CN112125756A - 一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料及其制备方法，由废弃牡蛎壳粉末与蚓粪有机物料按1：5的干物质比例混合制备，牡蛎壳粉末与蚓粪有机物料是在70r/min的立式干粉搅拌机混合5min。本发明技术充分利用废弃牡蛎壳的土壤酸性提升能力及蚓粪有机物料的土壤肥力供应能力，在快速恢复桉树人工林土壤地力的同时实现废弃牡蛎壳资源化利用，实现土壤环境改良过程的经济效益和环境效益的统一。

Description

一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料

技术领域

本发明属于桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复的技术领域，涉及一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料及其制备方法。

背景技术

桉树具有生长迅速、适应性强等特性特点在我国南方广泛种植，呈现出较好的经济效益。桉树对土壤中养分的需求量很大，易对土壤养分进行掠夺性吸收，造成土壤分的贫瘠化，盐基离子流失，加速土壤酸化现象。尤其在只重“栽”不重“施”的经营管理模式下，桉树人工林土壤养分耗竭迅速，土壤环境质量逐步下降至不能满足正常植物生长，影响土壤生产力的可持续。肥力供应的不平衡导致土壤氮磷钾等元素的大量亏损状态，影响后续植物的生长需求；土壤酸化进一步加剧土壤盐基离子淋溶，易造成水体流失、土地荒漠化等剧烈的土壤地力下降现象。因此，桉树人工林后，土壤地力的恢复成为桉树人工林持续经营的重要保障，也是土壤环境可持续发展重要内容。

中国是世界上牡蛎产量最高的国家，牡蛎年产量占到了世界总产量的80%以上。因而，在中国沿海地区，每年会有240万多t的牡蛎壳被弃置，这不仅占用了大面积的土地，而且也是一种对资源的浪费。牡蛎壳的组成成分中80%是CaCO₃，可用作修复桉树林酸化土壤的天然材料，其不仅廉价易得，而且还不易造成土壤二次污染。因此，利用废弃牡蛎壳进行土壤地力恢复具有良好的环境效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料及其制备方法，能够在桉树人工林收获后，快速恢复改善土壤pH，恢复土壤地力，满足其他作为生长的土壤肥力及物理环境需求。

为实现上述目的，本发明所采用以下技术方案：

一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料，所述材料含有牡蛎壳粉末和蚓粪有机物料，所述牡蛎壳粉末和蚓粪有机物料以干物质重量比为1:5。

一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）废弃牡蛎壳经清水冲洗后，置于105℃高温环境进行烘焙8小时后，用球磨机以280r/min球磨1h，最后过2mm的筛孔获得牡蛎壳粉末；

（2）用牛粪与水稻秸秆混合物在含水量50-60%条件下按条堆式自然发酵20天后，按混合物重量比例的25%添加蚯蚓进行养殖，养殖完成后，筛除蚯蚓，获得蚓粪有机物料；

（3）牡蛎壳粉末和蚯蚓粪有机物料以干物质重量比为1:5进行充分混合后制备成土壤地力恢复材料。

所述步骤（2）中牛粪和水稻秸秆是质量比8:2混合，其中水稻秸秆的粉碎粒径为2-3mm。

所述步骤（2）蚯蚓养殖条件为20-30℃，养殖基质湿度为60-70%。

所述步骤（3）牡蛎壳粉末与蚓粪有机物料是在70r/min的立式干粉搅拌机混合5min。

其中废弃牡蛎壳为沿海牡蛎养殖，收获取肉后的废弃牡蛎壳；牡蛎壳清水冲洗其目的是为了减少表面海水残留影响；球磨过筛是为了提高牡蛎壳有效成分与土壤相互接触。

本发明基于废弃牡蛎壳的桉树人工林土壤地力恢复材料是充分考虑桉树人工林土壤酸化和肥力耗竭等现象，通过牡蛎壳有效成分的土壤酸性提升反应和蚓粪有机物料的肥力供应，实现土壤环境质量的提升，克服桉树种植后土壤肥力耗竭和酸性下降等不利因素，实现土壤生产力的迅速恢复。同时，废弃牡蛎壳的利用减轻牡蛎壳堆积的环境压力，实现废弃物资源化特点，展现出较好的环境效益。该土壤地力恢复材料具有如下优点：

1）快速缓解桉树人工林土壤酸化问题，减轻土壤酸化对后续植物生长的不利影响；

2）蚓粪有机物料作为土壤有机肥料输入，有效缓解土壤肥力消耗程度并改善土壤恶化的物理环境；

3）废弃牡蛎壳的有效成分的挖据，为牡蛎壳资源化利用提供一种途径，实现高效的环境效益

4）生产蚓粪有机物料的禽畜废弃物和秸秆以及废弃牡蛎壳，均是简单易获取材料，有利于生产和推广。

附图说明

图1 为不同比例的材料对桉树土壤pH值的影响。

图2为不同比例的材料对桉树土壤速效氮的影响。

图3为不同比例的材料对桉树土壤速效磷的影响。

图4为不同比例的材料对桉树土壤速效钾的影响。

图5为不同比例的材料对紫花苜蓿草生长的影响。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步解释说明，但本发明的范围不受限于此。

实施例1：

制备蚓粪有机物料：牛粪和水稻秸秆以8:2质量比例混合，其中水稻秸秆的粉碎粒径为2-3mm。用牛粪与水稻秸秆混合物在含水量60%条件下按条堆式自然发酵20天后，按混合物的25%（重量比例）添加蚯蚓进行养殖，蚯蚓养殖条件为25℃的室温条件，养殖基质湿度为65%。待养殖基质消耗完后，筛出蚯蚓，余下物质为蚓粪有机物料。

制备牡蛎壳粉：收集沿海牡蛎养殖取肉后的废弃牡蛎壳，经清水冲洗后，置于105℃高温环境进行烘焙8小时后，用球磨机以280r/min球磨1h，最后过2mm的筛孔获得牡蛎壳粉末；

材料制备：牡蛎壳粉末和蚓粪有机物料在70r/min的立式干粉搅拌机混合5min，充分混合后制备成土壤地力恢复材料。其中牡蛎壳粉末与蚯蚓粪是按干物质分别设置了1：5、1：1和2：1的比例进行评估。

实施例2

应用实验步骤如下：

（1）供试土壤选择：采自泉州某桉树种植土壤，桉树已砍伐。土壤为酸性赤红壤，pH为5.11±0.05；速效氮为4.05±0.33 mg/kg、速效磷为4.39±0.59 mg/kg、速效钾5.86±0.98mg/kg，黏粒含量37.7±0.17（%）。

（2）供试植物：紫花苜蓿草种

（3）实验设计：风干后的土壤过2mm筛孔，称取9.00kg的土壤，按照原土质量的10%添加实施例1中所制备的土壤地力恢复材料，混合均匀；以无添加任何材料的土壤作为对照组。每组设置5个重复。

（3）实验步骤：选取健康紫花苜蓿种子，浸泡在温度为50℃的水中30min。在温水浸泡之后，种子放在铺有无纺布的托盘中，使用喷壶将水均匀地喷洒在种子上，用保鲜膜包好，放入25℃、80%湿度的恒温恒湿箱培养58h后，选取芽长均等（芽长约2mm），粗细一致的种子进行播种。供试土壤用水浇透，接着用小铁耙将土壤表层翻开，把挑选好的种子均匀撒在土壤中，耙平土壤并进行适当的适当镇压，使种子与土壤紧密接触，每个盆栽播种种子数15-20粒，播种深度为1-2cm。在紫花苜蓿生长期间，根据土壤的干湿程度，适量浇水，及时除草、松土，同时，观察紫花苜蓿的长势。紫花苜蓿草是喜水植物，但是不耐涝，在其叶片变深时表示缺水，应及时灌溉。

（4）结果：与对照组相比，施用本发明材料后，土壤的pH有显著的升高（附图1所示），但过高的牡蛎壳与蚓粪有机物料比例，导致土壤pH升高过大，达pH 8.0以上，不利于植物的正常生长。与对照相比，施用本发明材料后，速效氮、速效磷及速效钾等土壤肥力升高显著，其中以牡蛎壳与蚯蚓粪比例为1：5的处理响应明显，表现出最显著的增效结果（附图2-4所示）；从紫花苜蓿草生长效果看，未施用发明材料及施的土壤处理植株全部死亡，说明桉树人工林种植后，土壤肥力及土壤酸性不利于苜蓿植物的正常生长，需要进行土壤地力恢复；施用牡蛎壳与蚯蚓粪比例为2：1处理，虽然土壤肥力也得到显著提升，但过高的牡蛎壳施用带来过高的土壤pH值，亦不利于植物的正常生长；从生长效果过，牡蛎壳与蚯蚓粪比例为1：5的处理明显好于1：1处理（附图5所示），虽然从废弃牡蛎壳资源化利用角度，高比例的牡蛎壳有助于废弃物的利用，但是考虑到pH的问题，1：5的壳粪比较适合多数植物的生长范围，因此，本发明材料最终将牡蛎壳与蚯蚓粪的比例设定为1：5，以此为材料制备的依据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料，其特征在于，所述材料含有牡蛎壳粉末和蚓粪有机物料。

2.根据权利要求1所述一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料，其特征在于，所述牡蛎壳粉末和蚓粪有机物料以干物质重量比为1:5。

3.如权利要求1所述的一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）废弃牡蛎壳经清水冲洗后，置于105℃高温环境进行烘焙8小时后，用球磨机以280r/min球磨1h，最后过2mm的筛孔获得牡蛎壳粉末；

（2）用牛粪与水稻秸秆混合物在含水量50-60%条件下按条堆式自然发酵20天后，按混合物重量比例的25%添加蚯蚓进行养殖，养殖完成后，筛除蚯蚓，获得蚓粪有机物料；

（3）牡蛎壳粉末和蚯蚓粪有机物料以干物质重量比为1:5进行充分混合后制备成土壤地力恢复材料。

4.根据权利要求3所述的一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中牛粪和水稻秸秆是质量比8:2混合，其中水稻秸秆的粉碎粒径为2-3mm。

5.根据权利要求3所述的一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）蚯蚓养殖条件为20-30℃，养殖基质湿度为60-70%。

6.根据权利要求1所述的一种桉树人工林土壤酸性改良及地力恢复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）牡蛎壳粉末与蚓粪有机物料是在70r/min的立式干粉搅拌机混合5min。

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