嗜热脲芽孢杆菌、嗜热脱氮地芽孢杆菌以及嗜热栖热菌混合微生物菌剂,所述混合微生物菌剂的总活菌数为3-6×108 CFU/g;优选为所述混合微生物菌剂总活菌数为4.5-5.5×108 CFU/g。
在本申请提供的改良方法中,发酵过程中添加微生物发酵菌剂可提高堆肥初期微生物的群体,增强微生物活性;
其中,进行堆放一次发酵的堆高≤1.5m,堆宽≤3m;优选为堆高0.8-1.3m,堆宽1.8-2.8m。
进行堆放一次发酵进一步包括:每2-3天抛翻一次,控制水分为50-60%,优选为55-60%;控制温度在10℃以上,优选为50-60℃;
进行堆放一次发酵的时间为10-15天,优选为12-15天;
进一步地,进行腐熟二次发酵包括:每8-10天移堆一次,优选为每9-10天移堆一次。
在进行堆肥发酵过程中,所述好氧堆肥原料化学参数控制为:①C/N和C/P比:初始物料的C/N为25-35:1、C/P比为75-150:1;②有机物含量:20-80%,优选为:40-60%;③氧浓度:控制氧浓度为8-18%;④pH:堆肥体系的pH为5.5-8.5。
在进行堆肥发酵过程中,所述好氧堆肥原料物理参数控制为:①环境温度:应不低于10℃,优选为50-60℃;②物料颗粒:粒径范围是10-30mm;③含水率:堆肥原料的含水率为50%-60%。
所述堆肥腐熟度的判断标准为:①碳氮比(C/N)为15-20:1,优选为16-18:1;②含水率在20%-35%,优选为28-30%;③好氧速率趋于稳定。
并且,在本申请中进行堆肥应符合国标GB7959中关于无害化卫生要求的规定。
进一步地,在上述好氧堆肥工艺中,所采用的混合微生物菌剂根据下述方法制备得到:
发酵培养基(以1L计):蛋白胨10g、牛肉膏3g、酵母膏2g,加水定容至1L,pH 值为7.0-7.2;
将上述嗜热脲芽孢杆菌、嗜热脱氮地芽孢杆菌以及嗜热栖热菌分别接种于发酵培养基中。每种菌株单独进行培养:在60-70℃条件下培养24小时;然后将得到的三种菌株的菌液进行混合,混合质量比为:1-1.5:2.5-3:3-4,优选为:1.2-1.5:2.5-2.8:3.2-3.8。并经过平板计数法检测,所得混合微生物菌剂中总活菌数为3.8-4×108 CFU/g。
在本申请提供的改良方法中,经过好氧堆肥工艺生产的有机肥,具有养分高效、有机质含量高、营养全面、可以调理土壤、激活土壤中微生物的活跃率、克服土壤板结、增加土壤空气通透性、减少水分流失与蒸发等优势,因而,可促进作物生长发育。
可选地,在本申请提供的改良方法中,所述高摩尔比缓释肥由包括下述步骤的制备方法制备得到:
S901、将30-100份液态脲甲醛加水制成体积浓度为37%的水溶液,加热至45-60℃;
S902、向S901得到的脲甲醛水溶液加入1-300份磷酸一氢钠缓冲碱性试剂,将pH调至7.5-9.0;
S903、向S902所得溶液中加入30-100份尿素,在45-60℃条件下反应1.5-2h;
S904、向S903所得溶液中加入体积浓度为40%的磷酸溶液,将pH调至4.5-5.5;
S905、向S904所得溶液中再次加入30-100份尿素,在45-60℃条件下反应1.5-2h;
S906、将S905所得溶液进行加热,加热至90℃;
S907、向S906所得溶液中第三次加入30-100份尿素,继续反应0.5-1h;
S908、将S907所得产物进行干燥,得到所述高摩尔比缓释肥。
在本申请提供的沙化土地改良方法中,化学措施中采用的高摩尔比缓释肥是采用高摩尔比方法通过降低体系内未反应的游离甲醛含量得到,通过尿素与甲醛含量比,用以防止甲醛污染的同时提高脲的含量,从而极大提高肥效,且养分向环境散失少,无残留,对环境友好;并且施加采用微生物发酵方法制备的有机肥可以健康环保的提升贫瘠沙化土壤的土壤养分含量,施加的高摩尔比缓释肥遇水可迅速转为胶体,牢牢吸附于土壤颗粒,促进土壤团粒结构形成同时,有效防止沙化土壤中养分的流失,使所含营养元素在土壤中按速效、中效、长效三级释放,可有效促进氮肥利用率,延长肥效持续的时间;通过有机肥与高摩尔比缓释肥配施,可保证沙化土地肥力有效的提升,且可进一步增加土壤保肥性能,延长肥效。
(3)生物措施:向目标土地按照每亩沙化土地5-15kg的用量施加复合菌剂进行治理,及在目标土地栽植甘草,其中,所述复合菌剂由耐盐芽孢杆菌P75菌液、苜蓿中华根瘤菌D10菌液和巨大芽孢杆菌H3菌液按体积比1.8-2.5:1-1.7:3.5-5.5混合得到。
优选地,所述复合菌剂由耐盐芽孢杆菌P75菌液、苜蓿中华根瘤菌D10菌液和巨大芽孢杆菌H3菌液按体积比2.0-2.3:1.2-1.5:4.2-5.2混合得到。
其中,所述耐盐芽孢杆菌P75菌液的菌株来源为:耐盐芽孢杆菌P75(Bacillushalotolerans P75),保藏编号为CCTCC NO: M2018690,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2018年10月17日;
所述苜蓿中华根瘤菌D10菌液的菌株来源为:苜蓿中华根瘤菌D10(SinorhizobiummelilotiD10),保藏编号为CCTCC NO: M2016554,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2016年10月10日;
所述巨大芽孢杆菌H3菌液的菌株来源为:巨大芽孢杆菌H3(Bacillus megateriumH3),保藏编号为CCTCC NO: M2016551,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2016年10月10日。
优选地,所述耐盐芽孢杆菌P75菌液由包括下述步骤的制备方法制备得到:
S1101、将耐盐芽孢杆菌P75斜面菌株挑取一环接种至LB固体培养基中培养,培养温度为25-28℃,培养时间为15-20h;
其中,所述LB固体培养基的组成包括:以质量份数计,胰蛋白胨10 份、酵母粉5份、NaCl 10 份、蒸馏水1000 份和琼脂20份。
S1102、在S1101中培养产物中选取饱满的单菌落接种于LB液体培养基中进行振荡培养,其中,所述振荡培养还包括:培养温度为25-28℃,振荡速率为140-155 r·min-1,培养时间为18-26 h;
其中,所述LB液体培养基的组成包括:以质量份数计,胰蛋白胨10 份、酵母粉5份、NaCl 10 份和蒸馏水1000 份。
S1103、将S1102培养产物离心后得到菌体沉淀物,并将所述菌体沉淀物重悬于无菌水中,得到耐盐芽孢杆菌P75菌液;
其中还包括:离心速率为5000-6000 r·min-1,离心时间为8-10 min,在重悬于无菌水过程中,调节OD600=1.0。
优选地,所述巨大芽孢杆菌H3菌液由包括下述步骤的制备方法制备得到:
S1201、将巨大芽孢杆菌H3挑取一环接种至LB固体培养基中培养,培养温度为25-28℃,培养时间为25-30h;
其中,所述LB固体培养基的组成包括:以质量份数计,胰蛋白胨10 份、酵母粉5份、NaCl 10 份、蒸馏水1000 份和琼脂20份。
S1202、在S1201所得培养产物中选取饱满的单菌落接种于LB液体培养基中进行振荡培养,其中,所述振荡培养还包括:培养温度为25-28℃,振荡速率为140-155 r·min-1,培养时间为18-26 h;
其中,所述LB液体培养基的组成包括:以质量份数计,胰蛋白胨10 份、酵母粉5份、NaCl 10 份和蒸馏水1000 份。
S1203、将S1202所得培养产物离心后得到菌体沉淀物,并将所述菌体沉淀物重悬于无菌水中,得到巨大芽孢杆菌H3菌液;
其中还包括:离心速率为5000-6000 r·min-1,离心时间为8-10 min,在重悬于无菌水过程中,调节OD600=1.0。
优选地,所述苜蓿中华根瘤菌D10菌液由包括下述步骤的制备方法制备得到:
S1301、将苜蓿中华根瘤菌D10斜面菌株接种至TY固体培养基中培养,培养温度为25-28℃,培养时间为25-30h;
所述TY固体培养基的组成包括:以质量份数计,蛋白胨5份, 酵母膏 3份, 无水CaCl2 0.647 份, 蒸馏水1000 份和琼脂20份。
S1302、在S1301所得培养产物中选取饱满的单菌落接种至TY液体培养基中进行振荡培养,其中,所述振荡培养还包括:培养温度为25-28℃,振荡速率为140-150 r·min-1,培养时间为20-25 h;
其中,还包括所述TY液体培养基的组成包括:以质量份数计,蛋白胨5份, 酵母膏3份, 无水CaCl2 0.647 份和蒸馏水1000 份。
S1303、将S1302所得培养产物离心后得到菌体沉淀物,并将所述菌体沉淀物重悬于无菌水中,得到苜蓿中华根瘤菌D10菌液;
其中还包括:离心速率为5000-6000 r·min-1,离心时间为8-10 min,在重悬于无菌水过程中,调节OD600=1.0。
在本申请提供的改良方法中,采用上述制备方法制备得到的复合菌剂可以有效提高菌液中的活菌数;且本申请采用的三种菌株方便易得,便于本领域技术人员获取。
可选地,在本申请提供的改良方法中,生物措施中还包括种植甘草;
在目标土地栽植甘草,包括:栽植行距30-35cm、株距10-20cm、深度20-30cm;
栽植量为:每亩沙化土栽植甘草50-70kg(约5410-7580株),优选为60kg(约为6500株)。
并且,在本申请提供的改良方法中,对于甘草的栽植技术以本领域常用栽培手段,本申请对此不作限制。
在本申请提供的改良方法中,生物措施中复合菌剂施加可为甘草生长提供有效的养分;同时甘草生长可进一步提升土壤肥力,防风固沙,为复合菌剂创造良好生长环境,两者相互作用,进而达到长期稳固改良沙化土壤养分循环和生物活性的效果。
综上所述,本实施例通过上述改良方法方法对沙化土地进行改良,通过物理-化学-生物三种措施在沙化土地改良中综合配施,沙化土地物理性质得到有效改善的同时,进一步促进沙质土壤保水保肥能力和防风蚀能力,且快速、持久、环保提升沙化土地土壤肥力,进而达到使沙化土地土壤物理特性、肥力特性及生物特性得到综合改善的目的。并且通过豆科植物甘草的种植,一方面,甘草自身固氮作用可有效提高土壤有机质、土壤氮等养分状况,而且可对沙化土地起到良好防风固沙的作用,为复合菌剂创造良好生长环境,两者相互作用,进而达到长期稳固改良沙化土壤养分循环和生物活性的效果。另一方面,甘草作为优良中草药,可在沙化土地综合改良同时,创造丰富的经济价值。
下面将结合试验例和对比例对本申请提供的沙化土地综合改良的方法作进一步证明。
试验例1 物理-化学-生物综合措施,具体为:
(1)物理措施:目标土地中沙的厚度为20cm,将所述砒砂岩按照15cm厚度机械覆于沙化土地表面;
将所述生物胶(亚麻籽胶)按照每亩沙化土地75kg的用量机械覆于沙化土地表面;
进行机械旋耕,旋耕深度为20cm,旋耕次数为3次。
(2)化学措施中:按照每亩沙化土地3m3的体积用量施加有机肥;按照每亩沙化土地30kg的质量用量施加高摩尔比缓释肥。
其中,每1kg高摩尔比缓释肥包括:以质量份数计,尿素90份、磷酸1份、磷酸一氢钠300份、液态脲甲醛30份和水150份。
其中,所述有机肥通过包括下述步骤的制备方法制备得到:
S801将牛羊粪便与辅料搅拌混合后,掺入微生物发酵菌剂,然后进行堆放一次发酵;
S802、步骤S801发酵完成后,进行腐熟二次发酵;
其中,步骤S801中所述辅料为经干燥粉碎的、长度为5-8mm的作物秸秆;
其中,步骤S801中所述牛羊粪便与辅料的混合比例为4:1,所述微生物发酵菌剂添加量,以牛羊粪便与辅料的总质量计,为3:10000;
进一步地,本申请中所述微生物菌剂为嗜热脲芽孢杆菌、嗜热脱氮地芽孢杆菌以及嗜热栖热菌混合微生物菌剂,所述混合微生物菌剂总活菌数为5.0×108 CFU/g。
其中,步骤S801中堆放一次发酵的堆高0.8m,堆宽2.8m。
步骤S801中进行堆放一次发酵进一步包括:每3天抛翻一次,控制水分为55-60%;控制温度为55-60℃;
步骤S801中进行堆放一次发酵的时间为13天;
进一步地,步骤S802中行腐熟二次发酵包括:每9天移堆一次。
(3)生物措施:向目标土地按照每亩沙化土地5kg的用量施加复合菌剂进行治理,及在目标土地栽植甘草,其中,所述复合菌剂由耐盐芽孢杆菌P75菌液、苜蓿中华根瘤菌D10菌液和巨大芽孢杆菌H3菌液按体积比1.8 : 1.0: 3.5混合得到。
在本申请提供的综合改良方法的生物措施中,甘草栽植规格包括:栽植行距32cm、株距15cm、深度25cm;
栽植量为:每亩沙化土栽植甘草50kg(约5410株)。
其中,所述耐盐芽孢杆菌P75菌液由包括下述步骤的制备方法制备得到:
(1)将耐盐芽孢杆菌P75斜面菌株挑取一环接种至LB固体培养基中培养,培养温度为25-26℃,培养时间为18h;
其中,所述LB固体培养基的组成包括:以质量份数计,胰蛋白胨10g、酵母粉5g、NaCl 10g、蒸馏水1000 g和琼脂20g。
(2)将步骤(1)中的培养产物中选取饱满的单菌落接种于LB液体培养基中进行振荡培养,其中,所述振荡培养还包括:培养温度为25-26℃,振荡速率为150 r·min-1,培养时间为25h;
其中,所述LB液体培养基的组成包括:以质量份数计,胰蛋白胨10g、酵母粉5g、NaCl 10g和蒸馏水1000g。
(3)将步骤(2)中培养产物离心后得到菌体沉淀物,并将所述菌体沉淀物重悬于无菌水中,得到耐盐芽孢杆菌P75菌液;
其中还包括:离心速率为6000 r·min-1,离心时间为8 min,在重悬于无菌水过程中,调节OD600=1.0。
其中,所述巨大芽孢杆菌H3菌液由包括下述步骤的制备方法制备得到:
(1)将巨大芽孢杆菌H3挑取一环接种至LB固体培养基中培养,培养温度为28℃,培养时间30h;
其中,所述LB固体培养基的组成包括:以质量份数计,胰蛋白胨10g、酵母粉5g、NaCl 10 g、蒸馏水1000 g和琼脂20g。
(2)将步骤(1)所得培养产物中选取饱满的单菌落接种于LB液体培养基中进行振荡培养,其中,所述振荡培养还包括:培养温度为28℃,振荡速率为150 r·min-1,培养时间为20h;
其中,所述LB液体培养基的组成包括:以质量份数计,胰蛋白胨10g、酵母粉5g、NaCl 10 g和蒸馏水1000g。
(3)将步骤(2)所得培养产物离心后得到菌体沉淀物,并将所述菌体沉淀物重悬于无菌水中,得到巨大芽孢杆菌H3菌液;
其中还包括:离心速率为5000 r·min-1,离心时间为10 min,在重悬于无菌水过程中,调节OD600=1.0。
其中,所述苜蓿中华根瘤菌D10菌液由包括下述步骤的制备方法制备得到:
(1)将苜蓿中华根瘤菌D10斜面菌株接种至TY固体培养基中培养,培养温度为28℃,培养时间为30h;
所述TY固体培养基的组成包括:以质量份数计,蛋白胨5g, 酵母膏 3g, 无水CaCl2 0.647g, 蒸馏水1000g和琼脂20g。
(2)将步骤(1)所得培养产物中选取饱满的单菌落接种至TY液体培养基中进行振荡培养,其中,所述振荡培养还包括:培养温度为28℃℃,振荡速率为150 r·min-1,培养时间为22 h;
其中,还包括所述TY液体培养基的组成包括:以质量份数计,蛋白胨5g, 酵母膏3g, 无水CaCl2 0.647 g和蒸馏水1000g。
(3)将步骤(2)所得培养产物离心后得到菌体沉淀物,并将所述菌体沉淀物重悬于无菌水中,得到苜蓿中华根瘤菌D10菌液;
其中还包括:离心速率为5000 r·min-1,离心时间为10 min,在重悬于无菌水过程中,调节OD600=1.0。
试验例2
(1)物理措施:目标土地中沙的厚度为20cm,将所述砒砂岩按照10cm厚度机械覆于沙化土地表面;
将所述生物胶(亚麻籽胶)按照每亩沙化土地125kg的用量机械覆于沙化土地表面;
进行机械旋耕,旋耕深度为40cm,旋耕次数为3次。
(2)化学措施中:按照每亩沙化土地5m3的体积用量施加有机肥;按照每亩沙化土地50kg的质量用量施加高摩尔比缓释肥。
其中,每1kg高摩尔比缓释肥包括:尿素300份、磷酸300份、磷酸一氢钠1份、液态脲甲醛100份和水40份。
其中,有机肥的堆肥发酵过程与上述试验例1中相同。
(3)生物措施:向目标土地按照每亩沙化土地15kg的用量施加复合菌剂进行治理,及在目标土地栽植甘草,其中,所述复合菌剂由耐盐芽孢杆菌P75菌液、苜蓿中华根瘤菌D10菌液和巨大芽孢杆菌H3菌液按体积比2.5 : 1.7: 5.5混合得到。其中三种菌液的制备方法与试验例1中相同。
其中,甘草栽植规格包括:栽植行距32cm、株距15cm、深度25cm;
栽植量为:每亩沙化土栽植甘草70kg(约7580株)。
试验例3
(1)物理措施:目标土地中沙的厚度为10cm,将所述砒砂岩按照15cm厚度机械覆于沙化土地表面;
将所述生物胶(亚麻籽胶)按照每亩沙化土地100kg的用量机械覆于沙化土地表面;
进行机械旋耕,旋耕深度为30cm,旋耕次数为2次。
(2)化学措施中:按照每亩沙化土地4m3的体积用量施加有机肥;按照每亩沙化土地40kg的质量用量施加高摩尔比缓释肥。
其中,每1kg高摩尔比缓释肥包括:尿素195份、磷酸150份、磷酸一氢钠150份、液态脲甲醛65份和水95份。
其中,有机肥的堆肥发酵过程与上述试验例1中相同。
(3)生物措施:向目标土地按照每亩沙化土地10kg的用量施加复合菌剂进行治理,及在目标土地栽植甘草,其中,所述复合菌剂由耐盐芽孢杆菌P75菌液、苜蓿中华根瘤菌D10菌液和巨大芽孢杆菌H3菌液按体积比2.2 : 1.3: 4.5混合得到。其中三种菌液的制备方法与试验例1中相同。
其中,甘草栽植规格包括:栽植行距32cm、株距15cm、深度25cm;
栽植量为:每亩沙化土栽植甘草60kg(约6500株)。
其余操作在前述实施例中已经进行详细记载,若有没有特意指出的操作,则为本领域普通技术人员能够知晓的常规操作。
对比例1
采用试验例1中提供的物理措施。
对比例2
采用试验例1中提供的生物措施。
对比例3
采用试验例1中提供的化学措施。
对比例4
采用试验例1中提供的物理措施以及化学措施。
对比例5
采用试验例1中提供的物理措施以及生物措施。
对比例6
采用试验例1中提供的化学措施以及生物措施。
空白组:未进行任何处理裸沙对照样地,不进行任何改良处理。
进一步地,为了进行下述植物长势监测,在对比例1、3、4和空白组中按照试验例1中提供的甘草栽植的方法栽植甘草。
将上述试验例1-3、对比例1-6中和空白组进行下述测试:
样地布设、土样采集、测试及植物长势监测
样地布设:于5月初分别按照试验例1-3、对比例1-6中和空白组(共10个处理组)的方法进行样地布设,每个处理组设置3个重复,每个重复面积为10×10m,各处理重复间采用随机区组排列的方法进行布设。
土壤取样:待同年10月初,进行土壤样品采集与测试,分别在各处理各重复样地中间位置挖取1个长宽各1m,深50cm的土壤剖面,用100cm3土壤环刀分别采集0-10 cm、10-20cm、20-30 cm三个土层的土壤,环刀样品用于测试土壤容重、田间持水量、孔隙度、入渗及蒸发速率。此外,在每个剖面内用密封袋另取0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm三个土层约1kg的等量土壤进行均匀混合,带回实验室,经室内风干、去杂、过0.25mm筛后,进行土壤有机质、速效氮、速效磷含量测定。在每个调查样方中按“S”型9个样点进行取样,取样时间为2019年10月8日,每个样点分别采集0-10、10-20 cm、20-30 cm三个土层的等量土壤进行均匀混合,剔除植物凋落物和残根等,分装于塑料密封袋密封,并放置于装有冰盒的样品恒温冷藏箱中,迅速带回实验室于4℃冷藏,并在短期内进行土壤酶活性测定。
土壤物理性质测试方法:将环刀取下顶盖,将垫有滤纸的圆孔一面置于平底托盘,加水至环刀上沿以下2-4毫米,并根据观察情况进行加水,将水位保持在环刀上沿以下2-4毫米,浸水24小时,进行置沙后测定土壤容重、田间持水量、孔隙度、入渗及蒸发速率。
土壤容重D(g/cm3)= (C-M1)/V
土壤田间持水量(%)=[E-(C-M1)]/ (C- M1)
土壤总孔隙度Pt(%)=100×(1-D/d)
注:式中,C:烘干土+环刀重,D:土壤容重(g/cm3),d:土壤比重,E:置沙2昼夜环刀+湿土重,M1环刀重,V环刀容积。
在置沙后,测定完环刀+湿土重后,置于室外分别在2h、4h、6h、8h、10h、12h、24h、28h、30h、36h、48h、54h、60h、72h测定环刀+土重,计算土壤蒸发速率。
在将环刀内土壤经65℃恒温烘箱烘干至恒重后,利用双环刀法进行土壤入渗速率测量。
土壤化学性质测定方法:土壤有机质含量测定用重铬酸钾氧化分光光度法;速效氮使用碱解扩散法测定;速效磷采用碳酸氢钠浸提,目锑抗比色法测定,分析方法均按照《土壤农业化学分析方法》进行。土壤样品风干后,蔗糖酶活性测定采用3,5-二硝基水杨酸比色法,以24 h后1 g土壤中葡萄糖的毫克数表示;脲酶活性测定采用苯酚钠比色法,以24h后1 g土壤中NH3-N的毫克数表示。
植物长势监测:同年10月初,与土壤取样时间同步,分别在各处理各重复样地靠中间位置选取1m×1m样方,在每个样方内分别选随机选取大中小各5株甘草,用卷尺测量甘草自然株高,并统计每个样方甘草密度和盖度。
将试验例1-3、对比例1-6和空白组进行上述检测后,各处理组的测试结果如下:
(1)耦合措施对土壤物理性质的影响
表1 试验例及对比例的土壤物理性质
通过上表可以看出:
(1)将对比例1-3与空白组(空白对照组)进行对比,对比例1-3改良土地检测的各项性能均有所提高,证明本申请提供的综合改良方法中,单独将物理、化学以及生物措施进行土地改良均具有一定的改良效果;
(2)将试验例1-3、对比例1-6和空白组进行对比,其中,对比例1-6相比于空白组,土壤各项性能有所提高,但是均未达到本申请试验例1-3中采用物理-化学-生物三种措施耦合进行沙化土地改良获得的改良效果,证明本申请提供的三种措施同时施加对沙化土地进行治理能够达到协同效果,比单独施加一种措施或两种措施效果更好。
(3)试验例1-3中土壤容重为1.38-1.45g/cm3、土壤田间持水量为23.26-24.16%、土壤总孔隙度为33.59-34.54%、土壤入渗速率为6.67-7.04mm/min、土壤蒸发速为0.28-0.34mm/min;
在对比例1-6中:土壤容重为1.50-1.60g/cm3、土壤田间持水量为18.91-21.69%、土壤总孔隙度为26.25-32.49%、土壤入渗速率为7.45-10.48mm/min、土壤蒸发速为0.38-0.62mm/min;
可以看出本申请试验例1-3对于土壤物理性质的提高效果明显优于对比例1-6。
(2)耦合措施对土壤养分含量的影响
表2 试验例及对比例土壤养分含量
通过上表可以看出:
(1)将对比例1-3与空白组进行对比,对比例1-3中土壤养分中有机质、速效氮、速效磷的含量相比于空白组均有所提高,证明本申请提供的综合改良方法中,单独将物理、化学以及生物措施进行土地改良也具有一定的增加土壤营养物质含量的效果;
(2)将试验例1-3、对比例1-6和空白组进行对比,其中,对比例1-6相比于空白组,土壤营养物质含量均有所提高,但是均未达到本申请试验例1-3中采用物理-化学-生物三种措施耦合进行沙化土地改良获得的土壤中营养物质的含量。
(3)在试验例1-3中,有机质为2.01-2.52g/kg、速效氮7.25-7.34mg/kg、速效磷为7.61-7.83mg/kg;在对比例1-6中,有机质为1.48-1.89g/kg、速效氮为5.12-7.15mg/kg、速效磷为6.23-7.01mg/kg。
可以看出本申请试验例1-3对于土壤养分含量的提高效果明显优于对比例1-6。
(3)耦合措施对土壤酶活性的影响
表3 试验例及对比例土壤酶活性
通过上表可以看出:
(1)将对比例1-3与空白组进行对比,对比例1-3中土壤中蔗糖酶以及脲酶的含量相比于空白组均有所提高,证明本申请提供的综合改良方法中,单独将物理、化学以及生物措施进行土地改良也具有一定的增加土壤中酶活性的效果;
(2)将试验例1-3、对比例1-6和空白组进行对比,其中,对比例1-6相比于空白组,土壤中蔗糖酶以及脲酶的含量均有所提高,但是均未达到本申请试验例1-3中采用物理-化学-生物三种措施耦合进行沙化土地改良获得的土壤中蔗糖酶以及脲酶的含量。
(3)在试验例1-3中,蔗糖酶含量为4.35-8.32mg/g、脲酶含量为87.32-150.79ugNH3—N/g;
在对比例1-6中,蔗糖酶含量为10.91-12.35mg/g、脲酶含量为206.84-234.20ugNH3—N/g;
可以看出本申请试验例1-3对于土壤酶活性的提高效果明显优于对比例1-6。
(4)耦合措施对甘草生长的影响
表4 试验例及对比例甘草栽植
通过上表可以看出:
(1)将对比例1-3与空白组进行对比,对比例1-3中甘草的株高、单位面积植株密度以及单位面积植株盖度相比于空白组均有所提高,证明本申请提供的综合改良方法中,单独将物理、化学以及生物措施进行土地改良也具有一定的增提升甘草生长状况的效果;
(2)将试验例1-3、对比例1-6和空白组进行对比,其中,对比例1-6相比于空白组,甘草的株高、单位面积植株密度以及单位面积植株盖度均有所提高,但是均未达到本申请试验例1-3中采用物理-化学-生物三种措施耦合进行沙化土地改后甘草的栽植效果。
(3)在试验例1-3中,甘草的株高为46.52-47.89m、单位面积植株密度为40.33-44.27株/m2、单位面积植株盖度为57.95-58.51%;
在对比例1-6中,甘草的株高为33.44-39.40cm、单位面积植株密度为36.20-39.70株/m2、单位面积植株盖度为54.37-57.21%;
可以看出本申请试验例1-3对于甘草栽植效果的提高效果明显优于对比例1-6。
综上所述,在耦合措施对于土壤物理性质、土壤养分含量、土壤酶活性以及对甘草栽植效果的影响测试中,相比于空白组。试验例1-3以及对比例1-6中所得测试结果均有所提高;同时试验例1-3所得的的测试结果均优于对比例1-6,证明本申请提供的物理-化学-生物三种措施耦合的改良方法对沙化土地的治理效果最优异,达到了协同治理的效果
在本文中,“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制,还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。
除非另有说明,本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围,也包括含于其中的若干子范围。
上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明,但是本申请并不限于上述实施方式和实施例,在本领域技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.一种沙化土地综合改良方法,其特征在于,采用物理、化学和生物三种措施耦合进行沙化土地综合改良,包括:
物理措施:采用砒砂岩与目标土地中的沙按照1-1.5:1.5-2体积比例进行复配,并覆于沙化土壤表面,并按照每亩沙化土地75-125kg的用量在所述复配过程的同期向目标土地施加生物胶,所述砒砂岩的粒径为1.5-3.5mm;所述生物胶的粒径为250-420μm;其中,所述生物胶为亚麻籽胶、胡麻胶、瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、魔芋胶、沙蒿胶、阿拉伯胶、田菁胶、卡拉胶、香豆胶、葫芦巴胶、海藻胶、明胶、槐胶、果胶、松香胶中的至少一种;
所述物理措施还包括:
S401、将所述砒砂岩按照10-15cm的厚度覆于沙层厚度为15-20cm的沙化土地表面;
S402、进行旋耕,其中,旋耕深度为20-40cm;
S403、将所述生物胶按照每亩沙化土地75-125kg的用量覆于沙化土地表面;
S404、进行二次旋耕;
其中,旋耕深度为20-40cm;
化学措施:向目标土地施加有机肥和高摩尔比缓释肥;
生物措施:向目标土地按照每亩沙化土地5-15kg的用量施加复合菌剂进行治理,及在目标土地栽植甘草,其中,所述复合菌剂由耐盐芽孢杆菌P75菌液、苜蓿中华根瘤菌D10菌液和巨大芽孢杆菌H3菌液按体积比1.8-2.5:1-1.7:3.5-5.5混合得到。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,化学措施中所述向目标土地施加有机肥和高摩尔比缓释肥,包括:
按照每亩沙化土地3m3-5m3的体积用量施加有机肥;
按照每亩沙化土地30-50kg的质量用量施加高摩尔比缓释肥。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述高摩尔比缓释肥包括以下组分,以质量份数计:尿素90-300份、磷酸1-300份、磷酸一氢钠1-300份、液态脲甲醛30-100份和水40-150份;
其中,所述高摩尔比缓释肥中尿素与游离甲醛的质量含量比为1.2:1-1.5:1。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述有机肥通过包括下述步骤的好氧堆肥工艺发酵得到;
S801、将牛羊粪便与辅料搅拌混合后,加入微生物发酵菌剂,进行堆放一次发酵;
S802、一次发酵完成后,进行腐熟二次发酵。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤S801包括:
所述辅料为经干燥粉碎的、长度为5-8mm的作物秸秆;
所述牛羊粪便与辅料的混合比例为3-4:1;
以牛羊粪便与辅料总质量计,所述微生物发酵菌剂添加量为1-4:10000;
所述微生物发酵菌剂为嗜热脲芽孢杆菌、嗜热脱氮地芽孢杆菌以及嗜热栖热菌混合微生物发酵菌剂,所述混合微生物发酵菌剂的总活菌数为3-5×108 CFU/g;
所述堆放一次发酵的堆高≤1.5m,堆宽≤3m;
所述堆放一次发酵包括:每2-3天抛翻一次,控制水分为50-60%,控制温度在10℃以上,所述堆放一次发酵的时间为10-15天;
所述步骤S802包括:
在腐熟二次发酵过程中每8-10天移堆一次。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述生物措施采用的菌液的菌株来源包括:
所述耐盐芽孢杆菌P75菌液的菌株来源为:耐盐芽孢杆菌P75(Bacillus halotoleransP75),保藏编号为CCTCC NO: M2018690,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2018年10月17日;
所述苜蓿中华根瘤菌D10菌液的菌株来源为:苜蓿中华根瘤菌D10(Sinorhizobiummeliloti D10),保藏编号为CCTCC NO: M2016554,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2016年10月10日;
所述巨大芽孢杆菌H3菌液的菌株来源为:巨大芽孢杆菌H3(Bacillus megateriumH3),保藏编号为CCTCC NO: M2016551,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2016年10月10日。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,生物措施中所述在目标土地栽植甘草,包括:
栽植行距30-35cm、株距10-20cm、深度20-30cm;
栽植量为:每亩沙化土栽植甘草50-70kg。
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