CN112409065A - 一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂及其施用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂及其施用方法，所述土壤整理剂以中药残渣和生物质炭为主要成分，利用中药残渣的多孔疏松特性改善土壤的透气和透水性，以及利用生物质炭的多孔吸附特性去除有害物质，实现马铃薯连作后土壤的快速修复；与此同时，在土壤整理剂中施加改善土壤肥力的组分如腐殖酸钠、磷酸二氢钾或尿素等，增加土壤的肥力，促进马铃薯的生长；以及利用中药残渣的抗菌性能和微生物菌剂改善土壤的微生态环境，促进根际微生态菌落的形成，保证马铃薯根系的生长，进而提高马铃薯的产量。

Description

一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂及其施用方法
技术领域
本发明属于土壤连作障碍修复领域，具体涉及一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂及施用方法。
背景技术
马铃薯又称土豆、洋芋、山药蛋等，其食用部位是地下块茎，富含淀粉和粗蛋白质，可粮菜饲兼用；工业上可生产淀粉、酒精等，是典型的高产作物，也是我国部分马铃薯主产区农民脱贫致富、增加收入的支柱产业。马铃薯是全球第四大粮食作物，中国是世界马铃薯总产最多的国家。
连作障碍引起的土壤恶化、病害积累等一直是困扰马铃薯生产的一大障碍。近年来，随着马铃薯产业化程度的提高，连作问题更加突出。马铃薯连作障碍的发生，不仅影响马铃薯产量和品质，同时还降低了产品的安全性。因此，急需解决马铃薯连作障碍问题，从而实现马铃薯的高产、稳产。
总结国内外马铃薯连作的研究成果，马铃薯连作障碍形成机制主要有土壤微生物变化、养分比例失调、盐渍化加重、土壤物理结构改变及植物自毒作用等，通过实施轮作、科学施肥等措施，可以有效控制连作障碍对马铃薯生产的影响。目前马铃薯施用的肥料以化学肥料为主，造成土壤板结，肥力下降等问题；病虫害的防治主要采用化学农药，不仅易产生抗药性，还会造成严重的环境污染等问题。
通过施加土壤整理剂能够改变土壤物理结构，微生物菌落环境，以及增加土壤肥力，是克服马铃薯连作障碍的普遍做法。然而，现有的土壤整理剂成分复杂，功能单一，效果不佳，无法快速解决马铃薯连作障碍的问题，不能有效的实现马铃薯的增产。因此，亟需提供一种新的克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂及其施用方法，所述土壤整理剂以中药残渣和生物质炭为主要成分，利用中药残渣的多孔疏松特性改善土壤的透气和透水性，以及利用生物质炭的多孔吸附特性去除有害物质，实现马铃薯连作后土壤的快速修复；与此同时，在土壤整理剂中施加改善土壤肥力的组分如腐殖酸钠、磷酸二氢钾或尿素等，增加土壤的肥力，促进马铃薯的生长；以及利用中药残渣的抗菌性能和微生物菌剂改善土壤的微生态环境，促进根际微生态菌落的形成，保证马铃薯根系的生长，进而提高马铃薯的产量。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，由以下重量份的原料组成：中药残渣80-100份，生物质炭40-60份，腐殖酸钠20-35份，硅藻土10-25份，钠基膨润土10-15份，纳米零价铁5-8份，磷酸二氢钾5-8份，尿素6-10份，微生物菌剂10-15份，pH调节剂3-5份，保水剂3-6份，螯合剂2-4份。
优选地，所述中药残渣为三七、黄芪、金银花、穿心莲、连翘、柴胡的一种或多种，所述中药残渣经过干燥后粉碎，过30-50目筛；
优选地，所述生物质炭由农作物秸秆粉碎后经高温热解制备而成，具体方法包括以下步骤：首先，取农作物秸秆干燥后粉碎至3-5cm小段；其次，将粉碎的农作物秸秆置于高温热解炉中，控制温度450-550℃，在无氧或通入氮气的条件下，热解1-1.5h；最后，将热解后产物置于硫酸和磷酸重量比1:2的混酸溶液中浸渍10-20min，过滤干燥即得生物质炭；
优选地，所述微生物菌剂由质量占比为20％的枯草芽孢杆菌、20％的苏云金芽孢杆菌、10％的放线细菌、10％的地衣芽孢杆菌、10％的硫化细菌、15％的硝化细菌、15％的酵母菌组成；
优选地，所述pH调节剂选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、碳酸钠的一种或多种；
优选地，所述保水剂选自聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉接枝聚丙烯酸钠中的一种或多种；
优选地，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、羟乙基乙二胺三乙酸三钠、氨三乙酸三钠中的一种或多种。
本发明的另一个目的在于提供一种上述土壤整理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述重量份称取中药残渣、腐殖酸钠、钠基膨润土、微生物菌剂和尿素混合均匀，加入适量水分，在温度35-45℃下密封发酵3-5天；
(2)向步骤(2)制备得到的发酵产物中加入其余组分混合均匀即制备得到土壤整理剂。
本发明的另一个目的在于提供一种上述土壤整理剂的施用方法，包括以下步骤：
(1)将土壤表层20-30cm的土层进行翻土，置于阳光下晾晒1-2天；
(2)向步骤(1)的土壤表层施加所述土壤整理剂，用量300-500kg/亩，静置3-5h后进行翻土，并再次施加一层所述土壤生物修复剂，用量200-400kg/亩然后静置3-5天；
(3)在完成步骤2的土壤表面喷淋水分，然后将完成喷淋水分后的土壤进行通风干燥，即完成土壤的修复。
本发明的另一个目的在于提供一种马铃薯的种植方法，包括以下步骤：
(1)马铃薯种预处理
将马铃薯切成块茎，放入消毒剂中浸泡8-10min后，再与拌种剂按重量比1:3-4的混合，得到马铃薯种；
(2)在已经修复的土壤中施加农家肥，用量800-1000kg/亩，栽种步骤(1)中的马铃薯种后浇水；
(3)待马铃薯出苗后，进行浇水、除草、施肥的田间管理。
本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明的土壤整理剂富含中药残渣，能够利用中药残渣的多孔疏松特性、以及残留的抗菌杀虫活性成分，能够快速改善马铃薯连作障碍土地的土壤结构和去除有害成分，并在后续的马铃薯生长过程中提供抗菌杀虫作用，减少病虫害；
(2)本发明的土壤整理剂同样富含生物质炭，利用生物质炭的多孔吸附特性去除有害物质，实现马铃薯连作后土壤的快速修复；与此同时，在土壤整理剂中施加改善土壤肥力的组分如腐殖酸钠、磷酸二氢钾或尿素等，增加土壤的肥力，促进马铃薯的生长；以及利用中药残渣的抗菌性能和微生物菌剂改善土壤的微生态环境，促进根际微生态菌落的形成，保证马铃薯根系的生长，进而提高马铃薯的产量。
(3)本发明的土壤整理剂原料来源丰富，成本低廉，制备方法简单，适合大面积推广，而且可以使原料发酵分解更加充分彻底；所述土壤调理剂不但富含丰富的有机质、微量元素等营养物质，还能有效解决土壤板结问题，改善土壤透气性，调节土壤酸碱平衡，增强土壤保肥保水能力，以及促进植物对蛋白质以及钙、铁、锌等微量元素的吸收，快速高效的实现土壤改良，有效解决马铃薯连作障碍。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
(1)制备生物质炭：首先，取农作物秸秆干燥后粉碎至5cm小段；其次，将粉碎的农作物秸秆置于高温热解炉中，控制温度550℃，在无氧的条件下，热解1.5h；最后，将热解后产物置于硫酸和磷酸重量比1:2的混酸溶液中浸渍20min，过滤干燥即得生物质炭。
(2)制备微生物菌剂：微生物菌剂由质量占比为20％的枯草芽孢杆菌、20％的苏云金芽孢杆菌、10％的放线细菌、10％的地衣芽孢杆菌、10％的硫化细菌、15％的硝化细菌、15％的酵母菌组成。
实施例1
一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，由以下重量份的原料组成：中药残渣100份，生物质炭60份，腐殖酸钠20份，硅藻土25份，钠基膨润土15份，纳米零价铁8份，磷酸二氢钾8份，尿素10份，微生物菌剂15份，pH调节剂5份，保水剂3份，螯合剂2份；
所述中药残渣为三七残渣，经过干燥后粉碎，过30目筛；所述pH调节剂为氧化钙；所述保水剂为聚丙烯酸钾；所述螯合剂为乙二胺四乙酸；
上述土壤整理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述重量份称取中药残渣、腐殖酸钠、钠基膨润土、微生物菌剂和尿素混合均匀，加入适量水分，在温度45℃下密封发酵5天；
(2)向步骤(2)制备得到的发酵产物中加入其余组分混合均匀即制备得到土壤整理剂。
实施例2
一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，由以下重量份的原料组成：中药残渣80份，生物质炭60份，腐殖酸钠35份，硅藻土10份，钠基膨润土10份，纳米零价铁5份，磷酸二氢钾8份，尿素10份，微生物菌剂15份，pH调节剂5份，保水剂3份，螯合剂4份。
所述中药残渣为柴胡，经过干燥后粉碎，过50目筛；所述pH调节剂为碳酸钠；所述保水剂为淀粉接枝聚丙烯酸钠；所述螯合剂为羟乙基乙二胺三乙酸三钠。
上述土壤整理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述重量份称取中药残渣、腐殖酸钠、钠基膨润土、微生物菌剂和尿素混合均匀，加入适量水分，在温度35℃下密封发酵5天；
(2)向步骤(2)制备得到的发酵产物中加入其余组分混合均匀即制备得到土壤整理剂。
实施例3
一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，由以下重量份的原料组成：中药残渣100份，生物质炭60份，腐殖酸钠30份，硅藻土25份，钠基膨润土12份，纳米零价铁7份，磷酸二氢钾5份，尿素8份，微生物菌剂15份，pH调节剂4份，保水剂5份，螯合剂3份。
所述中药残渣为穿心莲，经过干燥后粉碎，过40目筛；所述pH调节剂为碳酸钙；所述保水剂为聚丙烯酸铵；所述螯合剂为氨三乙酸三钠中。
上述土壤整理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述重量份称取中药残渣、腐殖酸钠、钠基膨润土、微生物菌剂和尿素混合均匀，加入适量水分，在温度40℃下密封发酵4天；
(2)向步骤(2)制备得到的发酵产物中加入其余组分混合均匀即制备得到土壤整理剂。
实施例4
一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，由以下重量份的原料组成：中药残渣90份，生物质炭50份，腐殖酸钠25份，硅藻土18份，钠基膨润土12份，纳米零价铁6份，磷酸二氢钾7份，尿素8份，微生物菌剂13份，pH调节剂4份，保水剂5份，螯合剂2份。
所述中药残渣为金银花，经过干燥后粉碎，过50目筛；所述pH调节剂为氧化钙；所述保水剂为聚丙烯酸钾；所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠。
上述土壤整理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述重量份称取中药残渣、腐殖酸钠、钠基膨润土、微生物菌剂和尿素混合均匀，加入适量水分，在温度35℃下密封发酵4天；
(2)向步骤(2)制备得到的发酵产物中加入其余组分混合均匀即制备得到土壤整理剂。
实施例5
一种实施例1所述土壤整理剂的施用方法，包括以下步骤：
(1)将土壤表层30cm的土层进行翻土，置于阳光下晾晒2天；
(2)向步骤(1)的土壤表层施加所述土壤整理剂，用量500kg/亩，静置5h后进行翻土，并再次施加一层所述土壤生物修复剂，用量400kg/亩然后静置5天；
(3)在完成步骤2的土壤表面喷淋水分，然后将完成喷淋水分后的土壤进行通风干燥，即完成土壤的修复。
实施例6
一种马铃薯的种植方法，包括以下步骤：
(1)马铃薯种预处理
将马铃薯切成块茎，放入消毒剂中浸泡10min后，再与拌种剂按重量比1:3的混合，得到马铃薯种；
(2)在经过实施例5修复的土壤中施加农家肥，用量1000kg/亩，栽种步骤(1)中的马铃薯种后浇水；
(3)待马铃薯出苗后，进行浇水、除草、施肥的田间管理。
经过大田实验可知，通过施加土壤整理剂后，连续种植马铃薯后的亩产量并未降低；同时，在对连续种植马铃薯后的土地施加土壤整理剂后，采用实施例6所述方法种植马铃薯后亩产量明显提高。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，其特征在于：由以下重量份的原料组成：中药残渣80-100份，生物质炭40-60份，腐殖酸钠20-35份，硅藻土10-25份，钠基膨润土10-15份，纳米零价铁5-8份，磷酸二氢钾5-8份，尿素6-10份，微生物菌剂10-15份，pH调节剂3-5份，保水剂3-6份，螯合剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，其特征在于：所述中药残渣为三七、黄芪、金银花、穿心莲、连翘、柴胡的一种或多种，所述中药残渣经过干燥后粉碎，过30-50目筛。
3.根据权利要求1所述的一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，其特征在于：所述生物质炭由农作物秸秆粉碎后经高温热解制备而成；具体方法包括以下步骤：首先，取农作物秸秆干燥后粉碎至3-5cm小段；其次，将粉碎的农作物秸秆置于高温热解炉中，控制温度450-550℃，在无氧或通入氮气的条件下，热解1-1.5h；最后，将热解后产物置于硫酸和磷酸重量比1:2的混酸溶液中浸渍10-20min，过滤干燥即得生物质炭。
4.根据权利要求1所述的一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，其特征在于：所述微生物菌剂由质量占比为20％的枯草芽孢杆菌、20％的苏云金芽孢杆菌、10％的放线细菌、10％的地衣芽孢杆菌、10％的硫化细菌、15％的硝化细菌、15％的酵母菌组成。
5.根据权利要求1所述的一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，其特征在于：所述pH调节剂选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、碳酸钠的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，其特征在于：所述保水剂选自聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉接枝聚丙烯酸钠中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种克服马铃薯连作障碍的土壤整理剂，其特征在于：所述螯合剂选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、羟乙基乙二胺三乙酸三钠、氨三乙酸三钠中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种上述土壤整理剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按照上述重量份称取中药残渣、腐殖酸钠、钠基膨润土、微生物菌剂和尿素混合均匀，加入适量水分，在温度35-45℃下密封发酵3-5天；
(2)向步骤(2)制备得到的发酵产物中加入其余组分混合均匀即制备得到土壤整理剂。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种上述土壤整理剂的施用方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将土壤表层20-30cm的土层进行翻土，置于阳光下晾晒1-2天；
(2)向步骤(1)的土壤表层施加所述土壤整理剂，用量300-500kg/亩，静置3-5h后进行翻土，并再次施加一层所述土壤生物修复剂，用量200-400kg/亩然后静置3-5天；
(3)在完成步骤2的土壤表面喷淋水分，然后将完成喷淋水分后的土壤进行通风干燥，即完成土壤的修复。
10.一种马铃薯的种植方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)马铃薯种预处理
将马铃薯切成块茎，放入消毒剂中浸泡8-10min后，再与拌种剂按重量比1:3-4的混合，得到马铃薯种；
(2)在经过权利要求9所述施用方法修复的土壤中施加农家肥，用量800-1000kg/亩，栽种步骤(1)中的马铃薯种后浇水；
(3)待马铃薯出苗后，进行浇水、除草、施肥的田间管理。
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